第五讲 元素周期表
第五讲 原子结构 化学键 元素周期表 元素周期律
考纲要求 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规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4. 了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。5. 了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。
考点一 原子结构
A
1. 原子构成Z X
①原子中：原子序数=质子数(Z ) ＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A ) ＝质子数(Z ) ＋中子数(N ) ；
2. 同位素：同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同。化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。 3. 原子结构示意图
80例. 1．Se 是人体必需微量元素，下列关于7834Se 和 34Se 的说法正确的是( ) 。 807880
A. 7834Se 和 34Se 互为同位素 B. 34Se 和 34Se 都含有34个中子 807880C. 7834Se 和 34Se 分别含有44和46个质子 D. 34Se 和 34Se 含有不同的电子数
2. 按要求填空(均为短周期元素) 。
(1)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有______。 (2)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是______。 (3)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是______。 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有______。 (5)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有______。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素有______。 (7)最外层电子数是电子层数2倍的元素有______。 (8)最外层电子数是电子层数3倍的元素有______。 3. 重水(D2O) 是重要的核工业原料，下列说法错误的是( ) A. 氘(D)原子核外有1个电子 B. 1H 与D 互称同位素
C.H 2O 与D 2O 互称同素异形体 D. 1H 2O 与D 216O 的相对分子质量相同 注意：同位素研究的对象是原子；同素异形体研究的对象是单质。
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考点二 化学键
1. 化学键
(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。
(2)分类：离子键和共价键 2. 离子键、共价键的比较
343. 化学键的表示方法——电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子的式子。 (2)电子式的书写。（化合物必须先判断化合物类别）
①原子：Na_____________，Cl______________。②简单离子：Na ____________，Cl _____________。 简单阳离子：即离子符号如：Na 、Mg 2、Al 3。
＋
＋
＋
＋
－
简单阴离子：写出元素符号，然后在其上、下、左、右标出最外层(包括得到的) 电子数，并加“[ ]”围起来，然后在其右上角标出电荷。
③CH 4______________，NH 3______________， CO 2______________，HClO______________。 共价化合物电子数书写要点：先写结构式，再将结构式中的短线换成电子对，最好补齐8电子 ④NH 4Cl_______________，NaOH___________，Na 2O______________，Na 2O 2______________。 离子化合物电子数书写要点：先写出离子，再分别写阴阳离子电子式，阴离子若是原子团则含有共价键。 练习．(1) （16国Ⅱ）联氨(又称肼，N 2H 4，无色液体) 是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。联氨分子的电子式为__________，其中氮的化合价为________。
(2) （15国Ⅰ）硼氢化钠(NaBH4) 是离子化合物，电子式为__________。 (3)（15浙江）H 2O 2的电子式为______________。N 2的电子式为__________。 (4)羰基硫(COS)的电子式为____________。
2．含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是( ) A ．CH 4 B ．CH 2==CH2 C ．CO 2 D ．N 2
8电子稳定结构判断方法：该元素化合价的绝对值+最外层电子数如果等于8，则是8电子结构；反之不是。 3. 下列说法正确的是( )
A. 只有活泼金属与活泼非金属元素原子之间才能形成离子键 B.Na 2O 2中阳离子和阴离子个数比为1∶1
C. 形成离子键的阴、阳离子间只有静电吸引力
D. 共价键存在于共价化合物中，也可能存在于单质及离子化合物中
考点三 元素周期表 元素周期律
考纲要求 1. 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。2. 以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3. 以ⅠA 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。4. 了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 1．主族元素的周期性变化规律
原子序数=质子数(Z ) ＝核电荷数＝核外电子数； 电子层数=周期序数； 最高正化合价＝主族序数=最外层电子数(O、F 除外) ； 最高正价+｜最低负价｜=8 例1．现有四种短周期元素的原子半径及主要化合价数据如下表所示：
．．．A ．甲单质的熔点比丙单质的熔点低 B ．甲单质可用电解其盐溶液的方法冶炼而得 C ．常温下，丁的两种氢化物均为液体
D ．乙的简单离子是四种元素各自形成的简单离子中半径最大的
