内容正文:
选择性必修2《物质结构与性质》 素养提升与单元评价
素养提升2 元素的推断
核心知识突破
1.元素“位—构—性”之间的关系
元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质,元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质,故三者之间可相互推断。
在具体解题过程中,需从以下三个方面入手:
(1)结构与位置互推
在互推过程中,要充分利用“原子序数差规律”,以及各周期所能容纳的元素种数、稀有气体元素的原子序数和其在周期表中的位置等知识。
(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,包括:元素的金属性、非金属性,简单气态氢化物的稳定性,最高价氧化物对应的水化物的酸碱性,金属与H2O或酸反应的难易程度等的递变规律。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)结构和性质互推
要知道最外层电子数是决定元素化学性质的主要因素;同主族元素原子最外层电子数相同,化学性质相似。
2.利用元素的特殊性质推断
在进行元素推断时,也可以结合其特殊性质推断,具体举例如下:
(1)最高正化合价与最低负化合价代数和为零的短周期元素:H、C、Si。
(2)最高正化合价是最低负化合价绝对值三倍的短周期元素:S。
(3)除H外,原子半径最小的主族元素:F。
(4)第一电离能最大的主族元素:F;第一电离能最小的主族元素:Cs(放射性元素除外)。
(5)电负性最小的主族元素:Cs(0.7);电负性最大的主族元素:F(4.0)。
(6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系,此两种元素为O和S。
(7)前36号元素中未成对电子数最多的是Cr。
3.元素周期表中的隐含规律
元素周期表是元素周期律的具体表现形式,粒子半径、化合价、核外电子排布、金属性与非金属性等的周期性变化在元素周期表中都有充分的表现。相关规律总结如下:
(1)原子序数差规律
①同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第二、三周期(短周期)相差1;第四、五周期相差11;第六、七周期相差25。
②同主族相邻元素的原子序数:第ⅠA、ⅡA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期元素的数目;第ⅢA~ⅦA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目。如Na与K的原子序数相差8(第三周期含有8种元素),Cl与Br的原子序数相差18(第四周期含有18种元素)。该规则可简称为“前差上、后差下”。
(2)同周期、同主族元素的原子结构与性质递变规律
同周期主族元素
(从左→右)
同主族元素
(从上→下)
最外层电子数
从1递增到7(第一周期除外)
相同
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
主要化合价
最高化合价由+1→+7(O和F特殊),主族非金属元素最低化合价的绝对值=8-族序数
最高化合价=主族的族序数(O和F特殊),非金属元素的最低化合价相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强
碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱
第一电离能
总体呈增大趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
(3)奇偶规律
元素周期表中,原子序数是奇数的主族元素,位于奇数族,主要化合价是奇数;原子序数是偶数的主族元素,位于偶数族,主要化合价是偶数。口诀为“奇序奇族奇价,偶序偶族偶价”。
A~G是周期表中1~36号的元素,它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下:
A原子的基态只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;C与B同周期,其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素;D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子相同;C3-与E2+具有相同的稳定的电子层结构;F元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大;G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。
(1)A的元素符号为________,基态G原子的电子排布式为_____________________,与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有___________(填元素符号)。
(2)B、C、D三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________(填元素符号),三种元素的电负性大小顺序为______________(填元素符号)。
(3)E与C元素形成的化合物的化学式为________,B和C形成的化合物B3C4中B显______价。
【即学即练1】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的核外电子数等于其主族序数,X