第4章 物质结构 元素周期律（课件PPT）-【精英1号】2024年高一化学学考名师解析与训练·知识梳理手册

目录 第四章　物质结构　元素周期律 第一节　原子结构与元素周期表 第二节　元素周期律 第三节　化学键 精英1号 化学 知识速记手册 04 如需返回目录，可按ESC键返回。 01 本光盘课件全部为PPT格式，教师使用时如需加工可把光盘中的PPT文件复制到本地磁盘上进行编辑。 03 进入目录,可按上下键、空格键或点击鼠标等进行浏览。 02 光盘成盘为自动播放模式，如不能播放则是电脑做了拦截，可将电脑调至自动播放模式，也可直接从“我的电脑”中，双击相应光盘图标或在此处右键点击“打开”，然后双击光盘中的“play.bat”文件即可以全屏的方式播放（点击后有缓冲过程，稍加等待后,便可出现相关内容）。 温 馨 提 示 Wenxintishi 3 第四章　物质结构　元素周期律 第一节　原子结构与元素周期表 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 　　　　 精英1号 名师解析与训练 化学 　 第四章　物质结构　元素周期律 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2．元素周期表 (1)元素周期表的编排原则。 ①横行原则：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。 ②纵行原则：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。 ③原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。 ④原子序数与元素的原子结构之间的关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 (2)元素周期表的结构。 ①7个周期：1～3周期为短周期，4～7周期为长周期。 ②16个族：主族(ⅠA～ⅦA族)，副族(ⅠB～ⅦB族)，0族(稀有气体)，第Ⅷ族。 (3)元素周期表的方格。 3．核素 (1)元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的同一类原子的总称。同种元素原子的原子核中质子数是相同的，但中子数不一定相同。 (2)把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫作核素，如eq \o\al(12, 6)C、eq \o\al(13, 6)C和eq \o\al(14, 6)C就各为一种核素。 (3)质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。如eq \o\al(12, 6)C、eq \o\al(13, 6)C和eq \o\al(14, 6)C互为同位素。 4．原子结构与元素性质 (1)碱金属元素化学性质的相似性。 碱金属元素原子在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性，碱金属元素原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性。其具体表现在： ①碱金属都能与O2、Cl2(卤素单质)、S等非金属单质反应。 ②碱金属都能与水反应，反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R表示碱金属元素)。 ③碱金属都能与酸反应。 (2)碱金属元素化学性质的递变性。 随着原子核外电子层数的增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，失去电子的能力逐渐增强，单质的还原性增强，元素的金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性增强(如：CsOH＞RbOH＞KOH＞NaOH＞LiOH)。 (3)卤素单质与氢气的反应。 eq \o(――――――――――→,\s\up14(F2、Cl2、Br2、I2)) ①与H2反应的难易程度：越来越困难。 ②生成气态氢化物的稳定性：依次减弱。 ③卤素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I。 (4)卤素单质间的置换反应。 ①卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2。 ②卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－。 (5)元素性质在周期表中的递变规律。 ①同周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐增强。 ②同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，元素的非金属性逐渐减弱。 1．关注元素周期表的上下关系：周期表中上下相邻两种元素的原子序数差值有下图所示四种情况——左上图区域，上下相邻元素原子序数差值为2；右上图区域，上下相邻元素原子序数差值为8；左下图区域，上下相邻元素原子序数差值为18；右下图区域，上下相邻元素原子序数差值为32。 2．关注元素周期表的左右关系：周期表中同一周期ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差值有三种情况——第二、三周期，原子序数差值为1；第四、五周期，原子序数差值为11；第六、七周期，原子序数差值为25。 例1　核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是(　　) A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1) B．元素X形成的单质既有氧化性又有还原性 C．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2(n表示电子层数) D．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌、消毒的作用 【答案】C 【解析】A.因核外电子层数只能为整数，根据题意，1≤a≤3，当a＝1时，不成立；当a＝2时，最外层电子数为5，元素X为N；当a＝3时，最外层电子数为7，元素X为Cl。当X为N元素时，质子数＝2a2－1＝2×22－1＝7，当X为Cl元素时，质子数＝2a2－1＝2×32－1＝17，A正确；B.X的单质为Cl2或N2，Cl元素和N元素均为0价，处于中间价态，则Cl2和N2均既具有氧化性，又具有还原性，B正确；C.Cl－有3个电子层，最外层电子数为8，电子数达不到2n2，C错误；D.