专题二微主题3物质的结构与性质元素周期律.docx
专题二物质的结构、性质及转化元素周期律微主题3物质的结构与性质元素周期律纲举目张T原子结构与性质卜常见基态原子或离了的电了排布(含价层电了)-C电子排布式轨道表示式T元素周期律1.原子半径一化合价一金属性与非金属性J电离能、电负性1.单键.双键,三键一翼结构与性质T分子结构与性质上J晶体结构与性质晶体性质自范性、各向异性共价锭-极性犍.非极性犍I-配位键卡丽济广杂化U电卬、科桢F,I-价层电子对互斥模型分子的性质一分子的极性与溶解性(相似相溶原理)一分子间作用力与熔、沸点(范德华力,氢键)J手性分子晶体类型1分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体命题趣律一高考回溯考向1核素同位素1 .(2023广东卷)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是(C)A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是第IA族元素B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeC)C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体【解析】Xe的原子序数为54,在元素周期表中位于第5周期。族,A错误:赤铁矿的主要成分是Fe2O3,B错误;金刚石是共价晶体,D错误。2. (2022广东卷)北京冬奥会成功举办、“神舟十三号”顺利往返、“天宫课堂”如期开讲及“华龙一号”核电海外投产等,均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是(D)A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料Hz为氧化性气体B.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子C.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化D.核电站反应堆所用轴棒中含有的锭U与赞U互为同位素【解析】Hz在反应中作还原剂,具有还原性,A错误;玻瑞纤维是一种性能优异的无机非金属材料,B错误:乙酸钠过饱和溶液析出晶体的过程中无新物质生成,属于物理变化,C错误;键U与锣U是质子数相同、中子数不同的核素,二者互为同位素,D正确。考向2化学用语3. (2023江苏卷)反应NHQ+NaNO2=NaCl+N21+2比。应用于石油开采。下列说法正确的是(C)HH:N:HA. NHj的电子式为HB. NO2中N元素的化合价为+5C. N2分子中存在N三N键D. HzO为非极性分子Hh:N:h+【解析】NHj的电子式为H,A错误:NO中N元素的化合价为+3,B错误;HzO为极性键构成的极性分子,D错误。4. (2023辽宁卷)下列化学用语或表述正确的是(B)A. BeQ2的空间结构:V形B. P,中的共价键类型:非极性键C.基态Ni原子价层电子排布式:3d,°H3CH/G=C/D.顺-2-丁烯的结构简式:HC【解析】BeCI2的中心原子为Be,孤电子对数为0,为直线形分子,A错误;分子中相邻的P原子之间形成非极性共价键,B正确;Ni的原子序数为28,其基态原子的价层电子排布式为3d84s2,C错误;顺-2-丁烯的结构中2个甲基应该在双键的同一侧,D错误。5. (2023浙江卷)下列化学用语表示正确的是(D)A. HzS分子的球棍模型:O-O-OB. AlCl3的价层电子对互斥模型:。C. KI的电子式:K:.1.:D. CH3CH(CH2CH3)2的名称:3-甲基戊烷【解析】HzS分子是V形结构,因此该图并没有准确表现出HzS分子的球棍模型,A错误;AlCl3中心原子价层电子对数为3+;X(3lX3)=3,其价层也子对互斥模型为平面三角形,B错误;Kl是离子化合物,其电子式为K+匚J.:丁,C错误。考向3元素周期表与元素周期律6. (2023广东卷)化合物XYZjME4可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有丫和M同族。丫的基态原子价层P轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为s"”,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是(A)A.元素电负性:E>Y>ZB.氢化物沸点:M>Y>EC.第一电离能:X>E>YD.YZ3和YE3的空间结构均为三角锥形【解析】E在地壳中含量最多,则E为氧元素,X的基态原子价层电子排布式为S11-l,所以X为镁或锂,Y的基态原子价层P轨道半充满,所以可能为氮或磷,Y和M同族,根据X与M同周期,再结合化合物XYZ4MO4中元素化合价代数和为零,可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、Y氮元素。