2023屆新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(二)學(xué)案

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【學(xué)科素養(yǎng)】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性；能從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。能從宏觀與微觀相結(jié)合的視角分析與解決實(shí)際問題。2．證據(jù)推理與模型認(rèn)知：具有證據(jù)意識(shí)，能基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律；能基于元素周期律理解元素周期表的編排方法，能運(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。3．科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：在探究同周期、同主族元素性質(zhì)遞變性的實(shí)驗(yàn)中，要明確探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，并在探究中學(xué)會(huì)合作，面對(duì)“異常”現(xiàn)象敢于提出自己的見解?？键c(diǎn)考題考點(diǎn)一：元素周期表2019全國卷Ⅱ第9題2019海南高考第7題2017全國卷Ⅲ第12題考點(diǎn)二：元素周期律2021全國甲卷第11題2021全國乙卷第11題2021山東等級(jí)考第4題2021湖南選擇考第7題2021河北選擇考第11題2021全國甲卷第35題(1)2020全國Ⅱ卷第13題2020全國Ⅲ卷第13題分析近五年全國卷高考試題，高考命題在本講有以下規(guī)律：1．從考查題型和內(nèi)容上看，高考命題以選擇題呈現(xiàn)，考查內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：(1)運(yùn)用元素周期律知識(shí)判斷元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱或比較微粒的半徑大小，比較最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性的強(qiáng)弱等。(2)根據(jù)原子核外電子排布判斷元素種類、化學(xué)鍵類型、化合物類型。2．從命題思路上看，主要以選擇題的形式，利用“位－構(gòu)－性”的關(guān)系考查元素、物質(zhì)的推斷，化學(xué)鍵類型和化合物類型，結(jié)合元素周期律比較元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱或比較微粒的半徑大小，比較最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性的強(qiáng)弱、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等。3．從考查學(xué)科素養(yǎng)的角度看，注重考查宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等。根據(jù)高考命題的特點(diǎn)和規(guī)律，復(fù)習(xí)時(shí)要注意以下幾個(gè)方面：(1)以元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素周期律的遞變規(guī)律為考查對(duì)象的試題，或?qū)σ唤M元素加以比較或?qū)σ环N元素進(jìn)行多方面分析，具有一定的綜合性。在解答該類試題時(shí)先確定該元素在元素周期表中的位置，然后根據(jù)該族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律進(jìn)行推測判斷。(2)穩(wěn)打雙基，歸納總結(jié)原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布特性，系統(tǒng)整合元素推斷的突破口，規(guī)范化學(xué)術(shù)語的書寫(如原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖的書寫、電子式的書寫、元素在周期表中的位置)等?？键c(diǎn)一：元素周期表(應(yīng)用性考點(diǎn))一、元素周期表的編排與結(jié)構(gòu)1．原子序數(shù)按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，得到原子序數(shù)。在原子中，原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。2．元素周期表的編排原則辨易錯(cuò)(1)門捷列夫的第一張?jiān)刂芷诒硎前凑赵有驍?shù)編寫的。(×)(2)最外層電子數(shù)相等的元素一定在同一族。(×)3．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)元素周期表的結(jié)構(gòu)(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)分解圖示eq\a\vs4\al(元,素,周,期,表)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周期,7個(gè))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素種數(shù)分別為2、8、8種)),長周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素種數(shù)分別為18、18、32、32種)))),\a\vs4\al(族,16個(gè))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期和長周期共同構(gòu)成，共7個(gè),副族：完全由長周期元素構(gòu)成，共7個(gè),第Ⅷ族：第8、9、10共3個(gè)縱行,0族：第18縱行))))深思考根據(jù)上圖分析回答下列問題：(1)每個(gè)周期元素種數(shù)由什么決定？提示：原子核外電子的排布規(guī)律。