高中化學(xué)專題三(物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律)

專題三：物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律高中化學(xué)專題總結(jié)專題三：物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律[考綱要求]1．了解元素、核素和同位素的含義。2．了解原子構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。3．了解原子核外電子排布。4．掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。了解元素周期表（長(zhǎng)式）的結(jié)構(gòu)（周期、族）及其應(yīng)用。5．以第3周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。6．以IA和VIIA族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。7．了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。8．了解化學(xué)鍵的定義。了解離子鍵、共價(jià)鍵的形成。第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律主要知識(shí)元素周

期律元素周期表化學(xué)鍵元素周期表元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)核素原子核外電子的排布元素周期律元素周期表和元素周期律的應(yīng)用離子鍵共價(jià)鍵[知識(shí)能力儲(chǔ)備]元素周期表元素周期表的結(jié)構(gòu)周期族元素性質(zhì)與元素在周期表里的位置關(guān)系短周期1(2)、2(8)、3(8)長(zhǎng)周期4(18)、5(18)、6(32)不完全周期7(26-32)主族（A）:長(zhǎng)周期和短周期共同構(gòu)成的族（7個(gè)）副族（B）：完全由長(zhǎng)周期構(gòu)成的族（7個(gè)）0族：最外層電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的族Ⅷ族：外圍電子數(shù)為8、9、10的三個(gè)縱行元素周期表元素周期表的結(jié)構(gòu)元素性質(zhì)與元素在周期表里的位置關(guān)系同一周期（以第三周期為例）,從左到右,金屬性漸弱,非金屬性漸強(qiáng)同一主族（以ⅠA、ⅦA為例）,從上到下,金屬性漸強(qiáng),非金屬性漸弱斜線左金,斜線右非,斜線附近有兩性金屬性和非金屬性周期的序數(shù)==電子層數(shù)主族的序數(shù)==最外層電子數(shù)==元素的最高正化合價(jià)主族元素的負(fù)化合價(jià)=主族的序數(shù)-8原子結(jié)構(gòu)原子ZAX原子核核外電子Z個(gè)質(zhì)子Z個(gè)中子（A-Z）個(gè)分層運(yùn)動(dòng)原子結(jié)構(gòu)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子互稱為同位素。核外電子排布電子在核外空間作高速運(yùn)動(dòng)，沒有確定軌跡。根據(jù)電子能量差別和通常運(yùn)動(dòng)的區(qū)域離核遠(yuǎn)近的不同分為不同的電子層。核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層里，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層里。各電子層最多可容納的電子數(shù)是2n2個(gè)，最外層不超過8個(gè)（K層不超過2個(gè)），次外層電子數(shù)不超過18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過32個(gè)。電子層排布可用原子結(jié)構(gòu)示圖表示。陽(yáng)離子(ZXn+):電子數(shù)=Z-n陰離子(ZXm-):電子數(shù)=Z+m核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子?；瘜W(xué)鍵概念分類表示法化學(xué)鍵:相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成離子鍵:使陰陽(yáng)離子結(jié)合成化合物的靜電作用共價(jià)鍵原子間通過共用電子對(duì)所形成的相互作用叫做共價(jià)鍵非極性鍵:同種原子形成共價(jià)鍵極性鍵:不同種原子形成共價(jià)鍵.分子間作用力和氫鍵:把分子聚集在一起的作用力叫做分子間力，分子間作用力大小對(duì)物質(zhì)熔沸點(diǎn)有影響.部分分

子之間存在氫鍵（如NH3、H2O、HF等）原子結(jié)構(gòu)示意圖法電子式法電子式:在元素符號(hào)周圍用小黑點(diǎn)(或小×)來表示原子最外層電子的式子用電子式表示化合物和化合物的形成過程（一）元素周期表的結(jié)構(gòu)1、周期：元素周期表共有

個(gè)橫行，每一橫行稱為一個(gè)

，故元素周期表共有

個(gè)周期①周期序數(shù)與電子層數(shù)的關(guān)系：

；

②周期的分類元素周期表中，我們把1、2、3周期稱為

，

周期稱為長(zhǎng)周期，第

周期稱為不完全周期，因?yàn)橐恢庇形粗卦诎l(fā)現(xiàn)。7周期7周期的序數(shù)=電子層數(shù)短周期4、5、672、族：元素周期表共有

個(gè)縱行，除了

三個(gè)縱行稱為Ⅷ外，其余的每一個(gè)縱行稱為一個(gè)

，故元素周期表共有

個(gè)族。族的序號(hào)一般用羅馬數(shù)字表示。①族的分類元素周期表中，我們把

個(gè)縱行共分為

個(gè)族，其中

個(gè)主族，

個(gè)副族，一個(gè)

族，一個(gè)

族。a、主族：由

元素和

元素共同構(gòu)成的族，用A表示：ⅠA、

；b、副族：完全由

元素構(gòu)成的族，用B表示：ⅠB、___________________________________188、9、10族71816167Ⅷ0短周期長(zhǎng)周期ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦAⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦBc、第Ⅷ族：

