物质结构元素周期律
专题一
?专题归纳元素推断题在历年高考中占有一定的比例(主要在选择题体现)主要考查元素周期表中“位、构、性”的关系及利用物质结构和性质进行综合推断的能力要求熟练掌握短周期所有元素的结构特点在周期表中的位置以及它们的重要化合物的性质在此基础上进行综合分析。一
在以上基础上针对题目按以下具体方法进行推断。
2．与元素推断相关的几个问题。(1)原子结构与元素在周期表中位置关系的规律。核外电子层数＝周期数。主族元素的最外层电子数＝主族序数。质子数＝原子序数＝原子核外电子数。主族元素的最高正化合价＝主族序数；最低负化合价的绝对值＝8－主族序数。(2)周期表中特殊位置的短周期元素。族序数等于周期数的短周期元素：H、Be、Al。族序数等于周期数2倍的短周期C、S。族序数等于周期数3倍的短周期元素：O。周期数是族序数2倍的短周期元素：Li。周期数是族序数3倍的短周期元素：Na。最高正化合价与最低负化合价的代数和为零的短周期元素：C、Si。最高正化合价是最低负化合价绝对值3倍的短周期元素：S。除H外原子半径最小的元素为F(H是原子半径最小的元素)。最高正化合价不等于族序数的主族元素有：O、F。核内无中子的元素：H。(3)元素性质、存在、用途的特殊性。形成化合物种类最多的元素：C。气态氢化C(CH4中H的质量分数)。空气中含量最多的元素：N。地壳中含量最多的元素：O；地壳中含量最多的金属元素：Al。最活泼的非金属元素或无正价的非金属元素或无含氧酸的非金属元素或气态氢化物最稳定的非金属元素：F。自然界中稳定存在的最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素：Cs。焰色反应呈黄色的元素：Na；焰色反应呈紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)的元素：K。单质最轻的元素：H；最轻的金属元素：Li。常温下单质呈液态的金属元素：Hg；常Br。由短周期元素组成的A、B、C、D、E、F六种粒子其中只有C、D是分子其余四种均为离子且每个粒子中均含有10个电子。已知A、E是由非金属元素组成的阳离子六种粒子间存在下列关系：、B两种粒子在加热条件下生成C、D两种分子；通常情况下C为气态且可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；离子与1molE离子作用可生成2molD分子；向含F离子的溶液中加入C的溶液可生成白色沉淀W的溶液B离子或大量E离子的溶液沉淀W溶解。(1)粒子B的化学式是________所含化学键类型是________；粒子E的名称是________；粒子F对应的元素在周期表中的位置是________________。(2)写出下列反应的离子方程式。＋过量C的溶液：_______________________。＋含大量B_______________________。解析：由②可知C为NH根据A、E是非金属元素组成的阳离子可知A、E分别是NH和H＋中的一种。由①和③可确定A为NH为OH－为H为H＋白色沉淀不溶于氨水却既溶于强酸又溶于强碱只能是铝离子。答案：(1)OH－极性共价键(或共价键)水合氢离子第三周期第ⅢA族(2)Al3＋＋3NH(OH)3↓＋3NH(OH)3＋OH－＋2H专题训练、Y、Z都是短周期元素原子的最外层只有1个电子原子的M层电子数只有K层与L层电子数之和的一半原子的L层电子数比Y原子的L层电子数少2且Y元素可有2种正价两种正价的2。由X、Y、Z三种元素组成的化合物的化学式可能是(C)②XYZ③XYZ④X⑤X⑥XA．①②③B．④⑤⑥解析：由Y原子的M层电子数只有K层与L层电子数之和的一半可得Y为P由Z原子的L层电子数比Y原子的L层电子2可得Z为O原子的最外层只有1个电子可以为H、Li或者Na化合价均为＋1。
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍是地壳中含量最高的元素＋与Y－具有相同的电子层结构与X同主族。下列说法正确的是(D)原子半径大小顺序：(W)＞(Z)＞(Y)＞(X)
B．Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同的最高价氧化物对应水化物的酸性比WD．Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强解析：短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍因此X是碳元素。Y是地壳中含量最高的元素则Y是氧元素。Z＋与Y－具有相同的电子层结构则Z是镁元素。W与X同主族因此W是硅元素。A.同周期自左向右原子半径逐渐减小同主族自上而下原子半径逐渐增大则原子半径大小顺序：(Z)＞(W)＞(X)＞(Y)，A不正确B.Y分别与Z、W形成的化合物分别是氧化镁和二氧化硅前者含有离子键后者含有共价键化学键类型不相同不正确；C.碳元素的非金属性强于硅元素非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强因此X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强不正确；D.氧元素的非金属性强于硅元素非金属性越强氢化物的稳定性越强因此Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强正确答案选D。
短周期元素A、B、C、D、E其原子序数的大小顺序为：A＞C＞D＞E＞B。A、C、D位于同一周期原子最外层电子数是次外层电子数的3倍原子比E原子少2个电子。A元素的单质0.015mol与足量盐酸完全反应时有个电子发生转移。(1)A位于元素周期表的第________周期、第________族位于第________周期、第________族。(2)B单质在E单质中完全燃烧生成的化合物的结构式为______该分子中含________(选填“极性”或“非极性”(3)写出A、C、D的最高价氧化物对应水化物的化学式并比较其酸碱性强弱：___________________________________________。解析：由E原子最外层电子数是次外层电子数的3倍可得E为O由B原子比E原子少2个电子可得B为C由原子序数大小顺序可知A、C、D位于第三周期。由与盐酸反应时转移电子的物质的量为可知A为Al则C为Mg为Na。答案：(1)三ⅢA二ⅥA(2)O===C===O极性(3)碱性：NaOH＞(OH)2＞Al(OH)