2．(16海南) 短周期元素X 、Y 、Z 、M 的原子序数依次增大，元素X 的一种高硬度单质是宝石，Y 2电子
＋
层结构与氖相同，Z 的质子数为偶数，室温下M 单质为淡黄色固体，回答下列问题： (1)M元素位于周期表中的第_________周期___________族。
(2)Z元素是________，其在自然界中常见的二元化合物是____________。
(3)X与M 的单质在高温下反应的化学方程式为______________________________，产物分子为直线形，其化学键属____________共价键(填“极性”或“非极性”)。
(4)四种元素中的____________可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为____________________________。
3．A 、B 、C 、D 、E 是五种短周期的主族元素，它们的原子序数依次增大，A 、D 都能与C 按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物，A 、B 组成的气态化合物的水溶液呈碱性，E 与C 的最外层电子数相同。 (1)画出D 的原子结构示意图____________，E 元素在周期表中的位置是______________。 (2)A与C 形成的化合物中，原子个数比为1∶1的化合物的结构式为________________。 (3)D与C 按原子个数比为1∶1形成化合物的电子式是________________。
(4)B、C 所形成氢化物的稳定性由强到弱的顺序是____________、____________(填化学式) 。
(5)F是一种历史悠久、应用广泛的金属元素。若将F 金属投入到盐酸溶液中，生成了浅绿色溶液M 。写出M 的酸性溶液和A 与C 形成的一种化合物反应的离子方程式： ___________________________________。 题组一 元素金属性、非金属性强弱的比较
1．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是填序号) 。
①HCl 的溶解度比H 2S 大 ②HCl 的酸性比H 2S 强 ③HCl 的稳定性比H 2S 大 ④HCl 的还原性比H 2S 弱⑤HClO 4的酸性比H 2SO 4强 ⑥Cl 2与铁反应生成FeCl 3，而S 与铁反应生成FeS ⑦Cl 2能与H 2S 反应生成S ⑧在周期表中Cl 处于S 同周期的右侧 ⑨还原性：Cl ＜S 2
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－
2．下列叙述中金属M 的活泼性肯定比金属N 活泼性强的是( ) A ．M 原子的最外层电子数比N 原子的最外层电子数少 B ．常温时，M 能从水中置换出氢，而N 不能
C ．1 mol M从酸中置换H 生成的H 2比1 mol N从酸中置换H 生成的H 2多 D ．M 的氧化物对应水化物的碱性比N 的氧化物对应水化物的碱性强
3．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( )
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 题组二 微粒半径大小的比较及应用
4．比较下列微粒半径大小，用“＞”或“＜”填空：
K (3)NaMg 2Al 3 (4)FCl Br
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(5)Cl2Na Mg 2
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微粒半径比较方法：一看电子层数：电子层数越多，半径越大。 二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
5．已知短周期元素的四种离子A 2、B 、C 3、D 具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
＋
＋
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A ．原子序数：D ＞C ＞B ＞A B ．原子半径：B ＞A ＞C ＞D
C ．离子半径：C 3＞D ＞A 2＞B D ．氧化性：A 2＞B ，还原性：C 3＜D
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题组三 根据原子(或离子) 结构特点推断
6．(15海南)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
7．(15国Ⅰ)W 、X 、Y 、Z 均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L 电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A ．单质的沸点：W>X B ．阴离子的还原性：W>Z
C ．氧化物的水化物的酸性：Y
8．(15国Ⅱ) 原子序数依次增大的元素a 、b 、c 、d ，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a 的电子层结构与氦相同，b 和c 的次外层有8个电子，c 和d 的电子层结构相同。下列叙述错误的是( ) A ．元素的非金属性次序为c>b>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
9. 短周期主族元素W 、X 、Y 、Z 的原子序数依次增大，W 的简单氢化物可用作制冷剂，Y 的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X 、Y 和Z 三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 A ．X 的简单氢化物的热稳定性比W 的强 B ．Y 的简单离子与X 的具有相同的电子层结构 C ．Y 与Z 形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D ．Z 与X 属于同一主族，与Y 属于同一周期
10．(14国Ⅰ)X 、Y 、Z 均为短周期元素，X 、Y 处于同一周期，X 、Z 的最低价离子分别为X 2和Z ，Y
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和Z 具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( ) A ．原子最外层电子数：X>Y>Z B ．单质沸点：X>Y>Z C ．离子半径：X 2>Y>Z D ．原子序数：X>Y>Z
