内容正文:
第五章 物质结构 元素周期律
专题讲座(五) “位—构—性”综合推断题的解题方法
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一、由元素在周期表中的位置推断
1.根据核外电子的排布三大规律推断元素
(1)最外层电子规律
最外层电子数(N)
3≤N<8
N=1或2
N>次外层电子数
元素在周期表中的位置
主族
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族(Pd除外)、副族、0族元素氦
第二周期(Li、Be除外)
(2)“阴三、阳四”规律:某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第三周期;若为阳离子,则位于第四周期。
(3)“阴上、阳下”规律:电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。
元素X、Y、Z、R、E在周期表中的相对位置如图所示。已知Z为短周期元素,五种元素的原子核外电子数之和为80。下列推断不正确的是( )
A.原子半径:Z>R>X
B.气态氢化物的热稳定性:X>R>Y
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:Z>R>E
D.Z的氧化物能与盐酸、烧碱反应
C [设R的核外电子数为a,根据五种元素在周期表中的相对位置可得,(a-1)+a+(a+1)+(a-8)+(a+18)=80,解得a=14。由此推知,Z为铝元素,X为碳元素,R为硅元素,Y为锗元素,E为磷元素。铝、硅、碳的原子半径依次减小,A项正确;气态氢化物CH4、SiH4、GeH4的热稳定性依次减弱,B项正确;酸性:Al(OH)3<H2SiO3<H3PO4,C项错误;Al2O3能和盐酸、烧碱反应,D项正确。]
2.利用“化合价”推导元素
(1)正、负价差:符合公式“最高正价+|最低负价|=8”的元素,当正、负的绝对值之差为0、2、4、6时,所在的主族序数依次是ⅣA、VA、ⅥA、ⅦA。
(2)最高正价与最低负价代数和为0的短周期元素:H、C、Si。
(3)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S。
(4)最高正价不等于族序数的短周期元素:O、F。
主族元素W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且均不大于20。这四种元素可组成结构为Z+[Y—W≡X]-的化合物。该化合物与某种金属阳离子反应可得到红色溶液。下列说法正确的是( )
A.Z的焰色反应为黄色
B.简单氢化物的沸点:W>X
C.该化合物中 Y 不满足 8 电子稳定结构
D.Y 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 W 的强
D [该化合物与某种金属阳离子反应可得到红色溶液,则化合物中含SCN-,且 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加,且均不大于20,再根据结构Z+[Y—W≡X]-可得W为C,X为N,Y为S,Z为K。A. Z 为K,焰色反应为紫色,故A错误;B.NH3分子间存在氢键,而甲烷分子间不能形成氢键,所以,简单氢化物的沸点:W<X,故B错误;C.S最外层的电子数为6,在该化合物中,S与C形成一个共用电子对,又得到一个电子,则其满足 8 电子稳定结构,故C错误;D.S的非金属性强于C,则 S 的最高价氧化物对应水化物(硫酸)的酸性比 C 的(碳酸)强,故D正确。]
3.根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系
(1)几个重要关系式
①核外电子层数=周期序数(对于大部分元素来说);
②主族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|
③|最高正价|-|最低负价|= eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(0——第ⅠA族中的H和第ⅣA族,2——第ⅤA族,4——第ⅥA族,6——第ⅦA族))
(2)熟悉主族元素在周期表中的特殊位置
①族序数等于周期序数的元素:H、Be、Al。
②族序数等于周期序数2倍的元素:C、S。
③族序数等于周期序数3倍的元素:O。
④周期序数是族序数2倍的元素:Li、Ca。
⑤周期序数是族序数3倍的元素:Na、Ba。
⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S。
⑧除H外,原子半径最小的元素:F。
⑨最高正价不等于族序数的短周期元素:O(F无正价)。
a、b、c、d、e为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子数总数与b原子次外层电子数相同;c所在周期数与族序数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( )
A.含氧酸的酸性:e>d
B.原子半径:b>c>d>a
C.由a和b两种元素形成的化合物不可能含共价键
D.b、c元素对应最高价氧化物的水化物之间不可能发生反应
B [a、b、c、d、e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原子次外层电子数相同,可判断a为氧,b为第三周期元素;c所在周期数与族序数相同,则c为铝,b为钠;d与a同族,则d为硫