(2)ⅠA族元素即堿金屬元素，對(duì)嗎？提示：不對(duì)。氫元素不屬于堿金屬元素。二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1．原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系周期能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62.每族元素的價(jià)層電子排布特點(diǎn)(1)主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點(diǎn)ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA—排布特點(diǎn)ns2np3ns2np4ns2np5—(2)0族：He為1s2；其他ns2np6。(3)過渡元素(副族和第Ⅷ族，鈀元素除外)：(n－1)d1～10ns1～2。3．元素周期表的分區(qū)(1)按元素種類分?！局斫狻吭氐慕饘傩?、非金屬性與元素周期表的分區(qū)非金屬性最強(qiáng)的是F,金屬性最強(qiáng)的是Cs(放射性元素除外)。(2)按電子排布分。按電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個(gè)區(qū)。除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)符號(hào)。各個(gè)區(qū)的元素價(jià)電子排布特點(diǎn)如下：分區(qū)元素分布價(jià)電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He為1s2)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n－1)d1～9ns1～2(Pd為4d10)d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近微點(diǎn)撥(1)過渡元素包括7個(gè)副族和第Ⅷ族，原子最外層電子數(shù)不超過2個(gè)(1～2個(gè))。(2)由于鑭系和錒系的原因，第六、七周期同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序數(shù)差為25。而第四、五周期同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序數(shù)差為11。三、元素周期表的三大應(yīng)用1．科學(xué)預(yù)測為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。2．尋找新材料3．用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化學(xué)元素的分布與它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢藐P(guān)系對(duì)探礦、研制農(nóng)藥材料等有指導(dǎo)意義。能力點(diǎn)一：元素周期表及結(jié)構(gòu)片段的應(yīng)用1．鏌(Mc)是115號(hào)元素，其原子核外最外層電子數(shù)是5。下列說法不正確的是()A．Mc的原子核外有115個(gè)電子B．Mc是第七周期第ⅤA族元素C．Mc在同族元素中金屬性最強(qiáng)D．Mc的原子半徑小于同族元素原子【解析】選D。鏌(Mc)是115號(hào)元素，原子核外有115個(gè)電子，A正確；原子的電子層數(shù)與周期數(shù)相同，最外層電子數(shù)等于主族序數(shù)，115號(hào)元素原子有七個(gè)電子層，應(yīng)位于第七周期，最外層有5個(gè)電子，則應(yīng)位于第ⅤA族，B正確；同主族元素從上而下金屬性逐漸增強(qiáng)，故Mc在同族元素中金屬性最強(qiáng)，C正確；同主族元素從上而下原子半徑依次增大，故Mc的原子半徑大于同族元素原子，D不正確。2．(2022·廣州模擬)現(xiàn)有短周期主族元素X、Y、Z、W，其中X、Y、Z在元素周期表中的相對(duì)位置關(guān)系如圖，且X、Y、Z的原子序數(shù)之和為32，W原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍。下列說法錯(cuò)誤的是()XZYA.化合物WY2中所有原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．原子半徑：Y＞ZC．X、Z、W簡單氫化物的沸點(diǎn)：Z＞X＞W(wǎng)D．X的氧化物對(duì)應(yīng)水化物為強(qiáng)酸【解析】選D。現(xiàn)有短周期主族元素X、Y、Z、W，W原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍，則W的核外電子排布為2、4，W為C。設(shè)X的原子序數(shù)為a,X、Y、Z的原子序數(shù)之和為32，則a＋a＋2＋a＋9＝32，得a＝7，則X為N，Z為F，Y為S?；衔颳Y2即CS2中所有原子的最外層均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，A正確；同周期主族元素，從左到右原子半徑逐漸減?。辉匚挥谕髯鍟r(shí)，核電荷數(shù)越大，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，則原子半徑：Y＞Z，B正確；X、Z、W簡單氫化物分別為氨氣、氟化氫和甲烷，氨氣和氟化氫分子間存在氫鍵，氟化氫標(biāo)準(zhǔn)狀況下為液體，甲烷分子間存在分子間作用力，則沸點(diǎn)：Z＞X＞W(wǎng)，C正確；X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物即硝酸為強(qiáng)酸，當(dāng)化合價(jià)不為最高價(jià)時(shí)，例如亞硝酸是弱酸，D錯(cuò)誤。3．X、Y、Z、M、N為短周期元素，它們?cè)谠刂芷诒碇械南鄬?duì)位置如圖，M元素原子序數(shù)是N元素原子序數(shù)的一半，下列說法錯(cuò)誤的是()YZMXNA.M元素形成的氫化物都十分穩(wěn)定，不易分解B．工業(yè)上常常通過電解X的氧化物來制取其單質(zhì)C．最高價(jià)氧化物的水化物酸性：Z>YD．