专题六 物质结构 元素周期律
【考纲展示】
1.了解元素、核素和同位素的含义。
2.了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。了解原子、离子等概念的含义。
3.了解原子核外电子排布。
4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。 5.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。
6.以IA和VIIA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 7.了解金属、非金属在周期表中的位置及其性质递变的规律。 8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。 9.了解分子的含义。了解原子团的含义。 10.了解物质的组成、结构和性质的关系。 11.以上各部分知识的综合应用。 【知识回扣】
知识网络
原子结构电子层数周期序数最外层电子数主族序数同周期从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强同主族从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱化学性质相似化合价相似最外层电子数质子数质子数元素种类原子半径原子序数非金金化属属合性性价元素性质元素在周期表中的位置
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一、元素周期表和元素周期律 1.周期
元素周期表共有7个周期，其中三个短周期（第一、二、三周期）、三个长周期（第四、五、六周期）和一个不完全周期（第七周期）。
第1周期：包括氢、氦两种元素短周期第2周期：包括锂、铍、硼、碳、氮、氧、氟、氖8种元素第3周期：包括钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩8种元素周期第4周期：包括钾、钙等18种元素长周期第5周期：18种元素（37~54号）第6周期：包括32种元素（55~86号）不完全周期：第7周期，元素未填满，填满应为32种
2.族
元素周期表中有18个纵行，但第8、9、10三个纵行为一个族（VIII）所以元素周期表有16个族，即七个主族，七个副族，一个第VIII族和一个零族。
主族：由长周期和短周期元素共同组成的族（0族除外）， 共七列，即IA族~VIIA族副族：只有长周期元素组成的族（第VIII除外），共七族 列，即IIIB~VIIB、IB、IIB族0族：元素周期表的最后一列，即稀有气体元素VIII族：元素周期表的第8、9、10三个纵行的元素
二、核素和同位素
理解、运用这两个概念时需注意以下几点：
1.同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种数远大于元素种数。
2.核电荷数相同的不同核素，虽然它们的中子数不同，但是属于同一种元素。 3.同位素是同一元素不同原子的互相称谓，不指具体原子。
4.同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。
三、易忽略问题
1.比较物质非金属性强弱时，应是最高价氧化物对应水化物酸性的强弱，而不是非金属元素对应氢化物酸性的强弱。
2.元素周期表中各族的排列顺序由左到右依次是：ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB 、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA 、ⅥA、ⅦA、0，因此，同一周期第ⅡA、ⅢA的原子序数差分别为 元素位置 原子序数差 2、3周期 1 4、5周期 11 6、7周期 25 3.所含元素种类最多的族是ⅢB，形成化合物种类最多的元素在第ⅣA。 4.化学键影响物质的化学性质，如稳定性等；分子间作用力和氢键影响物质的物理性质，如熔沸点等。
5.并非所有非金属元素的氢化物分子间都存在氢键，常见的只有非金属性较强的元素如N、O、F的氢化物分子间可形成氢键。
6.金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指在水溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。如金属性Pb＞Sn，而金属活动性Sn＞Pb。
7.10电子体和18电子体是元素推断题的重要突破口。10电子体的记忆可以Ne为中心：
CH4、NH3、H2O、HF++OH—、F—、NH4、H3ONeNa+、Mg2+、Al3+
以Ar为中心记忆18电子体：
SiH4、PH3、H2S、HClHS—、Cl—NeK+、Ca2+
此外，由10电子体中的CH4、NH3、H2O、HF失去一个H剩余部分—CH3、—NH2、—OH、F为9电子体，两两组合得到的物质如CH3CH3、CH3OH、H2O2、N2H4、F2等也为18电子体。 【热点透视】
热点题型
【典例1】有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期， Z、M同主族； X+与M2—具有相同的电子层结构；离子半径：Z2—＞W—；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是（ ）
A. X、M两种元素只能形成X2M型化合物
B. 由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低 C. 元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体 D. 元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
解析：本题为元素周期律与周期表知识题。首先，运用周期表工具，结合周期规律，考虑位、构、性关系推断X、Y、Z、W、M分别是什么元素。在此基础上应用知识解决题给选项的问题。本题分析的要点或关键词是：短周期元素、同周期、同主族、相同的电子层结构、离子半径大小、单质晶体熔点硬度、半导体材料等。找到突破口：Y单质晶体熔点高硬度大、半导体材料，则Y是Si。根据X、Y、Z、W同周期，Z2—、M2—知Z是S，M是O（Z、M同主族）。X+与M2—具有相同的电子层结构则X为Na。离子半径：Z2—＞W—，则W为Cl。整理一下：X、Y、Z、W、M分别是：Na、Si、S、Cl、O。
A项：X、M两种元素能形成Na2O和Na2O2两种化合物；B项：W、Z、M元素的氢气化物分别为HCl、H2S、H2O，虽然相对分子质量减小，但由于水中存在氢键，沸点最高；C项：Y、Z、W的单质分别为：Si、S、O2。分别属于原子晶体和分子晶体两种类型。D项：W和M的单质Cl2、O3可作水处理剂。
答案：D 命题意图：本题考查元素周期表和元素周期律的知识。涉及单质、化合物、晶体、氢键、物质的性质、用途、结构、原子结构等知识。是单一知识内容中的多知识点综合题。考查学生重点知识点的重点掌握情况。要重视双基与能力的培养，重视重点化学知识的突破，重视重点化学工具的学习与应用。元素周期表知识是统帅高中元素化合物知识的重要规律，同时要注意规律下的特例（如化学键与氢键）。元素周期表知识也是高等化学的重要研究手段。
