高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律課件 新人教版必修2.ppt

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(6)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等：H、Be、Al。 (7)電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍：Be。 (8)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍：Si、Li。 (9)內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍：Li、P。,【示例1】 有V、W、X、Y、Z五種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20，其中：X和Z是金屬元素；V和Z元素原子的最外層電子都只有一個；W和Y元素原子的最外層電子數(shù)相同，且W元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍；X元素原子的最外層電子數(shù)是Y元素原子最外層電子數(shù)的一半。 (1)由此可知(填元素符號)：V是________，W是________，X是________，Y是________，Z是________。 (2)W原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，Y和Z形成的化合物的化學(xué)式是____________。 (3)由這些元素組成的一種結(jié)晶水合物的化學(xué)式為________，俗稱________。,解析 根據(jù)五種元素核電荷數(shù)依次增大，且都小于20，V、Z原子最外層電子數(shù)為1可知，V為氫元素，Z為鉀元素或鈉元素；W元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，可知W為氧元素；W和Y元素原子的最外層電子數(shù)相同，則可知Y為S(排除Z為鈉元素的可能)；X元素原子的最外層電子數(shù)是Y元素原子最外層電子數(shù)的一半，可知X為Al。 答案 (1)H O Al S K (2) K2S (3)KAl(SO4)2·12H2O 明礬,,【應(yīng)用1】 A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)均小于18，其最高正價數(shù)依次為＋1、＋4、＋5、＋7，已知B的原子核外最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍。A、C原子的核外次外層電子數(shù)為8。D元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物是已知含氧酸中最強酸。則： (1)A的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________，C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (2)C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與A的氫氧化物反應(yīng)能生成________種鹽，其化學(xué)式分別為_________。 (3)C、D的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由強到弱的順序是________(填化學(xué)式)。,解析 最高正價＝原子的最外層電子數(shù)，B的次外層電子數(shù)為2，B核外共有2＋4＝6個電子，B為6號元素碳；A、C原子的核外次外層電子數(shù)為8，則A、C原子核外電子數(shù)分別為2＋8＋1＝11和2＋8＋5＝15，所以A為11號元素鈉，C為15號元素磷；在1～18號元素中，最高價為＋7價的只有氯元素(F無正價)，而HClO4是已知含氧酸中最強的酸，故D為氯元素。 答案 (1) (2)3 Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4 (3)HCl＞PH3,,元素金屬性和非金屬性強弱的判斷方法 1．元素金屬性強弱的判斷方法 比較元素金屬性的強弱，其實質(zhì)是看元素原子失去電子能力的強弱，越易失去電子，金屬性越強。 (1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷 ①當最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，越易失去電子，金屬性越強。即同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強。 ②當電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多越難失去電子，金屬性越弱。即同周期元素從左到右，金屬性逐漸減弱。