内容正文:
热点5 元素“位—构—性”关系的综合推断
一、元素“位—构—性”关系的题目特点
二、元素“位—构—性”关系的模型
三、元素“位—构—性”关系的应用
1.结构与位置互推
[注意] (1)同周期元素的简单阳离子与简单阴离子相比,简单阴离子对应元素的原子序数大。
(2)在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
2.性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置,根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。
3.结构与性质互推
(1)最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
(2)原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元素组成化合物的性质。
(3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似。
类型一 依据元素的原子结构特征推断元素
[典例1] (2022·浙江6月选考)X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数,YX3分子呈三角锥形,Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和,M与X同主族,Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是( )
A.X与Z形成的10电子粒子有2种
B.Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C.M2Z与MQ的晶体类型不同
D.由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
解析:由X的核外电子数等于其周期数且YX3分子呈三角锥形可知X为H、Y为N;H、N核外电子数之和为8,则Z为O;由M为短周期主族元素,原子序数大于O且M与H同主族,可知M为Na;Q与Na同周期,由其非金属性在同周期中最强可知Q为Cl。H、O形成的10电子粒子有H3O+、OH-、H2O 3种,A项错误;ClO2可用于饮用水的消毒,B项正确;Na2O和NaCl均为离子晶体,C项错误:H、N、O可形成NH3·H2O,其水溶液显碱性,D项错误。
答案:B
常考“等电子”粒子
1.“10电子”粒子
2.“18电子”粒子
3.其他等电子粒子
“14电子”粒子:Si、N2、CO、C2H2、。
“16电子”粒子:S、O2、C2H4、HCHO。
4.质子数和核外电子数分别相等的两种粒子关系
(1)可以是两种原子,如同位素原子。
(2)可以是两种分子,如CH4、NH3等。
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子,如 N、H3O+。
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子,如OH-、F-。
[对点精练1] 前四周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X与W同主族,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,Z基态原子的3p轨道上只有1个电子,W原子核外有14种运动状态不同的电子,Q原子的质子数等于X、Z、W原子的质子总数。下列说法正确的是( D )
A.XY2属于离子化合物
B.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
C.Q的简单气态氢化物空间结构为平面正三角形
D.Q的简单气态氢化物的热稳定性比Y的热稳定性弱
解析:前四周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍,则Y为O元素;Z基态原子的3p轨道上只有1个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,则Z为Al元素;W原子核外有14种运动状态不同的电子,则W为Si元素;X与W同主族,则X为C元素;Q原子的质子数等于X、Z、W原子的质子总数,则Q为As元素。XY2为CO2,属于共价化合物,A项错误;根据原子半径的递变规律以及元素所在周期表的位置关系可得原子半径r(Al)>r(Si)>r(C)>r(O),即r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),B项错误;Q的简单气态氢化物为AsH3,与同主族的氮元素的简单气态氢化物NH3的空间结构相似,为三角锥形,C项错误;非金属性O>N>As,所以Q的简单气态氢化物AsH3的热稳定性比Y的简单气态氢化物H2O的热稳定性弱,D项正确。
类型二 依据元素周期表的“片段结构”推断元素
[典例2] (2022·十校联盟测试)A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素,A的原子半径在短周期中最小,其余六种元素在周期表中的位置如图所示,C的最外层电子数是G内层电子数的一半。下列说法不正确的是( )
B
C
D
E
F
G
A.A和B形成的化合物可能比A和D形成的化合物稳定
B.同周期元素形成的简单离子中,E离子的半径最小
C.A、C、D形成的化合物可能呈酸性,也可能呈碱性
D.F和G的单质熔点差异较大是因为两者相对分子质量不同
解析:A、B、C、D、E、F、G七种短周期元素,A的原子半径在短周期中最小,A是H元素,C的最外层电子数是G内层电子数的一半,根据位置可判断B、C、D位于第二周期,E、F、G位于第三周期,则C是