如果X为Cl，则可形成HClO，HClO有强氧化性，具有杀菌、消毒作用，D正确。故选C。 例2　某同学设计如下元素周期表，已知X元素的气态氢化物的水溶液呈碱性，空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是(　　) A．X、Y、Z元素分别为N、P、O B．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素 C．Z的氢化物只有一种 D．X、Z的简单氢化物的沸点：X>Z 【答案】A 【解析】A.根据该同学设计的元素周期表的形式和表中元素位置可知：X的原子序数为7，Z的原子序数为8，Y的原子序数为15。因此X为N，Z为O，Y为P，A正确；B.白格中的稀有气体元素He、Ne、Ar不属于主族元素，B错误；C.Z的氢化物有H2O、H2O2，C错误；D.Z的简单氢化物为水，常温下水为液态，氨气为气态，沸点：H2O>NH3，D错误。故选A。 1．元素性质的周期性变化规律 (1)原子结构与元素性质的关系。 (2)1～18号元素核外电子排布的递变规律：同周期从左往右，原子的电子层数相同，最外层电子数逐渐增加；同主族从上往下，原子的最外层电子数相同，电子层数逐渐增加。 (3)1～18号元素原子半径(除稀有气体元素外)的递变规律：同周期从左到右，原子半径逐渐减小；同主族从上到下，原子半径逐渐增大。 (4)元素性质的递变规律：同周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐增强；同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，元素的非金属性逐渐减弱。 (5)元素周期律的实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素原子核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。 2．元素周期表和元素周期律的应用 (1)预测元素及其形成的化合物的某些性质。例如，已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；根据卤族元素的性质递变规律，可推知不常见元素砹(At)的单质应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。 (2)寻找新材料。例如，在周期表中金属和非金属的分界线处可以找到半导体材料；在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。 (3)结构、位置、性质三者之间的关系： 1．比较微粒半径的方法——“三看法” (1)“一看”电子层数：当电子层数不同时，一般电子层数越多，半径越大。 (2)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，如电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。 (3)“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 2．比较元素金属性、非金属性的方法 (1)结构比较法：原子半径越大，最外层电子数越少，越容易失去电子，金属性越强；原子半径越小，最外层电子数越多，越容易得到电子，非金属性越强。 (2)位置比较法：同周期元素，从左到右，随原子序数增加，金属性逐渐减弱(或非金属性逐渐增强)；同主族元素，从上到下，随原子序数增加，金属性逐渐增强(或非金属性逐渐减弱)。 (3)性质比较法：一般来说，在氧化还原反应中，单质的氧化性越强(或离子的还原性越弱)，则元素的非金属性就越强；单质的还原性越强(或离子的氧化性越弱)，则元素的金属性就越强。故一般来说，元素的金属性和非金属性的强弱判断方法与单质的氧化性和还原性的强弱判断方法是一致的。 例1　已知短周期主族元素A、B、C、D、E的相对原子质量依次增大，其中D、E为金属元素，A和E的原子序数之和与B和C的原子序数之和相等，E是地壳中含量最高的金属元素。它们的原子半径和最外层电子数的大小关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．B与C的简单氢化物的稳定性：B>C B．C、D、E的简单离子的半径大小关系：C<D<E C．A、D均能和C形成两种化合物 D．B的最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物对应的水化物能发生化学反应 【答案】C 【解析】A.非金属性：O>C，非金属性越强，简单氢化物越稳定，简单氢化物的稳定性：H2O>CH4，A项错误；B.C、D、E的简单离子分别为O2－、Na＋、Al3＋，三种离子的核外电子排布相同，核电荷数大的半径小，所以半径：O2－>Na＋>Al3＋，B项错误；C.A与C可形成H2O和H2O2两种化合物，D与C可形成Na2O和Na2O2两种化合物，C项正确；D.B和E的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、Al(OH)3，H2CO3不能与Al(OH)3发生反应，D项错误；故选C。 例2　元素周期表与元素周期律在我们的学习、研究中有很重要的作用。下表所示为某5种元素的相关信息，已知W、X都位于第三周期。 元素 信息 Q 地壳中含量最高的元素 W 最高化合价为＋7价 X 最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强 Y 焰色试验(透过蓝色钴玻璃)的火焰呈紫色 Z 原子结构示意图为 回答下列问题： (1)W在元素周期表中的位置为________，X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为______________________。 (2)Y的单质与水反应的离子方程式是______________________。 (3)金属性：Y______(填“>”或“<”)X，用原子结构解释原因：______________________________。 (4)下列对于Z及其化合物的推断中正确的是________(填字母)。 A．Z的化合价中有－1和＋7 B．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于W的最高价氧化物对应水化物的酸性 C．