,(2)從元素單質(zhì)及其化合物的相關(guān)性質(zhì)判斷 ①金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換H2的能力越強，元素的金屬性越強。 ②最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性越強，元素的金屬性越強。 (3)根據(jù)金屬活動性順序表判斷 一般來說，排在前面的金屬元素其金屬性比排在后面的強。 (4)從金屬陽離子的氧化性強弱判斷 金屬陽離子的氧化性越強，則對應(yīng)金屬元素的金屬性越弱。,2．元素非金屬性強弱的判斷方法 比較元素非金屬性的強弱，其實質(zhì)是看元素原子得到電子能力的強弱，越易得到電子，非金屬性越強。 (1)從元素原子結(jié)構(gòu)判斷 ①當電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越多，越易得到電子，非金屬性越強。即同周期元素從左到右，非金屬性逐漸增強。 ②當最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，越不易得到電子，非金屬性越弱。即同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱。,【示例2】 下列不能說明氯元素的非金屬性比硫元素強的事實是 ( )。 ①HCl比H2S穩(wěn)定 ②HClO氧化性比H2SO4強 ③HClO4酸性比H2SO4強 ④Cl2能與H2S反應(yīng)生成S ⑤Cl原子最外層有7個電子，S原子最外層有6個電子 ⑥Cl2與Fe反應(yīng)生成FeCl3，S與Fe反應(yīng)生成FeS A．②⑤ B．①② C．①②④ D．①③⑤ 解析 含氧酸的氧化性不能作為判斷元素非金屬性強弱的依據(jù)；最外層電子數(shù)越多，元素的非金屬性不一定越強，如非金屬性：O＞Cl，但最外層電子數(shù)：O＜Cl。 答案 A,【應(yīng)用2】 已知鋇的活動性介于鈉和鉀之間，下列敘述正確的是 ( )。 A．鋇與水反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈 B．鋇可以從KCl溶液中置換出鉀 C．氧化性：K＋＞Ba2＋＞Na＋ D．堿性：KOH＞Ba(OH)2＞NaOH,,元素“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系及推斷技巧 1．元素“位、構(gòu)、性”三者之間的關(guān)系 元素在元素周期表中的位置、元素的原子結(jié)構(gòu)以及元素的性質(zhì)特別是化學(xué)性質(zhì)之間存在下列關(guān)系：,2．元素“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系的應(yīng)用 利用元素的原子結(jié)構(gòu)、元素在元素周期表中的位置及元素的性質(zhì)三者的關(guān)系，可以比較或推斷某些元素的性質(zhì)，如： (1)比較同主族元素的金屬性、非金屬性、最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸堿性、氫化物的穩(wěn)定性等。 (2)比較同周期元素及其化合物的性質(zhì)。 (3)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)時，要找出參照物。 (4)推斷一些相對較陌生的元素的某些性質(zhì)。,解題策略,【示例3】 四種短周期元素在周期表中的相對位置如右圖所示，其中Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍。請回答下列問題： (1)元素Z位于周期表中第________周期，第________族； (2)這些元素的氫化物中，水溶液堿性 最強的是_________(寫化學(xué)式)； (3)XW2的電子式為__________； (4)Y的最高價氧化物的化學(xué)式為________________；,,,【應(yīng)用3】 下表是元素周期表的一部分，有關(guān)說法正確的是 ( )。,A．e的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定 B．a(chǎn)、b、e三種元素的原子半徑：e＞b＞a C．六種元素中，c元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)最活潑 D．c、e、f的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強,解析 結(jié)合元素周期表考查元素周期律。容易判斷出a為Na、b為Mg、c為C、d為O、e為S、f為Cl。以下各選項可據(jù)此判斷。本題若不推出具體元素，結(jié)合“位—構(gòu)—性”也可作答。氫化物的穩(wěn)定性取決于元素的非金屬性，d、e是同族元素，非金屬性從上往下減弱，因而氫化物穩(wěn)定性也減弱，A錯；同一周期元素，半徑從左到右逐漸減小，a＞b＞e，B錯；C是第ⅣA族元素，性質(zhì)最穩(wěn)定，C錯；最高價氧化物的水化物酸性取決于元素的非金屬性，非金屬性越強，酸性越強，元素的非金屬性：c＜e＜f，因此酸性依次增強，D對。 答案 D,離子化合物與共價化合物 1．