必修2 第1章 物质结构 元素周期表(2)

2020-02-21 22:35

④推断一些未学过的元素的某些性质.如:根据ⅡA族的Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可以推知Be(OH)2更难溶.

2)启发人们在一定范围内寻找某些物质 ①半导体元素在分区线附近,如:Si、Ge、Ga等. ②农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As等.

③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料、主要在过渡元素中找.如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等. 题型一:元素周期表帮助发现某些物质

典例1:元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料,它们是( ) A.左下方区域的金属元素 B.右上方区域的非金属元素 C.金属元素和非金属元素分界线附近的元素 D.稀有气体元素

典例2:锗(Ge)是第四周期第ⅣA 元素,处于周期表中金属区与非金属区的交界线上,下列叙述正确的是( )

A.锗是一种金属性很强的元素 B.锗的单质具有半导体的性能 C.锗是一种非金属性很强的元素 D.锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸 7.元素周期律和元素周期表的综合应用 一、原子结构

1、核电荷数、核内质子数及核外电子数的关系:核电荷数=核内质子数=原子核外电子数 注意:

(1)阴离子:核外电子数=质子数+所带的电荷数;阳离子:核外电子数=质子数﹣所带的电荷数 (2)“核电荷数”与“电荷数”是不同的,如Cl的核电荷数为17,电荷数为1.

2、质量数:用符号A表示.将某元素原子核内的所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的整数值,叫做该原子的质量数. 说明:

(1)质量数(A)、质子数(Z)、中子数(N)的关系:A=Z+N.

(2)符号X的意义:表示元素符号为X,质量数为A,核电荷数(质子数)为Z的一个原子.例如,Na中,Na原子的质量数为23、质子数为11、中子数为12. 3、原子核外电子运动的特征

(1)当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时,没有确定的轨道,不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动的速度,也不能描绘出它的运动轨迹.在描述核外电子的运动时,只能指出它在原子核外空间某处出现机会的多少.

(2)描述电子在原子核外空间某处出现几率多少的图象,叫做电子云.电子云图中的小黑点不表示电子数,只表示电子在核外空间出现的几率.电子云密度的大小,表明了电子在核外空间单位体积内出现几率的多少.

(3)在通常状况下,氢原子的电子云呈球形对称.在离核越近的地方电子云密度越大,离核越远的地方电子云密度越小.

4、原子核外电子的排布规律

(1)在多电子原子里,电子是分层排布的. 电子层数(n) 表示符号 1 K 2 L 3 M 4 N 5 O 6 P 7 Q 离核远近能量高低 n值越大,电子离原子核越远,电子具有的能量越高 (2)能量最低原理:电子总是尽先排布在能量最低的电子层里,而只有当能量最低的电子层排满后,才依次进入能量较高的电子层中.因此,电子在排布时的次序为:K→L→M? (3)各电子层容纳电子数规律:

①每个电子层最多容纳2n个电子(n=1、2?);

②最外层容纳的电子数≤8个(K层为最外层时≤2个),次外层容纳的电子数≤18个,倒数第三层容纳的电子数≤32个.例如:当M层不是最外层时,最多排布的电子数为2×3=18个;而当它是最外层时,则最多只能排布8个电子.

(4)原子最外层中有8个电子(最外层为K层时有2个电子)的结构是稳定的,这个规律叫“八隅律”.但如PCl5中的P原子、BeCl2中的Be原子、XeF4中的Xe原子,等等,均不满足“八隅律”,但这些分子也是稳定的. 二、元素周期律

1、原子序数:按核电荷数由小到大的顺序给元素编的序号,叫做该元素的原子序数. 原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数

2、元素原子的最外层电子排布、原子半径和元素化合价的变化规律: 对于电子层数相同(同周期)的元素,随着原子序数的递增:

(1)最外层电子数从1个递增至8个(K层为最外层时,从1个递增至2个)而呈现周期性变化. (2)元素原子半径从大至小而呈现周期性变化(注:稀有气体元素的原子半径因测定的依据不同,而在该周期中是最大的).

(3)元素的化合价正价从+1价递增至+5价(或+7价),负价从﹣4价递增至﹣1价再至0价而呈周期性变化.