?专题归纳同一元素的“位、构、性”关系可表示如下。
在具体解题过1．结构与位置互推问题是解题的基础。(1)掌握四个关系式。电子层数＝周期序数。质子数＝原子序数。最外层电子数＝主族序数。主族元素的最高正价＝主族序数主族元素的最低负价＝主族序数－8。性质与位置互推问题是解题的关键。熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律主要包括：(1)元素的金属性、非金属性；(2)气态氢化物的稳定性；(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性；(4)单质的氧化性、还原性。结构和性质的互推问题是解题的要素。1)最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成的化合物的性质。元素“位、构、性”规律的应用。根据原子序数推断元素在元素周期表中的位置规律。(1)根据每一周期结尾的稀有气体元素的原子序数分别为2、8、18、36、54、86用给定的原子序数减去比它小且最接近的稀有气体元素的原子序数即得该元素所在的纵行。元素周期表共有18个纵行从左到右依次为：ⅠA、ⅡA、、、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、、0族。这种元素的周期数比相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数大1。(2)同一主族相邻周期两元素原子序数的差值。第ⅠA、ⅡA族上一周期元素的原子序数＋该周期元素的数目＝下一周期元素的原子序数。第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族上一周期元素的原子序数＋下一周期元素的数目＝下一周期元素的原子序数。特别提示：各周期元素所包括的元素种数依次为：2、8、8、18、18、32。下图是元素周期表的一部分下列说法中正确的是()
A．原子半径：④＞③气态氢化物的稳定性：③大于⑥与氢键无关元素⑤的单质与元素②的最高价氧化物对应的水化物反应时参加反应的⑤单质与生成氢气的物质的量之比为2元素④、⑦、⑨的单质的氧化性依次增强解析：A项原子半径应该是O大于F错误；B项同主族元素所形成的氢化物的稳定性随着元素的非金属性的增大而增强与分子间存在的氢键C项与HNO的反应极其复杂如果是浓HNO则常温下不会反应产生气体如果是稀HNO则反应生成的不是氢气而是NO错误；D项、Cl、Br的氧化性依次减弱错误。答案：B
专题训练甲～辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲和戊的原子序数相差3戊的一种单质是自然界硬度最大的物质丁和辛属同周期元素。下列判断正确的是(B)
A．金属性：甲＞乙＞丙原子半径：辛＞己＞戊丙和庚的原子核外电子数相差11乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物解析：戊的一种单质是自然界硬度最大的物质所以戊是C元素；则己、庚分别是Si、Ge元素；甲和戊的原子序数相差3所以甲是Li元素则乙、丙分别是Na、K元素；则丁是Ca元素辛是Ga元素。A.根据元素周期律同主族元素的金属性从上到下逐渐增强所以金属性：甲＜乙＜丙错误；B.电子层数越多原子半径越大正确；丙为19号钾元32号锗元素故丙和庚的原子核外电子数相差13错误；乙为Na单质在空气中燃烧生成Na含离子键、共价键错误；答案为B。
短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大原子最外层有6个电子是至今发现的非金属性最强的元素在周期表中处于周期序数等于族序数的位置的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是(A)原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W解析：四种元素都是短周期元素且原子序数依次增大原子最外层有6个电子推出X是O元素是至今发现的非金属性最强的元素推出Y是F元素在周期表中处于周期序数等于族序数的位置推出Z是Al元素的单质广泛用作半导体材料推出W是Si元素。A.四种元素的原子最外层电子数分别是：6、7、3、4最外层电子数由多到少的顺序是：F、O、Si、Al故A正确；B.原子半径：电子层数越多半径越大同周期从左向右半径依次减小(稀有气体除外)原子半径由大到小的顺序是：Al＞Si＞O＞F故B错误；C.Al是金属主要体现金属性故C错误；D.氢化物越稳定其非金属性越强非金属性F＞O＞Si氢化物稳定性：HF＞H＞SiH故D错误。
短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如下图所示其中T所处的周期序数与主族序数相等。请回答下列问题。
(1)T的原子结构示意图为________。(2)元素的非金属性强弱顺序(原子的得电子能力)为Q________(选填“强于”或“弱于”)W。(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应生成两种物质其中一种是气体反应的化学方程式为________________________________________________。(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物此分解。解析：由几种元素的相对位置可知T所处的周期序数为三由T所处的周期序数与主族序数相等可得T为Al则Q为C为N为S。
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