離子化合物 只要含有離子鍵的化合物就可以稱之為“離子化合物”。例如：大部分鹽(包括所有銨鹽)、強堿、大部分金屬氧化物、金屬氫化物。 2．共價化合物 只含有共價鍵的化合物才可以稱之為“共價化合物”。例如：非金屬氧化物、酸、弱堿、少部分鹽、非金屬氫化物等。,3．特例 (1)金屬元素與活潑的非金屬元素形成的化合物不一定都是離子鍵化合物，如AlCl3則是共價化合物。 (2)非金屬元素之間也可形成離子化合物，如銨鹽(NH4Cl、NH4NO3等)都是離子化合物。 4．離子化合物和共價化合物的判斷方法 (1)根據(jù)構(gòu)成化合物的微粒間是以離子鍵還是以共價鍵結(jié)合判斷。一般說來，活潑的金屬原子和活潑的非金屬原子間形成的是離子化合物，不同種非金屬原子間形成的化合物大多是共價化合物。,(2)根據(jù)化合物的類型來判斷。大多數(shù)堿性氧化物、強堿和鹽等都屬于離子化合物；非金屬氫化物、非金屬氧化物、含氧酸和絕大部分有機物等都屬于共價化合物。 (3)根據(jù)化合物的性質(zhì)來判斷。熔點、沸點較低的化合物(SiO2、SiC等除外)是共價化合物。熔化后不能發(fā)生電離的化合物是共價化合物，熔化狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是離子化合物。,【示例4】 現(xiàn)有①BaCl2 ②AlCl3 ③KOH ④Na2SO4 ⑤干冰 ⑥鐵片六種物質(zhì)，按下列要求回答： (1)熔化時不需要破壞化學(xué)鍵的是________(填寫物質(zhì)的序號，下同)，溶于水時需要破壞共價鍵的是________。 (2)屬于離子化合物的是________，只有離子鍵的物質(zhì)是________。 (3)①的電子式是________，⑤的電子式是________。,解析 (1)①③④屬于離子化合物，熔化時要破壞其中的離子鍵；②和⑤含有共價鍵，但是熔化時是破壞的分子間作用力，其中的共價鍵不被破壞。⑥鐵片熔化只其中鐵原子間的作用力在一定程度上減弱，并沒有破壞。(2)①③④屬于離子化合物，均含有離子鍵，另外③和④中還含有共價鍵。(3)書寫物質(zhì)的電子式，首先要判斷物質(zhì)(或含有的化學(xué)鍵)的類型，其中①是離子化合物，⑤是共價化合物。 答案 (1)②⑤⑥ ② (2)①③④ ① (3),,【應(yīng)用4】 下列各項中，屬于離子化合物所具有的性質(zhì)的是 ( )。 A．熔點低 B．導(dǎo)電性差 C．熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電 D．共用電子 答案 C,探究元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律 1．探究元素金屬性的遞變規(guī)律，可以通過設(shè)計實驗方案比較金屬單質(zhì)從水或酸中置換H2的能力大小，金屬元素最高價氧化物的水化物堿性強弱、金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)三個方面進行。 2．探究元素非金屬性的遞變規(guī)律，可以通過設(shè)計實驗方案比較非金屬單質(zhì)與H的化合能力、氫化物的穩(wěn)定性、非金屬元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性的強弱，非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)等四個方面進行。,【示例】 某同學(xué)做同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象如下表：,請你幫助該同學(xué)整理并完成實驗報告： (1)實驗?zāi)康模篲______________。 (2)實驗用品： 儀器：________________； 藥品：________________。 (3)實驗內(nèi)容：(填寫題給信息表中的序號),(4)實驗結(jié)論：________________。 (5)請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明具有上述結(jié)論的原因。 _______________。 (6)請你補充套簡單易行的實驗方案，證明此周期中另外兩種元素的性質(zhì)遞變規(guī)律。 _______________。,解析 該題綜合性很強，以實驗探究的形式考查元素周期律的知識，并且以實驗方案設(shè)計的形式考查學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。解答該題要認真審題，結(jié)合元素化合物的性質(zhì)和元素周期律的知識，系統(tǒng)分析，填出(3)表中內(nèi)容。再結(jié)合實驗要求，得出實驗?zāi)康?、實驗所需儀器，綜合分析，得出實驗結(jié)論。結(jié)合元素周期律的實質(zhì)，分析(5)。該題中的實驗對第三周期的元素進行了實驗探究，但沒有涉及Si和P兩種元素，結(jié)合Si、P兩元素在第三周期的位置和其性質(zhì)、設(shè)計實驗方案，證明其非金屬性的遞變。可利用比較其最高價含氧酸的酸性強弱來判斷其非金屬性的強弱。