3、元素金属性、非金属性强弱的判断依据: (1)元素金属性强弱的判断依据:

①金属单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度.金属单质跟水(或酸)反应置换出氢越容易,则元素的金属性越强,反之越弱;

②最高价氧化物对应的水化物﹣﹣氢氧化物的碱性强弱.氢氧化物的碱性越强,对应金属元素的金属性越强,反之越弱;

③还原性越强的金属元素原子,对应的金属元素的金属性越强,反之越弱.(金属的相互置换); (2)元素非金属性强弱的判断依据:

①非金属单质跟氢气化合的难易程度(或生成的氢化物的稳定性),非金属单质跟氢气化合越容易(或生成的氢化物越稳定),元素的非金属性越强,反之越弱;

2

2

②最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱.最高价含氧酸的酸性越强,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱;

③氧化性越强的非金属元素单质,对应的非金属元素的非金属性越强,反之越弱.(非金属相互置换) 4、原子序数为11﹣17号主族元素的金属性、非金属性的递变规律: 原子序数 11 12 13 14 15 16 17 部分溶于水,部分与水反应 单质与水(或酸) 与冷水剧与冷水反应缓慢,与沸水反应很缓的反应情况 烈反应 与沸水剧烈反应 慢,与冷水不反应, 非金属单质反应 与氢气化合条件 情况 氢化物 稳定性 高温 磷蒸汽与加热 光照氢气能反应 或点燃 H2S HCl SiH4 PH3 极不 高温 稳定 分解 受热 很稳分解 定 H2SO4 HClO4 强酸 强酸 最高价氧化物 对应水化物 的碱(酸)性强弱 NaOH 强碱 Mg(OH)2 中强碱 Al(OH)3 H4SiO4 H3PO4 或H3AlO3两性氢氧极弱酸 中强酸 化物 金属性、非金属性 金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强 递变规律 5、元素周期律:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化,这个规律叫做元素周期律. 三、元素周期表

1、元素周期表:把电子层数相同的各种元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,再把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上至下排成纵行,这样得到的一个表叫做元素周期表.

2、周期:具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列而成的一个横行,叫做一个周期. (1)元素周期表中共有7个周期,其分类如下:

短周期(3个):包括第一、二、三周期,分别含有2、8、8种元素

周期(7个)长周期(3个):包括第四、五、六周期,分别含有18、18、32种元素 不完全周期:第七周期,共26种元素(1999年又发现了114、116、118号三种元素) (2)某主族元素的电子层数=该元素所在的周期数.

(3)第六周期中的57号元素镧(La)到71号元素镥(Lu)共15种元素,因其原子的电子层结构和性质十分相似,总称镧系元素.

(4)第七周期中的89号元素锕(Ac)到103号元素铹(Lr)共15种元素,因其原子的电子层结构和性质十分相似,总称锕系元素.在锕系元素中,92号元素铀(U)以后的各种元素,大多是人工进行核反应制得的,这些元素又叫做超铀元素.

3、族:在周期表中,将最外层电子数相同的元素按原子序数递增的顺序排成的纵行叫做一个族. (1)周期表中共有18个纵行、16个族.分类如下:

①既含有短周期元素同时又含有长周期元素的族,叫做主族.用符号“A”表示.主族有7个,分别为I A、ⅡA、ⅢA、ⅣA、VA、ⅥA、ⅦA族(分别位于周期表中从左往右的第1、2、13、14、15、16、17纵行).

②只含有短周期元素的族,叫做副族.用符号“B”表示.副族有7个,分别为I B、ⅡB、ⅢB、ⅣB、VB、ⅥB、ⅦB族(分别位于周期表中从左往右的第11、12、3、4、5、6、7纵行). ③在周期表中,第8、9、10纵行共12种元素,叫做Ⅷ族.

④稀有气体元素的化学性质很稳定,在通常情况下以单质的形式存在,化合价为0,称为0族(位于周期表中从左往右的第18纵行).

(2)在元素周期表的中部,从ⅢB到ⅡB共10个纵列,包括第Ⅷ族和全部副族元素,统称为过渡元素.因为这些元素都是金属,故又叫做过渡金属.

