第1章 原子结构 元素周期律（复习讲义）化学鲁科版必修第二册

第1章 原子结构　元素周期律 复习讲义 复习目标 1. 能画出1～20号元素的原子结构示意图。能用原子结构知识解释元素性质及其递变规律，并能结合实验及事实进行说明。 2. 能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构特征，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。 3. 能结合有关资料说明元素周期表对合成新物质、寻找新材料的指导作用。 4. 能列举化学科学发展的重要事件，说明其对推动社会发展的贡献，能说出其中的创新点。 5. 具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能作出预测和假设。能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能对实验方案进行评价。能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。 6. 能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径，能对资源的开发利用进行评价。 重点和难点 重点： 1.从物质的微观结构说明同类物质具有相似性质的原因，解释同类物质的性质变化规律。 2.构建“位”“构”“性”关系认识模型。 3.形成实验探究元素性质递变规律、比较物质性质的思路方法。 难点： 1.元素的综合推断。 █知识点一 原子结构与元素性质 （一）原子的构成粒子及其定量关系 1．原子的构成微粒及作用 2．原子结构的特殊点 （1）原子的质量主要集中在 上； （2）原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子 ； （3）原子在 变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分； （4）核电荷数（质子数）＝核外电子数，只适用于原子和分子。 3．质量数： 概念 原子核内所有 和 的相对质量取近似整数值后相加所得的数值 构成原子的微粒间的两个关系 质量数(A)＝ (Z)＋ (N) 质子数＝ ＝ ＝ 4．核素： 概念 具有一定数目 和一定数目 的一种原子 实例 氢的三种核素——氕、氘、氚 应用 C——测定文物的年代、H和H——制造氢弹、U——用于制造原子弹、核发电 （1）原子的构成微粒间的数目关系 ①电中性原子 ②带电原子——离子的电子数目计算 原子 核外电子数＝ ＝ ，如N原子： 阳离子 核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋： 阴离子 核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－： （2）核素之间的转化不属于物理变化，也不属于化学变化，而属于 变化 （3）微粒符号及意义 5．粒子间三关系 质量关系 质量数(A)＝ ＋ 原子的相对原子质量近似等于质量数 电性关系 电中性微粒(原子或分子) 核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 带电离子(质子数≠电子数) 阳离子(Rm＋) 质子数 电子数 电子数＝质子数 m 阴离子(Rm－) 质子数 电子数 电子数＝质子数 m 数量关系 原子序数＝质子数 6．同位素 概念 质子数相同而 不同的同一元素的不同原子互称为 ，即同一元素的不同核素互称为同位素 特点 两同 相同， 相同 两不同 不同， 不同 性质 同位素在周期表里占据 同位素的物理性质不同，但化学性质几乎 天然存在的同位素，相互间保持一定的比率 7．元素、核素、同位素、同素异形体的比较 区别 元素 核素 同位素 同素异形体 本质 质子数相同相同的一类原子总称 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的 不同单质 范围 同类原子 原子 原子 单质 特性 只有种类 没有个数 化学反应中的 最小微粒 化学性质 几乎完全完全相同 相互相同、性质及组成或结构不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 举例 H、C、O三种元素 H、H、H 三种核素 H、H、H 互称同位素 O2与O3 互为同素异形体 联系 8．元素的相对原子质量 （1）含义：各核素相对原子质量乘以各核素所占的百分比再求和 （2）公式：＝M1a%+M2b%+M3c%+…（a%+b%+c%+…＝1） （3）举例：氯元素的相对原子质量的计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%＝35.453 （二）原子核外电子排布的规律 1．电子层 （1）含义：电子运动在 的区域，简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （2）特点：各电子层之间没有明显的界限 （3）不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由 到 能量高低 由 到 2．原子核外电子排布规律及其之间的关系 （1）核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。 （2）电子不一定排满M层才排N层，如Ca的核外电子排布情况为。 3．原子核外电子排布的表示方法 （1）原子结构示意图 （2）离子结构示意图 ①阳离子结构示意图：与上周期的稀有气体排布相同 ②阴离子结构示意图：与同周期的稀有气体排布相同 4．具有相同电子层排布的微粒 （1）与He原子具有相同电子层排布的微粒（2电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 H－ He Li+ Be2+ （2）与Ne原子具有相同电子层排布的微粒（10电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 N3－ O2－ F－ Ne Na+ Mg2+ Al3+ （3）与Ar原子具有相同电子层排布的微粒（18电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 P3－ S2－ Cl－ Ar K+ Ca2+ （4）特点 ①结构特点：电子层数 ，电子总数 ②位置特点：阴 阳 稀中间，负电多 正多 ③半径特点：原子序数越大，微粒半径 易错提醒 一、1~20号元素原子核外电子排布特征 1.最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2.最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3.最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=次外层电子数的原子：Be、Ar。 （2）最外层电子数=次外层电子数2倍的原子：C。 （3）最外层电子数=次外层电子数3倍的原子：O。 （4）最外层电子数=次外层电子数4倍的原子：Ne。 （5）最外层电子数=次外层电子数1/2的原子：Li、Si。 4.最外层电子数与电子层数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=电子层数1/2的原子：Li、Ca。 （2）最外层电子数=电子层数的原子：H、Be、Al。 （3）最外层电子数=电子层数2倍的原子：He、C、S。 （4）最外层电子数=电子层数3倍的原子：O。 5. 最外层电子数=内层电子数1/2的原子：Li、P。 6.原子核内无中子的原子： 。 二、1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 三、常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 5．核外电子排布与元素的性质的关系 （1）金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易 电子，形成阳离子，表现出 性，在化合物中显正化合价。 （2）非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易 电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。 （3）稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为 价。 6．10电子、18电子粒子 10电子粒子 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH 18电子粒子 分子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 阳离子 K＋、Ca2＋ 阴离子 P3－、S2－、HS－、Cl－ 效果检测 1．13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt Wu thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是 A．13C与15N有相同的中子数 B．13C与C60互为同素异形体 C．15N与14N互为同位素 D．15N的核外电子数与中子数相同 2．我国科学家首次合成了一种新微粒，符号是。关于的下列说法中不正确的是 A．其原子核内有113个中子 B．是一种新的原子 C．Hf元素的近似相对原子质量为185 D．其原子质量约是1个原子质量的倍 3．A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是 A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子 C．碳原子和氯原子 D．碳原子和铝原子 █知识点二 元素周期律 1.元素周期表中同周期、同主族元素原子结构和元素性质的递变规律 周期表中位置 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原 子 结 构 核电荷数 依次增加 增大 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐 逐渐 性 质 主要化合价 最高正价由 → (O、F除外) 最低负化合价＝ 相同，最高正化合价＝ (O、F除外) 元素的金属性 和非金属性 金属性 ，非金属性 金属性 ，非金属性 最高价氧化 物对应水化物 的酸、碱性 最高价氧化物对应水化物的 碱（酸）碱性 （酸性增强） 最高价氧化物对应水化物的 碱（酸）碱性 （酸性减弱） 气态氢化物 的稳定性 非金属气氢化物稳定性 非金属气氢化物稳定性 原子得失 电子能力 原子得电子能力 ， 失电子能力 原子得电子能力 ， 失电子能力 2.1～20号元素中某些元素的特性易错提醒 影响原子半径大小的因素 ①电子层数:一般电子层数越多，原子半径越大。 ②核电荷数:核电荷数越多，原子半径越趋向减小；当电子层数相同时，核电荷数对原子半径的影响较大。 ③核外电子数：电子数増多，增加了核外电子间的相互排斥作用，使原子半径有增大趋向。 （1）与水反应最剧烈的非金属单质是 ，即非金属性最强的元素是 元素；所形成的气态氢化物最稳定的是 。 （2）与水反应最剧烈的金属单质是 ；原子半径最大的主族元素是 元素。 （3）自然界中硬度最大的单质是含 元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是 元素。 （4）常温下有颜色的气体单质是 。 （5）原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为 元素；同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是 元素。 （6）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是 元素。 （7）密度最小的金属单质是 。 （8）最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是 元素；地壳中含量最高的金属元素是 元素。 （9）地壳中含量最高的元素是 元素，次者是 元素。 3．元素的“位—构—性”之间的关系 同一元素的“位—构—性”关系可表示如下： 结构与位置的关系 结构位置 结构与性质的关系 结构性质 位置、结构和性质的关系 位置 结构 性质 同周期(左―→右) 最外层电子数递增 金属性减弱、非金属性增强 同主族(上―→下) 电子层数递增 金属性增强、非金属性减弱 4．元素“位—构—性”中的特殊关系 ①化合价关系 元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系。 最高正价－|最低负价| 6 4 2 0 主族族序数 ⅦA ⅥA ⅤA ⅣA ②主族元素性质、存在和用途的特殊性 形成化合物最多的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 C 氢化物在通常状况下呈液态的元素 O 最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素 Cl 元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素 Li、Na、F 空气中含量最多的元素 N 地壳中金属含量最高的元素或最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素 Al 用作半导体的元素 Si 焰色试验火焰呈黄色的元素 Na ③主族元素结构的特殊性 a．各层电子数关系：如X的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则X是氧元素。 b．原子序数关系：短周期A、B元素，B的原子序数是A的2倍，则A是氧元素，B是硫元素。 （3）陌生元素的性质的推断 ①与同周期前、后元素相比较：依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。 ②与同主族上、下元素相比较：依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。 若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。如原子半径：C＞A＞B；金属性：C＞A＞B；非金属性：B＞A＞C。 效果检测 1．如图是8种元素在元素周期表中的位置，回答下列问题： （1）①、⑤的元素符号分别为 、 。 （2）写出元素②的简单阴离子的结构示意图： 。 （3）①、④、⑤、⑥的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是 (填化学式)，该化合物中所含的化学键类型有 。 （4）元素③、⑥、⑦的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 （5）写出元素④的最高价氧化物对应的水化物的水溶液与元素⑥的单质反应的离子方程式： 。 （6）锗为第四周期与硅同主族，根据元素周期律推测其单质、化合物的性质正确的是________(填字母)。 A．锗的非金属性比②弱 B．锗的原子半径比⑧大 C．储的单质可用作半导体材料 D．锗的最高正价为价 2．元素周期律和周期表是我们研究、预测物质性质的重要工具。下表是元素周期表中前四周期的5种元素的相关信息。 元素 元素性质或原子结构 A B B能形成多种单质，其中一种单质是硬度最大的物质 C 地壳中含量最高的金属元素，其合金可用于制造飞机外壳 D D的单质是一种黄绿色气体 E 用E的碳酸盐做焰色试验时火焰为紫色(透过蓝色钴玻璃片) 回答下列问题： （1）D在元素周期表中的位置是第 周期第 族。 （2）(元素B的氢化物)的分子结构模型为正四面体，(元素B的气态氢化物)的稳定性 HD(元素D的气态氢化物)的稳定性(填写“大于”“小于”或“等于”)。 （3）少量E的单质加入水中剧烈反应，反应的化学方程式是 ；元素A、E的最高价氧化物对应的水化物中，碱性更强的物质是 (填写化学式)。 （4）下列曲线分别表示元素的某种性质(用Y表示)与核电荷数(用Z表示)的关系。请将正确曲线的图象标号填入相应的空格中： 第ⅡA族元素的最外层电子数与核电荷数的关系为 ，第三周期主族元素的最高正化合价与核电荷数的关系为 。 █知识点三 元素周期表 1．元素周期表的编排原则 （1）元素周期表的出现与演变 ①首创者：1869年，俄国化学家 ②编排顺序：按照元素的 由小到大排列 （2）元素周期表的编排原则 把 叫周期。 把 叫族。 2.元素周期表中方格里的符号的意义 3．元素周期表的结构 （1）周期：周期序数＝电子层数 周期分类 短周期 长周期 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 （2）族：主族序数＝原子的最外层电子数，过渡元素的族序数一般不等 族分类 主族 副族 第Ⅷ族 0族 总数 族数目 7 7 1 1 16 列数目 7 7 3 1 18 （3）过渡元素：副族和第第Ⅷ族族 ①镧系元素：第6周期ⅢB族，共15种 ②锕系元素：第7周期ⅢB族，共15种 ③应用：找耐高温、耐腐蚀、催化剂和超导材料 4．族序数与列数的关系 （1）2、3周期IIA和IIIA相邻，原子序数相差 （2）4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，原子序数相差 （3）6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，还额外多出镧系和锕系，原子序数相差 5．推测元素在周期表中的位置 （1）根据原子序数确定元素在元素周期表中的位置 （2）0族定位法确定元素的位置 ①0族元素的周期序数和原子序数 周期 1 2 3 4 5 6 7 元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ②推断方法 （3）根据112号和118号元素的位置推测 原子序数 112 113 114 115 116 117 118 119 120 族序数 IIB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 ⅠA ⅡA 周期 7 7 7 7 7 7 7 8 8 6．金属和非金属的分界线 （1）元素属性：上方为非金属元素，下方为金属元素 （2）分界线处元素，可能具有两性，寻找半导体材料 （3）全部是金属的族：ⅡA族、副族和第Ⅷ族 （4）全部是非金属的族：ⅦA族和0族 7．周期表中的元素 （1）元素种类最多的族：ⅢB族，共32种元素 （2）元素种类最多的主族：ⅠA族，共7种元素 （3）元素种类最多的周期：7周期，共32种元素 （4）在短周期中非金属元素多，在周期表中金属元素多。 （5）全部是气体的族：0族 （6）同时含固体、液体和气体的族：ⅦA族 效果检测 1．下列说法正确的是 A．相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差都相同 B．同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差都相同 C．某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数 D．115号元素位于第七周期第ⅤA族 █知识点四 元素周期表的应用 （一）同周期元素性质变化规律（以第三周期为例） 1.实验探究——第三周期元素性质的递变 1）钠、镁、铝的金属性比较 （1）预测：钠、镁、铝同属于第三周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引力逐渐增强，将会导致失电子能力 ， 逐渐减弱。 （2）实验过程 ①实验探究：钠、镁与水的反应 实验操作 实验现象 实验结论及化学方程式 钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，向反应结束的溶液中加入酚酞溶液，溶液变红 钠与冷水反应 。化学方程式为 加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为粉红色 镁条与冷水反应 ，镁条表面有非常少的小气泡，入酚酞，溶液颜色变化不明显；加热液体至沸腾后，镁与热人较快反应，镁条表面产生较多气泡，试管中溶液变红。镁与冷水几乎不反应，能与热水反应。化学方程式为 结论：金属性：Na Mg ②实验探究：氢氧化铝、氢氧化镁分别和盐酸、氢氧化钠溶液的反应 实验操作 实验现象及离子方程式 向试管中加入 2 mL 1 mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中 向一支试管中滴加 2 mol/L 盐酸，边滴加边振荡 向氢氧化铝中加入盐酸，白色沉淀逐渐 ，最后沉淀 ，溶液无色透明；离子方程式为 向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液，边滴加边振荡 加入氢氧化钠溶液，白色沉淀逐渐 ，最后沉淀 ，溶液无色透明。离子方程式为 向试管中加入 2 mL 1 mol/L MgCl2溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色 Mg(OH)2沉淀为止。将 Mg(OH)2 沉淀分装在两支试管中 向一支试管中滴加 2 mol/L 盐酸，边滴加边振荡 向氢氧化镁白色沉淀中加入盐酸，白色沉淀逐渐 ，最后沉淀 ；离子方程式为 向另一支试管中滴加2 mol/L 氢氧化钠溶液，边滴加边振荡 向氢氧化镁白色沉淀中加入氢氧化钠，沉淀 。 结论：A．NaOH是 碱，Mg(OH)2是 碱，Al(OH)3是 ； B．金属性：Na Mg Al （3）实验结论：Na、Mg、Al的金属性逐渐 。 2）硅、磷、硫、氯的非金属性的递变 （1）最高价含氧酸酸性强弱的比较 非金属元素 Si P S Cl 最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱 H2SiO3 酸 H3PO4 酸 H2SO4 酸 HClO4 酸(酸性比H2SO4 ) 酸性：HClO4 H2SO4 H3PO4 H2SiO3 （2）结论：Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强。 3）结论：同周期从左到右，元素原子失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐 ；元素 逐渐减弱， 逐渐增强，即： 项目 同周期(左→右) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 电子层数 相同 原子半径 逐渐 离子半径 阳离子逐渐 阴离子逐渐 ，r(阴离子) r(阳离子) 性质 化合价 最高正化合价由＋1→ (O、F除外)负化合价＝ 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐 ，非金属性逐渐 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐 ，阴离子还原性逐渐 气态氢化物的稳定性 逐渐 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐 ，酸性逐渐 （二）碱金属元素 1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系 元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 电子层结构 原子半径变化趋势/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐 ，原子半径越来越 相同点 最外层均有 个电子，均 失电子，有较强 性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性 原子核对核外电子的吸引力的变化趋势 原子核对核外电子吸引力越来越 原子失去电子难易的变化趋势 原子失去电子越来越 元素金属性强弱的变化趋势 元素的金属性越来越 2.碱金属单质主要物理性质变化的规律 单质名称 锂 钠 钾 铷 铯 主要物理性质变化趋势 密度逐渐 ，钾除外熔点逐渐 ，沸点逐渐 ，硬度逐渐 3.碱金属的化学性质 碱金属 性质 锂 钠 钾 与 氧 气 反 应 现象 剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O 加热剧烈反应，生成淡黄色固体 稍加热剧烈反应，生成固体KO2 化学方程式 小结 碱金属单质在空气中燃烧一般生成 ，Li却只生成 ，但与氧气反应的速率是不同的，Li缓慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常温下自燃。 与水反应 现象 在水面，缓慢反应，产生气体 在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体 在水面上，剧烈反应且燃烧 化学方 程式 小结 都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次 ，都生成 4.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性 5.碱金属元素单质的特殊性 ①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而 ，但 的密度比钠的小。 ②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在 中。 ③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是 化合物，其中氢以 形式存在，显 价，碱金属氢化物是 剂。 （三）卤族元素 卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为 分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。 1.卤素的原子结构 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32 ①结构相似性:最外层都是 个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的 性，其最低价为 价。最高价为 价（ 例外）。 ②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐 。卤素原子 能力越来越弱，其元素的 越来越弱。 2.卤素单质分子结构与物理性质 ①分子结构： 相同点：均为 分子，其结构式为 ，卤素单质分子为 分子，其晶体均为 晶体 不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次 ，分子间力依次 。 ②卤素单质的物理性质： 单质 颜色 状态（常态） 密度 溶解度（100g水中） 毒性 F2 淡黄绿色 气体 1.69g/L -219.6 -188.1 与水反应 剧毒 Cl2 黄绿色 气体 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒 Br2 深红棕色 液体 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒 I2 紫黑色 固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒 a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均 溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为 晶体，所以它们的熔沸点都 （其中氯气 ，液溴 ，碘 ）。 b.卤素单质物理性质的递变性 单质 颜色变化 密度变化 熔点变化 沸点变化 溶解度变化 F2 Cl2 Br2 I2 c.卤素单质在不同溶剂中的颜色 水中 CCl4 汽油 C2H5OH F2 强烈反应 反应 反应 反应 Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 黄绿色 Br2 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红 I2 深黄→褐 紫→深紫 浅紫红→紫红 褐色 d.卤素单质物理特性 （1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常 液封，盛溴的试剂瓶不可选用 。常温下唯一的 非金属。 （2）碘易升华，这是 变化。可用于 I2。 （3）卤素单质 易溶于水， 溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。 （4）氟（F2）：氟是 的非金属元素（氟元素只有 价、 价， 正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氧酸——次氟酸（ ），其中氟仍为 价），F2单质是氧化性 的单质。 3.卤素化学性质的相似性和递变性 （1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为： 。 （2）卤素单质均是氧化剂，其氧化能力强弱顺序为： 。 （3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为： 。 （4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性大小顺序为： 。 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 H2＋F2===2HF 很稳定 Cl2 H2＋Cl22HCl 较稳定 Br2 H2＋Br22HBr 不如氯化氢稳定 I2 H2＋I22HI 不稳定，同一条件下同时分解 结论 从F2到I2，与H2化合越来越 ，生成的氢化物稳定性逐渐 ，元素的非金属性逐渐 。 （5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。 2F2+2H2O=4HF+O2(剧烈反应) Cl2+H2O=HCl+HClO(反应较慢) 2HClO2HCl+O2↑ Br2+H2OH=Br+HBrO(反应微弱) I2与H2O只有很微弱的反应。 效果检测 1．元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是 A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料 B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药 C．在过渡元素中可寻找制造半导体的元素 D．可在第I、IIA族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素 2．据国外有关资料报道，在“独居石”(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116，124，126号元素。已知116号元素与氧元素同主族，下列关于116号元素判断正确的是 A．元素周期表中的位置是：第7周期，第ⅥA族 B．是非金属元素 C．单质有很强的氧化性 D．常温常压下为气态 3．2016年IUPAC将第117号元素命名为，最外层电子数是7。下列说法正确的是 A．Ts是第七周期第ⅦA族的元素 B．Ts在同族元素中非金属性最强 C．Ts的同位素原子的中子数相同 D．