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9． a ，b ，c ，d 为原子序数依次增大的短周期主族元素，a 原子核外电子总数与b 原子次外层的电子数相同；c 所在周期数与族数相同；d 与a 同族。下列叙述正确的是( ) A ．原子半径：d>c>b>a B ．4种元素中b 的金属性最强 C ．c 的氧化物的水化物是强碱
D ．d 单质的氧化性比a 单质的氧化性强
11．(16国I) 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 1r 溶液的pH 为2，s 通常是难
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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WX>Y
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
5．短周期主族元素X 、Y 、Z 、W 原子序数依次增大，其中只有Y 、Z 处于同一周期且相邻，Z 是地壳中含量最多的元素，W 是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是( ) A ．原子半径：r (X)
D ．X 、Y 、Z 三种元素可以组成共价化合物和离子化合物 题组四 依据残缺的周期表推断
12．(15山东) 短周期元素X 、Y 、Z 、W 在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y 、W 的原子序数之和是Z 的3倍，下列说法正确的是( ) A. 原子半径：X ＜Y ＜Z B ．气态氢化物的稳定性：X>Z C ．Z 、W 均可与Mg 形成离子化合物 D ．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W
13．甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( ) A ．丙与戊的原子序数相差25 B ．气态氢化物的稳定性：庚＜己＜戊 C ．常温下，甲和乙的单质能与水剧烈反应 D ．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
12．短周期元素W 、X 、Y 和Z 在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( )
A. 氢化物沸点：W
B ．氧化物对应水化物的酸性：Y>W
C ．化合物熔点：Y 2X 3
D ．简单离子的半径：Y
1．用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H 2SO 4H 2C 2O 4混合溶液。下列叙述错误的是( )
A ．待加工铝质工件为阳极 B ．可选用不锈钢网作为阴极
C ．阴极的电极反应式为Al 3＋3e ===Al D ．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动
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2．支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是( ) A ．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B ．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C ．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D ．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整
3．全固态锂硫电池能量密度高、成本低，其工作原理如图所示，其中电极a 常用掺有石墨烯的S 8材料，电池反应为16Li ＋x S 8===8Li2S x (2≤x ≤8)。下列说法错误的是( )
A
．电池工作时，正极可发生反应：
2Li 2S 6＋2Li ＋2e ===3Li2S 4 B ．电池工作时，外电路中流过0.02 mol电子，负极材料减重0.14 g C ．石墨烯的作用主要是提高电极a 的导电性 D ．电池充电时间越长，电池中Li 2S 2的量越多
4. （1）“电解Ⅱ”是电解Na 2CO 3溶液，原理如图所示。阳极的电极反应式为________________________________，阴极产生的物质A 的化学式为________________。
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（2）某实验小组设计如图a 所示的电池装置，正极的电极反应式 为____ ________； 负极电极反应式为 ________。
（3）研究证实，CO 2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇，则生成甲醇的反应发生在 极，该电极反应式是 。
（4）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na 2FeO 4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−
2−
FeO 42−+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO 4，
镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na 2FeO 4只在强碱性条件下稳定，易被H 2还原。
−
①电解一段时间后，c (OH) 降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是________________。
③c ( Na2FeO 4) 随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M 、N 两点中的一点，分析c (Na2FeO 4) 低于最高值的原因：___________________________________________。 ②防止Na 2FeO 4与H 2反应使产率降低
--③M 点：c(OH) 低，Na 2FeO 4稳定性差，且反应慢(或N 点：c(OH) 过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使
Na 2FeO 4产率降低) 。