元素N可以形成多種單質(zhì)【解析】選A。根據(jù)元素在周期表的位置可判斷X和N位于第三周期，Y、Z、M位于第二周期，M元素原子序數(shù)是N元素原子序數(shù)的一半，二者位于同主族，因此M是O，N是S，則Z是N，Y是C，X是Al，據(jù)此解答。雙氧水受熱易分解生成氧氣和水，A錯(cuò)誤；由于氯化鋁在熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電，所以工業(yè)上常常通過電解氧化鋁來制取單質(zhì)鋁，B正確；非金屬性N大于C，所以最高價(jià)氧化物的水化物酸性：Z>Y，C正確；硫元素可以形成多種單質(zhì)，例如S2、S8等，D正確。能力點(diǎn)二：元素周期表的分區(qū)【典例】閃爍著銀白色光澤的金屬鈦(22Ti)因具有密度小、強(qiáng)度大、無磁性等優(yōu)良的機(jī)械性能，被廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，號(hào)稱“崛起的第三金屬”。金屬鈦可用金屬鈉還原制得。已知eq\a\vs4\al(鈦有48Ti、49Ti、50Ti)等核素，下列關(guān)于金屬鈦的敘述不正確的是()A．上述鈦原子中，中子數(shù)不可能為22B．鈉元素處于周期表的s區(qū)C．鈦的不同核素在周期表中處于不同的位置D．鈦元素是d區(qū)的過渡元素[解題思維]解答本題的思維流程如下：信息提取鈦有48Ti、49Ti、50Ti等核素信息轉(zhuǎn)化Ti的質(zhì)子數(shù)為22，22Ti的價(jià)電子排布式為3d24s2，鈦是d區(qū)第四周期的過渡元素，48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子數(shù)分別為26、27、28聯(lián)想質(zhì)疑過渡元素都是d區(qū)的元素嗎？提示：不一定。過渡元素分為d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)【解析】選C。48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子數(shù)分別為26、27、28，A正確；22Ti的價(jià)電子排布式為3d24s2，因此鈦是d區(qū)第四周期的過渡元素，鈉元素的價(jià)電子排布為3s1，因此是s區(qū)第三周期主族元素，B、D正確；元素在周期表中的位置由其質(zhì)子數(shù)決定，鈦的同位素原子的質(zhì)子數(shù)相同，在周期表中的同一位置，C不正確。1．現(xiàn)在含有元素硒(Se)的保健品已經(jīng)進(jìn)入市場。已知硒與氧元素同族，與鉀元素同周期。下列關(guān)于硒的說法不正確的是()A．原子最外層電子排布式為4s24p4B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2SeO3C．Br的非金屬性比Se強(qiáng)D．O和Se為p區(qū)元素，K為s區(qū)元素【解析】選B。由題給信息可知，Se位于第四周期ⅥA族，主族元素原子最外層電子數(shù)與其族序數(shù)相等，故Se原子最外層電子數(shù)是6，最外層電子排布式為4s24p4，A項(xiàng)正確；Se元素的最高正化合價(jià)為＋6，則其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H2SeO4，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期元素，元素的非金屬性隨原子序數(shù)的增大而增強(qiáng)，Br和Se屬于同周期元素，且原子序數(shù)：Br>Se，所以Br的非金屬性比Se強(qiáng)，C項(xiàng)正確；根據(jù)O、Se、K在周期表中的位置可知，D項(xiàng)正確。2．下列關(guān)于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的價(jià)層電子排布特點(diǎn)的有關(guān)敘述正確的是()A.Cu位于元素周期表中第四周期ⅠB族，屬于ds區(qū)元素B.O的基態(tài)原子中，2p能級(jí)為半充滿，屬于p區(qū)元素C．最外層電子排布式為4s1，一定屬于ⅠA族D．最外層電子排布式為ns2np1，該元素可能在ⅢA族或ⅢB族【解析】選A。銅位于第四周期第ⅠB族，故A正確；氧元素的2p能級(jí)有四個(gè)電子，不是半充滿，故B錯(cuò)誤；最外層電子排布式為4s1，該元素不一定位于第ⅠA族，如銅的最外層電子排布式為4s1，但銅屬于第ⅠB族，故C錯(cuò)誤；最外層電子排布式為ns2np1，該元素位于ⅢA族，故D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】1.已知某元素+3價(jià)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,該元素在周期表中的位置是 ()A.第三周期Ⅷ族,p區(qū)B.第三周期ⅤB族,ds區(qū)C.第四周期Ⅷ族,d區(qū)D.第四周期Ⅴ族,f區(qū)【解析】選C。+3價(jià)離子的核外有23個(gè)電子,則原子核外有26個(gè)電子,26號(hào)元素是鐵,位于第四周期Ⅷ族,位于d區(qū)。2.下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述中,正確的是 ()A.基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素,一定是ⅠA族元素B．原子的價(jià)電子排布為(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素C．基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素一定位于p區(qū)D．基態(tài)原子含有未成對(duì)電子最多的元素位于ⅤA族【解析】選C?