【典例2】X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题：
⑴ L的元素符号为________；M在元素周期表中的位置为____________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________（用元素符号表示）。
⑵ Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B，A的电子式为___，B的结构式为____________。
⑶ 硒（se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________（填字母代号）。
a．+99.7 mol·L1 b．+29.7 mol·L1 c．－20.6 mol·L1 d．－241.8 kJ·mol1 ⑷ 用M单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：______________；由R生成Q的化学方程式：_______________________________________________。
解析：(1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且原子序数依次增大，故分别为：H、C、N、O元素；M是地壳中含量最高的元素，为Al，其在周期表的位置为第3周第ⅢA族；再根据五种元素在周期表的位置，可知半径由大到小的顺序是：Al＞C＞N＞O＞H。
－
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(2) N和H 1：3构成的分子为NH3，电子式为式为
。
；2：4构成的分子为N2H4，其结构
(3)Se比O多两个电子层，共4个电子层，1→4电子层上的电子数分别为：2、8 、18、6，故其原子序数为34；其最高价氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4，为H2SeO4。
非金属性越强，与氢气反应放出的热量越多，故2→5周期放出的热量依次是：d、c、b、a，则第四周期的Se对应的是b。
(4)Al作阳极失去电子生成Al3+，Al3++3HCO3—==Al（OH）3↓+3CO2↑，2Al（OH）
3
Al2O3+3H2O。
答案：（1）O 第三周第ⅢA族 Al＞C＞N＞O＞H（2）
(3) 34 H2SeO4
b
（4） Al-3e-Al3+ Al3++3HCO3—==Al（OH）2Al（OH）3↓+3CO2↑，3
Al2O3+3H2O。
命题意图：本题以元素的推断为背景，综合考查了元素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较；考查了电子式、结构式的书写，元素周期律，和电极反应式、化学方程式的书写，是典型的学科内综合题。
以原子结构、核外电子排布知识综合考查中学化学知识是高考重要的命题手技巧点拨：段，应注重该类题型的训练。找准解题突破口，确定出相关元素及对应物质，找准关键词，
按照题目要求答题。
热点预测
【预测1】四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。 X Y Z W 请回答下列问题：
（1）元素Z位于周期表中第______________周期，___________族；
（2）这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是_______________（写化学式）； （3）XW2的电子式为_______________；
（4）Y的最高价氧化物的化学式为________________；
（5）W和Y形成的一种二元化合物具有色温效应，且相对分子质量在170～190之间，且W的质量分数约为70％。该化合物的化学式为_________________。
解析：由题干先推导出Z元素为磷元素，则X、Y、W分别是C、N、S。（3）小题的电子式教材中没有，可由二氧化碳的结构类比而来。（5）小题中计算为N(S):
N(N)=
700%:≈1:1，再由相对分子质量得分子式为S4N4 3214答案：（1）三，VA族；（2）NH3；（3）；（4）N2O5；（5）S4N4
预测点评：周期表、律，物质相关结构与性质的关系考查，即常说的“位构性”考查。 技巧点拨：“位、构、性”考查的题，要先找到突破口，如本题中的磷元素，再由此逐个突破。对于教材中没出现过的元素性质、分子结构等方面的题时，可由同族元素的相似性类比。
【预测2】J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。
（1）M的离子结构示意图为_____；元素T在周期表中位于第_____族。 （2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为______。
（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为_____。 （4）L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2 的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为______。
②一定条件下，甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应（△H>0）并达平衡后，仅改变下表中反应条件x，该平衡体系中随x递增y递减的是_______（选填序号）。
选项 x y a 温度 甲的物质的量 b 温度 平衡常数K c 加入H2的物质的量 甲的转化率 d 加入甲的物质的量 生成物物质的量总和 （5）由J、R形成的液态化合物JR2 0.2mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298K时放出热量215kJ。 该反应的热化学方程式为________。
解析： (1) J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等,可以判断J元素为碳元素；M是地壳中含量最多的金属元素为铝元素；根据J、R在周期表中的相对位置可以判断R为硫元素，则T为氯元素，处于第三周期第Ⅶ族
（2）J和氢组成含有6个原子的分子为乙烯，其结构简式为CH2=CH2 （3）M和T形成的化合物为AlCl3，与水反应AlCl3+3H2OAl（OH）3+3HCl，其中氯化氢气体呈雾状 （4）①氨水与双氧水发生氧化还原反应：2NH3·H2O+3H2O2=N2+8H2O生成无污染的氮气； ②甲在固体体积的密闭容器中发生分解反应△H＞0，△H＞0表明正反应为吸热反应，升高温度，平衡朝着正方向移动，甲物质的量减少；加入H2的物质的量即增加生成物的浓度，平衡朝逆方向移动，甲的转化率减小
（5）JR2为CS2,燃烧生成二氧化碳和二氧化硫，依题意可以很快的写出反应的热化学方程式
1312CS2（g）+O2（g）=CO2（g）+SO2（g） △H= —215KJ·mol—1 5555； ⅦA
答案：(1)
（2）CH2=CH2 （3）AlCl3+3H2OAl（OH）3+3HCl （4）①2NH3·H2O+3H2O2=N2+8H2O ②a和c；a或c