内容正文:
微题型16 元素推断 元素周期律
1.元素第一电离能的变化规律
一般规律
同一周期,随着原子序数的增加,元素的第一电离能呈现增大的趋势,稀有气体元素的第一电离能最大,碱金属元素的第一电离能最小;同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小
特殊情况
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能
2.金属性和非金属性的比较
(1)非金属性强弱判断:①与氢气化合越容易,非金属性越强;②气态氢化物越稳定,非金属性越强;③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强;④单质的氧化性越强,非金属性越强。
(2)金属性强弱判断:①金属与水或酸反应置换H2越容易(反应越剧烈),金属性越强;②最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强;③单质的还原性越强(对应离子的氧化性越弱),金属性越强。
3.陈述型元素综合推断题的解题思路
4.常见结构中的共价键数目
(1)卤素原子或氢原子形成一个共价键。
(2)O、S形成两个共价键,也可能形成若干配位键。
(3)N、P能形成三个共价键,也可能形成三个共价键、一个配位键,P还能形成五个共价键。
(4)C、Si能形成四个共价键,C也可以形成双键或三键。
(5)B能形成三个共价键,也可以形成三个共价键、一个配位键。
5.结构型元素推断的技巧
结合离子键和共价键成键规律判断原子价电子数,并结合题干信息确定元素。
化学家利用短周期主族元素X、Y、Z、R、W合成一种高效消毒剂,其分子结构如图所示。已知 X、Y、Z、R、W原子序数依次增大且R的原子半径在短周期主族元素中最大。下列说法正确的是( )
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A.原子半径:W>R>Z
B.Y的简单氢化物和W的单质相遇会产生白烟
C.R分别与W、Z形成的化合物中含有的化学键种类相同
D.将Y的简单氢化物溶于Z的简单氢化物中,所得体系中存在5种微粒
[思路分析]
[解析] 同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径:Na>Cl>O,A项错误;NH3与Cl2相遇可产生白烟NH4Cl,B项正确;NaCl、Na2O中只含有离子键,而Na2O2中含有离子键和共价键,故所含化学键种类不同,C项错误;将NH3溶于H2O中,溶液中存在NH3、H2O、NH3·H2O、NH、OH-、H+共6种微粒,D项错误。
[答案] B
1.(2023·武汉质检)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,原子半径:Z>W>Y>X,X与Z同主族,Y与W同主族,Y原子最外层电子数是次外层的3倍。下列说法正确的是( )
A.电负性:W>Y>Z
B.第一电离能:Z>X
C.W原子核外有5种能量不同的电子
D.Y与X形成的化合物一定只含极性键
解析 由Y原子最外层电子数是次外层的3倍可知,Y为O元素;Y与W同主族,则W为S元素;由原子半径:Z>W>Y>X,X与Z同主族可知,X为H元素、Z为Na元素。元素的非金属性越强,电负性越大,氧元素的非金属性强于硫元素,则氧元素的电负性大于硫元素,故A错误;非金属元素的第一电离能大于金属元素,则氢元素的第一电离能大于钠元素,故B错误;同一能级上的电子的能量相同,硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则硫原子核外有1s、2s、2p、3s、3p 5种能量不同的电子,故C正确;水分子中只含有极性键,而过氧化氢分子中含有极性键和非极性键,故D错误。
答案 C
2.(2023·福建宁德一模)某种净水剂由原子序数依次增大的R、W、X、Y、Z五种元素组成。五种元素分处三个短周期,包含地壳中含量前三的元素。基态Z原子的成对电子占据的轨道数与未成对电子占据的轨道数之比为7∶2。下列说法不正确的是( )
A.简单离子半径:Z>X>W
B.简单氢化物稳定性:W>Z>Y
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C.X与Z形成的化合物在水中会生成沉淀和气体
D.第一电离能:Z>Y>X
解析 五种元素分处三个短周期,则R为H;基态Z原子的成对电子占据的轨道数与未成对电子占据的轨道数之比为7∶2,则Z的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,Z为S;五种元素包含地壳中含量前三的元素O、Si、Al,则W为O,X为Al,Y为Si。电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小,所以离子半径:Al3+<O2-,故A错误;元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:O>S>Si,所以氢化物的稳定性:H2O>H2S>SiH4,故B正确;Al和S形成的化合物Al2S3在水中会发生反应:Al2S3+6H2O===2Al(OH)3+3H2