；鶓B(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素可能是K、Cr、Cu，所以可能位于第ⅠA族、第ⅥB族、第ⅠB族，故A錯(cuò)誤；原子的價(jià)電子排布為(n－1)d6～8ns2的元素可以為第Ⅷ族元素，如Fe、Co、Ni，故B錯(cuò)誤；基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素為第ⅤA族元素，所以一定位于p區(qū)，故C正確；基態(tài)原子含有未成對(duì)電子最多的元素不位于ⅤA族，第ⅤA族元素未成對(duì)電子數(shù)是3，如果d能級(jí)半滿有5個(gè)電子，f能級(jí)半滿時(shí)有7個(gè)電子，故D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)二：元素周期律(綜合性考點(diǎn))一、從微觀層面認(rèn)識(shí)元素周期律1．元素周期律2．具體表現(xiàn)形式(1)原子核外電子排布的周期性變化。規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)從1到8的周期性變化。(2)原子半徑的周期性變化。規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，短周期元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。深思考(1)元素周期表中的同周期主族元素從左到右、同主族元素從上到下，原子半徑如何變化？提示：同周期逐漸減小，同主族逐漸增大。(2)試分析影響原子半徑的因素。提示：①能層數(shù)——能層數(shù)越多，原子半徑越大；②核電荷數(shù)——能層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。(3)元素化合價(jià)的周期性變化。以1～18號(hào)元素為例探究化合價(jià)的變化，如圖所示：規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價(jià)呈周期性變化[每周期：最高正價(jià)：＋1→＋7(F無正價(jià)，O最高正價(jià)不是＋6)，負(fù)價(jià)：－4→－1]。二、元素周期表中性質(zhì)的遞變規(guī)律1．元素及對(duì)應(yīng)化合物性質(zhì)的變化規(guī)律項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)元素金屬性金屬性逐漸減弱金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性非金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸減弱化合物陽離子氧化性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱陰離子還原性逐漸減弱逐漸增強(qiáng)氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱2.電離能第一電離能氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號(hào):I1,單位:kJ·mol-1規(guī)律同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大,總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢(shì)同族元素:從上至下第一電離能呈逐漸減小的趨勢(shì)同種原子:逐級(jí)電離能越來越大(即I1<I2<I3…)【微點(diǎn)撥】(1)金屬活動(dòng)性順序與元素相應(yīng)的電離能大小順序不完全一致,故不能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序判斷電離能的大小。(2)第二、三、四周期的同周期主族元素,第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3),因p軌道處于全空或半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰的第ⅢA族和第ⅥA族元素的第一電離能,如第一電離能:Mg>Al,P>S。3．電負(fù)性含義元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)以最活潑的非金屬氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))變化規(guī)律在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小4.對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如，Li2CO3、MgCO3都微溶于水，Be(OH)2、Al(OH)3都具有兩性等。辨易錯(cuò)(1)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能。(×)(2)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C。(×)(3)元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)；堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)。(×)(4)元素的電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能也越大。(×)(5)元素Mn與O中，第一電離能較大的是Mn。(×)能力點(diǎn)一：微粒半徑的比較1．人有高低，物有大小。大到浩渺宇宙，小到微觀粒子，都有衡量尺度。下列原子半徑最大的是()A．1s22s22p3B．1s22s22p63s23p4C．1s22s22p5 D．1s22s22p63s23p5【解析】選B。由核外電子排布式可知，A、B、C、D四種元素分別是N、S、F、Cl，結(jié)合原子半徑的遞變規(guī)律可知，S原子半徑最大。2．有八種短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f隨著原子序數(shù)的遞增，其原子半徑的相對(duì)大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如圖1所示。z、e、g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物溶液(濃度均為0.01mol·L－1)的pH與原子序數(shù)的關(guān)系如圖2所示。根據(jù)上述信息進(jìn)行判斷，下列說法正確的是()A．d、e、f、g形成的簡單離子中，半徑最大的是g離子B．