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物質結構 元素周期律,第五章,第15講 元素周期律 化學鍵,,1．堿金屬元素 堿金屬元素包括鋰(Li)、____( )、____( )、銣(Rb)、銫(Cs)等，堿金屬元素的相似性和遞變性如下表：,同主族元素性質的相似性和遞變性,鈉,Na,鉀,K,1,失,遞增,增大,還原性,＋1,增強,銀白,較小,較低,增大,降低,還原性,增強,2．鹵族元素 鹵族元素包括氟(F)、____( )、溴(Br)、____( )等，鹵族元素的相似性和遞變性如下表：,氯,Cl,碘,I,7,得,遞增,增大,氧化性,＋7,減弱,顏色,較低的熔點,變深,增大,升高,氧化性,減弱,【答案】C,【答案】C,1．內容 元素周期律是元素的性質隨__________遞增而呈________變化的規(guī)律。 2．具體表現(xiàn),元素周期律,核電荷數(shù),周期性,相同,依次增多,依次增多,相同,減小,增大,增強,減弱,減弱,增強,＋1→＋7,主族族序數(shù),減弱,增強,減弱,增強,減弱,減弱,增強,易,增強,難,減弱,增強,3．判斷下列說法是否正確(對的畫“√”，錯的畫“×”)。 (1)同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數(shù)的增加而減弱( ) (2014山東卷－8A) (2)核外電子排布相同的微?；瘜W性質也相同( ) (2014山東卷－8B) (3)第二周期元素從左到右，最高正價從＋1遞增到＋7( ) (2013天津卷—3B),(4)同主族元素的簡單陰離子還原性越強，水解程度越大( ) (2013天津卷—3C) (5)同周期金屬元素的化合價越高，其原子失電子能力越強( ) (2013天津卷—3D) (6)ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素( ) (2012山東卷－9B) 【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√,4．依據(jù)元素周期表及元素周期律，下列推斷正確的是( ) A．H3BO3的酸性比H2CO3的強 B．Mg(OH)2的堿性比Be(OH)2的強 C．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性依次增強 D．若M＋和R2－的核外電子層結構相同，則原子序數(shù)：RM 【答案】B,1．化學鍵 (1)含義：使離子相結合或________相結合的作用力。 (2)特點：①短程有效；②強烈的相互作用。,化學鍵和分子間作用力,原子,(3)分類,陰、陽離子,活潑,活潑,離子,電子對原子的相互作用,非金屬,共價,極性,非極性,2．分子間作用力和氫鍵 (1)分子間作用力 ①概念：把分子聚集在一起的作用力，又稱__________。 ②特點 a．分子間作用力比化學鍵________。 b．分子間作用力影響物質的________、________等物理性質，而化學鍵影響物質的化學性質和物理性質。 c．分子間作用力存在于多數(shù)共價化合物、氣態(tài)非金屬單質及稀有氣體之間，如CH4、O2、Ne等。,范德華力,弱得多,熔點,沸點,③大小規(guī)律：一般說來，組成和結構相似的物質，相對分子質量越大，分子間作用力________，物質的熔、沸點________，如鹵素單質的熔、沸點由高到低的順序為I2Br2Cl2F2。 (2)氫鍵 ①可看成是較強的________________。 ②作用力強弱：________氫鍵______________。 ③氫鍵影響物質的物理性質，如使物質的熔、沸點________，使物質在水中的溶解度________等。,越大,越高,分子間作用力,化學鍵,分子間作用力,升高,增大,化學鍵與化合物類型的關系,,說明：(1)從圖中可以看出，離子化合物一定含有離子鍵，離子鍵只能存在于離子化合物中。 (2)共價鍵可存在于離子化合物、共價化合物和共價單質分子中。,5．判斷下列說法是否正確(對的畫“√”，錯的畫“×”)。 (1)所有物質都存在化學鍵( ) (2)僅由非金屬元素的組成的物質中可能含有離子鍵( ) (3)離子化合物中一定含有離子鍵，可能含有共價鍵( ) (4)共價化合物一定不含有離子鍵，一定含共價鍵( ) (5)化合物中一定不存在非極性共價鍵( ),(6)金屬和非金屬原子之間一定形成離子鍵( ) (7)ⅠA族與ⅦA族元素間可形成共價化合物或離子化合物( ) (2013天津卷—3A) 【答案】(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√,6．下列物質發(fā)生變化時： ①干冰升華 ②冰融化 ③食鹽溶于水 ④HCl溶于水 ⑤碘升華 ⑥甲烷在純氧中燃燒 ⑦液態(tài)HCl變成氣體 ⑧NaCl受熱熔化 ⑨NH4Cl受熱分解 (1)只破壞離子鍵的是________(填序號，下同)。 (2)只破壞共價鍵的是________。 (3)既破壞離子鍵又破壞共價鍵的是________。 (4)破壞氫鍵的是 ________。 (5)破壞范德華力的是________。 【答案】(1)③⑧ (2)④⑥ (3)⑨ (4)② (5)①⑤⑦,一、元素的“位—構—性”關系,,1．結構與位置互推問題是解題的基礎 (1)掌握四個關系式 ①電子層數(shù)＝周期數(shù) ②質子數(shù)＝原子序數(shù) ③最外層電子數(shù)＝主族族序數(shù) ④主族元素最高正價＝主族族序數(shù)，負價＝主族族序數(shù)－8(一般情況下),(2)熟悉常見離子的電子層結構 ①第二周期第ⅠA、ⅡA族元素原子能形成穩(wěn)定的2電子結構的離子。 ②除氫元素及第二周期第ⅠA、ⅡA、ⅢA族元素外的其他主族元素原子能形成穩(wěn)定的8電子結構。 ③本周期的非金屬陰離子與下一周期的金屬陽離子具有相同的電子層結構。,2．性質與位置互推問題是解題的關鍵 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質的遞變規(guī)律，主要包括： (1)元素的金屬性、非金屬性。 (2)形成氣態(tài)氫化物的難易程度及氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性。 (3)最高價氧化物對應水化物的酸堿性。 (4)金屬與H2O或酸反應的難易程度。,3．結構和性質互推問題是解題的要素 (1)最外層電子數(shù)決定元素原子的得失電子能力。 (2)原子半徑決定了元素單質的性質，離子半徑決定了元素組成化合物的性質。 (3)同主族元素最外層電子數(shù)相同，性質相似。 (4)判斷元素金屬性和非金屬性的方法。,4種短周期元素在周期表中的相對位置如下表所示，其中Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍。請回答下列問題： (1)元素Z位于周期表中第____周期第______族。 (2)這些元素的氫化物中，水溶液堿性最強的是________(寫化學式)。 (3)XW2的電子式為______________。 (4)Y的最高價氧化物的化學式為____________。 (5)W和Y形成的一種二元化合物具有溫室效應，其相對分子質量在170～190且W的質量分數(shù)約為70%。該化合物的化學式為____________。,X、Y、Z、W均為短周期主族元素，下圖為周期表的一部分。W原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法正確的是 ( ) A．通常情況下，X元素只存在兩種氧化物 B．Y元素氣態(tài)氫化物的還原性最強 C．X元素的非金屬性比Y元素非金屬性強 D．W的最高價氧化物對應水化物的酸性比Z的強 【答案】D,,二、元素金屬性和非金屬性強弱的比較 1．元素金屬性、非金屬性強弱比較的一般方法,2.其他判斷元素金屬性的依據(jù) (1)根據(jù)金屬原子失去電子吸收的能量判斷 金屬元素的原子或離子失去或得到電子時必然伴隨著能量的變化。就金屬原子失電子而言，在一定條件下，失電子越容易，吸收的能量越少；失電子越難，吸收的能量越多。故根據(jù)金屬原子在相同條件下失電子時吸收能量的多少可判斷金屬元素的金屬性強弱。,甲、乙兩種非金屬：①甲比乙容易與H2化合；②甲的單質能與乙的陰離子發(fā)生置換反應；③甲的最高價氧化物對應的水化物酸性比乙的最高價氧化物對應的水化物酸性強；④與金屬反應時，甲原子得電子數(shù)目比乙的多；⑤甲的單質熔、沸點比乙的低；⑥與某變價金屬反應生成的產物中，甲對應產物中金屬的化合價高于乙對應產物中金屬的化合價；⑦甲、乙兩物質反應生成的產物中，甲元素顯正價。能說明甲比乙的非金屬性強的是( ) A．只有④⑥ B．只有⑤⑦ C．①②③⑥ D．①②③④⑥⑦,【答案】C,(2014福建卷節(jié)選)能作為氯、溴、碘元素非金屬性(原子得電子能力)遞變規(guī)律的判斷依據(jù)是________(填序號)。 A．Cl2、Br2、I2的熔點 B．Cl2、Br2、I2的氧化性 C．HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性 D．HCl、HBr、HI的酸性 【答案】BC,,【答案】B 【解析】Mg2＋、Al3＋均能與氨水反應生成沉淀，與金屬活動性無關。,三、微粒半徑大小的比較,,決定微粒半徑大小的因素：電子層數(shù)和核電荷數(shù)。比較微粒半徑一般分三步走，先看電子層數(shù)，電子層數(shù)多者半徑大；若電子層數(shù)相同則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)大者半徑??