(3)某主族元素所在的族序数:该元素的最外层电子数=该元素的最高正价数 题型一:元素周期表的结构

典例1:短周期元素A、B、C的位置如图所示,已知B、C两元素所在族序数之和是A元素所在族序数的二倍,B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C依次是( ) A C B A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si C.O、P、Cl D.C、Al、P 典例2:依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是( )

A.H3BO3的酸性比H2CO3的强 B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强

C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强 D.若M和R的核外电子层结构相同,则原子序数:R>M B.

题型三:“位﹣构﹣性”的综合考查

典例3:(2009?广东)下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是( ) 族 ⅠA 周期 2 3 a b c d e f ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅤⅡA +

2﹣

A.e的氢化物比d的氢化物稳定 B.a、b、e三种元素的原子半径e>b>a

C.六种元素中,e元素单质的化学性质最活泼 D.c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强

8.质量数与质子数、中子数之间的相互关系 1、概念:

质量数是将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值.由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1,所以质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N). 2、质量数与相对原子质量的区别:

同种元素的质子数相同,而中子数可能不同,即不同的核素.同种元素的核素互称同位素. 而质量数指的是核素中质子质量与中子质量的和,相同元素的不同核素的质量数不同. 相对原子质量为各核素的平均相对质量.同种元素的相对原子质量只有一个数值.

近似的相对原子质量也能用质子数+中子数的和来计算,同时也可以看作相对原子质量整数值大小等于质量数整数值的大小.

题型一:质量数与质子数、中子数之间的关系 典例1:(2014?通州区)

C常用于测定动植物标本的年龄.关于

C原子的说法正确的是( )

A.中子数为14 B.质子数为14 C.核外电子数为14 D.质量数为14

题型二:质量数与相对原子质量、近似相对原子质量的区别

典例2:设某元素的原子核内的质子数为m,中子数为n,则下述论断正确的是( ) A.不能由此确定该元素的相对原子质量 B.这种元素的相对原子质量为m+n C.若碳原子质量为Wg,此原子的质量为(m+n)Wg D.核内中子的总质量小于质子的总质量 典例3:下列说法中不正确的是( )

①质子数相同的粒子一定属于同种元素; ②同位素的性质几乎完全相同;

③质子数相同,电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和一种离子; ④电子数相同的粒子不一定是同一种元素; ⑤一种元素只能有一种质量数;

⑥某种元素的原子相对原子质量取整数,就是其质量数. A.①②④⑤B.③④⑤⑥C.②③⑤⑥D.①②⑤⑥

原子质量,同位素原子的相对原子质量,质量数,近似相对原子质量,元素的相对原子质量,元素的近似相对原子质量

1)原子质量:一个原子的真实质量,即原子的绝对质量.例如一个

26

原子的质量为2.657×10

kg.由于原子质量的数字太小,使用不方便,科学上一般不采用;

原子质量的

的比值.

2)同位素原子的相对原子质量:同位素原子的原子质量(真实质量)与

3)原子的质量数:忽略电子的质量,将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数加起来所得的数值叫质量数.

原子的质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N).说明:①原子的质量数不是同位素的相对原子质量,也不是元素的相对原子质量;②相对原子质量由小数,质量数是整数,但原子质量数可近似的代表原子的相对原子质量(即为原子的近似相对原子质量) 4)元素的相对原子质量(元素的平均相对原子质量)

元素的相对原子质量等于各同位素原子的相对原子质量与其丰度的乘积之和(丰度是指自然界中每种同位素原子占整个元素原子个数的百分比).例如:

则氧元素的相对原子质量=15.994915×99.759%+16.999133×0.037%+17.99916×0.204%=15.9994 说明:元素周期表中元素的相对原子质量的数值就是这样算出来的. 5)元素的近似相对原子质量

元素的近似相对原子质量等于各同位素原子的质量数与其丰度的乘积之和.

对于上表数据,氧元素的近似相对原子质量=16×99.759%+17×0.037%+18×0.204%=16.00445 说明:相对原子的相对原子质量而言,质量数是近似值,故这种方法所得数值称为元素的近似相对原子质量,它与元素的平均相对原子质量有着本质上的区别.


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