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微专题2 依据元素周期律进行元素的推断(见学生用书P28)
元素推断题是无机推断题的重要组成部分,命题往往截取元素周期表的一部分,然后结合一定的元素信息进行推断。片段元素周期表型推断题一般给出两种信息:一是给出局部的元素周期表,展示出几种不同元素的相对位置;二是给出某种元素的位置特征、原子结构特征或由该元素形成的单质或化合物的特殊性质。解答此类题目时,要先根据给出的某种元素的特殊结构或性质,确定该元素在周期表中的位置,然后以此为“坐标原点”,根据其他元素与该元素的位置关系,进而确定其他未知的元素。
元素周期表中短周期的一部分如图所示,下列关于Y、Z、M的说法正确的是( C )
A.电负性:Y>Z>M
B.简单离子半径:M>Z>Y
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为
解析:由Y、Z、M在元素周期表中的位置关系可知,Y为F,M为Cl,Z为S。同周期主族元素自左而右非金属性增强,同主族元素自上而下非金属性减弱,非金属性:Y>M>Z,故电负性:Y>M>Z,A错误;电子层排布相同时,核电荷数越大离子半径越小,最外层电子数相同时,电子层数越多离子半径越大,离子半径:S2->Cl->F-,B错误;ZM2为SCl2,分子中硫元素化合价为+2价,硫原子满足8电子稳定结构,氯元素化合价为-1价,氯原子满足8电子稳定结构,C正确;Z为硫元素,最外层含有6个电子,其基态原子的最外层电子的轨道表示式为,D错误。
[解题技巧]
片段元素周期表推断题的解题策略
下面是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法错误的是( B )
A.电负性:a>f
B.第一电离能:d>c
C.气态氢化物的稳定性:f>e
D.a和b形成的化合物可能含有共价键
解析:a有-2价、f有+6价,a的原子序数小于f,可推知a为O、f为S;b有+1价,原子序数大于O,则b为Na;由原子序数可知c、d处于第三周期,化合价分别有+2价、+3价,则c为Mg,d为Al;e的化合价有+5价,结合原子序数可知e为P。电负性:O>S,A正确;Mg原子核外电子排布为全充满稳定状态,第一电离能:Mg>Al,B错误;元素的非金属性越强,其气态氢化物稳定性越强,气态氢化物的稳定性:H2S>PH3,C正确;a和b形成的化合物有氧化钠和过氧化钠,过氧化钠中含有共价键,D正确。
前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的简单氢化物分子呈三角锥形,Y的周期序数与族序数相等,基态Z原子3p原子轨道上有1个未成对电子,W与Z处于同一主族。下列说法不正确的是( B )
A.原子半径:Y>Z
B.第一电离能:W>Z
C.非金属性:Z>W
D.电负性:X>Y
解析:前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的简单氢化物分子呈三角锥形,则对应的分子式为XH3,X为第ⅤA族元素,Y的周期序数与族序数相等,基态Z原子3p原子轨道上有1个未成对电子,则Z为Cl 、X为N、Y为Al,W与Z处于同一主族,则W为Br。同周期从左到右元素原子半径递减,则原子半径:Y>Z,A正确;同主族元素第一电离能从上到下递减,则第一电离能:W<Z,B不正确;同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱,则非金属性:Cl>Br,C正确;N是非金属元素,Al是金属元素,则电负性:N>Al,D正确。
[方法指导]
元素推断试题的解题步骤
第一步:推断元素
(1)根据题目信息和原子结构推断元素在元素周期表中的位置及名称。
(2)根据元素及其化合物的性质判断出元素原子结构和在元素周期表中的位置。
第二步:联想“规律”
依据推出的元素在周期表中的位置,结合元素周期律对选项中元素的结构和元素性质的变化作出判断。
第三步:通盘“验证”
将判断的结果代入原题中进行检验,完全符合题设条件的才是正确选项。
X、Y、Z、W为元素周期表中前四周期元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;Y与X同周期,Y的第一电离能高于同周期与之相邻的元素;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素。
(1)写出W基态原子的电子排布式:__1s22s22p63s23p63d104s1__。
(2)写出X原子价层电子的轨道表示式:____。
(3)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是__N>O>C__(用元素符号和“>”表示,下同),三种元素的电负性由大到小的顺序是__O>N>C__。
解析:X、Y、Z、W为元素周期表中前四周期元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,则其核外电