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【考向解读】
1.了解元素、核素和同位素的含义。
2.了解原子的构成;了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
3.了解原子核外电子排布。
4.掌握元素周期律的实质;了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
5.以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
6.以ⅠA族和ⅦA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。
7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。
8.了解化学键的定义;了解离子键、共价键的形成。
【命题热点突破一】元素周期表
例1. 短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右下图所示,其中 T 所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是
A.最简单气态氢化物的热稳定性:R > Q
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q < W
C.原子半径:T > Q > R
D.含 T 的盐溶液一定显酸性
【答案】D
【点评】 残缺元素周期表类的元素推断往往为给出元素周期表中短周期元素的一部分,根据文字信息或者周期表结构中“隐藏”的信息进行推断,如第一周期只有两端有元素、某元素上方有相邻元素,则必为第三周期元素或Li或Ne等。
【变式探究】
W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物,由此可知
W
X
Y
Z
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A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
【答案】A
【命题热点突破二】元素周期律及其实质
1.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。
2. 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
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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。
例2、元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示,其中R单质在
暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是
A.非金属性:ZHCl>HBr或R>T>Q,C项错误;T、Q分别是氯、溴,非金属性:氯>溴,非金属性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,则高氯酸(HClO4)的酸性比高溴酸(HBrO4)强或 T>Q,D项正确。
【变式探究】
已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W
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的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【答案】 A
【命题热点突破三】微粒半径的比较
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+
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+
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-
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+
例3 . A、B、C为三种短周期元素,A、B在同周期,A、C的最低价离子分别为A2-和C-,B2+和C-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )。
A.原子序数:AC
C.离子半径:A2->C->B2+
D.原子核外最外层电子数:A>C>B
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【答案】C
【变式探究】某矿石由前20号元素中的四种组成,其化学式为WYZX4。X、Y、Z、W分布在三个周期,原子序数依次增大,Y、W为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,W能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,Y、Z位于同一周期,Z单质是一种良好的半导体。则下列判断正确的是( )
A.Y、Z的氧化物都有两性
B.气态氢化物的稳定性:Z>X
C.原子半径:W>Y>Z>X
D.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>W
【答案】C
【解析】 首先推出X和Z分别为O元素和Si元素。W能与冷水剧烈反应,且原子序数最大,推测W为K或Ca,若W为Ca,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等,推出Y、Z最外层分别有4个和4个电子,而题中说,Y、Z(Si)位于同一周期,矛盾,故W只能是K,则Y为铝。
【高考真题解读】
1.【2016年高考江苏卷】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层有6个电子,Y是迄今发现的非金属性最强的元素,在周期表中Z位于IA族,W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A.元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B.由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
【答案】B
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2.【2016年高考上海卷】硼的最高价含氧酸的化学式不可能是( )
A.HBO2 B.H2BO3 C.H3BO3 D.H2B4O7
【答案】B
【解析】B原子最外层电子数是3个,所以其最高化合价是+3,然后根据化合物中正负化合价的代数和等于0可知,不可能是H2BO3(其中B元素化合价为+4价),故只有选项B符合题意。
3.【2016年高考上海卷】下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( )
A.CaO与CO2 B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2 D.Cl2与I2
【答案】C
【解析】CaO是离子化合物,熔化断裂离子键,而CO2在固态时是分子晶体,熔化破坏的是分子间作用力,与化学键无关,A错误;.NaCl是离子化合物,熔化断裂离子键,而HCl在固态时是分子晶体,熔化破坏的是分子间作用力,与化学键无关,B错误;SiC和SiO2都是原子晶体,熔化断裂的是共价键,与化学键有关,C正确;Cl2和I2在固态时都是分子晶体,熔化断裂的是分子间作用力,与化学键无关,D错误。
4.【2016年高考上海卷】已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是( )
A.原子半径:X>Y>Z>W
B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强
C.W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性
D.若W与X原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2
【答案】A
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5.【2016年高考新课标Ⅰ卷】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L–1 r溶液的pH为2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小WY
C.Y的氢化物常温常压下为液态
D.X的最高价氧化物的水化物为强酸
【答案】C
【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,则Z是氯元素,n是Cl2;0.01 mol·L–1 r溶液的pH为2,说明r是一元强酸,Cl2与两种元素组成的化合物反应会产生两种化合物,其中一种r是HCl,另一种物质q的水溶液具有漂白性,则说明W是H元素;m是H2O,q是HClO;两种元素组成的化合物p与Cl2光照反应产生HCl,同时产生s,s通常是难溶于水的混合物,根据转化关系图可知p是甲烷,则s可能是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4中的几种物质。因此X是碳元素,Y是氧元素。根据元素周期律的原子半径变化规律:同一周期的元素,原子序数越大原子半径越小,同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,则原子半径的大小W<Y<X,A错误;同周期元素,随着原子序数的增大,自左向右元素的非金属性逐渐增强,则非金属性Y>X,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,相应元素的非金属性越弱,高氯酸的酸性大于碳酸的酸性,则非金属性Z>X
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,氯元素与氧元素组成的常见化合物如次氯酸等,氯元素显正价,氧元素显负价,由此可判断非金属性Y>Z,因此元素的非金属性Y>Z>X,B错误;Y元素的氢化物有H2O和H2O2,二者在常温常压下都为液态,C正确;X的最高价氧化物的水化物是碳酸,该物质是二元弱酸,不是强酸,D错误。
6.【2016年高考新课标Ⅱ卷】a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和C+离子的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的.
D.d和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【答案】A
7.【2016年高考新课标Ⅲ卷】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W< Xb>a
B. a和其他3种元素均能形成共价化合物
C. d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
【解析】a-的电子层结构与氦相同,则a为氢元素;b和c的次外层有8个电子,且最外层电子数分别为6、7,则b为硫元素,c为氯元素;d的最外层电子数为1,且c-和d+的电子层结构相同,则d为钾元素。A项,元素的非金属性次序为Cl>S>H,正确;H2S和HCl是共价化合物,KH、K2S和KCl是离子化合物,B项错误,C项正确;D项,氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为+1和-1、+6和-2、+7和-1,因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6,正确。
【答案】B
3.(2015·海南化学,12,4分)a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,b的最外层电子数为内层电子数的2倍,c的最高化合价为最低化合价绝对值的3倍,c与d同周期,d的原子半径小于c。下列叙述错误的是( )
A.d元素的非金属性最强
B.它们均存在两种或两种以上的氧化物
C.只有a与其他元素生成的化合物都是离子化合物
D.b、c、d分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键
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【答案】D
4.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是( )
A.上述四种元素的原子半径大小为W