内容正文:
能力课时5 微粒半径 “位—构—性”应用
1.掌握根据微粒结构判断微粒半径相对大小的方法,提升宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
2.掌握“位—构—性”在元素推断题中的应用,提升科学探究与创新意识的化学核心素养。
一、微粒半径大小比较
1.影响粒子半径大小的因素
①电子层数的多少;②原子核对核外电子吸引力的大小;③核外电子数的多少。
2.粒子半径大小比较的方法
(1)原子
①同一周期,从左到右,核电荷数依次增大,原子半径依次减小(稀有气体元素除外)。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
②同一主族,自上而下,电子层数依次增多,原子半径依次增大。如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)。
(2)离子
①同一主族,自上而下,电子层数依次增多,离子半径依次增大。如r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
②具有相同电子层结构的离子,随核电荷数增大,离子半径减小。如r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
(3)同一元素的不同粒子:核外电子数越多,半径越大。
①阳离子:r(原子)>r(阳离子)。如r(Na)>r(Na+)。
②阴离子:r(原子)<r(阴离子)。如r(Cl)<r(Cl-)。
③多种价态的粒子:价态越高,半径越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。
二、“位—构—性”在元素推断题中的应用
1.一般解题思路
在以上基础上,针对题目按以下具体方法进行推断:
2.推断方法
(1)对于简单的推断题只要应用有关知识点进行直接判断、比较或计算,即可找到答案。
(2)很多情况下只涉及短周期元素或前20号元素,可在草稿纸上画出一个只包含短周期或前20号元素的周期表,对照此表进行推断。
(3)可利用题目暗示的突破口,联系其他条件,顺藤摸瓜,各个击破,推出结论。
短周期主族元素X、Y、Q、R、W的原子序数依次增大,X与Q、Y与W分别同主族,X、Y、Q原子的电子层数之和为6且最外层电子数之和为8,Q的焰色呈黄色。下列说法正确的是( )
A.简单离子的半径:Q>W>Y
B.Y均能分别和X、Q、W组成两种或两种以上的化合物
C.简单气态氢化物的稳定性:W>Y
D.R的最高价氧化物对应的水化物不可能为两性氢氧化物
[解析]
[答案] B
1.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子半径比Y的小,且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。下列说法不正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)
B.元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.X、Y两种元素可形成分别含有10e-和18e-的化合物
C [根据题意可以推断,Z为O,所以X为H,Y为N,W为Na。C项,稳定性:H2O>NH3;D项,NH3为10e-微粒,而N2H4为18e-微粒。]
2.元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示,其中元素Q位于第四周期,X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法中不正确的是( )
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r):r(Q)>r(Y)>r(Z)
B.元素X有-4、+2、+4等多种价态
C.Y、Z的氧化物对应水化物均为强酸
D.可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物对应水化物
C [设X原子的最外层电子数为x,则有x+x+2+x+3=17,解得x=4,X、Y、Z、Q依次是碳、硫、氯、砷元素。S、Cl的氧化物对应水化物中H2SO3、HClO等为弱酸,C项错误。原子半径:As>S>Cl,碳元素有-4、+2、+4等多种价态,H3AsO4是砷的最高价氧化物对应水化物,A、B、D三项正确。]
1.下列叙述不正确的是( )
A.同周期非金属元素的原子半径越大,其简单气态氢化物越稳定
B.同周期非金属元素的原子半径越小,其单质的氧化性越强
C.同周期主族元素的原子半径越大,其原子越容易失去电子
D.元素非金属性越强,其简单阴离子在反应中越难失去电子
A [同周期非金属元素从左到右,原子半径逐渐减小,非金属性逐渐增强,其简单气态氢化物稳定性逐渐增强,A错误;同周期非金属元素从左到右,原子半径逐渐减小,非金属性逐渐增强,其单质的氧化性逐渐增强,B正确;同周期主族元素的原子半径越大,核电荷数越小,金属性越强,其原子越容易失去电子,C正确;元素非金属性越强,在反应中越易得电子,形成的简单阴离子越稳定,在反应中越难失去电子,D正确。]
2.砷(As)的原子结构示意图为,下列关于As的描述不正确的是( )
A.位于第四周期ⅤA 族 B.属于非金属元素
C.酸性:H3AsO