中子数为176的Ts，其核素符号是 █考点一 原子的结构 【例1】已知为阿伏加德罗常数的值。在标准状况下，中所含的中子数为 A． B． C． D． 【变式1-1】13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt Wu thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是 A．13C与15N有相同的中子数 B．13C与C60互为同素异形体 C．15N与14N互为同位素 D．15N的核外电子数与中子数相同 【变式1-2】自然界存在三种硅的同位素，分别是、和。 （1）下列有关Si及其同位素说法正确的是___________。 A．由变为是化学变化 B．的质子数为29 C．比原子核外多两个电子 D．每个Si原子含有16个中子 （2）其中的原子结构示意图为 ，核外能量最高的电子位于 层。 A．K    B．L    C．M    D．N （3）Si和C的化学性质相似，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是 。 █考点二 核外电子排布 【例2】元素X的一个原子失去2个电子，转移到Y元素的两个原子中去。关于形成的化合物（只含X、Y两种元素）的说法正确的是 A．化学式是 B．电子式是 C．存在与两种离子 D．由与两种离子形成的离子化合物 【变式2-1】根据原子核外电子排布规律，按要求书写下列化学用语： （1）某金属元素原子的最外层电子数等于次外层电子数： (电子式)。 （2）L层电子数是M层电子数2倍的原子： (结构示意图)。 （3）最外层电子数是次外层电子数4倍的-2价负离子： (电子式)。 （4）电子总数为18的M+(M代表某元素符号)： (电子式)。 【变式2-2】我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 █考点三 元素周期律 【例3】下列递变规律正确的是 A．还原性： B．热稳定性： C．熔沸点： D．氧化性： 【变式3-1】①～⑥均是元素周期表中短周期元素，它们的主要化合价和原子半径如下表所示： 元素 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 主要化合价 +1 +1 +2 -2 -1 -1、+7 原子半径/nm 0.152 0.186 0.160 0.074 0.071 0.099 下列说法中正确的是 A．①的原子半径在它同主族的原子中最小 B．②与④形成的化合物中一定只含有离子键 C．⑥的单质常温下能与水发生置换反应 D．⑥的最高价氧化物对应的水化物是强酸 【变式3-2】净化污水用到的某种絮凝剂含的5种短周期主族元素，并在每个短周期中均有分布，X是地壳中含量最多的金属元素，Y与E同周期，Y2是空气中含量最多的气体，Z是原子半径最小的元素，M与E均为第 VIA族元素。下列说法正确的是 A．非金属性： E>Y>Z B．Z与E 只能形成一种化合物 C．原子半径： X>E>Y D．X(EZ)3不能与强酸、强碱反应 █考点四 元素周期表及其应用 【例4】下列关于元素周期表的叙述，正确的是 A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族 B．前20号元素称为短周期元素 C．副族元素中，没有非金属元素 D．族的元素都被称作碱金属元素 【例5】氟、氯、溴、碘、砹(At)等元素被统称为卤素，其原子最外层电子数相同。卤素单质及其化合物的某些性质具有一定的递变性。 （1）下图是某元素周期表中溴元素的信息。溴原子结构示意图为 ，原子所含的中子数为 ，图中“79.90”指的是 。溴离子的电子式为 。 （2）下列对卤素单质及其化合物性质的预测正确的是_______。 A．常温常压下，F2可能是浅黄绿色的液体 B．F2与H2能在高温条件下缓慢反应 C．Cl2易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂 D．AgAt可能是难溶于水的黑色固体 【变式4-1】元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是 A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料 B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药 C．在过渡元素中可寻找制造半导体的元素 D．可在第I、IIA族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素 【变式4-2】卤族元素包括氟、氯、溴、碘、砹，同属于周期表中ⅦA族，简称卤素。 （1）下列关于卤族元素的说法正确的是___________。 A．最高正价均为+7价 B．卤族元素的单质只有氧化性，且氧化性顺序为F2>Cl2>Br2>I2 C．从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律 D．卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难 （2）试推测砹(At)的化合物不可能具有的性质___________。 A．HAt受热很难分解 B．AgAt是不溶于水的有色固体 C．相同条件下HAt的还原性比HCl弱 D．由KAt的水溶液制备砹的化学方程式为 （3）从原子结构角度解释：分子稳定性HF>HCl>HBr>HI， 。 在酸性条件下，KBrO3能将KI氧化成KIO3，其本身被还原为Br2；KIO3能将I-氧化为I2，也能将Br-氧化成Br2，其本身被还原为I2。向盛有30 mL 0.2 mol·L-1 KI溶液的锥形瓶中依次滴入几滴淀粉溶液和足量稀硫酸，再逐滴加入KBrO3溶液，随着KBrO3溶液滴入，溶液由无色变为蓝色并逐渐加深，且一段时间保持不变。继续向上述溶液中滴入KBrO3溶液，溶液的蓝色逐渐褪去。 （4）Br2、、I2、白的氧化性由强到弱的顺序为 。 （5）基于上述顺序，溶液颜色几乎保持一段时间不变时，发生的离子反应方程式为___________。 A． B． C． D． （6）当溶液蓝色完全褪去时，整个反应共消耗的n(KBrO3)= mol。 基础应用 1．下列说法正确的是 A．互为同位素 B．、碳纳米管、金刚石互为同素异形体 C．均为电解质 D．均为化合物 2．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 3．某元素的二价阴离子核外有18个电子，质量数为32，该元素原子的中子数为( ) A．2 B．14 C．18 D．16 4．某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为 A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8% 5．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Ⅹ元素的某种核素没有中子，Z原子最外层电子数比内层电子总数少4，Y与W同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．稳定性： D．单质沸点： 6．2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。 （1）下列有关氚的说法正确的是_______。 A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA （2）有关H2和T2的说法正确的是_______。 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 （3）16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。 A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了 B．质子和中子的相对质量都很接近于1 C．元素的近似相对原子质量总是取整数 D．电子的质量太小 （4）氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示： 核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H) 丰度 99.98% 0.016% 0.004% 氢元素的近似相对原子质量为 。(计算结果不近似) （5）在离子NH3T+中，电子数:质子数= 。 7．宋代《千里江山图》所用矿物颜料绿松石中含有，下图呈现其部分元素在元素周期表所在位置，虚线为分界线。 （1）中共价键的类型是 (填“极性键”或“非极性键”)。 （2）下列比较Cu、Al金属性强弱的方案合理的是 (填序号)。 a．比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度 b．比较Cu、Al的密度 c．将打磨过的铝片放入CuSO4溶液，观察是否有红色固体生成 （3）P与②、⑦是同主族元素。 i．气态氢化物的稳定性：___________>___________>___________(填化学式)。 。 ii．非金属性：___________>___________>___________(填元素符号) ，用原子结构解释原因： 。 （4）④的单质与同周期金属性最强元素的最高价氧化物对应的水化物反应离子方程式： ，⑧原子结构示意图是 。 （5）可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___________(填序号)。 A．优良的催化剂 B．半导体材料 C．合金材料 D．农药 （6）请设计实验比较①、⑤的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有：稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择)，在答题卡对应的表格中填写实验步骤和实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 在试管中加入CaCO3固体， 非金属性：①>⑤ 8．针对表中10种元素及由这些元素形成的单质和化合物，完成以下问题。 （1）最活泼的金属元素是 (填元素符号)，酸性最强的最高价氧化物对应水化物是 (填化学式)。 （2）用电子式表示⑤和⑨两种元素组成的化合物的形成过程 。 （3）③④⑤⑧的简单离子半径由大到小的顺序为 (填离子符号)。 （4）非金属性① ⑧(填“>”或“<”)，请设计实验证明 (用化学方程式表示)。 （5）写出元素⑥的单质与元素④最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式 。 （6）能够比较元素⑧与⑨的非金属性强弱的依据是 (填序号)。 a．氢化物酸性：⑧弱于⑨ b．⑨单质能与⑧氢化物反应得到⑧单质 c．单质与反应：⑨比⑧容易 d．含氧酸的酸性：⑨强于⑧ 能力提升 9．大气中的主要来源是闪电的作用和紫外线的照射。下列说法不正确的是 A．和互为同素异形体 B．转化成的过程属于化学变化 C．等质量的和中含有电子数目相同 D．相同温度和压强下，等体积的和中含有的原子数目相同 10．元素X的一个原子失去2个电子，转移到Y元素的两个原子中去。关于形成的化合物（只含X、Y两种元素）的说法正确的是 A．化学式是 B．电子式是 C．存在与两种离子 D．由与两种离子形成的离子化合物 11．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Ⅹ元素的某种核素没有中子，Z原子最外层电子数比内层电子总数少4，Y与W同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．稳定性： D．单质沸点： 12．Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是 A．简单氢化物的稳定性： B．该物质中不是所有原子均满足最外层的稳定结构 C．离子半径：Y<X<W D．W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应 13．元素周期表体现了元素位置、结构和性质的关系，揭示了元素间的内在联系。如表所示是元素周期表的一部分，表中所列的数字分别代表某一种元素。 回答下列问题： （1）第一张元素周期表是由 (填科学家姓名)制出；短周期中共有 种主族元素。 （2）②的最高价含氧酸()为一元弱酸，其电离方程式为(“”表示部分电离)，中X元素的化合价为 ，与足量反应得到的盐的化学式为 。 （3）③④⑤⑥对应简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示，下同)；⑥、⑩的单质中，氧化性较强的是 。 （4）⑤⑥⑦⑧⑨⑩对应简单离子的离子半径由小到大的顺序为 (用离子符号表示)。 （5）证明⑧的金属性比强： (用化学方程式表示)。 （6）⑦的最高价氧化物对应的水化物与⑧反应的离子方程式为 。 （7）用电子式表示⑦⑨形成简单化合物的形成过程： 。 14．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①-⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ （1）元素Cs在周期表中的位置是 ，⑤的阳离子结构示意图为 。 （2）元素Se在周期表中的位置如上方周期表所示，预测具有一定 性(填写“氧化”、“还原”或“氧化和还原”)。Se与⑦的简单氢化物稳定性较强的是 (填写化学式)。 （3）在元素周期表中，存在对角线相似，即某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似的(如锂和镁，铍和铝)。根据周期表对角线规律，金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式 。 （4）M同学利用下图探究N、C、Si的非金属性大小，试剂X是 。 （5）单质①在单质⑧中安静燃烧，火焰呈 色，可以证明燃烧反应不一定需要氧气参加。 （6）写出一条能证明④的非金属性强于③的实验事实 。 15．元素周期表反映元素之间的内在联系，是化学学习、研究和应用的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分。回答下列问题： （1）元素 b在元素周期表中的位置是 。 （2）g、h、i三种元素对应的简单气态氢化物，其中最稳定的是 (填化学式)。 （3）下列有关性质的比较，正确的是_______(填字母)。 A．单质的熔点： a<d B．最高价氧化物对应水化物的酸性：i>h C．金属性： d>e D．d单质可在 CuSO4溶液中置换出 Cu （4）c、d元素可形成一种淡黄色的离子化合物，该离子化合物中阴离子与阳离子个数之比是 ；该离子化合物可在呼吸面具中作供氧剂，其原理是 (用化学方程式表示)。 （5）d的最高价氧化物对应的水化物与f单质可制成一种固体管道疏通剂，加水即可起作用，用离子方程式解释其疏通原理 。 （6）设计实验以新制得的e和f的氢氧化物悬浊液作为试剂，比较e和f的金属性的强弱 (其他限选试剂：NaOH溶液、氨水、稀盐酸)。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章 原子结构　元素周期律 复习讲义 复习目标 1. 能画出1～20号元素的原子结构示意图。能用原子结构知识解释元素性质及其递变规律，并能结合实验及事实进行说明。 2. 能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构特征，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。 3. 能结合有关资料说明元素周期表对合成新物质、寻找新材料的指导作用。 4. 