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微专题06 探析元素周期表与周期律的“另类”题型
专题微突破
元素周期表是学习化学的工具,元素周期律是化学学习的重要规律。利用元素周期表、元素周期律,结合元素的位、构、性三者的密切关系进行元素推断与元素性质的综合考查是高考经典题型。解析近几年来出现的“另类”题型,以期能引起重视。
一、推断元素的信息仅来自于图表之中
例1.(广东卷)如图所示是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X B.气态氢化物的稳定性:R>W
C.WX3和水反应形成的化合物是离子化合物
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
备考提示:对于仅隐藏于图表中的元素推断题,能考查考生的接受、吸收、整合化学信息的能力,解题时首先要读懂图型、图表信息,分清横、纵坐标所表示的物理量,运用元素周期性变化信息和规律,如原子半径、化合价、最外层电子数、金属性与非金属性的周期变化等来推断出所对应的元素,然后再按要求完成选项的正误判断或填空。
变式练习2.(天津卷) 随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。
根据判断出的元素回答问题:
(1)f在周期表中的位置是 。
(2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同): > ;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱: > 。
(3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式: 。
易错预警:(1)注意元素及化合物性质的多样性,如:Al、Al2O3、 Al(OH)3、 NaHCO3、NH4HCO3(酸式铵盐)既能与酸反应又可与碱反应;SiO2可与唯一的酸HF反应(不具有普遍性),又可与碱反应,但只属于酸性氧化物。(2)对于核外电子排布相同的离子,核电荷数大的半径反而小;阴离子半径大于相应原子半径,如r(Cl—)>r(Cl);同种元素不同价态的离子,价态越高,离子半径越小,如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+);(3)非金属性、金属性与元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性相关,但要强调最高价,如非金属性Cl>S,则HClO4>H2SO4,如果仅是Cl的氧化物水化物则可能是HClO,而酸性HClO < H2SO4.
二、根据信息推断出符合条件的元素不止一组
例3.(四川卷)已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
备考提示:根据题干信息推断出符合条件的不止一组元素的元素推断题,体现了高考试题的开放性能,考查考生知识结构是否完整,思维是否全面,具有一定的区分度和信度而倍受青睐。对于解答此题型要先将符合条件的元素一一列出,再结合选项分别考虑,切勿漏选。
变式练习4.(全国卷) 元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为( )
A.Al B.P C.Ar D.K
易错预警:(1)注意元素组成化合物的多样性,如:Na和O可组成Na2O2 、Na2O;H和O可组成H2O2 、H2O;H和C可组成CH4 、C2H6 、C2H2等分子极性不同的系列烃;N、H、 O可组成HNO3 、NH4NO3等不同类型晶体的化合物;(2)比较物质的熔沸点,主要是看分子间的范德华力的大小,而组成与结构相似的物质相对分子量越大,则范德华力越大,熔沸点就越高。若分子间能形成氢键,则会使熔沸点、溶解性异常升高。
三、运用原子轨道电子排布信息来推断元素
例5.(1)(四川卷)短周期元素Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;
(2)(上海卷)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大,甲和丁的原子核外均有两个未成对电子,乙、丙、丁最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应。
(3)(四川卷)前四周期元素R2+离子的3d轨道中有9个电子。
(4)(江苏卷)元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。
备考提示:原子轨道上电子排布规律的考查是新课程改革后,归属于选修模块《物质的结构与性质》上的内容,是近几年高考化学新增的高频考点,运用电子排布信息来推断元素首先要知道原子轨道类型