三個(gè)縱行d、零族：第

縱行，即稀有氣體元素②主族序數(shù)與最外層電子數(shù)的關(guān)系：

；

③族的別稱ⅠA稱為

元素ⅡA稱為

元素ⅦA稱為

元素零族稱為

元素8、9、1018主族主序=最外層電子數(shù)堿金屬堿土金屬鹵族稀有氣體（二）堿金屬元素1．堿金屬的化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬的反應(yīng)Li＋O2___________Na＋O2________________K+O2________________K、Rb等堿金屬與O2反應(yīng)，會(huì)生成超氧化物。

Rb、Cs在室溫時(shí)，遇到空氣會(huì)立即燃燒。（2）與水的反應(yīng)K＋H2O_______________Rb＋H2O________除Na、K外，其他堿金屬元素也都可以和水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿與H２。小結(jié)：2M＋2H２O==2MOH＋H２↑堿性:

。只生成Li2ONa2O、Na2O2K2O2、KO2=KOH+1/2H2↑=RbOH+1/2H2↑隨原子序數(shù)增大而增強(qiáng)2．堿金屬的物理性質(zhì)的比較相似性：________________________________________遞變性：______________________________________。除銫外為銀白色、密度小、熔、沸點(diǎn)低。密度逐漸增大、熔、沸點(diǎn)逐漸降低。（三）鹵族元素1．鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)顏色:______________狀態(tài)：________________密度：___________________熔沸點(diǎn):_______________在水中的溶解性：___________________2．鹵素的化學(xué)性質(zhì)：（1）鹵素單質(zhì)與氫氣的反應(yīng)鹵素和H2的反應(yīng)可用通式H2＋X2=

來表示，反應(yīng)時(shí)按F2、Cl2、Br2、I2的順序，反應(yīng)條件越來越

，反應(yīng)程度依次

，形成的鹵化氫的穩(wěn)定性也依次

。淺黃綠至紫黑色氣—液—固逐漸增大逐漸升高溶解度逐漸降低2HX高低降低（2）鹵素單質(zhì)間相互置換反應(yīng)：Cl2＋

NaBr=_______________Cl2＋

Br-=_________________Cl2＋

KI=

_________________Cl2＋

I－

=_____________________22NaCl+Br222Cl-+Br222KCl+I222Cl-+I2（四）核素和同位素1.原子結(jié)構(gòu)質(zhì)量數(shù)（A）=

+

，原子符號(hào)（核素符號(hào)）：

。2.核素與同位素：核素：

；

同位素：；同位素的特點(diǎn)：；原子的相對(duì)原子質(zhì)量：

；元素的相對(duì)原子質(zhì)量：_________________________________原子原子核核外電子質(zhì)子中子質(zhì)子數(shù)（z）中子數(shù)（N）X具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子?；瘜W(xué)性質(zhì)幾乎完全相同實(shí)驗(yàn)測(cè)得各原子的質(zhì)量與碳-12原子質(zhì)量的1/12相比較得到的數(shù)值。各原子的相對(duì)質(zhì)量乘以其自然界所占原子百分?jǐn)?shù)相加所得的數(shù)值。（五）原子核外電子的排布：1.原子核外的電子由于能量不同，它們運(yùn)動(dòng)的區(qū)域也不同。通常能量低的電子在離核____的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，能量高的電子在離核____的區(qū)域運(yùn)動(dòng)。電子層(n)1234567對(duì)應(yīng)符號(hào)2.表示方法3.排布規(guī)律⑴按能量由低到高，即由內(nèi)到外，分層排布。①第1層最多只能排_(tái)___個(gè)電子②第2層最多排_(tái)___個(gè)電子③除K層外，不論原子有幾個(gè)電子層，其最外層中的電子數(shù)最多只能有____個(gè)(K層最多有__個(gè))⑵根據(jù)核外電子排布的規(guī)律，能畫出1－20號(hào)原子結(jié)構(gòu)示意圖。較近較遠(yuǎn)KLMNOPQ2882（六）微粒半徑大小的比較1、原子半徑大小的比較同主族，從上到下，原子半徑逐漸

。同周期，從左到右，原子半徑逐漸

。2、離子半徑大小的比較（1）具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子半徑大小的比較電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的增加，原子核對(duì)核外電子的吸引能力

，半徑

。（2）同主族離子半徑大小的比較元素周期表中從上到下，電子層數(shù)逐漸

，離子半徑逐漸

。增大減小減弱增大增大增大（3）同一元素的不同離子的半徑大小比較同種元素的各種微粒，核外電子數(shù)越多，半徑

，高價(jià)陽(yáng)離子半徑

低價(jià)離子半徑。越大小于（七）同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0BAlSiGeAsSbTePoAt金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱（八）化學(xué)鍵1.化學(xué)鍵：使