能列举化学科学发展的重要事件，说明其对推动社会发展的贡献，能说出其中的创新点。 5. 具有较强的问题意识，能提出化学探究问题，能作出预测和假设。能依据实验目的和假设，设计解决简单问题的实验方案，能对实验方案进行评价。能观察并如实记录实验现象和数据，进行分析和推理，得出合理的结论。 6. 能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径，能对资源的开发利用进行评价。 重点和难点 重点： 1.从物质的微观结构说明同类物质具有相似性质的原因，解释同类物质的性质变化规律。 2.构建“位”“构”“性”关系认识模型。 3.形成实验探究元素性质递变规律、比较物质性质的思路方法。 难点： 1.元素的综合推断。 █知识点一 原子结构与元素性质 （一）原子的构成粒子及其定量关系 1．原子的构成微粒及作用 2．原子结构的特殊点 （1）原子的质量主要集中在原子核上； （2）原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子不显电性； （3）原子在化学变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分； （4）核电荷数（质子数）＝核外电子数，只适用于原子和分子。 3．质量数： 概念 原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值 构成原子的微粒间的两个关系 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数 4．核素： 概念 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 实例 氢的三种核素——氕、氘、氚 应用 C——测定文物的年代、H和H——制造氢弹、U——用于制造原子弹、核发电 （1）原子的构成微粒间的数目关系 ①电中性原子 ②带电原子——离子的电子数目计算 原子 核外电子数＝质子数＝核电荷数，如N原子： 阳离子 核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋： 阴离子 核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－： （2）核素之间的转化不属于物理变化，也不属于化学变化，而属于核变化 （3）微粒符号及意义 5．粒子间三关系 质量关系 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 原子的相对原子质量近似等于质量数 电性关系 电中性微粒(原子或分子) 核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 带电离子(质子数≠电子数) 阳离子(Rm＋) 质子数＞电子数 电子数＝质子数－m 阴离子(Rm－) 质子数＜电子数 电子数＝质子数＋m 数量关系 原子序数＝质子数 6．同位素 概念 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，即同一元素的不同核素互称为同位素 特点 两同 质子数相同，核外电子相同 两不同 质量数不同，中子数不同 性质 同位素在周期表里占据同一位置 同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同 天然存在的同位素，相互间保持一定的比率 7．元素、核素、同位素、同素异形体的比较 区别 元素 核素 同位素 同素异形体 本质 质子数相同相同的一类原子总称 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的 不同单质 范围 同类原子 原子 原子 单质 特性 只有种类 没有个数 化学反应中的 最小微粒 化学性质 几乎完全完全相同 相互相同、性质及组成或结构不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 举例 H、C、O三种元素 H、H、H 三种核素 H、H、H 互称同位素 O2与O3 互为同素异形体 联系 8．元素的相对原子质量 （1）含义：各核素相对原子质量乘以各核素所占的百分比再求和 （2）公式：＝M1a%+M2b%+M3c%+…（a%+b%+c%+…＝1） （3）举例：氯元素的相对原子质量的计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%＝35.453 （二）原子核外电子排布的规律 1．电子层 （1）含义：电子运动在能量不同的区域，简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （2）特点：各电子层之间没有明显的界限 （3）不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 2．原子核外电子排布规律及其之间的关系 （1）核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。 （2）电子不一定排满M层才排N层，如Ca的核外电子排布情况为。 3．原子核外电子排布的表示方法 （1）原子结构示意图 （2）离子结构示意图 ①阳离子结构示意图：与上周期的稀有气体排布相同 ②阴离子结构示意图：与同周期的稀有气体排布相同 4．具有相同电子层排布的微粒 （1）与He原子具有相同电子层排布的微粒（2电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 H－ He Li+ Be2+ （2）与Ne原子具有相同电子层排布的微粒（10电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 N3－ O2－ F－ Ne Na+ Mg2+ Al3+ （3）与Ar原子具有相同电子层排布的微粒（18电子微粒） 阴离子 原子 阳离子 电子层排布 P3－ S2－ Cl－ Ar K+ Ca2+ （4）特点 ①结构特点：电子层数相同，电子总数相同 ②位置特点：阴前阳后稀中间，负电多前正多后 ③半径特点：原子序数越大，微粒半径越小 易错提醒 一、1~20号元素原子核外电子排布特征 1.最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2.最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3.最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=次外层电子数的原子：Be、Ar。 （2）最外层电子数=次外层电子数2倍的原子：C。 （3）最外层电子数=次外层电子数3倍的原子：O。 （4）最外层电子数=次外层电子数4倍的原子：Ne。 （5）最外层电子数=次外层电子数1/2的原子：Li、Si。 4.最外层电子数与电子层数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=电子层数1/2的原子：Li、Ca。 （2）最外层电子数=电子层数的原子：H、Be、Al。 （3）最外层电子数=电子层数2倍的原子：He、C、S。 （4）最外层电子数=电子层数3倍的原子：O。 5. 最外层电子数=内层电子数1/2的原子：Li、P。 6.原子核内无中子的原子： 。 二、1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 三、常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 5．核外电子排布与元素的性质的关系 （1）金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。 （2）非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。 （3）稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 6．10电子、18电子粒子 10电子粒子 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH 18电子粒子 分子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 阳离子 K＋、Ca2＋ 阴离子 P3－、S2－、HS－、Cl－ 效果检测 1．13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt Wu thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是 A．13C与15N有相同的中子数 B．13C与C60互为同素异形体 C．15N与14N互为同位素 D．15N的核外电子数与中子数相同 【答案】C 【解析】A．13C与15N的中子数分别为13-6=7、15-7=8，不相等，故A错误； B．13C是原子，不是C60的同素异形体，故B错误； C．15N与14N都是N原子，质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C正确； D．15N的核外电子数为7，中子数15-7=8，核外电子数与中子数不相同，故D错误； 故选C。 2．我国科学家首次合成了一种新微粒，符号是。关于的下列说法中不正确的是 A．其原子核内有113个中子 B．是一种新的原子 C．Hf元素的近似相对原子质量为185 D．其原子质量约是1个原子质量的倍 【答案】C 【解析】A．的质子数为72，质量数为185，则其原子核内有185-72=113个中子，A正确； B．是我国科学家首次合成的一种新微粒，则是一种新的原子，B正确； C．的近似相对原子质量为185，Hf元素可能有多种核素，则Hf元素的近似相对原子质量不是185，C不正确； D．依据相对原子质量的定义，1个原子的质量约是1个原子质量的倍，D正确； 故选C。 3．A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是 A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子 C．碳原子和氯原子 D．碳原子和铝原子 【答案】C 【解析】 A的L层比B的M层少3个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明A、B的核外电子层数分别为2、3；L层最多排8个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明B的L层有8个电子，A的L层有4个电子，A是碳原子；A的L层比B的M层少3个电子，B为氯原子，故选C。 █知识点二 元素周期律 1.元素周期表中同周期、同主族元素原子结构和元素性质的递变规律 周期表中位置 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原 子 结 构 核电荷数 依次增加 增大 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 性 质 主要化合价 最高正价由＋1→＋7(O、F除外) 最低负化合价＝ －(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数 (O、F除外) 元素的金属性 和非金属性 金属性减弱，非金属性增强 金属性增强，非金属性减弱 最高价氧化 物对应水化物 的酸、碱性 最高价氧化物对应水化物的 碱（酸）碱性减弱（酸性增强） 最高价氧化物对应水化物的 碱（酸）碱性增强（酸性减弱） 气态氢化物 的稳定性 非金属气氢化物稳定性增强 非金属气氢化物稳定性减弱 原子得失 电子能力 原子得电子能力增强， 失电子能力减弱 原子得电子能力减弱， 失电子能力增强 2.1～20号元素中某些元素的特性易错提醒 影响原子半径大小的因素 ①电子层数:一般电子层数越多，原子半径越大。 ②核电荷数:核电荷数越多，原子半径越趋向减小；当电子层数相同时，核电荷数对原子半径的影响较大。 ③核外电子数：电子数増多，增加了核外电子间的相互排斥作用，使原子半径有增大趋向。 （1）与水反应最剧烈的非金属单质是 F ，即非金属性最强的元素是 F 元素；所形成的气态氢化物最稳定的是 HF 。 （2）与水反应最剧烈的金属单质是 K ；原子半径最大的主族元素是 K 元素。 （3）自然界中硬度最大的单质是含 C 元素的金刚石；最高正价与最低负价的代数和为零，且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是 C 元素。 （4）常温下有颜色的气体单质是 Cl2 。 （5）原子半径最小，它的阳离子就是质子的元素为 H 元素；同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是 H 元素。 （6）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是 Cl 元素。 （7）密度最小的金属单质是 Li 。 （8）最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是 Al 元素；地壳中含量最高的金属元素是 Al 元素。 （9）地壳中含量最高的元素是 O 元素，次者是 Si 元素。 3．元素的“位—构—性”之间的关系 同一元素的“位—构—性”关系可表示如下： 结构与位置的关系 结构位置 结构与性质的关系 结构性质 位置、结构和性质的关系 位置 结构 性质 同周期(左―→右) 最外层电子数递增 金属性减弱、非金属性增强 同主族(上―→下) 电子层数递增 金属性增强、非金属性减弱 4．元素“位—构—性”中的特殊关系 ①化合价关系 元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系。 最高正价－|最低负价| 6 4 2 0 主族族序数 ⅦA ⅥA ⅤA ⅣA ②主族元素性质、存在和用途的特殊性 形成化合物最多的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素 C 氢化物在通常状况下呈液态的元素 O 最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素 Cl 元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素 Li、Na、F 空气中含量最多的元素 N 地壳中金属含量最高的元素或最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素 Al 用作半导体的元素 Si 焰色试验火焰呈黄色的元素 Na ③主族元素结构的特殊性 a．各层电子数关系：如X的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则X是氧元素。 b．原子序数关系：短周期A、B元素，B的原子序数是A的2倍，则A是氧元素，B是硫元素。 （3）陌生元素的性质的推断 ①与同周期前、后元素相比较：依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。 ②与同主族上、下元素相比较：依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。 若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。如原子半径：C＞A＞B；金属性：C＞A＞B；非金属性：B＞A＞C。 效果检测 1．如图是8种元素在元素周期表中的位置，回答下列问题： （1）①、⑤的元素符号分别为 、 。 （2）写出元素②的简单阴离子的结构示意图： 。 （3）①、④、⑤、⑥的最高价氧化物对应的水化物中，碱性最强的是 (填化学式)，该化合物中所含的化学键类型有 。 （4）元素③、⑥、⑦的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。 （5）写出元素④的最高价氧化物对应的水化物的水溶液与元素⑥的单质反应的离子方程式： 。 （6）锗为第四周期与硅同主族，根据元素周期律推测其单质、化合物的性质正确的是________(填字母)。 A．锗的非金属性比②弱 B．锗的原子半径比⑧大 C．储的单质可用作半导体材料 D．锗的最高正价为价 【答案】（1）Li Mg （2） （3）NaOH 离子键、共价键(或极性共价键) （4） （5） （6）AC 【分析】由元素在周期表中位置，可知①为Li，②为O，③为F，④为Na，⑤为Mg，⑥为Al，⑦为Cl，⑧为K。 【解析】（1）①、⑤的元素符号分别为Li、Mg； （2）元素②为氧元素，氧离子的结构示意图为； （3）金属性越强，最高价氧化物对应水合物的碱性越强，金属性Na>Li>Mg>Al，故碱性最强为NaOH，所含的化学键类型有离子键、共价键(或极性共价键)； （4）元素③、⑥、⑦分别为F、Al、Cl，故简单离子半径由大到小的顺序是； （5）元素④的最高价氧化物对应的水化物的水溶液为氢氧化钠溶液与元素⑥Al的单质反应的离子方程式为； （6）A．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，故非金属性：Ge<O；A正确； B．同周期主族元素自左而右原子半径减小，故原子半径：Ge<K，B错误； C．锗与硅同主族相邻，处于金属与非金属交界处，锗的单质可用于制半导体，C正确； D．Ge处于第ⅥA族，锗的最高正价为+4，D错误； 答案选AC。 2．元素周期律和周期表是我们研究、预测物质性质的重要工具。下表是元素周期表中前四周期的5种元素的相关信息。 元素 元素性质或原子结构 A B B能形成多种单质，其中一种单质是硬度最大的物质 C 地壳中含量最高的金属元素，其合金可用于制造飞机外壳 D D的单质是一种黄绿色气体 E 用E的碳酸盐做焰色试验时火焰为紫色(透过蓝色钴玻璃片) 回答下列问题： （1）D在元素周期表中的位置是第 周期第 族。 （2）(元素B的氢化物)的分子结构模型为正四面体，(元素B的气态氢化物)的稳定性 HD(元素D的气态氢化物)的稳定性(填写“大于”“小于”或“等于”)。 （3）少量E的单质加入水中剧烈反应，反应的化学方程式是 ；元素A、E的最高价氧化物对应的水化物中，碱性更强的物质是 (填写化学式)。 （4）下列曲线分别表示元素的某种性质(用Y表示)与核电荷数(用Z表示)的关系。请将正确曲线的图象标号填入相应的空格中： 第ⅡA族元素的最外层电子数与核电荷数的关系为 ，第三周期主族元素的最高正化合价与核电荷数的关系为 。 【答案】（1）三 VIIA （2）小于 （3）2K+2H2O=2KOH+H2↑ KOH （4）b c 【分析】根据A的原子结构示意图，A的质子数为11，A是Na元素；B能形成多种单质，其中一种单质是硬度最大的物质，B是C元素；地壳中含量最高的金属元素，其合金可用于制造飞机外壳，C是Al元素；D的单质是一种黄绿色气体，D是Cl元素；用E的碳酸盐做焰色试验时火焰为紫色(透过蓝色钴玻璃片)，E是K元素。 【解析】（1）D是Cl元素，D在元素周期表中的位置是第三周期第VIIA族。 （2）C的非金属性小于Cl，的稳定性小于HCl的稳定性。 （3）少量K加入水中剧烈反应生成氢氧化钾和氢气，反应的化学方程式是2K+2H2O=2KOH+H2↑；同主族元素从上到下，元素金属性增强，最高价氧化物的水化物碱性增强，元素Na、K的最高价氧化物对应的水化物中，碱性更强的物质是KOH。 （4）第ⅡA族元素的最外层电子数都是2，故选b；第三周期主族元素的最高正化合价随核电荷数的增大而升高，选c。 █知识点三 元素周期表 1．元素周期表的编排原则 （1）元素周期表的出现与演变 ①首创者：1869年，俄国化学家门捷列夫 ②编排顺序：按照元素的相对原子质量由小到大排列 （2）元素周期表的编排原则 把 电子层数相同的元素按照原子序数依次递增的顺序从左到右排列成一横行 叫周期。 把 不同横行中最外层电子数相同的元素按照电子层数递增的顺序排列成纵行 叫族。 2.元素周期表中方格里的符号的意义 3．元素周期表的结构 （1）周期：周期序数＝电子层数 周期分类 短周期 长周期 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 （2）族：主族序数＝原子的最外层电子数，过渡元素的族序数一般不等 族分类 主族 副族 第Ⅷ族 0族 总数 族数目 7 7 1 1 16 列数目 7 7 3 1 18 （3）过渡元素：副族和第第Ⅷ族族 ①镧系元素：第6周期ⅢB族，共15种 ②锕系元素：第7周期ⅢB族，共15种 ③应用：找耐高温、耐腐蚀、催化剂和超导材料 4．族序数与列数的关系 （1）2、3周期IIA和IIIA相邻，原子序数相差1 （2）4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，原子序数相差11 （3）6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，还额外多出镧系和锕系，原子序数相差25 5．推测元素在周期表中的位置 （1）根据原子序数确定元素在元素周期表中的位置 （2）0族定位法确定元素的位置 ①0族元素的周期序数和原子序数 周期 1 2 3 4 5 6 7 元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ②推断方法 （3）根据112号和118号元素的位置推测 原子序数 112 113 114 115 116 117 118 119 120 族序数 IIB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 ⅠA ⅡA 周期 7 7 7 7 7 7 7 8 8 6．金属和非金属的分界线 （1）元素属性：上方为非金属元素，下方为金属元素 （2）分界线处元素，可能具有两性，寻找半导体材料 （3）全部是金属的族：ⅡA族、副族和第Ⅷ族 （4）全部是非金属的族：ⅦA族和0族 7．周期表中的元素 （1）元素种类最多的族：ⅢB族，共32种元素 （2）元素种类最多的主族：ⅠA族，共7种元素 （3）元素种类最多的周期：7周期，共32种元素 （4）在短周期中非金属元素多，在周期表中金属元素多。 （5）全部是气体的族：0族 （6）同时含固体、液体和气体的族：ⅦA族 效果检测 1．下列说法正确的是 A．相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差都相同 B．同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差都相同 C．某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数 D．115号元素位于第七周期第ⅤA族 【答案】D 【解析】A．在元素周期表左侧和右侧，相邻周期的同一主族的两种元素，原子序数之差不同，符合左差上，右差下规律，故A错误； B．同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差短周期的差1，四、五周期的差11，六、七周期的差25，故B错误； C．元素没有质量数的概念，故C错误； D．115号元素，其原子结构中有7个电子层，最外层电子数为5，则该元素肯定位于第七周期第ⅤA族，故D正确； 故选：D。 █知识点四 元素周期表的应用 （一）同周期元素性质变化规律（以第三周期为例） 1.实验探究——第三周期元素性质的递变 1）钠、镁、铝的金属性比较 （1）预测：钠、镁、铝同属于第三周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子吸引力逐渐增强，将会导致失电子能力减弱，金属性逐渐减弱。 （2）实验过程 ①实验探究：钠、镁与水的反应 实验操作 实验现象 实验结论及化学方程式 钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，向反应结束的溶液中加入酚酞溶液，溶液变红 钠与冷水反应剧烈。化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为粉红色 镁条与冷水反应缓慢，镁条表面有非常少的小气泡，入酚酞，溶液颜色变化不明显；加热液体至沸腾后，镁与热人较快反应，镁条表面产生较多气泡，试管中溶液变红。镁与冷水几乎不反应，能与热水反应。化学方程式为Mg+2H2OH2↑+Mg(OH)2 结论：金属性：Na>Mg ②实验探究：氢氧化铝、氢氧化镁分别和盐酸、氢氧化钠溶液的反应 实验操作 实验现象及离子方程式 向试管中加入 2 mL 1 mol/L AlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中 向一支试管中滴加 2 mol/L 盐酸，边滴加边振荡 向氢氧化铝中加入盐酸，白色沉淀逐渐溶解，最后沉淀消失，溶液无色透明；离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 向另一支试管中滴加2 mol/L NaOH溶液，边滴加边振荡 加入氢氧化钠溶液，白色沉淀逐渐溶解，最后沉淀消失，溶液无色透明。离子方程式为Al(OH)3+OH-=Al(OH)4- 向试管中加入 2 mL 1 mol/L MgCl2溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色 Mg(OH)2沉淀为止。将 Mg(OH)2 沉淀分装在两支试管中 向一支试管中滴加 2 mol/L 盐酸，边滴加边振荡 向氢氧化镁白色沉淀中加入盐酸，白色沉淀逐渐溶解，最后沉淀消失；离子方程式为Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O 向另一支试管中滴加2 mol/L 氢氧化钠溶液，边滴加边振荡 向氢氧化镁白色沉淀中加入氢氧化钠，沉淀不溶解。 结论：A．NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物； B．金属性：Na>Mg>Al （3）实验结论：Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱。 2）硅、磷、硫、氯的非金属性的递变 （1）最高价含氧酸酸性强弱的比较 非金属元素 Si P S Cl 最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)的酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸(酸性比H2SO4强) 酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 （2）结论：Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强。 3）结论：同周期从左到右，元素原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强；元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即： 项目 同周期(左→右) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 电子层数 相同 原子半径 逐渐减小 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小，r(阴离子)＞r(阳离子) 性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 （二）碱金属元素 1.碱金属元素原子结构与元素性质的关系 元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 电子层结构 原子半径变化趋势/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径越来越大 相同点 最外层均有1个电子，均易失电子，有较强还原性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性 原子核对核外电子的吸引力的变化趋势 原子核对核外电子吸引力越来越小 原子失去电子难易的变化趋势 原子失去电子越来越容易 元素金属性强弱的变化趋势 元素的金属性越来越强 2.碱金属单质主要物理性质变化的规律 单质名称 锂 钠 钾 铷 铯 主要物理性质变化趋势 密度逐渐增大，钾除外熔点逐渐降低，沸点逐渐降低，硬度逐渐减小 3.碱金属的化学性质 碱金属 性质 锂 钠 钾 与 氧 气 反 应 现象 剧烈反应(次于Na)生成固体Li2O 加热剧烈反应，生成淡黄色固体 稍加热剧烈反应，生成固体KO2 化学方程式 4Li+O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 K+O2KO2 小结 碱金属单质在空气中燃烧一般生成过氧化物或超氧化物，Li却只生成Li2O，但与氧气反应的速率是不同的，Li缓慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常温下自燃。 与水反应 现象 浮在水面，缓慢反应，产生气体 浮在水面上，剧烈反应，熔成小球、迅速游动、产生气体 浮在水面上，剧烈反应且燃烧 化学方 程式 2Li+2H2O=2LiOH+H2 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2K+2H2O=2KOH+H2 小结 都能与水反应，但剧烈程度不同，从左→右依次增强，都生成碱和H2 4.碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性 5.碱金属元素单质的特殊性 ①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。 ②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。 ③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。 （三）卤族元素 卤素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五种元素，其单质均为双原子分子，主要研究F、Cl、Bｒ、I。 1.卤素的原子结构 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32 ①结构相似性:最外层都是7个电子，易得电子形成8电子稳定结构的阴离子X－，故都具有较强的氧化性，其最低价为-1价。最高价为+7价（F例外）。 ②结构递变性:从F到I，随核电荷数的增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。卤素原子得电子能力越来越弱，其元素的非金属性越来越弱。 2.卤素单质分子结构与物理性质 ①分子结构： 相同点：均为双原子分子，其结构式为X－X，卤素单质分子为非极性分子，其晶体均为分子晶体 不同点：相对分子质量不同，从F2到I2依次增大，分子间力依次增强。 ②卤素单质的物理性质： 单质 颜色 状态（常态） 密度 溶解度（100g水中） 毒性 F2 淡黄绿色 气体 1.69g/L -219.6 -188.1 与水反应 剧毒 Cl2 黄绿色 气体 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒 Br2 深红棕色 液体 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒 I2 紫黑色 固体 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒 a.相同点：由于卤素单质分子为非极性分子，所以卤素单质均易溶于有机溶剂；由于卤素单质的晶体均为分子晶体，所以它们的熔沸点都较低（其中氯气易液化，液溴易挥发，碘易升华）。 