第一章 微專題1 元素的推斷 課件 【新教材】人教版（2019）高中化學(xué)選擇性必修二

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素的推斷一、元素推斷常用技巧1.元素推斷的一般思路2.推斷元素的常用方法(1)利用稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性。稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期非金屬元素原子形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,與下一周期某些金屬元素原子形成的陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。①與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H－、Li＋、Be2＋等。②與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。③與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。(2)利用常見元素及其化合物的特征。①形成化合物種類最多的元素之一、單質(zhì)是自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的元素：C。②空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。③地殼中含量最多的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O。④單質(zhì)密度最小的元素：H；單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。⑤單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。⑥最高價(jià)氧化物及其對(duì)應(yīng)水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Be、Al。⑦元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素：N；能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素：S。⑧元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。3．確定元素位置的方法由基態(tài)原子的價(jià)電子排布式給元素定位。①周期序數(shù)＝電子層數(shù)(能層序數(shù))＝最高能層序數(shù)②主族元素的族序數(shù)＝價(jià)電子數(shù)③第ⅢB族～第ⅦB族的價(jià)電子排布式為(n－1)d1～10ns1～2(鑭系、錒系除外)，族序數(shù)＝價(jià)電子數(shù)。如錳的價(jià)電子排布式為3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。④第ⅠB族和第ⅡB族的價(jià)電子排布式為(n-1)d10ns1~2,族序數(shù)=ns能級(jí)上的電子數(shù)。二、元素“位、構(gòu)、性”的關(guān)系1.元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系圖解

性質(zhì)同一周期(從左到右)同一主族(從上到下)核外電子的排布電子層數(shù)相同增加最外層電子數(shù)1→2或8相同金屬性和非金屬性金屬性減弱增強(qiáng)非金屬性增強(qiáng)減弱原子半徑減小增大單質(zhì)的氧化性和還原性氧化性增強(qiáng)減弱還原性減弱增強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性酸性增強(qiáng)減弱堿性減弱增強(qiáng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)減弱2.同周期、同主族元素性質(zhì)變化規(guī)律(稀有氣體除外)性質(zhì)同一周期(從左到右)同一主族(從上到下)第一電離能增大(但第ⅡA族>第ⅢA族,第ⅤA族>第ⅥA族)減小電負(fù)性增大減小典例1現(xiàn)有七種元素,其中A、B、C、D、E為短周期主族元素,F、G為第四周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息回答問題。元素相關(guān)信息A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等,也是宇宙中最豐富的元素B原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1C原子的第一至第四電離能分別是I1=738kJ·mol-1;I2=1451kJ·mol-1;I3=7733kJ·mol-1;I4=10540kJ·mol-1元素相關(guān)信息D原子核外所有p能級(jí)全滿或半滿E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4F是前四周期中電負(fù)性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式:

。

(2)B基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有

個(gè)方向,原子軌道呈

形。

(3)某同學(xué)根據(jù)上述信息,推斷C基態(tài)原子的軌道表示式為

。該同學(xué)所畫的軌道表示式違背了

。

(4)G位于

族

區(qū),價(jià)電子排布式為

。

(3)泡利原理(4)第ⅦB

d

3d54s2解析:A、B、C、D、E為短周期主族元素,F、G為第四周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等,是宇宙中最豐富的元素,則A為H元素;B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,B元素原子核外有2個(gè)電子層,電子排布式為1s22s22p3,故B為N元素;由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知,第三電離能突增,故C處于第ⅡA族,原子序數(shù)大于N元素,故C為Mg元素;D處于第三周期,D原子核外所有p能級(jí)全滿或半滿,最外層電子排布式為3s23p3,故D為P元素;E應(yīng)為第三周期,E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4,應(yīng)為第ⅦA族元素,故E為Cl元素;F是前四周期中電負(fù)性最小的元素,故F為K元素;G在周期表的第七列,G為Mn元素。(1)NH5是離子化合物,則含有

,陰離子是H-。(2)氮元素的最高能量電子為2p能級(jí)上的電子,p軌道有3個(gè)方向,原子軌道呈啞鈴形。(3)3s軌道中的兩個(gè)電子自旋狀態(tài)相同,違反了泡利原理。(4)Mn原子的價(jià)電子排布式為3d54s2,最后填充的電子填充在3d能級(jí),故屬于d區(qū)元素,處于第四周期第ⅦB族。練習(xí)1有A、B、C、D、E5種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中A為非金屬元素,A和E屬于同一族,它們的原子最外電子層上只有1個(gè)電子;B和D也屬于同一族,它們?cè)幼钔鈱拥膕能級(jí)電子數(shù)是p能級(jí)電子數(shù)的一半;C原子最外層上的電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。請(qǐng)回答下列問題:(1)A是

,B是

,C是

,D是

,E是

(填寫元素名稱)。

(2)由這五種元素組成的一種化合物是

(寫化學(xué)式)。寫出該物質(zhì)的一種用途:

。

(3)寫出C元素基態(tài)原子的核外電子排布式:

。

(4)表示D元素原子價(jià)電子排布的軌道表示式為

。

(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B

D,C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C

E(填“>”“<”或“=”)。

答案:(1)氫氧鋁硫鉀(2)KAl(SO4)2·12H2O作凈水劑(3)1s22s22p63s23p1

(4)

