高中化学——物质结构和元素周期律

第5讲　物质结构和元素周期律

[最新考纲]

1．了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。4.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以ⅠA族和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。

考点一　原子结构及化学键

[重温真题]

1．(2015·上海高考)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝。关于Lv的叙述错误的是(　　)

A．原子序数116                                           B．中子数177

C．核外电子数116                                       D．相对原子质量293

答案　D

2．(2015·课标全国Ⅱ，9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a^－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c^－和d^＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是(　　)

A．元素的非金属性次序为c>b>a

B. a和其他3种元素均能形成共价化合物

C. d和其他3种元素均能形成离子化合物

D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6

解析　a^—的电子层结构与氦相同，则a为氢元素；b和c的次外层有8个电子，且最外层电子数分别为6、7，则b为硫元素，c为氯元素；d的最外层电子数为1，且c^—和d^＋的电子层结构相同，则d为钾元素。A项，元素的非金属性次序为Cl>S>H，正确；H₂S和HCl是共价化合物，KH、K₂S和KCl是离子化合物，B项错误，C项正确；D项，氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为＋1和－1、＋6和－2、＋7和－1，因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6，正确。

答案　B

3．(2016·江苏化学，4)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是(　　)

A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构

B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物

C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强

D．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)

解析　X为ⅥA族元素，由原子序数关系可知为氧元素，Y为氟元素，Z为钠元素，W为硫元素。O^2－为10e^－，S^2－为18e^－，电子层结构不同，A错误；NaF为活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物，B正确；氟的非金属性强，气态氢化物更稳定，C错误；原子半径：Na>S>O>F，D错误。

答案　B

感悟高考

1．题型：选择题

2．考向：原子结构主要是以最新科技成果或新材料为知识载体，考查核素的各数目之间的关系，全国新课标卷近五年几乎没有考查，在各省市高考中经常出现，预计今后全国课标卷高考中会出现，而化学键主要在元素推断题中以单选项的形式考查，化学键的类型及其与物质类别的关系。

特别关注：①根据成键特点书写电子式；②化学键与物质类别关系。

[知识精华]

1．区分：元素、核素、同位素之间的关系

2．知记：

(1)微粒间“四个”数量关系

①质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。

②质量数＝质子数＋中子数

③质子数＝阳离子的核外电子数＋阳离子所带正电荷数。

④质子数＝阴离子的核外电子数－阴离子所带负电荷数。

(2)10电子微粒和18电子微粒

①10电子微粒

若10电子微粒满足关系：则一定是NH＋OH^－NH₃↑＋H₂O。

②18电子微粒

CH₃—CH₃、H₂N—NH₂、HO—OH、F—F、F—CH₃、CH₃—OH……

3．总结：化学键与物质类别的关系

状元体会

化学键与物质类别的关系是高考常考点，除了根据该化合物中含有化学键的特点进行判断外，还需注意以下问题：①根据熔融状态下的导电性判断化合物类型：熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。

②在离子化合物中一般既含有金属元素又含有非金属元素(铵盐除外)；共价化合物一般只含有非金属元素，但个别含有金属元素，如AlCl₃也是共价化合物；只含有非金属元素的化合物不一定是共价化合物，如铵盐。

③非金属单质只有共价键(稀有气体除外)。

④气态氢化物是共价化合物，只含共价键，而金属氢化物(如NaH)是离子化合物，含离子键。

[题组精练]

题组1　原子结构及微粒间的关系

1．月球表面土壤里的一种非常有用的资源——可控核聚变的原料³He，下列关于³He的叙述正确的是(　　)

A．³He和⁴He是同种原子

B．³He和⁴He互为同位素

C．核聚变时，原子核发生了变化，该变化是化学变化

D．在³He中存在：质子数＝中子数＝核外电子数

答案　B

2．磷化铝片剂是一种常见杀虫剂，多用于熏杀粮食、种子仓库内的害虫。其使用方法有严格标准，居室内严禁存放和使用，施药期间，严禁人畜居住，用药及储药区内禁止烟火。下列说法正确的是(　　)