Z元素单质的氧化性强于W元素单质的氧化性 (5)将X元素的单质在Q元素的单质中点燃生成M，将M投入硫酸亚铁溶液中，预测主要的反应现象是__________________________________________________。 【答案】(1)第三周期第ⅦA族　NaOH　(2)2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑　(3)>　K和Na位于同一主族，电子层数：K>Na，原子半径：K>Na，原子核对核外电子的吸引力：K<Na，失电子能力：K>Na，则金属性：K>Na　(4)AB　(5)有气泡产生，并生成红褐色沉淀 【解析】根据“Q是地壳中含量最高的元素”，可知Q为O元素；根据W最高化合价为＋7价且是第三周期元素，可知W为Cl元素；由第三周期X的最高价氧化物对应的水化物在本周期中碱性最强，可知X为Na元素；结合Y的焰色试验可知Y为K元素；由Z的原子结构示意图可知Z为Br元素。 (1)Cl元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族；Na元素最高价氧化物的水化物为NaOH。 (2)K与H2O反应生成KOH和H2，其离子方程式为2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑。 (3)金属性：K>Na；K、Na均为第ⅠA族元素，电子层数：K>Na，原子半径：K>Na，原子核对核外电子的吸引力：K<Na，导致失电子能力：K>Na，故金属性：K>Na。 (4)Br原子最外层有7个电子，其最高正价为＋7价，最低负价为－1价，A正确；由于非金属性：Br<Cl，故最高价氧化物对应水化物的酸性：HBrO4<HClO4，B正确；非金属性：Cl>Br，非金属性越强，其单质的氧化性越强，即单质的氧化性：Cl2>Br2，C错误。 (5)Na在O2中点燃生成Na2O2，将Na2O2投入FeSO4溶液中，由于Na2O2具有强氧化性，Fe2＋具有还原性，发生氧化还原反应生成Fe(OH)3沉淀和O2，故主要的反应现象是有气泡产生，并生成红褐色沉淀。 1．化学键 通常把物质中直接相邻的原子之间强烈的相互作用叫化学键。化学键可分为离子键和共价键等。 化学反应的过程，本质就是反应物分子内化学键断裂和产物分子中化学键形成的过程，即旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 2．离子键与共价键 类型 离子键 共价键 概念 使带相反电荷的阴、阳 离子结合的相互作用 原子之间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用 成键 特点 得失电子 共用电子对 成键 微粒 阴、阳离子 原子 代表 物质 NaCl、K2SO4 N2、HCl、CO2 存在 只存在于离子化合物中 存在于共价化合物、非金属单质(除稀有气体外)中，也可以存在于部分离子化合物(如NaOH)中 3.化学键、分子间作用力和氢键 化学键 分子间作用力 氢键 概念 相邻的原子之间强烈的相互作用 将分子聚集在一起的作用力，又称为范德华力 某些物质的分子间存在的比分子间作用力稍强的相互作用 存在范围 分子内或某些晶体内 分子间 分子间(某些物质的分子内也存在) 强度 较强 较弱 比分子间作用力稍强 对物质性 质的影响 主要影响物质的化学性质，化学键越强，物质越稳定 主要影响物质的物理性质，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高 主要影响物质的物理性质，分子间形成的氢键会使物质的熔点和沸点显著升高 1．离子化合物、共价化合物的判断方法 (1)根据化合物组成判断：一般来说，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的是共价键。 (2)根据化合物类型判断：大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物性质判断：熔点、沸点较低的化合物(SiO2、SiC等除外)是共价化合物；溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物；熔化状态下能导电的化合物是离子化合物；不导电的化合物是共价化合物。 2．电子式的书写方法 (1)掌握基本的阴、阳离子的电子式，阴离子的电子式要带中括号。 (2)分清离子化合物与共价化合物，含有钾、钙、钠、镁、铵根的化合物一般是离子化合物。 (3)注意典型离子化合物、共价化合物电子式的书写。 例1　表中物质所含化学键类型、所属化合物类型完全正确的是(　　) 选项 物质 化学键类型 化合物类型 A MgCl2 离子键、共价键 离子化合物 B CO2 共价键 共价化合物 C HCl 离子键 离子化合物 D NaOH 离子键、共价键 共价化合物 【答案】B 【解析】 A.MgCl2中只含离子键，为离子化合物，A错误；B.CO2中只含极性共价键，为共价化合物，B正确；C.HCl中只含共价键，为共价化合物，C错误；D.NaOH中含离子键和极性共价键，为离子化合物，D错误；故选B。 例2　下列说法中错误的有(　　) ①化学键断裂的过程一定是化学变化 ②离子化合物中一定含有金属元素 ③单质中一定含有非极性共价键 ④HCl溶于水电离出H＋和Cl－，因此HCl中含有离子键 ⑤含有共价键的化合物一定是共价化合物 ⑥双原子单质分子中的共价键一定是非极性键 A．3个 B．4个 C．5个 D．6个 【答案】C 【解析】①化学变化一定有旧化学键的断裂和新化学键的生成，但化学键断裂的过程不一定是化学变化，如氯化钠溶解的过程中有离子键断裂，但没有新物质产生，不属于化学变化，故①错误；②离子化合物中不一定含有金属元素，如氯化铵是不含有金属元素的离子化合物，故②错误；③单质中不一定含有非极性共价键，如稀有气体分子是单原子分子，分子不含有非极性共价键，故③错误； ④氯化氢是共价化合物，不含离子键，溶于水能电离出氢离子和氯离子，故④错误；⑤含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如氢氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，故⑤错误；⑥由同种原子组成的双原子分子一定含有非极性共价键，故⑥正确；综上所述，①②③④⑤错误，故选C。 __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ __________________________________________________ $$