电负性:O>N>H,A正确:磷化氢、氧气、水均为分子晶体,氨气、水中均存在氢键,沸点较高,磷化氢中没有氢键,沸点低,沸点:H2O>NH3>PH3,B错误:同周期从左到右,元素的第一电离能总体呈增大趋势,但IlA族和VA族反常,第一电离能:N>O>Mg,C错误:N%分子中的中心原子N的价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,NO;中的中心原子N的价层电子对数为3,没有孤电子对,NO7空间结构为平面三角形,D错误。7. (2023江苏卷)元素C、Si、Ge位于元素周期表中IvA族。下列说法正确的是(D)A.原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge)B.第一电离能:(C)<(Si)<(Ge)C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体D.可在元素周期表中元素Si附近寻找新半导体材料【解析】同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,A错误:同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,B错误:碳单质存在多种同素异形体,如C60为分子晶体,C错误。8. (2023全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是(C)A.原子半径:X>WB.简单氢化物的沸点:X<ZC.丫与X可形成离子化合物D.Z的最高价含氧酸是弱酸【解析】W为N,X为O,Y为Mg,Z为S。同周期从左到右,主族元素的原子半径依次减小,所以半径大小为N>O,A错误:HzO分子间存在氢键,而HzS分子间没有氢键,氢化物的沸点:H2O>H2S,B错误:Mg和O元素可形成MgO,为离子化合物,C正确:硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误。9. (2023全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子2-与丫2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是(A)A.X的常见化合价有一1、-2B.原子半径大小为Y>X>WC.YX的水化物具有两性D.W单质只有4种同素异形体【解析】X为O,Y为Mg,W为C。O元素的常见价态有一1价和一2价,如H2O2和H2O,A正确:电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为Mg>C>O,B错误;Mg和O元素可形成MgO,其水化物为Mg(OH)2,Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水,不能与碱反应,Mg(OH)2没有两性,C错误;碳有多种同素异形体,如金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止4种,D错误。10. (2022广东卷)甲戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是(C)甲乙丙T戊A.原子半径:丁>戊>乙B.非金属性:戊>丁>丙C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强硬反应【解析】甲戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S,若是硫酸,则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。原子半径:丁>戊>乙,A正确;同周期从左到右,非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,B正确;甲的氧化物可能为氯气,可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,则遇氯化氢有白烟产生,若是甲烷、乙烷等,则遇氯化氢不反应,没有白烟生成,C错误;丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸,都能与强碱反应,D正确。11.(2021广东卷)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X的原子核只有1个质子;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是(B)WEWIIIwyzyywIIIXXwA.XEZ4是一种强酸B.原子半径:Y>W>EC.