；若上述兩點都相同則看電子數(shù)，電子數(shù)多者半徑大。,1～18號元素的離子 aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的電子層結構，下列關系正確的是( ) A．質子數(shù)：b＞c B．離子的還原性：Y2－Z－ C．原子半徑：X＜W D．氫化物的穩(wěn)定性：H2Y＞HZ,【解析】將4種離子分成陽離子與陰離子兩類，分析原子序數(shù)及離子半徑。aW3＋、bX＋具有相同的電子層結構，故原子序數(shù)：ab，離子半徑：Wc，離子半徑：Y2－Z－。綜合分析，因4種離子具有相同的電子層結構，故W、X位于Y、Z的下一周期，其原子序數(shù)為abdc，離子半徑：Y2－Z－X＋W3＋，原子半徑：XWYZ。 【答案】A,X、Y、Z是3種主族元素，如果Xn＋陽離子與Yn－陰離子具有相同的電子層結構，Zn－陰離子半徑大于Yn－陰離子半徑，則3種元素的原子序數(shù)由大到小的順序是( ) A．ZXY B．XYZ C．ZYX D．XZY 【答案】A 【解析】根據(jù)Zn－陰離子半徑大于Yn－陰離子半徑，可知Z與Y同主族且Z的周期數(shù)大于Y；Xn＋陽離子與Yn－陰離子具有相同的電子層結構，則X為Y的下一周期的金屬元素。,元素周期律是高中化學的重要理論體系之一，高考常常借助元素性質的遞變規(guī)律，以實驗設計、實驗評價等形式考查理論與實驗的綜合，體現(xiàn)了高考的創(chuàng)新設計與能力考查。,元素性質的遞變規(guī)律,某化學興趣小組為探究元素性質的遞變規(guī)律，設計了如下系列實驗。 Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量的0.1 mol·L－1的鹽酸中，試預測實驗結果：________與鹽酸反應最劇烈，________與鹽酸反應最慢。 (2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，從而驗證NaOH的堿性大于NH3·H2O，繼而可以驗證Na的金屬性大于N，你認為此設計是否合理？并說明理由： _______。,,,Ⅱ.利用下圖裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律。 (3)儀器A的名稱為________，干燥管D的作用是________。,,(4)實驗室現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、濃鹽酸、MnO2，請選擇合適藥品設計實驗驗證氯的非金屬性大于硫。裝置A、B、C中所裝藥品分別為________、__________、________，裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為____________________________。 (5)若要證明非金屬性：CSi，則A中加________、B中加Na2CO3、C中加________，觀察到C中溶液的現(xiàn)象為______________。,【解析】(4)由題中所給藥品，可知可用與氯氣發(fā)生置換反應判斷非金屬性強弱，因圖中無加熱裝置，故選KMnO4與濃鹽酸反應制取氯氣；(5)由B中藥品是Na2CO3，可知用最高價氧化物對應水化物酸性強弱比較非金屬性強弱，故A中應為稀硫酸，B、C裝置加入相應的鹽。,元素的“位—構—性”關系 元素在周期表中的位置、原子結構、元素性質三者之間的關系是歷年高考考查的重點。元素周期表能夠反映原子的位置和結構，在元素推斷中如果已知元素在周期表中的位置，就可以快速確定元素的名稱、原子結構及性質。但在實際考查中往往只呈現(xiàn)周期表的某一片斷，這就要求我們會根據(jù)周期表呈現(xiàn)的片段結構中提供的信息來推斷元素。,,(2013廣東卷改編)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相對位置如下表所示，其中R單質在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸。則下列判斷正確的是( ) A．非金屬性：ZTQ,,,【解析】由R單質在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸，可知R為F，由周期表的相對位置可以確定X為S、T為Cl、Z為Ar、Q為Br。由于Z(Ar)為稀有氣體，不能比較其非金屬性，A錯誤；R的原子序數(shù)(電子數(shù))為9，Q的原子序數(shù)(電子數(shù))為35,35－9＝26，B正確；F、Cl、Br三種元素位于同主族，同主族元素從上到下非金屬性依次減弱，氫化物的穩(wěn)定性依次減弱，最高價氧化物對應水化物酸性減弱，C錯誤；同周期元素從左到右非金屬性依次增強，結合C項分析，D錯誤。 【答案】B,