(5)>

>解析:A、B、C、D、E

5種元素的核電荷數(shù)都小于20,A、E屬于同一族且最外電子層上只有1個(gè)電子,故為第ⅠA

族元素,而A為非金屬元素,則A為氫;B、D為同一族,其原子最外層的s能級(jí)電子數(shù)是p能級(jí)電子數(shù)的一半,故其最外層電子排布式為ns2np4,為第ⅥA族元素,B核電荷數(shù)小于D,則B為氧,D為硫,E為鉀;C原子最外層上的電子數(shù)為硫原子最外層上電子數(shù)的一半,則C為鋁。同主族元素自上而下電負(fù)性逐漸減小,故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫);E(鉀)的第一電離能小于鈉,鈉的第一電離能小于C(鋁),故第一電離能Al>K。練習(xí)2元素周期表前四周期A、B、C、D、E五種元素,A元素的原子最外層電子排布式為ns1;B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2;C元素位于第二周期且原子中p能級(jí)與s能級(jí)電子總數(shù)相等;D元素原子的M能層的p能級(jí)中有3個(gè)未成對(duì)電子;E元素的原子有5個(gè)未成對(duì)電子。(1)寫出元素名稱:C

、D

、E

。

(2)C基態(tài)原子的軌道表示式為

。

(3)當(dāng)n=2時(shí),B的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的電子式為

,BC2分子的結(jié)構(gòu)式是

;當(dāng)n=3時(shí),B與C形成的化合物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是

。

(4)若A元素的原子最外層電子排布式為2s1,B元素的原子價(jià)電子排布式為3s23p2,A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是

(用元素符號(hào)表示)。

(5)E元素原子的價(jià)電子排布式是

,在元素周期表中的位置是

,其最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是

。

解析:A元素的原子最外層電子排布式為ns1,則A為ⅠA族元素或Cr、Cu;B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2,則B為ⅣA族元素;C元素位于第二周期且原子中p能級(jí)與s能級(jí)電子總數(shù)相等,則C為氧元素;D元素原子的M能層的p能級(jí)中有3個(gè)未成對(duì)電子,則D為磷元素;E元素的原子有5個(gè)未成對(duì)電子,則E為25號(hào)元素錳。(1)C、D、E元素名稱依次為氧、磷、錳。(4)若A元素的原子最外層電子排布式為2s1,則A為L(zhǎng)i;B元素的原子價(jià)電子排布式為3s23p2,則B為Si;C為O,D為P;A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是O>P>Si>Li。(5)E元素是錳元素,原子序數(shù)為25,位于元素周期表第四周期第ⅦB族,其價(jià)電子排布式為3d54s2,最高正價(jià)為+7價(jià),其最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是Mn2O7。答案:(1)氧磷錳(4)O>P>Si>Li(5)3d54s2第四周期ⅦB族Mn2O7典例2現(xiàn)有下列短周期元素性質(zhì)的部分?jǐn)?shù)據(jù):元素性質(zhì)元素編號(hào)①②③④⑤⑥⑦⑧0.741.601.521.100.991.860.751.43最高或最低化合價(jià)

+2+1+5+7+1+5+3-2

-3-1

-3

試回答下列問題:(1)上述元素中處于第ⅤA族的有

,處于第二周期的有

(以上均用編號(hào)表示)。

(2)上述元素中金屬性最強(qiáng)的是

(用編號(hào)表示)。

(3)寫出元素①⑧形成的化合物與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(4)經(jīng)驗(yàn)表明,除氫和氦外,當(dāng)元素原子的電子層數(shù)(n)多于或等于原子最外層電子數(shù)(m)即(n-m)≥0時(shí),該元素屬于金屬元素;當(dāng)元素原子的最外層電子數(shù)(m)多于原子的電子層數(shù)(n)即(n-m)<0時(shí),該元素屬于非金屬元素,試回答:a.第n(n≥2)周期有

種非金屬元素(含0族元素)。

b.根據(jù)周期表中每個(gè)周期非金屬元素的種類,預(yù)測(cè)周期表中應(yīng)有

種非金屬元素(含0族元素)。

答案:(1)④⑦

①③⑦

(2)⑥(3)Al2O3+2KOH===2KAlO2+H2O(4)a.8-n

b.23解析:(1)由表中元素化合價(jià)可知,④和⑦在第ⅤA族,③⑥在第ⅠA族,①在第ⅥA族,②在第ⅡA族,⑤在第ⅦA族,⑧在第ⅢA族;因?yàn)棰叩脑影霃叫∮冖艿脑影霃?③的原子半徑小于⑥的原子半徑,由原子半徑變化規(guī)律可知,⑦是N、④是P、③是Li、⑥是Na、①是O、②是Mg、⑤是Cl、⑧是Al。因?yàn)楫?dāng)元素原子的最外層電子數(shù)(m)多于原子的電子層數(shù)(n)即(n-m)<0時(shí),該元素屬于非金屬元素,原子的最外層電子數(shù)最多是8,第n(n≥2)周期應(yīng)有8-n種非金屬元素。練習(xí)1：已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p能級(jí)上有3個(gè)未成對(duì)電子,Y元素原子的最外層2p能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子。X與Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成-1價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問題:(1)X元素基態(tài)原子的電子排布式為

,該元素的符號(hào)為

;

(2)Y元素原子價(jià)層電子的軌道表示式為

,該元素的名稱是

;

(3)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性

。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3

As(2)

氧(3)NH3>PH3>AsH3解析:由X原子的4p能級(jí)上有3個(gè)未成對(duì)電子,可知X為As,原子序數(shù)為33;Y原子的2p能級(jí)上有2個(gè)未