非金属性:W>Z>YD.ZW2中Z的化合价为+2【解析】X、Y、ZsW、E分别为H、C、O、F、CloHCK是一种强酸,A正确:原子半径:C1>F,B错误;非金属性:F>O>C,C正确;OF2中F显一1价,O显+2价,D正确。考向4物质的结构与性质12. (2023北京卷)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(A)A.FF的键能小于CIYl的键能B.三氨乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氨化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子【解析】F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,FF不稳定,因此F-F的键能小于Cl-Cl的键能,与电负性无关,A符合题意;羸的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于。Y的极性,使F3C的极性大于CbC的极性,导致三氤乙酸的臻基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;鼠的电负性大于氯的电负性,F-H的极性大于。一H的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氢键的形成条件是原子的电负性大,原子的半径小,鼠的电负性大于氯的电负性,所以氟化氢分子间可以形成氢键,而氯化氢不能形成氢键,D不符合题意。13. (2023山东卷)下列分子属于极性分子的是(B)A.CS2B.NF3C. SO3D.SiF4【解析】NF3分子空间结构为三角锥形,正、负电荷中心不重合,属于极性分子,B符合题意。14. (2023湖南卷)下列有关物质结构和性质的说法错误的是(A)A.含有手性碳原子的分子叫作手性分子B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应D.冠酸(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子【解析】有手性异构体的分子被称为手性分子,A错误。15. (2023北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨块,是碳材料科学的一大进下列关于金刚石、石墨、石墨快的说法正确的是(A)A.三种物质中均有碳碳原子间的。键B.三种物质中的碳原子都是sp3杂化C.三种物质的晶体类型相同D.三种物质均能导电【解析】三种物质中均存在键,A正确:金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化,石墨中所有碳原子均采用sp2杂化,石墨块中苯环上的碳原子采用sp2杂化,碳碳三键上的碳原子采用SP杂化,B错误:金刚石为共价晶体,石墨块为分子晶体,石墨为混合型晶体,C错误;金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D错误。16. (2023山东卷)卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:(1)-40C时,Fz与冰反应生成HoF和HF。常温常压下,HoF为无色气体,固态HoF的晶体类型为一分子晶体一,HOF水解反应的产物为HF、H2O2(填化学式(2)Clo2中心原子为Cl,ChO中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大兀键(爪)。Qo2中CI原子的轨道杂化方式为3;键角:0-0-0-_(填或“=”)。一O-C1;比较ClO2与Cl2O中Cl-O的键长并说明原因:ClO2分子中。一O的键长小于CkO中。一。的键长,其原因:CIo2分子中既存在。键,又存在大键,原子轨道重置的程度较大,因此其中C10的键长较短,而Cbo只存在普通的。键.。(3)一定条件下,CUa2、K和F2反应生成KCl和化合物X。已知X属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数4=bWc,=y=90o),其中CU元素的化合价为+2。上述反应的化学方程式为CUCl2+4+2F2K2CuF4+2KQ。若阿伏加德罗常数的值为N,436XIOao化合物X的密度=一三_g/cm3(用含NA的代数式表示)。【解析】(1)常温常压下,HC)F为无色气体,则HoF的沸点较低,因此,固态HOF的晶体类型为分子晶体。