内容正文:
元素推断常用技巧
1.元素推断的一般思路
2.推断元素名称的方法
(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性
稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。
①与He电子层结构相同的离子有H-、Li+、Be2+等。
②与Ne电子层结构相同的离子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等。
③与Ar电子层结构相同的离子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。
(2)利用常见元素及其化合物的特征
①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素:C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。
③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。
④单质密度最小的元素:H;单质密度最小的金属元素:Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。
⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Be、Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素:N;能发生氧化还原反应的元素:S。
⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。
3.确定元素位置的方法
(1)由基态原子的价电子排布式给元素定位
①周期序数=电子层数=最高能层序数。
②主族元素的族序数=价电子数。
③第ⅢB族~第ⅦB族的价电子排布式为(n-1)d1~10ns1~2(镧系、锕系除外),族序数=价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2,它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
周期序数
一
二
三
四
五
六
原子序数
2
10
18
36
54
86
①原子序数-稀有气体元素的原子序数(相近且小)=元素所在的纵列数。
第1、2纵列为第ⅠA族、ⅡA族,第3~7纵列为第ⅢB族~第ⅦB族,第8~10纵列为第Ⅷ族,第11、12纵列为第ⅠB族、ⅡB族,第13~17纵列为第ⅢA族~第ⅦA族。该元素的周期数=稀有气体元素的周期数+1。
如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。
分析:41与36接近,有41-36=5,故该元素位于第五周期第ⅤB族。
注意:使用此法的若为第六、七周期第ⅢB族(含镧系、锕系元素)后的元素,则需再减14定位。
②稀有气体元素的原子序数(相近且大)-原子序数=18-该元素所在纵列数。
如判断114号元素在元素周期表中的位置。
分析:118-114=4,为顺数第14纵列,故114号元素位于第七周期第ⅣA族。
【典例1】 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:W>X>Y>Z
B.简单离子的还原性:Y>X>W
C.简单离子的半径:W>X>Y>Z
D.氢化物水溶液的酸性:Y>W
答案 C
解析 四种短周期主族元素,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,设若X为第二周期元素原子,则X可能为Be或O,若X为第三周期元素原子,则均不满足题意,Z与X能形成淡黄色化合物Z2X2,该淡黄色固体为Na2O2,则X为O元素,Z为Na元素;Y与W的最外层电子数相同,则Y为F元素,W为Cl元素。同一周期从左到右第一电离能呈增大趋势,同一主族从上到下第一电离能逐渐减小,故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na,A项错误;单质的氧化性越强,简单离子的还原性越弱,O、F、Cl三种元素中氧化性:F>O>Cl,故简单离子的还原性Cl->O2->F-,B项错误;电子层数越多,简单离子半径越大,电子层结构相同的离子,原子序数越大半径越小,故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+,C项正确;F元素的非金属性强于Cl元素,则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子,在水溶液中HF不容易发生电离,故HCl的酸性强于HF,D项错误。
【变式1】元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素,A元素的原子最外层电子排布式为ns1;B元素的原子价电子排布式为ns2np2;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子;E元素原子有5个未成对电子。
(1)写出元素名称:C________、D________、E________。
(2)C基态原子的电子排布图为_______________________________。
(3)当n=2时,B的最简单气态氢化物的电子式为______