A．白磷与红磷互为同分异构体

B.Al与Al互为同素异形体

C．³¹P核外有31个电子

D.AlP有45个中子

答案　D

3．某元素的一个原子形成的离子可表示为X^n－，下列说法正确的是(　　)

A.X^n－含有的中子数为a＋b

B.X^n－含有的电子数为a－n

C．X原子的质量数为a＋b＋n

D．1个X原子的质量约为 g

解析　X^n－中a表示质子数，b表示质量数，“n－”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n，A、B、C项错误；1 mol X的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 g，D项正确。

答案　D

■方法技巧　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

“四同”的判断方法

　判断的关键是抓住描述的对象。

(1)同位素——原子，如H、H、H。

(2)同素异形体——单质，如O₂、O₃。

(3)同系物——有机化合物，如CH₃CH₃、CH₃CH₂CH₃。

(4)同分异构体——有机化合物，如正戊烷、新戊烷。

题组2　化学键与物质类别关系

4．下列有关化学键的叙述中不正确的是(　　)

A．只有非金属元素原子间才能形成共价键

B．共价化合物中不可能含有离子键

C．单质中不可能含有离子键

D．非金属单质中不一定含有共价键

解析　如AlCl₃中有共价键，A项错；只要有离子键就是离子化合物，所以B、C项都正确；双原子和多原子的非金属单质都有共价键，而稀有气体单质中不含共价键，D项正确。

答案　A

5．在标准状况下，将2.24 L NH₃与4.48 L HCl气体充入密闭容器内混合。已知：NH₃＋HCl===NH₄Cl。下列说法正确的是(设N_A为阿伏加德罗常数的值)(　　)

A．反应中有0.4N_A个共价键断裂

B．反应中有0.3N_A个离子键形成

C．混合后，容器内物质含有0.5N_A个化学键

D．混合前气体中含有0.5N_A个共价键

解析　考生在解答本题时，若不理解反应的实质易错选A。1个NH₃分子中存在3个共价键，1个HCl分子中存在1个共价键，故反应前容器内共含有共价键0.1 mol×3＋0.2 mol＝0.5 mol，D项正确；NH₃与HCl反应生成NH₄Cl，NH₃与H^＋形成NH，故反应中NH₃分子中的共价键没有断裂，只有HCl分子中的共价键断裂，HCl过量，故生成离子键0.1 mol，断裂共价键0.1mol，A、B项错误；混合后，生成的0.1mol NH₄Cl中存在0.4mol共价键和0.1 mol离子键，过量的0.1 mol HCl中含有0.1mol共价键，共0.6 mol化学键，C项错误。

答案　D

考点二　元素周期表　元素周期律

[重温真题]

1．(2016·课标全国Ⅰ，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01 mol·L^－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径的大小W<X<Y

B．元素的非金属性Z>X>Y

C．Y的氢化物常温常压下为液态

D．X的最高价氧化物的水化物为强酸

解析　由n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，可知Z元素为Cl，n为Cl₂，再根据q的水溶液具有漂白性，可知q为HClO，由0.01 mol·L^－1 r溶液的pH为2，可判断r为一元强酸，则r为HCl，然后根据n和p的反应条件，以及s通常是难溶于水的混合物，可知p为烷烃，s为烷烃的氯代物；根据题意，W、X、Y、Z是短周期原子序数依次增加的四种元素，可进一步推知W、X、Y、Z分别为H、C、O、Cl。A项，根据原子半径的变化规律，可知原子半径：H<O<C，错误；B项，根据同周期元素非金属的变化规律，可知非金属性：O＞C，再由CCl₄、ClO₂中化合价的正负，可知非金属性：O＞Cl＞C，错误；C项，氧的氢化物可能为H₂O或H₂O₂，常温常压下二者均为液态，正确；D项，碳的最高价氧化物的水化物H₂CO₃为弱酸，错误。

答案　C