高中化学 重难点讲义+巩固练习题- 第2讲.元素周期律 化学键(普)(2)

第2讲元素周期律
化学键满分晋级
物质结构与元素周期律8级
元素周期律与元素周期表
物质结构与元素周期律5级
元素周期表
物质结构与元素周期律2级
元素周期律
新课标剖析
2.1元素周期律
知识点睛
上节课我们研究了同一主族元素的性质，发现在同一主族的元素中从上到下随着电子层数的增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。

即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

那么同一周期的元素在性质上有没有类似的递变规律呢？本节课我们继续探讨。

一、同周期元素的结构的递变（除稀有气体外）
【思考】通过上面的表格思考并讨论：同周期元素（除稀有气体外）随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、元素的原子半径和元素的化合价呈现什么规律性的变化？
【答案】a．随原子序数的递增，元素原子最外层电子排布呈周期性变化。

b．同一周期（稀有气体除外），从左到右，随着原子序数的递增，元素原子的半径递减；
c．同一周期中，从左到右随着原子序数的递增，元素的最高正化合价(第一周期除外，稀有气体元素除外，第二周期的O、F元素除外)递增（从+1价到+7价）；最低负化
合价(第一周期除外，稀有气体元素除外，金属元素除外)递增（从-4价到-1价）。

元
素最高价与最低价的绝对值的和为8。

二、同周期元素金属性与非金属性的递变
同周期元素随着原子序数的递增，元素的金属性和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期
【总结】钠、镁、铝三种元素是同周期元素，它们的核外电子数逐渐增多，与水（或与非氧化性稀酸）反应越来越困难，而且生成的最高价氧化物的水化物的碱性也越来越弱，说明元素的金属性逐渐减弱。

【总结】硅、磷、硫、氯四种元素是同周期元素，它们的核外电子数逐渐增多，与氢气反应条件逐渐变容易，而且反应变剧烈，生成的氢化物也越来越稳定，最高价氧化物的水化物的酸性也越来越强，说明元素的非金属性逐渐增强。

【结论】
三、元素周期律
通过研究同主族和同周期元素的性质，我们不难归纳出：元素的性质随着元素的原子序数的递增而呈周期性的变化，这一规律叫做元素周期律。

元素周期律的实质：元素原子核外电子排布呈周期性变化。

四、元素周期律的应用
元素周期表和元素周期律对于其他与化学相关的科学技术也有指导作用。

①元素周期律金属性和非金属性的递变性的应用。

例如金属性最强的元素在元素周期表的左下方；非金属性最强的在元素周期表的右上方（除稀有气体）。

②周期表中金属与非金属的分界附近元素的应用。

例如可以找到半导体材料，如硅、锗等，半导体材料的研制正是开始于锗，后来发展到研制与它同族的硅。

③元素周期表中邻近元素相似性的应用。

例如农药由含砷的有机物逐渐发展成对人畜毒性较低的含磷有机物，而通常制造的农药，所含有的氟、氯、硫、磷等在周期表中的位置也很靠近。

④周期表中过渡金属元素的应用。

例如人们还在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。

五、元素周期表中的“位—构—性”三者间的关系
元素在周期表中位置、原子结构及元素的性质三者之间的关系。

【例1】 元素性质呈周期性变化的实质是（ ）
A ．相对原子质量逐渐增大
B ．核电荷逐渐增大
C ．核外电子排布呈周期性变化
D ．元素的化合价呈周期性变化
【答案】C
【例2】 下列关于第三周期主族元素从左到右的递变规律的说法中，不正确．．．
的是( ) A ．原子半径逐渐减小 B ．原子的电子层数逐渐增多 C ．最高正化合价逐渐增大 D ．非金属性逐渐增强
【答案】B
【例3】 根据元素周期律可知碱性强弱介于KOH 和Mg(OH)2之间的氢氧化物（ ）
A ．NaOH
B ．Al(OH)3
C ．LiOH
D ．RbOH
【答案】A
【例4】 下列递变规律不正确的是（ ）
A ．Na 、Mg 、Al 还原性依次减弱
B ．I 2、Br 2、Cl 2氧化性依次增强
C ．C 、N 、O 原子半径依次增大
D ．P 、S 、Cl 最高正价依次升高
【答案】C
【例5】 下列各组中，判断不正确的是（ ）
A ．碱性：22Ca(OH)Be(OH)
B ．稳定性： HI > HCl
C ．金属性：Fe > Cu
D ．非金属性： N > P
【答案】B
【例6】 下列各元素的氧化物中， 既能与盐酸反应生成盐和水，又能够与NaOH 溶液反应生成盐
和水的是（ ）
A ．元素X ：它的原子中M 层比L 层少2个电子
B ．元素Z ：位于元素周期表中的第三周期，ⅢA 族
C ．元素Y ：它的二价阳离子核外电子总数与氩原子相同
D ．元素W ：它的焰色反应颜色呈紫色 【答案】B
【例7】 下列各组物质的性质变化正确的是（ ）
例题精讲
考点1： 元素周期律专题
A ．酸性HClO 4>HNO 3>H 3PO 4>H 2SiO 3
B ．稳定性H 2S>HCl>HBr>HI
C ．熔点Rb>K>Na>Li
D ．溶解性NaHCO 3>Na 2CO 3>NaOH
【答案】A
【例8】
下列各组元素最高价氧化物对应水化物碱性渐弱，酸性渐强的是（ ） [多选]
A ．NaOH 、Mg(OH)2、H 3PO 4、H 2SO 4
B ．KOH 、NaOH 、H 2SO 4、HClO 4
C ．Be(OH) 2、Ca(OH) 2、HBrO 4、HClO 4
D ．Mg(OH) 2、Ba(OH) 2、H 3PO 4、H 2SO 4
【答案】AB
【例9】 A 、B 、C 、D 、E 是具有相同电子层数的1~18元素，A 和B 的最高价氧化物对应的水化物
均呈碱性，且碱性B ＞A ，C 和D 的气态氢化物的稳定性C ＞D ，E 是这五种元素中原子半径最小的元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是（ ）
A ．A
B
C
D
E B ．E C D B A C ．B A D C E D ．C D A B E
【答案】C
【例10】
在1～18元素中(稀有气体元素除外)：
（1）原子半径最小的元素是 ； （2）原子半径最大的元素是 ；
（3）非金属性最强的元素是 ，氧化性最强的单质是 ； （4）金属性最强的元素是 ，还原性最强的单质是 ；
（5）最高价氧化物对应水化物中碱性最强的物质是 ，它对应的氧化物的化学式为 ； （6）最高价氧化物对应水化物中酸性最强的物质是 ，它对应的氧化物的化学式为 ； （7）气态氢化物中最稳定的物质是 ；
【答案】（1）H ；（2）Na ；（3）F ，F 2；（4）Na ，Na ；（5）NaOH ，Na 2O ；（6）HClO 4，Cl 2O 7；（7）HF ；
【例11】
已知某常见主族元素R 的氢化物的化学式为H 2R ，下列叙述中不正确的是（ ）[多选]
A ．该元素的原子最外电子层上有6个电子
B ．该元素的氧化物的化学式可能为RO 2
C ．该氢化物H 2R 的水溶液是电解质
D ．该元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H 2RO 4
【答案】CD
一、 离子键
必修1中我们学过，Na 在Cl 2中会剧烈燃烧，火焰呈黄色且有浓的白烟，反应停止后管壁上可观察到有白色固体(NaCl)附着。

