内容正文:
元素的综合推断
[素养突破]
元素周期律、元素周期表是高考的必考内容。题目命题通常有两种:一种是以图、表的形式给出;第二种是以文字形式给出,解题过程中比较图、表中的数据变化趋势,总结出规律或挖掘出文字反映的信息、特征,突破元素推断,培养学生微观探析与宏观辨识素养的发展。
元素推断题的一般思维模板
依据原子结构特点推断元素
1.“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。
2.“阴上、阳下”规律:电子层结构相同的离子,其电性相同,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。
[典题例证]
[例1] (2021·全国乙卷)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,下列结论正确的是( )
A.原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B.化合物XW中的化学键为离子键
C.Y单质的导电性能弱于Z单质的
D.Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
解析:B [由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期相邻元素,可知W所在主族可能为ⅢA族或ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与W同族,故W一定不是ⅢA族元素,即W一定是ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。A项,O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>Si>O,即X>Y>Z>W,A错误;B项,化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;C项,Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;D项,Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;故选B。]
[素养提升]
1.四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,b、d的简单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,四种元素原子的最外层电子数之和为15,下列叙述正确的是( )
A.b元素最高价氧化物对应的水化物为强酸
B.最简单气态氢化物的热稳定性:b>c
C.c为第二周期第ⅦA族元素
D.原子半径:d>c>b>a
解析:A [四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,则a为H;b、d的简单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,d为Al,四种元素原子的最外层电子数之和为15,b、c为第二周期元素,b、c的最外层电子数之和为15-1-3=11,b为N,c为O符合题意,由上述分析可知,a为H,b为N,c为O,d为Al;A.b元素为氮元素,其最高价氧化物对应的水化物硝酸为强酸,A正确;B.非金属性O>N,则气态氢化物的热稳定性:b<c,B错误;C.c为O元素,核电荷数为8,为第二周期第ⅥA族元素,C错误;D.短周期主族,电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:Al>N>O>H,D错误。]
2.A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C相邻,A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物,丙为18电子化合物。D元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知:甲+E2===丙+B2,甲+丙===丁,下列说法正确的是( )
A.离子半径:D>C>B
B.A与C两种元素共同形成的10电子粒子有3种
C.D元素在周期表中的位置可以是第二周期第ⅡA族
D.丁物质均由非金属元素构成,只含共价键
解析:B [A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素,A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物,丙为18电子化合物,则A为氢元素,10电子化合物可能为甲烷、氨气、水、HF;已知甲+E2===丙+B2,甲+丙===丁,则E为双原子分子,故E为Cl元素,则B为氮元素,且B、C相邻,则C为氧元素,故甲为NH3、乙为H2O、丙为HCl、丁为NH4Cl;D元素的最外层电子数与核外电子层数相等,原子序数大于氧元素,处于第三周期,最外层电子数为3,故D为Al元素。A.N3-、O2-、Al3+电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径N3->O2->Al3+,故A错误;B.H与N两种元素共同形成的10电子粒子有NH3、NH、NH三种,故B正确;C.Al元素在周期表中的位置可以是第三周期第ⅢA族,故C错误;D.丁为