HoF中F元素显一1价,其水解时结合HzO电离的H+生成HF,则HO卡结合H2O电离的OH,两者反应生成H2O2,因此,HOF水解反应的产物为HF、H2O2o(2)QO2分子中存在大键(M),其中Cl原子只能提供1对电子,有一个O原子提供1个电子,另一个O原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的P轨道中,彩成大键,Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键,与另一个O形成的是普通的共价键(O键,这个O只提供了1个电子参与形成大键),CK)2中CI原子的价层电子对数为3,则Cl原子的杂化方式为sp2,分子为V形结构;CI2O中心原子为0,价层电子对数=6+;X2=4,O原子的杂化方式为sp3,分子也为V形结构;sp?杂化的键角一定大于sp3的,因此OC1O键角大于Cl-O-Cl键角。(3)由晶胞结构图可知,该晶胞中含有黑球的个数为8x(+2=4、白球的个数为16><;+4乂3+2=8、灰色球的个数为8×+1=2,则X中含有3种元素,其个数之比为1:2:4,已知Cll元素化合价为+2、F元素的化合价为一1、K元素的化合价为+1,根据化合价代数和为0,可以推断X为K2Q1F4。若阿伏加德罗常数的值为2X218a,2×218,一,Vag436×IO30,Na,昨胞的质量为乙Lg,化合物X的密度P=嬴文布F=FTrg/cm,。17. (2023北京卷)MgS2O36H2O的晶胞形状为长方体,边长分别为anm、bnm、Cnm,结构如图。晶胞中的Mg(HzO)V个数为4。已知MgS2O36H2O的摩尔质量是M4g/mol,阿伏加德罗常数的值为Na,该晶体的密度为后二成义10"_g/cn?(lnm=107cm)oQ Mg(H2O)62。s2or(2)浸金时,SzOM作为配体可提供孤电子对与Au.形成Au(S2O3)2分别判断S2Oj-中的中心S原子和端基S原子能否作配位原子并说明理由:SzC中的中心原子S的价层电子对数为4,无孤电子对,不能作配位原子:端基S原子含有孤电子对,能作配位原子L。【解析】由晶胞结构可知,1个晶胞中含有Mg(HzO)6产个数为8×÷4×+2×4AY+1=4,含有4个S2C,该晶体的密度P=NAabcX()2gcm3=NA9.X1°:g/cn?。18. (2022广东卷)硒(Se)是人体必需微量元素之一,含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子IV的合成路线如下:(I)Se与S同族,基态硒原子价层电子排布式为4s24d4。HzSe的沸点低于H2O,其原因是_二者都是分子晶体,由于水分子间存在氢键,FhSe分子间无氢键,故HzO沸点高。(3)关于IIII三种反应物,下列说法正确的有BDE(填字母)。A. I分子中仅有键B. I分子中的SeSe为非极性共价键C. 11易溶于水D. II分子中原子的杂化轨道类型只有SP与sp2E. II11含有的元素中,O电负性最大(4)Iv中具有孤电子对的原子有O、Se。(5)硒的两种含氯酸的酸性强弱为FbSeOi>H,SeO4填“>”或“V”)。研究发现,给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铉引起的中毒。SeO孑的空间结构为一正四面体形.。(6)我国科学家发展了一种理论计算方法,可利用材料的晶体结构数据预测其热电性能,该方法有助于加速新型热电材料的研发进程。化合物X是通过该方法筛选出的潜在热电材料之一,其晶胞结构如图1,沿x、y、Z轴方向的投影均为图2。X的化学式为K)SeBr°。设X的最简式的式量为Mr,晶体密度为pgc则X中相邻K之间的最短距离为_拯寸筹LUnm(列出计算式,NA为阿伏加德罗常数的值)。【解析】(3)I分子中含有C-H和Se-Se,苯环中含有大键,所以I中含有键和。键,A错误:I分子中的SeSe是同种原子间形成的共价键,为非极性健,B正确:物质II属于度类,烧类均不易溶于水,C错误;II分子中含有苯环、碳碳双键和碳碳三键,苯环和碳碳双键中C原子均采用sp?杂化,碳碳三键中C原子采用SP杂化,所以11中原子的杂化轨道类型只有SP与sp?,D正确;II11含有的元素为C、N、O、Se、S、H,非金属性越强,其电负性越大,则。的电负性最大,E正确。(5)SeC的中心原子价层电子对数为4+6+274x2=4,无孤电子对,则SeOl的空间结构为正四面体形。(6)由图可知,K原子位于晶胞内部,“SeBr6”位于顶点和面心位置,由原子均摊法可知,该晶胞中K的数目为8,uSeBr6,的数目为8×+6×x=4,则化学式为K2SeBr6O晶胞中含有4个oL4M“KzSeBre",晶胞质量m(K2SeBr6)g,若晶胞边长为x,则晶体密度p=g="gcm34M二罚gcm3,解得 X=m,由图可知,晶胞中相邻K之间的最短距离为:X=BXIO7 nm019.(2021广东卷)很多含蕊基(一SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物I可与氧化汞反应生成化合物II。