相結(jié)合或

相結(jié)合的

通稱為化學(xué)鍵。注意：(1)必須是直接相鄰的原子間。(2)此強(qiáng)烈的作用是指靜電作用，包括吸引力和排斥力，且達(dá)到平衡。(3)此作用很強(qiáng)烈，一般需要120-800KJ/mol的能量才能破壞。2.離子鍵和共價(jià)鍵化學(xué)鍵離子鍵：共價(jià)鍵帶

之間的

稱為離子鍵。原子間通過

所形成的

，叫共價(jià)鍵。(A—A型)

(A—B型)

原子離子相互作用相反電荷離子相互作用共用電子對(duì)相互作用非極性鍵極性鍵3.離子化合物和共價(jià)化合物：

(1)概念：通過離子鍵結(jié)合而成的化合物叫做離子化合物；通過共用電子對(duì)結(jié)合而的化合物叫共價(jià)化合物。(2)表示離子化合物和共價(jià)化合物結(jié)構(gòu)的方法：電子式、結(jié)構(gòu)式。判斷元素金屬性和非金屬性的實(shí)驗(yàn)方法：1、金屬性：（1）跟水（或酸）反應(yīng)置換出氫容易的金屬性強(qiáng)，反之金屬性弱；（如，K、Na、Mg分別與水反應(yīng)）（2）最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性強(qiáng)的金屬

性強(qiáng)，反之金屬性弱。

（如KOH﹥NaOH﹥LiOH等）2、非金屬性：（1）跟氫氣生成氫化物容易以及氫化物穩(wěn)定的非金屬性強(qiáng)，反之非金屬性弱；（如F2、

Cl2、Br2、I2分別與氫氣反應(yīng)由易到難。（2）最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性強(qiáng)的非金屬性強(qiáng)，反之，非金屬性弱。（如H2SiO3、

H3PO4、H2SO4、HClO4酸性依次增強(qiáng)。[例題28]（2012全國(guó)新課標(biāo)13）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其中W的陰離子的核外電子數(shù)與X、Y、Z原子的核外內(nèi)層電子數(shù)相同。X的一種核素在考古時(shí)常用來鑒定一些文物的年代，工業(yè)上采用液態(tài)空氣分餾方法來生產(chǎn)Y的單質(zhì)，而Z不能形成雙原子分子。根據(jù)以上敘述，下列說法中正確的是A.上述四種元素的原子半徑大小為W＜X＜Y＜ZB.W、X、Y、Z原子的核外最外層電子數(shù)的總和為20C.W與Y可形成既含極性共價(jià)鍵又含非極性共價(jià)鍵的化合物D.有W與X組成的化合物的沸點(diǎn)總低于由W與Y組成的化合物的沸點(diǎn)C[例題29]X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的兩種或三種元素組成的化合物，己是由Z元素形成的單質(zhì)。已知：甲+乙=丁+己，甲+丙=戊+己；0.1mol?L-1丁溶液的pH為13（25℃）。下列說法正確的是

A．原子半徑：W＞Z＞Y＞XB．Y元素在周期表中的位置為第三周期第ⅣA族

C．1mol甲與足量的乙完全反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了1mol電子

D．1.0L0.1mol?L-1戊溶液中陰離子總的物質(zhì)的量小于0.1mol

C[例題30]（2013全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ9）．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡(jiǎn)單離子都能破壞水的電離平衡的是A．W2-、X+B．X+、Y3+

C．Y3+、Z2-D．X+、Z2-C[例題31]（2013江蘇10）．短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，且原子最外層電子數(shù)之和為13。X的原子半徑比Y的小，X與W同主族，Z是地殼中含量最高的元素。下列說法正確的是A．原子半徑的大小順序:r(Y)>r(Z)>r(W)B．元素Z、W的簡(jiǎn)單離子的電子層結(jié)構(gòu)不同C．元素Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強(qiáng)D．只含X、Y、Z三種元素的化合物，可能是離子化合物，也可能是共價(jià)化合物D[例題32]（2013福建9）．四種短周期元素在周期表中的位置如右圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是A．原子半徑Z<MB．Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比X的弱C．X的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的小D．Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族B[例題33]（2013海南13）．（9分）X、Y和Z均為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，X的單質(zhì)為密度最小的氣體，Y原子最外層電子數(shù)是其周期數(shù)的三倍，Z與X原子最處層電子數(shù)相同?；卮鹣铝袉栴}：（1）X、Y和Z的元素符號(hào)分別為

、

、

。（2）由上述元素組成的化合物中，既含有共價(jià)鍵又含有離子鍵的有

、

。（3）X和Y組成的化合物中，既含有極性共價(jià)鍵又含有非極性共價(jià)鍵的是

。此化合物在酸性條件下與高錳酸鉀反應(yīng)的離子方程式為

；此化合物還可將堿性工業(yè)廢水中的CN-氧化為碳酸鹽和氨，相應(yīng)的離子方程式為

。[例題34]．（2014上海1）“玉兔”號(hào)月球車用

Pu作為熱源材料。下列關(guān)于Pu的說法正確的是A．Pu與U互為同位