b.卤素单质物理性质的递变性 单质 颜色变化 密度变化 熔点变化 沸点变化 溶解度变化 F2 Cl2 Br2 I2 c.卤素单质在不同溶剂中的颜色 水中 CCl4 汽油 C2H5OH F2 强烈反应 反应 反应 反应 Cl2 黄绿色 黄绿色 黄绿色 黄绿色 Br2 黄→橙 橙→橙红 橙→橙红 橙→橙红 I2 深黄→褐 紫→深紫 浅紫红→紫红 褐色 d.卤素单质物理特性 （1）液溴易挥发，应密闭保存，试剂瓶中的溴常加水液封，盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。常温下唯一的液态非金属。 （2）碘易升华，这是物理变化。可用于分离提纯I2。 （3）卤素单质不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。 （4）氟（F2）：氟是最活泼的非金属元素（氟元素只有0价、－1价，无正价，科学家在冰末表面发现的氟元素的含氧酸——次氟酸（HFO），其中氟仍为－1价），F2单质是氧化性最强的单质。 3.卤素化学性质的相似性和递变性 （1）卤素是典型的非金属元素，其元素的非金属性强弱顺序为：F＞Cl＞Br＞I。 （2）卤素单质均是氧化剂，其氧化能力强弱顺序为：F2＞Cl2＞Br2＞I2。 （3）卤离子均具有还原性，其还原性强弱顺序为：I-＞Br-＞Cl-＞F-。 （4）卤素单质均能与氢化合，但反应条件不同，生成的气态氢化物稳定性亦不同。气态氢化物稳定性大小顺序为：HF＞HCl＞HBr＞HI。 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 H2＋F2===2HF 很稳定 Cl2 光照或点燃 H2＋Cl22HCl 较稳定 Br2 加热 H2＋Br22HBr 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 H2＋I22HI 不稳定，同一条件下同时分解 结论 从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。 （5）卤素单质均可与水反应，但反应难易程度不同。 2F2+2H2O=4HF+O2(剧烈反应) Cl2+H2O=HCl+HClO(反应较慢) 2HClO2HCl+O2↑ Br2+H2OH=Br+HBrO(反应微弱) I2与H2O只有很微弱的反应。 效果检测 1．元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是 A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料 B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药 C．在过渡元素中可寻找制造半导体的元素 D．可在第I、IIA族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素 【答案】B 【解析】A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到制造半导体材料的元素，A错误； B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药，B正确； C．在过渡元素中可寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，C错误； D．可在过渡元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，D错误； 故答案为：B。 2．据国外有关资料报道，在“独居石”(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116，124，126号元素。已知116号元素与氧元素同主族，下列关于116号元素判断正确的是 A．元素周期表中的位置是：第7周期，第ⅥA族 B．是非金属元素 C．单质有很强的氧化性 D．常温常压下为气态 【答案】A 【解析】根据周期表中118号元素排满第七周期，则116号元素为第7周期，ⅥA族。 【解析】A．根据周期表中118号元素排满第七周期，则116号元素为第7周期，ⅥA族，A判断正确； B．第六周期中只有85、86号元素为非金属元素，则116号元素是金属元素，B判断错误； C．同主族元素，原子序数越大，失电子能量越强，则116号元素的单质有很强的还原性，C判断错误； D．ⅥA族中氧气为气体、硫为固体，则116号元素常温常压下为固体，D判断错误； 答案为A。 3．2016年IUPAC将第117号元素命名为，最外层电子数是7。下列说法正确的是 A．Ts是第七周期第ⅦA族的元素 B．Ts在同族元素中非金属性最强 C．Ts的同位素原子的中子数相同 D．中子数为176的Ts，其核素符号是 【答案】A 【解析】A．的原子序数为117，最外层电子电子数为7，根据核外电子排布规则，其位于第七周期第族，A正确； B．同主族非金属性从上到下逐渐减弱，在同族中非金属性最弱，B错误； C．同位素是质子数相同但中子数不同的原子，C错误； D．中子数为的核素，质量数应为，符号为，D错误； 故答案选A。 █考点一 原子的结构 【例1】已知为阿伏加德罗常数的值。在标准状况下，中所含的中子数为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】标准状况下， 的物质的量为：，每个 分子含个氧原子，每个氧原子有个中子，因此每个分子含中子：，的分子中，中子总物质的量为：，对应的中子数为：。 故选D。 【变式1-1】13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt Wu thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是 A．13C与15N有相同的中子数 B．13C与C60互为同素异形体 C．15N与14N互为同位素 D．15N的核外电子数与中子数相同 【答案】C 【解析】A．13C与15N的中子数分别为13-6=7、15-7=8，不相等，故A错误； B．13C是原子，不是C60的同素异形体，故B错误； C．15N与14N都是N原子，质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C正确； D．15N的核外电子数为7，中子数15-7=8，核外电子数与中子数不相同，故D错误； 故选C。 【点睛】同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同单质，同素异形体是同种元素形成的不同单质。 【变式1-2】自然界存在三种硅的同位素，分别是、和。 （1）下列有关Si及其同位素说法正确的是___________。 A．由变为是化学变化 B．的质子数为29 C．比原子核外多两个电子 D．每个Si原子含有16个中子 （2）其中的原子结构示意图为 ，核外能量最高的电子位于 层。 A．K    B．L    C．M    D．N （3）Si和C的化学性质相似，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是 。 【答案】（1）D （2） M （3）最外层电子数相同 【解析】（1）A．由变为过程中原子核没有发生改变，根据化学反应前后元素的种类和原子数目分别不变，该转化不是化学变化，A错误； B．的质子数为14，其中29是该核数的质量数，B错误； C．比原子核外电子数相同，均为14，C错误；     D．根据质量数等于质子数加中子数，故每个Si原子含有30-14=16个中子，D正确； 故答案为：D； （2）已知Si是14号元素，故其中的原子结构示意图为：，核外能量最高的电子位于第3层即M层，故答案为：；M； （3）已知Si的原子结构示意图为：，C的原子结构示意图为：，故Si和C为同一主族元素，Si和C的化学性质相似，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是最外层电子数相同，故答案为：最外层电子数相同。 █考点二 核外电子排布 【例2】元素X的一个原子失去2个电子，转移到Y元素的两个原子中去。关于形成的化合物（只含X、Y两种元素）的说法正确的是 A．化学式是 B．电子式是 C．存在与两种离子 D．由与两种离子形成的离子化合物 【答案】D 【分析】X元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中，形成化合物，所以形成的化合物中 X 的化合价为 +2 价，Y 元素的每个原子接受1个电子，所以Y的化合价为 -1 价。 【解析】A．X 的化合价为 +2 价，Y的化合价为 −1价，形成的化合物为XY2，故A错误； B．X的化合价为 +2价，Y的化合价为 −1价，形成的化合物为 XY2，故B错误； C．化合物中存在 X2+ 与 Y−两种微粒，故C错误； D．反应中有电子的得失，应形成离子化合物，由于化合物中存在 X2+和 Y−两种微粒，所以这种化合物是由 X2+与 Y−两种离子通过离子键结合形成的离子化合物，故D正确； 故选D。 【变式2-1】根据原子核外电子排布规律，按要求书写下列化学用语： （1）某金属元素原子的最外层电子数等于次外层电子数： (电子式)。 （2）L层电子数是M层电子数2倍的原子： (结构示意图)。 （3）最外层电子数是次外层电子数4倍的-2价负离子： (电子式)。 （4）电子总数为18的M+(M代表某元素符号)： (电子式)。 【答案】（1） （2） （3） （4）K+ 【解析】（1）B原子的最外层电子数等于次外层电子数，则B元素为Be，Be原子的电子式为：； （2）L层电子数是M层电子数2倍的元素为硅元素，三个电子层，最外层4个电子，原子结构示意图为：； （3）最外层电子数是次外层电子数4倍，则说明此元素核外只能有2个电子层，即次外层为K层，有2个电子，则最外层有8个电子，故此微粒的核外共有10个电子，又由于是-2价阴离子，故元素的质子数为8，即为O2-，电子式为； （4）由于电子总数为18，且为+1价的单核阳离子，故此微粒的质子数为19，即为K+，电子式也为K+； 【变式2-2】我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 【答案】A 【解析】A．质子数等于原子序数，F元素的原子中有9个质子，A项错误； B．钙元素的原子中有20个质子，原子序数是20，B项正确； C．中子数等于质量数减去质子数，原子的中子数是19-9=10，原子的中子数是20-10=10，C项正确； D．钙元素原子的核外电子排布为2、8、8、2 ，L 层有 8个电子，M 层有 8个电子，L层与M层电子数均为8，D项正确； 答案选A。 █考点三 元素周期律 【例3】下列递变规律正确的是 A．还原性： B．热稳定性： C．熔沸点： D．氧化性： 【答案】C 【解析】A．同主族元素从上到下元素的非金属性减弱，简单阴离子的还原性增强，还原性：，A错误； B．同主族元素从上到下元素的非金属性减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，稳定性：，B错误； C．组成和结构相似的分子晶体随相对分子质量的增大，熔沸点升高，熔沸点：，C正确； D．同主族元素从上到下元素的非金属性减弱，单质氧化性减弱，氧化性：，D错误； 答案选C。 【变式3-1】①～⑥均是元素周期表中短周期元素，它们的主要化合价和原子半径如下表所示： 元素 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 主要化合价 +1 +1 +2 -2 -1 -1、+7 原子半径/nm 0.152 0.186 0.160 0.074 0.071 0.099 下列说法中正确的是 A．①的原子半径在它同主族的原子中最小 B．②与④形成的化合物中一定只含有离子键 C．⑥的单质常温下能与水发生置换反应 D．⑥的最高价氧化物对应的水化物是强酸 【答案】D 【分析】①∼⑥是周期表中第二、三周期的元素，根据元素的主要化合价和原子半径可知，①②为第ⅠA族元素，②的原子半径大，因此②为 Na，①为 Li；⑤和⑥为第ⅦA族元素，⑤没有正价，⑤为 F元素，则⑥为Cl元素；④只有-2价，且其原子半径大于⑤，则④为 O元素，③为+2 价，原子半径比①大，比②小，则③为Mg元素，据此回答。 【解析】A．①为Li，同主族中H的原子半径更小，A错误； B．②（Na）与④（O）可形成Na2O2，含离子键和共价键，B错误； C．⑥的单质（Cl2）与水反应生成HCl和HClO，非置换反应，C错误； D．⑥的最高价氧化物对应水化物为HClO4（强酸），D正确； 故选D。 【变式3-2】净化污水用到的某种絮凝剂含的5种短周期主族元素，并在每个短周期中均有分布，X是地壳中含量最多的金属元素，Y与E同周期，Y2是空气中含量最多的气体，Z是原子半径最小的元素，M与E均为第 VIA族元素。下列说法正确的是 A．非金属性： E>Y>Z B．Z与E 只能形成一种化合物 C．原子半径： X>E>Y D．X(EZ)3不能与强酸、强碱反应 【答案】A 【分析】X为Al（地壳含量最多的金属），Y为N（Y2是N2，空气中含量最多），Z为H（原子半径最小）， E为O（与Y同周期，VIA族）， M与E同族，M为S，据此回答。 【解析】A．根据同周期从左往右非金属性增强可知，非金属性O＞N，在氨气中N为-3价，H为+1价，则非金属性N＞H，故非金属性O＞N＞H，A正确； B．H和O可形成H2O和H2O2，B错误； C．Al在第三周期，原子半径最大，N＞O（同周期原子半径递减），原子半径为：Al＞N＞O，C错误； D．Al(OH)3为两性氢氧化物，能与强酸、强碱反应，D错误。 故选A。 █考点四 元素周期表及其应用 【例4】下列关于元素周期表的叙述，正确的是 A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族 B．前20号元素称为短周期元素 C．副族元素中，没有非金属元素 D．族的元素都被称作碱金属元素 【答案】C 【解析】A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有18个纵行，16个族，故A错误； B．前18号元素称为短周期元素，故B错误； C．副族元素中，含7个副族、1个ⅤⅢ族元素，没有非金属元素，故C正确； D．族中氢元素不是碱金属元素，故D错误。 答案选C。 【例5】氟、氯、溴、碘、砹(At)等元素被统称为卤素，其原子最外层电子数相同。卤素单质及其化合物的某些性质具有一定的递变性。 （1）下图是某元素周期表中溴元素的信息。溴原子结构示意图为 ，原子所含的中子数为 ，图中“79.90”指的是 。溴离子的电子式为 。 （2）下列对卤素单质及其化合物性质的预测正确的是_______。 A．常温常压下，F2可能是浅黄绿色的液体 B．F2与H2能在高温条件下缓慢反应 C．Cl2易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂 D．AgAt可能是难溶于水的黑色固体 【答案】（1） 46NA 溴元素的相对原子质量 1s22s22p63s23p63d104s24p6 （2）CD 【解析】（1）溴是35号元素，位于第四周期ⅦA族，有4个电子层、最外层有7个电子，原子结构示意图为；，故原子所含的中子数为46NA；图中“79.90”指的是溴元素的相对原子质量。溴离子的电子式为1s22s22p63s23p63d104s24p6。 （2）A．卤素单质的熔沸点随原子序数的递增而升高，故常温常压下， F2是气体而不是浅黄绿色的液体，A选项错误。 B．F2的氧化性极强，H2具有还原性，二者能发生化合反应，且反应非常剧烈，甚至在暗处就能发生爆炸，而不是在高温条件下缓慢反应，B选项错误。 C．Cl2是非极性分子，苯、四氯化碳等也是非极性有机溶剂，根据“相似相溶”原理，即极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂，可知Cl2易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂，C选项正确。 