CH2-SCH2-SHHgCH2-SH0IZIIlCH-SH3HSCH-SHCH3-S-OHIlCH2-OHDH2-OHCH2-SO3NaOI11mIV(1)基态硫原子价层电子排布式为3s23。(2)H2S>CH4HQ的沸点由高到低的顺序为H2O>H2S>CH4。(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第亢周期第于B族。(4)化合物HI也是一种汞解毒剂。化合物IV是一种强酸。下列说法正确的有上D(填字母)。A.在I分子中S原子采取sp3杂化B.在II中S元素的电负性最大C.在III分子中CY-C键角是180。D.在In分子中存在离子键与共价键E.在N分子中硫氯键的键能均相等(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Hl相比,水溶性较好的是11_。(6)理论计算预测,由汞(Hg)、错(Ge)、锦(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料°X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是_晶胞是8个顶角相同的最小平行六面体,晶胞中平行棱相同,平行面也相同,此结构不符合这些特征一。图C为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4:该晶胞中粒子个数之比Hg:Ge:Sb=:1:2_。设X的最简式的式量为Mrt则X晶体的密度为一嗡答Lgcn(列出算式)。【解析】(2)HzSH2O>CH4均为分子晶体,HzO分子间存在氢键,则HzO的沸点最高,H2S.CH4分子间不存在氢键,HzS的相对分子质量大,分子间作用力强,沸点较高。(6)从图c可看出与Hg距离最近的Sb数目为4;该晶胞中含有Hg原子数目为6×+4×j=4,Ge原子数目为l+8xl+4x=4,Sb原子数目为8,则该晶胞中粒子个数之比4oLHg:Ge:Sb=4:4:8=1:1:2o模考前沿1. (2023福州5月模拟)科学家发现一种新型的离子液体,其阴离子(TFSA)结构如图所示。X、Y、Z、W、M为短周期主族元素,原子序数依次递增,M和Z价层电子数相同。下列说法正确的是(D)ZZXZ×ZWM'z2<iWw/、wWWWwTFSAA.简单氢化物的热稳定性:Z>WB.最高价氧化物的水化物的沸点:Y>MC.元素的第一电离能:X<Y<Z<WD.该阴离子中X、M、丫三种原子的杂化轨道类型均为sp3【解析】X、Y、Z、W、M依次为C、N、O、F、So同周期从左到右,主族元素的非金属性增强,气态氨化物的热稳定性增强,简单氨化物的热稳定性:H2O<HF,A错误:硝酸易挥发、硫酸难挥发,沸点:HNO3<H2SO4,B错误:同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,元素的第一电离能:C<O<N<F,C错误:该阴离子中C原子形成4个键,无孤电子对,S原子形成6个共价键,无孤电子对,其中有4个。键,N原子价层电子对数为4,所以三种原子的杂化轨道类型均为sp3,D正确。2. (2023安庆二模)有机金属氯化物由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、M、W组成,部分结构如图所示。基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满,W元素原子的价层电子排布式为s"%p2"L下列说法错误的是(B)XZX-XIYIX-XA.YW4为正四面体结构B.氢化物的沸点:Z>YC.Z元素的第一电离能比同周期相邻元素的大D.与M同族元素的基态原子最高能级的电子云轮廓图呈球形【解析】X、Y、Z、MsW依次为H、C、N、Mg、CIoCCI4分子中中心原子价层电子对数为4,孤电子对数为0,为正四面体形结构,A正确;没有说明是简单氧化物,C的氢化物有很多,如苯等,无法比较,B错误:N原子的电子排布式为Is22s”p3,为稳定的半充满结构,难失电子,所以其第一电离能大于同周期相邻元素,C正确:与Mg同族的基态原子最高能级为S2,电子云轮廓图为球形,D正确。3. (2023深圳一调)X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素。基态X原子价层电子有3个单电子,Z与丫可形成原子个数比为1:1的含非极性共价键的离子化合物。W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是(D)A.简单离子半径:Z>YB.X、W单质的晶体类型一定相同C.简单气态氢化物的热稳定性:X>YD.Q的最高价含氧酸根离子的空间结构为正四面体形【解析】X、Y、Z分别为N、O、Na,W、Q分别为P、S或Si、CL简单离子半径:Na+<O2A错误;N2为分子晶体,而Si为共价晶体,P单质为分子晶体,晶体类型不都相同,B错误:非金属性:O>N,则气态氨化物的热稳定性:NH3<H2O,C错误:Q的最高价含氧酸根离子可能为CIO4或So孑,两种离子中心原子价层电子对数均为4,均没有孤电子对,空间结构均为正四面体形,D正确。4.(2023韶关一模)钙钛矿晶体的晶胞结构如图所示。下列说法错误的是(D)TiOCao0A.晶体的化学式为CaTiO3B.其组成元素中电负性最大的是O元素C.基态Ti原子价层电子排布式为3d24s?D.金属离子与氧离子间的作用力为共价键【解析】根据晶胞结构图,晶胞中Ca原子个数为1,Ti原子个数为8x=l,O原子个数为12x1=3,晶体的化学式为CaTio3,A正确;组成元素中电负性顺序为O>Ti>Ca,B正确;Ti的基态原子价层电子排布式为3(P4s2,C正确;金属离子与氧离子间的作用力为离子键,D错误。敝I口突破一能力提升能力I原子结构与元素的性质1.常见基态原子、离子的简化电子排布式微粒简化电子排布式微粒简化电子排布式CuAr3d,04s,Cu1rArl3d,°FeAr3d64s2Fe2+Ar3d6CrAr3d54s,Cr3+Ar3d3MnAr3d54s2Mn2+Ar3d5ZnAr3d,04s2Zn2+Ar3d,0TiAr3d24s2Ti2+Ar3d2NiAr3d84s2Ni2+Ar3d8微粒简化电子排布式价层电子排布式Cu2+Ar3d93d9Fe3+Ar3d53d5AsAr3d,04s24p34s24p3BrAr3d,04s24p54s24p5Br-Ar3d,04s24p64s24p6CoAr3d74s23d74s2Co2+Ar3d73d72.元素周期律与元素的性质(1)主族元素的性质性质同周期(从左到右)同主族(从上到下)电子层数层数相同层数增大失电子能力减弱增强得电子能力增强减弱金属性减弱增强非金属性增强减弱主要化合价最高正价升高(0、F除外)最高正价相同(O、F除外)最高价氧化物对应水化物的酸、碱性酸性增强:H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4碱性减弱:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3酸性减弱:HNO3>H3PO4碱性增强:LiOH<NaOH<KOH氢化物的热稳定性增强:SiH4<PH3<H2S<HCl减弱:HF>HCl>HBr>HI原子半径减小:Si>P>S>CI增大:F<Cl<Br<I阳离子半径减小:Na+>Mg2+>Al3+增大:Li+<Na+<K+阴离子半径减小:P3>S2>C增大:F<C<Br<r(2)第一电离能o()ooo()()()o()o5 0 5 0 52 2 11ouv2VJ6004002000fNa A,1112131415161718原子序数第三周期元素的第一电离能与原子序数的关系说明同周期元素从左到右,第一电离呈增大趋势,但IIA、VA反常。同主族元素从上到下,第一电离能减小。(3)电负性H2.1IlAIIIAIVAVAVIAWA31.i1.04Bc1.55B2.06C2.57N3.08O3.59F4.011Na1.012Mg1.513Al1.514Si1.815P2.116S2.517Cl3.019K0.820Ca1.031Ga1.632Ge1.833As2.034Se2.435Br2.837Rb0.838Sr1.049In1.750Sn1.851Sb1.952Te2.153I2.555Cs0.756Ba0.98!Tl1.882Pb1.983Bi1.984Po2.085At2.2主族元素的电负性说明同周期元素从左到右,电负性增大。同主族元素从上到下,电负性减小。(4)元素的推断依据突破口结论根据元素(短周期)在周期表中的特殊位置推断周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)的元素H、Be、Al主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)2倍的元素C、S主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)3倍的元素O周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)2倍的元素Li周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)3倍的元素Na最高正价是最低负价绝对值3倍的元素S最高正价不等于主族序数的元素O、F(无正价)短周期中原子半径最小的元素H短周期中原子半径最大的元素NaW与X是同主族的短周期元素,X的原子序数是W的2倍W是O,X是S最高正价与最低负价代数和为6的元素Cl最高正价与最低负价代数和为4的元素S最高正价与最低负价代数和为2的元素N、P最高正价与最低负价代数和为O的元素N、C、Si根据金属性、非金属性推断短周期中金属性最强的元素Na非金属性最强的元素F常见的半导体材料的元素Si根据含量推断空气中含量最多的元素N地壳中含量最多的元素O地壳中含量最多的金属元素Al根据特殊性质推断形成化合物种类最多、其单质是硬度最大的物质的元素C气态氢化物溶于水显碱性的元素N密度最小的气体的元素H气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素S气态氢化物和最高价氧化物对应水化物能反应生成离子化合物的元素N同主族并且能够形成离子化合物的两种元素H、Na同周期的三种元素,最高价氧化物对应水化物两两之间反应生成盐和水Na、Al、S(或Cl)能力2化学键的类型与判断化学键的类型有:离子键、共价键和金属键。1 .离子键(1)离子键存在于离子化合物中。离子键的强弱判断:一般阴、阳离子的电荷越高、半径越小,离子键越强。(2)晶格能(S是指拆开1mol离子晶体,使之形成气态阳离子和气态阴离子时所吸收的能量。晶格能越大,表明离子晶体中的离子键越牢固。如熔、沸点:MgO>NaCl>CsClo2 .共价键(l)o键、键(以碳原子之间成键为例)共价键举例说明单键(。键)Z-C-C-Z相同原子之间形成的共价键可能是非极性键,如也可能是极性键,如。3;不同原子之间形成的共价键是极性键,如HQ分子中的大键可用符号n*表示,其中“代表参与形成大键的原子数,代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为口旨)双键(1个o键、1个键)/C=C/三键(1个o键、2个键)XC一大键0(2)配位键配合物的组成:以Cu(NH3)4SO4为例,如图1所示。中心离子配体(配位原子N)LCikniiojso4配位数1_八J内界外界图1一般来说,配合物内界与外界之间为离子键,电荷相互抵消。配体有多个配位原子,与中心原子形成整合物,如铜离子与乙二胺形成配离子(图2)o'H2CX/'c2"|2,ICuI山、/C"JH2NzxNH2图3举例:冰晶石六氟合铝酸钠(工业上用于电解制铝,可以降低氧化铝的熔融温度,结构如图3所示)、氢化铝锂(图4)、硼氢化钠(图5)等。还有其他特殊配体,如键配位体:CO、环戊二烯基(C5H5)等含有键的配位体形成的配合物,如二茂铁、金属皴基化合物等。金属EDTA(乙二,胺四乙酸)螯合物Fe(C5H5)2二环戊,二烯合铁(二茂铁)Ni(Co)4四甥基银(楔形式)(3)共价键的键参数键能决定产2分子的稳定性一1决定键长4决定产分子的性质摊S注分子的空间结构键用,(4)根据元素原子的最外层电子排布情况,推断常见原子的成键数目原子成键数目举例H、F、CI1一H、一F、-ClC、Si4I/-C-、C=C、-CC-I/02-O-、-C-、O=C=ON3或4HHOZH-N-H、O-N、0P3或5HOH/H-P-H、O=P-OH(磷酸)OHS2或4或600IIlS-、S、S-Il0+说明:离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,如C三N等及时巩固写出下列物质(或离子)的电子式,并指出其中的化学键类型。H(1)镂根离子:_M价键;氢氧根离子:J:0:印二、一共价键.:H HINKH /1HCr、K+S羟基:共价键0(2)二氧化碳:;6:c:b、共价键;氮气:NQN:、共价键;水:_H:0:H_、头价他(3)氯化氢:共价键;氯化钠:Na+:£:、离子键一,(4)氧化钠:_Na+:0:12-Na=离子犍;过氧化钠:_Na+:0:。:了一Na_离子键、共价键氯化镁:Cl:pMg2+C:Cl:-离子键。(5)氢氧化钠:Na+:O:H,、离子键、共价键:次氯酸:h:0:Cl共价键:H氯化铉:J、一离子键、共价键一。能力3分子的空间结构1.价层电子对互斥模型和空间结构杂化类型典型分子迁移SPBeCl2CO2、HC 三 CH 等SFBH3HH /C=CCZ Z BF3、HH、H H、SO3、C6H6> NO3 、NO2、CO?等sp3CH4CCl4> NH;、SiCl4> SiH4、H2O> H2S、PH3、PCI3、NF3、H3O+> BH4 、SOi- POj-等能力4极性分子与非极性分子格卓四也隽器. ¾板一称中心、然性竹wf双原子分子,如Hc1、NO、IBI等_-V形分子,如H2。、SO?等-三角锥形分子.如NH;、PHi等I非正四面体形分子.lCH,Ck CH2CI2. CHCh等单质分子.如Cl2、N2. P4.上等直线形分子,如Co八CS2、C2H2等 平面正三角形分子,如BR、SO等-正四面体形分子,如CH4、CeI4、CR等价层电子对数。键电子对数孤电子对数VSEPR模型名称分子或离子的空间结构实例22O直线形直线形CO2、CS2、BeCl233O平面三角形平面三角形BF3、SO3、N07、C0521V形Se)2、O3、No244O四面体形正四面体形CH4、CCI八NHl31三角锥形NH322V形H2O2.杂化轨道类型能力5分子间作用力氢键1.范德华力与氢键的比较分子间作用力范德华力氢键存在分子间分子间或部分分子内部强弱判断组成结构相似,相对分子质量越大,范德华力越强在X-HY中,X、Y元素的电负