d與e形成的化合物中只存在離子鍵C．x、y、z、d、e、f、g、h的單質(zhì)中，f的熔點(diǎn)最高D.x與y可以形成多種化合物，但均不存在非極性共價(jià)鍵【解析】選A。x、y、z、d、e、f、g、h為短周期主族元素，從圖中的化合價(jià)、原子半徑的大小及原子序數(shù)，可以知道x是H元素，y是C元素，d是O元素，f是Al元素，z、e、g、h的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物溶液濃度均為0.01mol·L－1，e的pH為12，為一元強(qiáng)堿，則e是Na元素，z、h的pH均為2，為一元強(qiáng)酸，則z為N元素、h為Cl元素，g的pH小于2，則g的為二元強(qiáng)酸，故g為S元素。d、e、f、g形成的簡單離子分別為O2－、Na＋、Al3＋、S2－，O2－、Na＋、Al3＋的電子層數(shù)相同，但核電荷數(shù)Al＞Na＞O，則離子半徑O2－＞Na＋＞Al3＋，而S2－的電子層數(shù)最多，半徑最大，故半徑最大的是g離子，A項(xiàng)正確；d與e形成的化合物可以是Na2O，也可以是Na2O2，Na2O2既含有離子鍵，也含有共價(jià)鍵，B項(xiàng)錯(cuò)誤；x、y、z、d、e、f、g、h的單質(zhì)分別為H2、C、N2、O2、Na、Al、S、Cl2，C單質(zhì)可形成金剛石，為共價(jià)晶體，故單質(zhì)熔點(diǎn)最高的可能是y，C項(xiàng)錯(cuò)誤；x與y可以形成多種有機(jī)化合物，其中CH2=CH2等存在著非極性鍵，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(1)(2019·全國卷Ⅱ節(jié)選)近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物。比較離子半徑：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)(2018·全國卷Ⅰ節(jié)選)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能，得到廣泛應(yīng)用。Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是___________________________________________?！窘馕觥?1)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)增大而減小，所以離子半徑：F－<O2－。(2)由于鋰的核電荷數(shù)較大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力較大，因此Li＋半徑小于H－。答案：(1)小于(2)Li＋核電荷數(shù)較大，對(duì)外層電子的吸引力較強(qiáng)【加固訓(xùn)練】(2022·內(nèi)江模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X與W同主族,X、W可以分別與Z形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1、2∶1的兩種化合物,Y與Z可以形成多種化合物,其中某些化合物是主要的大氣污染物。下列說法正確的是 ()A.原子半徑的大小關(guān)系:r(W)>r(Z)>r(Y)B.簡單離子半徑的大小關(guān)系:r(W)>r(Z)>r(Y)C.簡單氫化物的還原性:Z<YD.化合物X2Z2與W2Z2所含化學(xué)鍵類型完全相同【解析】選C。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X與W同主族,X、W可以分別與Z形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1、2∶1的兩種化合物,則Z為O元素,X為H元素,W為Na元素;Y與Z可以形成多種化合物,其中某些化合物是主要的大氣污染物,Y的原子序數(shù)小于O,則Y為N元素。同周期主族元素原子半徑隨原子序數(shù)增大而減小,即r(Y)>r(Z),故A錯(cuò)誤;電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則簡單離子半徑的大小關(guān)系:r(Y)>r(Z)>r(W),故B錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),簡單氫化物的還原性越弱,非金屬性O(shè)>N,則簡單氫化物的還原性:Z<Y,故C正確;X2Z2、W2Z2分別為H2O2、Na2O2,H2O2只含有共價(jià)鍵,Na2O2含有離子鍵和共價(jià)鍵,二者含有的化學(xué)鍵類型不完全相同,故D錯(cuò)誤。能力點(diǎn)二：元素金屬性、非金屬性的比較金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法金屬性①在金屬活動(dòng)性順序表中越靠前,金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈,金屬性越強(qiáng)③單質(zhì)還原性越強(qiáng)或陽離子氧化性越弱,金屬性越強(qiáng)④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),金屬性越強(qiáng)⑤若Xn++Y→X+Ym+,則Y比X的金屬性強(qiáng)⑥元素在周期表中的位置:左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)非金屬性①與H2化合越容易,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子還原性越弱,非金屬性越強(qiáng)③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng)④元素在周期表中的位置:右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)【典例】(2021·廣東選擇考)eq\a\vs4\al(一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式)②如圖所示。