D．卤化银（AgF除外）都具有难溶于水的性质，且随着卤素原子序数的增大，卤化银的颜色逐渐加深，AgCl是白色固体，AgBr是浅黄色固体，AgI是黄色固体，所以推测AgAt可能是难溶于水的黑色固体，D选项正确。 综上，答案是CD。 【变式4-1】元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是 A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料 B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药 C．在过渡元素中可寻找制造半导体的元素 D．可在第I、IIA族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素 【答案】B 【解析】A．在周期表中金属与非金属的分界处可以找到制造半导体材料的元素，A错误； B．对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药，B正确； C．在过渡元素中可寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，C错误； D．可在过渡元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，D错误； 【变式4-2】卤族元素包括氟、氯、溴、碘、砹，同属于周期表中ⅦA族，简称卤素。 （1）下列关于卤族元素的说法正确的是___________。 A．最高正价均为+7价 B．卤族元素的单质只有氧化性，且氧化性顺序为F2>Cl2>Br2>I2 C．从HF、HCl、HBr、HI的酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律 D．卤素单质与H2化合的难易程度按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难 （2）试推测砹(At)的化合物不可能具有的性质___________。 A．HAt受热很难分解 B．AgAt是不溶于水的有色固体 C．相同条件下HAt的还原性比HCl弱 D．由KAt的水溶液制备砹的化学方程式为 （3）从原子结构角度解释：分子稳定性HF>HCl>HBr>HI， 。 在酸性条件下，KBrO3能将KI氧化成KIO3，其本身被还原为Br2；KIO3能将I-氧化为I2，也能将Br-氧化成Br2，其本身被还原为I2。向盛有30 mL 0.2 mol·L-1 KI溶液的锥形瓶中依次滴入几滴淀粉溶液和足量稀硫酸，再逐滴加入KBrO3溶液，随着KBrO3溶液滴入，溶液由无色变为蓝色并逐渐加深，且一段时间保持不变。继续向上述溶液中滴入KBrO3溶液，溶液的蓝色逐渐褪去。 （4）Br2、、I2、白的氧化性由强到弱的顺序为 。 （5）基于上述顺序，溶液颜色几乎保持一段时间不变时，发生的离子反应方程式为___________。 A． B． C． D． （6）当溶液蓝色完全褪去时，整个反应共消耗的n(KBrO3)= mol。 【答案】（1）D （2）AC （3）氟、氯、溴、碘、具有相同的最外层电子数，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子对核外电子的吸引能力逐渐减弱，得电子能力减弱，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱 （4）>>Br2>I2 （5）C （6） 【解析】（1）A．F没有正价，A错误； B．氯气、溴、碘既有氧化性又有还原性，B错误； C．F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，但HF、HCl、HBr、HI的酸性逐渐增强，非金属越强，则其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C错误； D．元素的非金属性越强，其单质与氢气越容易化合，非金属性F>Cl>Br>I，所以卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由易变难，D正确； 故选D； （2）A．在卤族元素中，砹的非金属性最弱，碘化氢不稳定易分解，砹化氢的稳定性更差、更易分解，A错误； B．卤族元素对应的AgX，除AgF溶于水或稀HNO3外，其它AgX都不溶于水，且从AgCl→AgBr→AgI的溶解度降低，颜色加深，B正确； C．同主族从上往下非金属性减弱，其氢化物的还原性增强，则相同条件下HAt的还原性比HCl强，C错误； D．同主族从上往下非金属性减弱，故氧化性Br2>At2，由KAt的水溶液制备砹的化学方程式为，D正确； 故选AC； （3）非金属性越强，其氢化物越稳定，从原子结构角度分析为：氟、氯、溴、碘、具有相同的最外层电子数，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子对核外电子的吸引能力逐渐减弱，得电子能力减弱，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱； （4）在酸性条件下，KBrO3能将KI氧化成KIO3，该过程中氧化剂是KBrO3，氧化产物是KIO3，KIO3能将I-氧化为I2，该过程中氧化剂是KIO3，氧化产物是I2，KIO3也能将Br-氧化成Br2，该过程中氧化剂是KIO3，氧化产物是Br2，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性同时结合，非金属性Br大于I，非金属性越强，则其单质的氧化性越强，故Br2、、I2、白的氧化性由强到弱的顺序为>>Br2>I2； （5）溶液颜色几乎保持一段时间不变时，说明此时单质碘没有参加反应，即和碘离子反应时，被还原为溴离子，则此时应该是和溴离子的反应，方程式为：，故选C； （6）结合第4问可知氧化性顺序为>>Br2>I2，则当溶液蓝色完全褪去时，此时被还原的产物为Br2，碘离子被氧化为，碘离子的物质的量n(I-)=30mL×10-3L/ mL×0.2 mol·L-1=6×10-3mol，共失电子n(e-)=6×10-3mol×6=3.6×10-2mol，则整个反应共消耗的n(KBrO3)=； 基础应用 1．下列说法正确的是 A．互为同位素 B．、碳纳米管、金刚石互为同素异形体 C．均为电解质 D．均为化合物 【答案】B 【解析】A．同位素指的是质子数相同(即元素种类相同)而中子数不同的原子之间的关系，A项错误； B．、碳纳米管、金刚石都是由碳元素组成的单质，它们互为同素异形体，B项正确； C．电解质指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物，且必须是自身电离出离子，而不是依靠反应生成离子，其中因与水反应生成一水合氨而导电，但本身不属于电解质，C项错误； D．是氢元素形成的单质，D项错误； 本题选B。 2．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 【答案】A 【解析】A．质子数等于原子序数，F元素的原子中有9个质子，A项错误； B．钙元素的原子中有20个质子，原子序数是20，B项正确； C．中子数等于质量数减去质子数，原子的中子数是19-9=10，原子的中子数是20-10=10，C项正确； D．钙元素原子的核外电子排布为2、8、8、2 ，L 层有 8个电子，M 层有 8个电子，L层与M层电子数均为8，D项正确； 答案选A。 3．某元素的二价阴离子核外有18个电子，质量数为32，该元素原子的中子数为( ) A．2 B．14 C．18 D．16 【答案】D 【解析】原子中质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数；二价阴离子核外有18个电子，则该元素的原子核外有16个电子，原子核内有16个质子，中子数=质量数-质子数，故选D。 4．某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为 A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8% 【答案】B 【解析】R的近似相对原子质量为85.5是质量数分别为85和87的核素的平均值，由十字交叉法得，85R和87R两种同位素原子的个数比为，所以85R原子的质量分数为×100%=74.6%；答案选B。 5．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Ⅹ元素的某种核素没有中子，Z原子最外层电子数比内层电子总数少4，Y与W同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．稳定性： D．单质沸点： 【答案】C 【分析】由题意知，XX元素的某种核素没有中子，X是H；Z最外层电子数比内层电子总数少4，则Z是第三周期第VIA族元素S，又由于W是原子序数比Z大的短周期主族元素，则W是，Y与W同主族，则Y为F，据此答题。 【解析】A．根据元素周期表位置关系，同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素，从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径： ，A项错误； B．根据同周期元素，元素非金属性从左往右逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，故最高价氧化物对应水化物的酸性：，B项错误； C．由于非金属性：，故氢化物的稳定性：，C项正确； D．卤素单质沸点随原子序数的增大而逐渐升高，沸点：，D项错误； 故答案选C。 6．2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。 （1）下列有关氚的说法正确的是_______。 A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA （2）有关H2和T2的说法正确的是_______。 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 （3）16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。 A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了 B．质子和中子的相对质量都很接近于1 C．元素的近似相对原子质量总是取整数 D．电子的质量太小 （4）氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示： 核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H) 丰度 99.98% 0.016% 0.004% 氢元素的近似相对原子质量为 。(计算结果不近似) （5）在离子NH3T+中，电子数:质子数= 。 【答案】（1）AD （2）D （3）C （4）1.00024 （5）10:11 【解析】（1）A．卡通形象中+号表示正电荷，该小球表示质子，故 A 正确； B．氚原子，核电荷数为 1，质量数为1+2= 3，故表示为，B 错误； C．氚及其同位素在周期表中位置相同，物理性质不相同，化学性质相同， C 错误； D．氚水的摩尔质量为22g/mol，11g氚水物质的量为0.5mol， 1分子氚水中含12个中子，则所含中子数为6NA，D 正确； 选AD。 （2）A．同位素指质子数相同中子数不同的原子，而H2和T2都是分子，故H2和T2不互为同位素，A错误； B．同素异形体指同种元素形成的不同单质，而H2和T2是同种元素形成的相同单质，故H2和T2不互为同素异形体，B错误； C．电子数等于原子序数，H和T都是氢元素，故H2和T2电子数相同，C错误； D．H2和T2是同种元素形成的相同单质，是同一种物质，D正确； 选D。 （3）A．元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，氧的其它同位素的丰度太低，对氧元素的近似相对原子质量影响不大，A正确； B．1个质子的质量为 1.6726×10-27kg，1个中子的质量为 1.6749×10-27kg ，12C质量的十二分之一为 1.6606×10-27kg ，这三者很相近，故质子和中子的相对质量都很接近于1，B正确； C．元素的近似相对原子质量不一定是整数，如氯元素的近似相对原子质量为35.5，所以元素的近似相对原子质量总是取整数不是16O的质量数常被当做氧元素近似相对原子质量的“近似”理由，C错误； D．原子的质量几乎全部集中在原子核上，电子的质量太小，D正确； 选C。 （4）元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，各同位素的近似相对原子质量等于质量数，则氢元素的近似相对原子质量为1×99.98%+2×0.016%+3×0.004%=1.00024。 （5）N、H、T中电子数依次为7、1、1，质子数依次为7、1、1，该离子中，电子数:质子数=10:11。 7．宋代《千里江山图》所用矿物颜料绿松石中含有，下图呈现其部分元素在元素周期表所在位置，虚线为分界线。 （1）中共价键的类型是 (填“极性键”或“非极性键”)。 （2）下列比较Cu、Al金属性强弱的方案合理的是 (填序号)。 a．比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度 b．比较Cu、Al的密度 c．将打磨过的铝片放入CuSO4溶液，观察是否有红色固体生成 （3）P与②、⑦是同主族元素。 i．气态氢化物的稳定性：___________>___________>___________(填化学式)。 。 ii．非金属性：___________>___________>___________(填元素符号) ，用原子结构解释原因： 。 （4）④的单质与同周期金属性最强元素的最高价氧化物对应的水化物反应离子方程式： ，⑧原子结构示意图是 。 （5）可在图中分界线(虚线部分)附近寻找___________(填序号)。 A．优良的催化剂 B．半导体材料 C．合金材料 D．农药 （6）请设计实验比较①、⑤的非金属性强弱顺序(可供选择的药品有：稀硫酸、盐酸、饱和NaHCO3溶液、饱和Na2CO3溶液、硅酸钠溶液，化学仪器根据需要选择)，在答题卡对应的表格中填写实验步骤和实验现象。 实验步骤 实验现象 结论 在试管中加入CaCO3固体， 非金属性：①>⑤ 【答案】（1）极性键 （2）ac （3）NH3>PH3>AsH3 N>P>As N、P、As是同主族元素，最外层电子数相同，电子层数依次增大，原子半径依次增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱 （4）2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ （5）B （6）再加入盐酸，将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后，通入Na2SiO3溶液 生成白色胶状沉淀 【分析】由图可知，①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为Si，⑥为P，⑦为As，⑧为Br； 【解析】（1）中，H、O元素的非金属性不同，共用电子对偏向于O原子而偏离于H原子，则共价键的类型是极性键。 （2）)a．金属性越强，金属单质与酸反应越剧烈，则比较Cu、Al分别与酸反应的难易程度，可推出Cu和Al的金属性强弱，a符合题意； b．金属单质的密度与相对原子质量、原子半径、原子间的距离等因素有关，不能决定金属元素的金属性强弱，则比较Mg、Al的密度不能推出Mg、Al的金属性强弱，b不符合题意； c．