,答案 (1)驗證第三周期元素從左到右金屬性遞減、非金屬性遞增的規(guī)律 (2)試管、酒精燈、砂紙、鑷子、小刀、膠頭滴管等 鎂帶、鈉、鋁條、新制氯水、新制飽和硫化氫溶液、2 mol·L－1的鹽酸、NaOH溶液、蒸餾水、酚酞、AlCl3溶液 (3),(4)金屬性：Na＞Mg＞Al；非金屬性：Cl＞S (5)Na、Mg、Al、S、Cl原子核外都有三個電子層，但最外層電子數(shù)依次為1、2、3、6、7，原子半徑隨核電荷數(shù)增多而減小，所以核對最外層電子的吸引力依次增強，原子失電子能力減弱，得電子能力增強。 (6)在硅酸鈉溶液中滴加磷酸溶液，可發(fā)生反應(yīng)生成硅酸沉淀。,【應(yīng)用】 某學(xué)生做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實驗時，自己設(shè)計了一套實驗方案，并記錄了有關(guān)實驗現(xiàn)象。請你幫助該學(xué)生整理并完成實驗報告。 (1)實驗?zāi)康模篲_____________。 (2)實驗用品： 儀器：①______；②______(請?zhí)顚憙煞N主要玻璃儀器)。 藥品：氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳。,(3)實驗內(nèi)容(在下列空格內(nèi)填寫相關(guān)內(nèi)容) (4)實驗結(jié)論：________________。 (5)問題和討論： ①請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論簡單說明得出上述結(jié)論的原因：________。 ②由于F2過于活潑，很難設(shè)計一個簡單的實驗驗證其氧化性的強弱。試列舉兩個事實說明F的非金屬性比Cl強：__________。,解析 (1)元素周期律包括同一周期與同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律。根據(jù)題干及給出的實驗藥品不難看出，該學(xué)生想以同族元素為例，設(shè)計實驗驗證同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 (2)本實驗屬于試管實驗，主要使用試管和膠頭滴管。 (3)根據(jù)提供的藥品，顯然是用Cl2、Br2、I2之間的置換反應(yīng)來證明它們的氧化性強弱，用四氯化碳將置換出來的Br2或I2萃取出來，以增強實驗的準確性和說服力。,(4)該小題具有一定的開放性，比如：Cl2、Br2、I2的氧化性依次減弱或Cl、Br、I的非金屬性依次減弱都可，但最好與該實驗的實驗?zāi)康南鄬?yīng)：即同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱。 (5)①該題應(yīng)該主要從原子核對最外層電子的吸引力大小來回答。②一般來說，置換反應(yīng)能直接說明兩種單質(zhì)的氧化性強弱，但F2過于活潑，不好直接置換Cl2，只能用間接的證據(jù)。如可從它們與氫氣反應(yīng)的難易程度，與水反應(yīng)的難易程度，它們的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等方面證明。,答案 (1)探究同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律 (2)①試管 ②膠頭滴管 (3),(4)同一主族元素，自上而下，元素的非金屬性依次減弱 (5)①同一主族元素，自上而下，元素原子的電子層數(shù)增多，原子半徑增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱 ②F2在冷暗處就可以與H2劇烈反應(yīng)而爆炸，而Cl2與H2只有在光照或點燃的條件下才能反應(yīng)；HF比HCl穩(wěn)定或F2能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2，而Cl2不能(任意寫一種),對接高考一 元素周期表和元素 周期律及其應(yīng)用 元素周期表和元素周期律是中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識，是研究原子的微觀結(jié)構(gòu)和元素、單質(zhì)及化合物性質(zhì)的基礎(chǔ)，也是高考考查的重點內(nèi)容。一方面考查元素周期表的結(jié)構(gòu)和元素周期律，另一方面主要以“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系的推斷為核心，綜合考查元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律，題目綜合性較強，題型多為選擇題。預(yù)計在今后幾年的高考中這種考查方式不會有太大的改變。,【典例1】 (2013·山東理綜，8)W、X、Y、Z四種短周期元素在元素周期表中的相對位置如圖所示，W的氣態(tài)氫化物可與其最高價含氧酸反應(yīng)生成離子化合物，由此可知 ( )。 A．X、Y、Z中最簡單氫化物穩(wěn)定性最弱的是Y B．Z元素氧化物對應(yīng)水化物的酸性一定強于Y C．X元素形成的單核陰離子還原性大于Y D．Z元素單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只表現(xiàn)氧化性,,體驗真題 1．(2013·江蘇化學(xué)，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的簡單離子的電子層結(jié)構(gòu)不同 C．元素Y的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強 D．只含X、Y、Z三種元素的化合物，可能是離子化合物，也可能是共價化合物,解析 Z是氧，最外層電子數(shù)為6，則另外3種元素原子的最外層電子數(shù)之和為7。X的原子序數(shù)小于Y，原子半徑也小于Y，則Y在X的下一周期，W與X同主族，W原子序數(shù)最大，則X為氫，W為鈉，Y為氮。A項，原子半徑r(W)＞r(Y)＞r(Z)，錯誤；B項，Z、W的簡單離子為O2－、Na＋，具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，錯誤；C項，O的非金屬性比N強，則氣態(tài)氫化物H2O更穩(wěn)定，錯誤；X、Y、Z三種元素可形成離子化合物NH4NO3、NH4NO2，也可形成共價化合物HNO3、HNO2等，正確。 答案 D,2．(2013·福建理綜，9)四種短周期元素在周期表中的位置如圖，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＜M B．Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比X的弱 C．X的最簡單氣態(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 解析 由四種元素為短周期元素可知Y、Z在第2周期，M、X在第3周期，且M、X應(yīng)在金屬與非金屬的分界線處，可知M為Al，X為Si，Y為N，Z為O。 答案 B,3．(2013·廣東，22)如圖所示，是部分短周期元素化合價與原子序數(shù)的關(guān)系圖，下列說法正確的是 ( )。,A．原子半徑：Z＞Y＞X B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：R＞W(wǎng) C．WX3和水反應(yīng)形成的化合物是離子化合物 D．Y和Z兩者最高價氧化物對應(yīng)的水化物能相互反應(yīng) 解析 由關(guān)系圖中各元素的化合價與原子序數(shù)的關(guān)系可以判斷，X為O，Y為Na，Z為Al，W為S，R為Cl，進而可以判斷B、D正確，A、C不正確。 答案 BD,對接高考二 化學(xué)鍵 有關(guān)化學(xué)鍵的考查在歷年高考中都有涉及，常以元素推斷為背景考查離子鍵和共價鍵的判斷、極性鍵和非極性鍵的判斷、電子式的書寫及正誤判斷、離子化合物和共價化合物的判斷?？疾榉绞街饕沁x擇題，也有填空題。,【典例2】 (2012·大綱全國，6)下列有關(guān)化學(xué)鍵的敘述，正確的是 ( )。 A．離子化合物中一定含有離子鍵 B．單質(zhì)分子中均不存在化學(xué)鍵 C．含有極性鍵的分子一定是極性分子 D．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物 解析 選項B錯誤，O2、Cl2等單質(zhì)分子中存在共價鍵；選項C錯誤，含有極性鍵的分子不一定是極性分子，如CO2分子中含有極性鍵，但CO2是非極性分子；選項D錯誤，含有共價鍵的化合物不一定是共價化合物，如NaOH等。 答案 A,體驗真題 4．(2012·江蘇，12改編)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍，Y原子的最外層只有2個電子，Z單質(zhì)可制成半導(dǎo)體材料，W與X屬于同一主族。下列敘述正確的是 ( )。 A．元素W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的強 B．元素W的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比Z的弱 C．化合物YX、ZX2、WX3中化學(xué)鍵的類型相同 D．Y和W形成化合物的電子式為Mg2＋,解析 根據(jù)X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍可知，X為O；Y原子的最外層只有2個電子且原子序數(shù)比X的大，則Y為Mg；Z單質(zhì)可制成半導(dǎo)體材料，則Z為Si；W與X同一主族且原子序數(shù)比X的大，則W為S。元素的非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，A錯誤；硫酸的酸性比硅酸的強，B錯誤；MgO中含有離子鍵，SiO2中含有共價鍵，SO3中含有共價鍵，C錯誤。 答案 D,5．(2013·海南化學(xué)，13改編)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原子最外層電子數(shù)相同。回答下列問題： (1)X、Y和Z的元素符號分別為________、________、________。 (2)由上述元素組成的化合物中，既含有共價鍵又含有離子鍵的有________、________。 (3)由X和Y組成的含有18e－的化合物的電子式：________。,,