其中，eq\a\vs4\al(X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子)①；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說法不正確的是()A．XEZ4是一種強(qiáng)酸B．非金屬性：W＞Z＞YC．原子半徑：Y＞W(wǎng)＞ED．ZW2中，Z的化合價(jià)為＋2價(jià)[解題思維]解答本題的思維流程如下:信息提取①X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子;②一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式信息轉(zhuǎn)化①由“X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子”確定X為H;②由化合物結(jié)構(gòu)中可確定X、W、E均形成1個(gè)共價(jià)鍵,Y形成4個(gè)共價(jià)鍵,Z形成2個(gè)共價(jià)鍵,結(jié)合其他信息確定元素聯(lián)想質(zhì)疑分子結(jié)構(gòu)式中Y、Z原子的雜化類型是否相同?提示:相同。都是sp3雜化?！窘馕觥窟xC。題給化合物結(jié)構(gòu)中X、W、E均形成1個(gè)共價(jià)鍵、Y形成4個(gè)共價(jià)鍵、Z形成2個(gè)共價(jià)鍵。X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子，則X為氫元素；元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，則Y為碳元素，Z為氧元素，W為氟元素；元素E的原子比W原子多8個(gè)電子，則E為氯元素，綜合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分別為H、C、O、F、Cl。氯元素非金屬性較強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物的水化物HClO4是一種強(qiáng)酸，故A正確；同一周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)，所以非金屬性：F>O>C，故B正確；同一周期從左到右原子半徑逐漸減小，同一主族從上到下原子半徑逐漸增大，電子層越多半徑越大，所以原子半徑：Cl>C>F，故C錯(cuò)誤；OF2中，F(xiàn)為－1價(jià)，則O的化合價(jià)為＋2價(jià)，故D正確。原因分析·理論解釋(1)可用________________________________________________(性質(zhì))判斷Y、E兩種元素非金屬性的強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：_______________________________________________。提示：最高價(jià)氧化物水化物的酸性強(qiáng)弱。將高氯酸加入碳酸鈉溶液中，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。(2)化合物ZW2的形成________(填“能”或“否”)說明兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱。為什么？__________________________________________提示：能?；衔颫F2中氧顯＋2價(jià)，F(xiàn)顯－1價(jià)，說明F的電負(fù)性大，非金屬性強(qiáng)。下列事實(shí)不能說明元素的金屬性或非金屬性相對(duì)強(qiáng)弱的是()序號(hào)事實(shí)推論A與冷水反應(yīng)，Na比Mg劇烈金屬性：Na>MgBCa(OH)2的堿性強(qiáng)于Mg(OH)2金屬性：Ca>MgCSO2與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2非金屬性：S>CDt℃時(shí)，Br2＋H22HBrK＝5.6×107I2＋H22HIK＝43非金屬性：Br>I【解析】選C。元素金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)越活潑，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，A、B兩項(xiàng)正確；SO2并不是S元素的最高價(jià)氧化物，不能通過H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3判斷S、C元素的非金屬性強(qiáng)弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)越易與H2發(fā)生化合反應(yīng)，D項(xiàng)正確。【加固訓(xùn)練】1.下列實(shí)驗(yàn)不能作為判斷依據(jù)的是 ()A.向等物質(zhì)的量濃度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分別滴加3滴酚酞溶液,觀察溶液的顏色,判斷N和Si的非金屬性強(qiáng)弱B.鐵投入CuSO4溶液中,能置換出銅,鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅,判斷鈉與鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱C.硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀,判斷碳酸與硅酸的酸性強(qiáng)弱D.Br2和I2分別與H2反應(yīng)的難易,判斷溴與碘的非金屬性強(qiáng)弱【解析】選B。A項(xiàng),由現(xiàn)象可知,Na2SiO3溶液水解顯堿性,則硝酸的酸性大于硅酸,則非金屬性:N>Si,正確;B項(xiàng),鐵投入CuSO4溶液中,能置換出銅,鈉投入CuSO4溶液先和水反應(yīng)生成氫氧化鈉,再和CuSO4反應(yīng),不能置換銅,所以不能判斷鈉與鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱;C項(xiàng),CO2通入硅酸鈉溶液,發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng),生成硅酸沉淀可以知道碳酸的酸性大于硅酸,正確;D項(xiàng),鹵素單質(zhì)與氫氣化合越容易,非金屬性越強(qiáng),可用Br2和I2分別與H2反應(yīng)的難易,判斷溴與碘的非金屬性強(qiáng)弱,正確。