将打磨过的铝片放入CuSO4溶液，若有红色固体生成，则说明Al置换出了Cu，Cu的金属性比Al弱，c符合题意； 故选ac。 （3）i． 非金属性越强，气态氢化物越稳定，P与N、As是同主族元素，且非金属性N>P>As，则气态氢化物的稳定性：NH3>PH3>AsH3. ii． 同主族元素，最外层电子数相同，电子层数依次增大，原子半径依次增大，得电子的能力减弱，非金属性减弱，故非金属性：N>P>As。 （4）④为Al，与同周期金属性最强元素Na的最高价氧化物对应的水化物NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，⑧是Br，原子结构示意图是。 （5）在金属和非金属的分界线附近可以寻找半导体材料(如锗、硅、硒等)，故选B。 （6）C、Si的非金属性强弱顺序为C>Si，可以根据碳酸酸性强于硅酸来证明，化学反应中，强酸可以制得弱酸，即在试管中加入CaCO3固体，再加入盐酸，将生成气体通过NaHCO3溶液洗气后，通入Na2SiO3溶液；生成白色胶状沉淀，则碳酸酸性强于硅酸，结论：非金属性C>Si。 8．针对表中10种元素及由这些元素形成的单质和化合物，完成以下问题。 （1）最活泼的金属元素是 (填元素符号)，酸性最强的最高价氧化物对应水化物是 (填化学式)。 （2）用电子式表示⑤和⑨两种元素组成的化合物的形成过程 。 （3）③④⑤⑧的简单离子半径由大到小的顺序为 (填离子符号)。 （4）非金属性① ⑧(填“>”或“<”)，请设计实验证明 (用化学方程式表示)。 （5）写出元素⑥的单质与元素④最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式 。 （6）能够比较元素⑧与⑨的非金属性强弱的依据是 (填序号)。 a．氢化物酸性：⑧弱于⑨ b．⑨单质能与⑧氢化物反应得到⑧单质 c．单质与反应：⑨比⑧容易 d．含氧酸的酸性：⑨强于⑧ 【答案】（1） （2） （3） （4）< （5） （6）bc 【分析】根据元素在周期表中的位置，①是C元素；②是N元素；③是F元素；④是Na元素；⑤是Mg元素；⑥是Al元素；⑦是Si元素；⑧是S元素；⑨是Cl元素；⑩是K元素。 【解析】（1）同周期元素从左到右金属性减弱、非金属性增强，同主族元素从上到下金属性增强、非金属性减弱，所给元素中最活泼的金属元素是K，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性最强的最高价氧化物对应水化物是HClO4； （2） ⑤为Mg元素，⑨是Cl元素，二者形成的化合物为MgCl2，电子式表示Mg元素和Cl元素两种元素组成的化合物MgCl2的形成过程为：； （3）电子层数越多，离子半径越大，如电子层数相同，看核电荷数，核电荷数越大，半径越小。则③④⑤⑧的简单离子半径由大到小的顺序为：； （4）①是C元素，⑧是S元素，利用强酸制弱酸原理，将稀硫酸加入碳酸钠溶液中，有二氧化碳生成，反应的化学方程式为：，可得非金属性S>C； （5）元素⑥的单质为铝，可与元素④最高价氧化物对应水化物氢氧化钠反应，反应的化学方程式为：； （6）a．氢化物酸性与非金属性无关，故不选a； b．Cl2能与H2S反应生成S单质，说明氧化性Cl2>S，证明非金属性Cl>S，故选b； c．非金属性越强，单质越易与氢气反应，Cl2与反应比S与反应更容易，说明非金属性Cl>S，故选c； d．非金属性越强，最高价氧化物水化物酸性越强，最高价氧化物水化物酸性HClO4强于H2SO4，说明非金属性Cl>S，但没有说明是最高价氧化物对应的水化物，故不选d； 故选bc。 能力提升 9．大气中的主要来源是闪电的作用和紫外线的照射。下列说法不正确的是 A．和互为同素异形体 B．转化成的过程属于化学变化 C．等质量的和中含有电子数目相同 D．相同温度和压强下，等体积的和中含有的原子数目相同 【答案】D 【解析】A．与是氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，A正确； B．与为不同的物质，相互转化属于化学变化，B正确； C．相同质量的和中原子数目相同，则电子数目相同，C正确； D．相同温度和压强下，等体积的与分子数目相同，则原子数目：，D错误； 答案选D。 10．元素X的一个原子失去2个电子，转移到Y元素的两个原子中去。关于形成的化合物（只含X、Y两种元素）的说法正确的是 A．化学式是 B．电子式是 C．存在与两种离子 D．由与两种离子形成的离子化合物 【答案】D 【分析】X元素的1个原子失去2个电子转移到Y元素的2个原子中，形成化合物，所以形成的化合物中 X 的化合价为 +2 价，Y 元素的每个原子接受1个电子，所以Y的化合价为 -1 价。 【解析】A．X 的化合价为 +2 价，Y的化合价为 −1价，形成的化合物为XY2，故A错误； B．X的化合价为 +2价，Y的化合价为 −1价，形成的化合物为 XY2，故B错误； C．化合物中存在 X2+ 与 Y−两种微粒，故C错误； D．反应中有电子的得失，应形成离子化合物，由于化合物中存在 X2+和 Y−两种微粒，所以这种化合物是由 X2+与 Y−两种离子通过离子键结合形成的离子化合物，故D正确； 故选D。 11．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Ⅹ元素的某种核素没有中子，Z原子最外层电子数比内层电子总数少4，Y与W同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．稳定性： D．单质沸点： 【答案】C 【分析】由题意知，XX元素的某种核素没有中子，X是H；Z最外层电子数比内层电子总数少4，则Z是第三周期第VIA族元素S，又由于W是原子序数比Z大的短周期主族元素，则W是，Y与W同主族，则Y为F，据此答题。 【解析】A．根据元素周期表位置关系，同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素，从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径： ，A项错误； B．根据同周期元素，元素非金属性从左往右逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，故最高价氧化物对应水化物的酸性：，B项错误； C．由于非金属性：，故氢化物的稳定性：，C项正确； D．卤素单质沸点随原子序数的增大而逐渐升高，沸点：，D项错误； 故答案选C。 12．Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同。由Z、Y、X、W形成的某种化合物的结构如图所示。下列说法错误的是 A．简单氢化物的稳定性： B．该物质中不是所有原子均满足最外层的稳定结构 C．离子半径：Y<X<W D．W与X两者的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应 【答案】C 【分析】由结构图和题意可知，X为Na，而Z、Y、X、W、Q为五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Z、Y、W分别位于三个不同周期，则Z位于第一周期为H，Y位于第二周期，W位于第三周期。Y、Q位于同一主族，Y原子的最外层电子数是W原子的最外层电子数的2倍，Y、X、W三种简单离子的核外电子排布相同，且结构图中Y只能形成两个共价键，因此Y为O，Q为S，且W得一个电子后形成四个共价键，W为Al。因此Z、Y、X、W、Q分别为H、O、Na、Al、S。 【解析】A．非金属性越强，其简单氢化物越稳定，非金属性O>S，A正确； B．该物质中H不满足8电子稳定结构，B正确； C．离子半径：,，C错误； D．氢氧化铝为两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，D正确； 答案选C。 13．元素周期表体现了元素位置、结构和性质的关系，揭示了元素间的内在联系。如表所示是元素周期表的一部分，表中所列的数字分别代表某一种元素。 回答下列问题： （1）第一张元素周期表是由 (填科学家姓名)制出；短周期中共有 种主族元素。 （2）②的最高价含氧酸()为一元弱酸，其电离方程式为(“”表示部分电离)，中X元素的化合价为 ，与足量反应得到的盐的化学式为 。 （3）③④⑤⑥对应简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序为 (用化学式表示，下同)；⑥、⑩的单质中，氧化性较强的是 。 （4）⑤⑥⑦⑧⑨⑩对应简单离子的离子半径由小到大的顺序为 (用离子符号表示)。 （5）证明⑧的金属性比强： (用化学方程式表示)。 （6）⑦的最高价氧化物对应的水化物与⑧反应的离子方程式为 。 （7）用电子式表示⑦⑨形成简单化合物的形成过程： 。 【答案】（1）门捷列夫 15 （2） （3） （4） （5） （6） （7） 【分析】根据题给信息可推知①为H，②为B，③为C，④为N，⑤为O，⑥为F，⑦为，⑧为，⑨为S，⑩为。 【解析】（1）1869年俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表；18种短周期元素中有三种稀有气体，只有15种为主族元素； （2）氢元素为价，氧元素为价，再根据化合物中元素正、负化合价的代数和等于零，可知中B元素的化合价为；根据题给电离方程式可知与足量反应得到盐的化学式为； （3）非金属性越强，对应简单氢化物的稳定性越强，由于非金属性：，故C、N、O、F对应简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序为；由于F的非金属性比强，故的氧化性比强； （4）电子层越多，原子半径越大，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小，故O、F、、、S、对应简单离子的离子半径由小到大的顺序为； （5）利用和发生置换反应来证明的金属性比强，故答案为：； （6）⑦为，⑧为，溶液与反应的离子方程式为； （7） 与S形成的过程中，钠原子失去电子形成钠离子，S原子得到2个电子形成硫离子，故用电子式表示的形成过程为。 14．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①-⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ （1）元素Cs在周期表中的位置是 ，⑤的阳离子结构示意图为 。 （2）元素Se在周期表中的位置如上方周期表所示，预测具有一定 性(填写“氧化”、“还原”或“氧化和还原”)。Se与⑦的简单氢化物稳定性较强的是 (填写化学式)。 （3）在元素周期表中，存在对角线相似，即某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似的(如锂和镁，铍和铝)。根据周期表对角线规律，金属Be单质及其化合物的性质与铝单质及其化合物的性质相似。写出Be与NaOH溶液反应的离子方程式 。 （4）M同学利用下图探究N、C、Si的非金属性大小，试剂X是 。 （5）单质①在单质⑧中安静燃烧，火焰呈 色，可以证明燃烧反应不一定需要氧气参加。 （6）写出一条能证明④的非金属性强于③的实验事实 。 【答案】（1）第六周期、第IA族 （2）氧化和还原 H2S （3） （4）碳酸氢钠溶液 （5）苍白色 （6）HF的稳定性强于H2O 【分析】根据元素在周期表的位置，①为H，②为C，③为O，④为F，⑤为Na，⑥为Si，⑦为S，⑧为Cl； 【解析】（1） 元素Cs在周期表中的位置是第六周期、第IA族；⑤的阳离子为Na+，结构示意图为； （2）Se在第VIA族，最高价为+6，中Se为+4，处于中间价态，既有氧化性又有还原性；S的非金属性强于Se，故H2S的稳定性强于H2Se； （3）Be与Al相似具有两性，能与NaOH溶液反应生成四羟基合铍酸钠和氢气，反应离子方程式为：； （4）探究N、C、Si的非金属性大小，可利用硝酸、碳酸和硅酸的酸性强弱判断，硝酸与碳酸钙反应生成二氧化碳，再用饱和碳酸氢钠溶液(试剂X)除去二氧化碳中的硝酸蒸气后，将二氧化碳通入硅酸钠溶液中； （5）H2在Cl2中燃烧，火焰呈苍白色，可以证明燃烧不一定需要氧气参加； （6）HF的稳定性强于H2O能证明F的非金属性强于O。 15．元素周期表反映元素之间的内在联系，是化学学习、研究和应用的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分。回答下列问题： （1）元素 b在元素周期表中的位置是 。 （2）g、h、i三种元素对应的简单气态氢化物，其中最稳定的是 (填化学式)。 （3）下列有关性质的比较，正确的是_______(填字母)。 A．单质的熔点： a<d B．最高价氧化物对应水化物的酸性：i>h C．金属性： d>e D．d单质可在 CuSO4溶液中置换出 Cu （4）c、d元素可形成一种淡黄色的离子化合物，该离子化合物中阴离子与阳离子个数之比是 ；该离子化合物可在呼吸面具中作供氧剂，其原理是 (用化学方程式表示)。 （5）d的最高价氧化物对应的水化物与f单质可制成一种固体管道疏通剂，加水即可起作用，用离子方程式解释其疏通原理 。 （6）设计实验以新制得的e和f的氢氧化物悬浊液作为试剂，比较e和f的金属性的强弱 (其他限选试剂：NaOH溶液、氨水、稀盐酸)。 【答案】（1）第二周期第ⅣA族 （2）HCl （3）BC （4）1:2 、 （5） （6）各取少量新制得的Mg和Al的氢氧化物悬浊液，分别滴入一定量稀盐酸，均出现溶解现象，说明Mg和Al的氢氧化物均有碱性；各取少量新制得的Mg和Al的氢氧化物悬浊液，分别滴入一定量NaOH溶液， Mg的氢氧化物悬浊液不溶解，而Al的氢氧化物悬浊液溶解，Al的氢氧化物表现出酸性、属于两性氢氧化物；则氢氧化物的碱性:Mg＞Al，金属性：Mg＞Al。 【分析】根据元素在周期表中的位置可知，a-i分别为Li、C、O、Na、Mg、Al、Si、S、Cl。 【解析】（1）根据分析，b为C，是6号元素，位于第二周期第ⅣA族。 （2）同周期从左到右元素非金属性递增，非金属性越强，简单氢化物越稳定，g、h、i三种元素依次为Si、S、Cl，对应的简单气态氢化物中最稳定的是HCl。 （3）A．碱金属单质的熔点随着核电荷数的递增呈递减趋势，则单质的熔点： a＞d，A错误； B．同周期从左到右元素非金属性递增，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：i>h，B正确； C．同周期从左到右元素金属性递减，则金属性： d＞e，C正确； D．Na与CuSO4溶液反应，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，不会置换出Cu，D错误； 故选BC； （4）c、d元素可形成一种淡黄色的离子化合物为过氧化钠、由钠离子和过氧根构成，则该离子化合物中阴离子与阳离子个数之比是1:2；过氧化钠可以分别与二氧化碳、水反应生成氧气，可用于呼吸面具中作为氧气的来源，可作供氧剂，其原理用化学方程式表示为：、。 （5）d的最高价氧化物对应的水化物与f单质可制成一种固体管道疏通剂，加水即可起作用，涉及的反应为：，则用离子方程式解释其疏通原理为。 （6）同周期从左到右元素金属性递减，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，设计实验以新制得的Mg和Al的氢氧化物悬浊液作为试剂，比较Mg和Al的金属性的强弱，则实验方案为：各取少量新制得的Mg和Al的氢氧化物悬浊液，分别滴入一定量稀盐酸，均出现溶解现象，说明Mg和Al的氢氧化物均有碱性；各取少量新制得的Mg和Al的氢氧化物悬浊液，分别滴入一定量NaOH溶液， Mg的氢氧化物悬浊液不溶解，而Al的氢氧化物悬浊液溶解，Al的氢氧化物表现出酸性、属于两性氢氧化物；则氢氧化物的碱性:Mg＞Al，金属性：Mg＞Al。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $