物质结构、元素周期律
第五章《物质结构、元素周期律》期末复习讲义(二) 一、复习要求 1.掌握元素周期律的实质及元素周期表(长式)的结构(周期、族)。 2.以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质(如:原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系;以ⅠA和ⅡA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。 二、知识结构 3.元素周期表的结构 元素周期表的结构 位置与结构的关系 周 期 周期序数 元素的种数 1.周期序数=原子核外电子层数 2.对同主族(nA族)元素若n≤2,则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为上一周期的元素种数。若n≥3,则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为该周期的元素种数。 短周期 第一周期 2 第二周期 8 第三周期 8 长周期 第四周期 18 第五周期 18 第六周期 32 第七周期 不完全周期 族 主 族 ⅠA族 ⅡA族 ⅢA族 ⅣA族 ⅤA族 ⅥA族 ⅦA族 由长周期元素和短周期元素共同构成的族。 最外层电子数 主族序数 价电子数 零 族 最外层电子数均为8个(He为2个除外) 副 族 ⅠB族 ⅡB族 ⅢB族 ⅣB族 ⅤB族 ⅥB族 ⅦB族 只由长周期元素构成的族 最外层电子数一般不等于族序数(第ⅠB族、ⅡB族除外)最外层电子数只有1~7个。 第Ⅷ族 有三列元素 4.元素周期律 涵 义 元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。 实 质 元素性质的周期性递变是核外电子排布周期性变化的必然结果。 核外电子排布 最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而呈现周期性变化。 原子半径 原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性变化。原子半径由电子层数和核电荷数多少决定,它是反映结构的一个参考数据。 主要化合价 最高正价由+1递变到+7,从中部开始有负价,从-4递变至-1。(稀有气体元素化合价为零), 呈周期性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定,一般存在下列关系:最高正价数=最外层电子数 元素及化合物的性质 金属性渐弱,非金属性渐强,最高氧化物的水化 物的碱性渐弱,酸性 渐强,呈周期性变化。这是由于在一个周期内的元素,电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,核对外层电子引力渐强,使元素原子失电子渐难,得电子渐易,故有此变化规律。 5.简单微粒半径的比较方法 原子半径 1.电子层数相同时,随原子序数递增,原子半径减小例:rNa>rMg>rAl>rSi>rp>rs>rCl 2.最外层电子数相同时,随电子层数递增原子半径增大。例:rLi<rNa<rk<rRb<rCs 离子半径 1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子. 例:rCl->rCl,rFe>rFe2+>rFe3+ 2.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小. 例:rO2->rF->rNa+>rMg2+>rAl3+ 3.带相同电荷的离子,电子层越多,半径越大. 例:rLi+<rNa+<rK+<rRb+<rcs+;rO2-<rs2-<rse2-<rTe2- 4.带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。 例:比较rk+与rMg2+可选rNa+为参照可知rk+>rNa+>rMg2+ 6.元素金属性和非金属性强弱的判断方法 金属性比较 本质 原子越易失电子,金属性越强。 判断依据 1.在金属活动顺序表中越靠前,金属性越强。 2.单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。 3.单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强。 4.最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。 5.若xn++y x+ym+ 则y比x金属性强。 非金属性比较 本质 原子越易得电子,非金属性越强。 判断方法 1.与H2化合越易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。 2.单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金属性越强。 3.最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性越强。 4.An-+B Bm-+A 则B比A非金属性强。 7.同周期、同主族元素性质的递变规律 同周期(左 右) 同主族(上 下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 增大 电子层数 相同 增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 化合价 最高正价由+1 +7负价数=8-族序数 最高正价和负价数均相同,最高正价数=族序数 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。 单质的氧化性和还原性 氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱。 氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强。 最高价氧化物的水化物的酸碱性 酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱。 酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强。 气态氢化物的稳定性、还原性,水溶液的酸性。 稳定性逐渐增强,还原性逐渐减弱,酸性逐渐增强。 稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,酸性逐渐减弱。
8.元素的原子结构,在周期表中的位置及元素性质之间的关系。三、例题与练习 1.在短周期元素中,原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是 ( )D A.金属元素 B.稀有气体元素 C.非金属元素 D.无法确定为哪一类元素 2.1999年1月,俄美科学家联合小组宣布合成出114号元素的一种同位素,该同位素原子 质量数为298。以下叙述不正确的是 ( )B A.该元素属于第七周期 B.该元素位于ⅢA族 C.该元素为金属元素,性质与 相似 D.该同位素原子含有114个电子和184个中子 3.由短周期两种元素形成化合物A2B3,A3+比B2-少一个电子层,且A3+具有与Ne原子相 同的核外电子层结构,下列说法正确的是 ( )BD A.A2B3是三氧化二铝 B.A3+比B2-最外层上的电子数相同 C.A是第2周期第ⅢA族的元素 D.B是第3周期第ⅣA族的元素 4.根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确的是 ( )C A.K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等 B.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 D.M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等 5.下列微粒半径比较中正确的是 ( )C A.r (Cl-) < r (Cl) B.r (Na) < r (Na+) C. r (Na)< r (K) D. r (O2-) < r (F-) 6.A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素,A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈 碱性,且碱性B>A,C和D的气态氢化物的稳定性C>D;E是这五种元素中原子半径 最小的元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是 ( )C A.A、B、C、D、E B.E、C、D、B、A C.B、A、D、C、E D.C、D、A、B、E 7. 、 、 、D、E5种粒子(分子或离子),它们分别含10个电子,已知它们有如下转化关系:① ;② 。据此,回答下列问题:(1)含有10个电子的阳离子有___ ____________,含有10个电子的阴离子有 ______________。(2) 和 的电子式 ____________、 ____________。(3) 、D、E3种粒子结合质子 的能力由强到弱的顺序是(用粒子的化学式表示)____________;这一顺序可用以下离子方程式加以说明: ①_____________________________________________; ②_____________________________________________。答案:(1) 、 ; (2) ; (3) ;① ; ② X Y Z 8.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置关系如右图.(1)X元素单质化学式为 ,若X核内质子数与中子数相等, 则X单质 的摩尔质量为 ; (2)自然界中存在的一种含Y元素的另一种元素的天然矿物,其 名称是 ,该矿物与浓H2SO4反应的化学方程式为 . (1)He、4g/mol (2)萤石 CaF2+H2SO4(浓) CaSO4+2HF↑ 9.A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的位置如下图.已知B、C两 元素在周期表中族 序数之和是A元素序数的2倍;B、C元素的原子序 数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C 所在的一组是( )C A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si C.O、P、Cl D.C、Al、P