2.根據(jù)元素周期表和元素周期律,判斷下列敘述不正確的是 ()A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O>NH3>SiH4B．已知Ra是第七周期ⅡA族的元素，故Ra(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性強(qiáng)C．如圖所示實(shí)驗(yàn)可證明元素的非金屬性：Cl>C>SiD．用中文“”(ào)命名的第118號(hào)元素在周期表中位于第七周期0族【解析】選C。元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，元素的非金屬性越強(qiáng)，由圖可知酸性：HCl>H2CO3>H2SiO3，但鹽酸不是氯元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，因此不能比較元素的非金屬性強(qiáng)弱，C項(xiàng)錯(cuò)誤。3．(2020·全國Ⅲ卷)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，四種元素的核外電子總數(shù)滿足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3與WZ相遇會(huì)產(chǎn)生白煙。下列敘述正確的是()A．非金屬性：W>X>Y>ZB．原子半徑：Z>Y>X>WC．元素X的含氧酸均為強(qiáng)酸D．Y的氧化物水化物為強(qiáng)堿【解析】選D。根據(jù)“化合物XW3與WZ相遇會(huì)產(chǎn)生白煙”可知XW3應(yīng)為NH3，WZ為HCl，即W為氫、X為氮，Z為Cl，再根據(jù)四種元素的核外電子總數(shù)滿足X＋Y＝W＋Z，可知Y是Na。非金屬性：Cl>N>H>Na，A錯(cuò)誤；原子半徑：Na>Cl>N>H，B錯(cuò)誤；氮的含氧酸中HNO2為弱酸，C錯(cuò)誤；NaOH為強(qiáng)堿，D正確。能力點(diǎn)三：電離能、電負(fù)性及其應(yīng)用1．(2021·江蘇省新高考適應(yīng)性考試改編)13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法正確的是()A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族B．元素P的簡單氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為PH4C．第一電離能：I1(Al)<I1(P)<I1(S)D．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4【解析】選D。Al為13號(hào)元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A錯(cuò)誤；P元素最外層有5個(gè)電子，簡單氣態(tài)氫化物為PH3，B錯(cuò)誤；P的3p能級(jí)軌道半滿，較穩(wěn)定，第一電離能大于相鄰主族元素，即I1(P)>I1(S)，故C錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性P<S<Cl，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，故D正確。2．以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A．具有下列價(jià)電子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4，電負(fù)性最大的是③B．某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級(jí)電離能(kJ·mol－1)分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時(shí)可能生成的陽離子是X2＋C．①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl，元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而遞增的是④D．具有下列電子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是①【解析】選A。①3s23p1符合該價(jià)電子排布的為鋁元素，②3s23p2符合該價(jià)電子排布的為硅元素，③3s23p3符合該價(jià)電子排布的為磷元素，④3s23p4符合該價(jià)電子排布的為硫元素，同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，因此電負(fù)性最大的是④，A錯(cuò)誤；第三電離能遠(yuǎn)大于第二電離能，所以是第ⅡA族元素，形成的陽離子是X2＋，B正確；同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減弱，①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se均符合此規(guī)律，同一周期從左到右，元素的第一電離能呈逐漸增大的趨勢(shì)，④Na、P、Cl符合此規(guī)律，C正確；①1s22s22p63s23p2符合該電子排布的為硅元素，②1s22s22p3符合該電子排布的為氮元素，③1s22s22p2符合該電子排布的為碳元素，④1s22s22p63s23p4符合該電子排布的為硫元素，同一周期從左到右，原子半徑逐漸減小，同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大，因此原子半徑最大的為①，D正確。3．(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為________________________________，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為________；C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開___