反应如下：
2Na + Cl 2 点燃
2NaCl
【思考】化学反应的实质是分子破裂成原子，原子重新组合成分子；钠与氯气如此剧烈反应，氯原子
与钠原子之间又是如何结合形成NaCl 的呢？
知识点睛
2.2 化学键
【答案】钠原子最外层只有1个电子，很容易失去电子达到8电子稳定结构，而氯原子最外层有7个
电子，很容易得到电子达到8电子稳定结构。

在化学反应中，钠原子把电子给氯原子后，变为钠离子，氯原子得到电子后变为氯离子，它们形成离子后，由于所带电荷相反，会相互吸引，但是当它们靠近到一定程度后，原子核之间以及电子间会相互排斥，当相互吸引和相互排斥达到平衡时便形成了稳定的氯化钠。

过程可由下图表示：
人们把带相反电荷的离子间的强烈的相互作用称为离子键。

由离子键构成的化合物叫做离子化合物。

二、 电子式
元素的化学性质主要是由最外层电子数决定的，在化学反应中一般是最外层电子排布发生变化。

为了方便起见，在元素符的周围用“·”和“×”表示原子的最外层电子，这种式子叫做电子式。

（1）原子的电子式
原子的电子式主要考虑在发生反应时的成键情况并讲究对称性。

如：
（2）离子的电子式
a ．一般情况，阳离子是由原子失去全部最外层电子后形成的，故简单阳离子的电子式就是它们的离子符本身。

如：H +、Na +、Mg 2+、Al 3+
b ．阴离子和复杂阳离子的电子式要加一个“[ ]”，如Cl -、2S -、OH -、4NH +的电子式分别是：
Na Mg N [Cl
] -
[S ] 2 -
H H
N H H
+
[O H
] -
H Cl Al C S
（3）离子化合物的电子式
离子化合物的电子式就是把阴阳离子的电子式结合起来，但要注意位置的排放（注意对称性）。

如22222Na S MgCl Na O Na O 、、、的电子式分别是：
（4）用电子式表示离子化合物的形成过程
a ．氯化钠的形成过程可用电子式表示如下：
b ．氯化钙的形成过程如下：
三、 共价键
（1）共价键的形成
我们知道H 2能在Cl 2中剧烈燃烧，火焰为苍白色，瓶口冒出白雾为生成的HCl 遇到空气中的水蒸气形成的盐酸小液滴。

反应如下：
H 2 + Cl 2 点燃
2HCl
【思考】H 和Cl 在形成HCl 时，也像Na 一样完全失去一个电子给Cl 吗？为什么是1个氢原子和1
个氯原子结合，而不是其它个数比呢？
【答案】H 和Cl 在形成HCl 时，氯原子最外层有7个电子，差一个电子达到8电子稳定结构；H 只有
一个电子，离两电子的稳定结构也差一个电子，H 不能像Na 一样完全失去一个电子给Cl ，那么它们只好各拿出一个电子来形成电子对共同使用便各自达到稳定结构，于是两个原子核都对这对共用电子对产生吸引，两个原子核间也会排斥，当相互吸引和相互排斥达到平衡时便形成稳定的HCl 。

表示如下：
原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，称为共价键。

以共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。

我们可以用一条“—”表示一对共用电子对，省略其它未成键电子便得到共价化合物的结构式。

如HCl 的结构式为：H —Cl 。

形成微粒 原子
本质 成键的两原子间的共用电子对的相互作用。

形成条件
①一般情况下，非金属元素之间形成共价键（同种或不同种非金属间）。

②某些金属与非金属元素之间也会形成共价键（如：AlCl 3）。

形成的化合物 完全由共价键构成的化合物属于共价化合物。

表示方法 电子式：H Cl : 结构式：H —Cl
形成过程
用电子式表示氯化氢的形成过程
（2）某些分子的电子式及结构式
分子 用电子式表示分子
用结构式表示分子
H 2
H —H
H H
H
N ⨯
⨯:
（3）用电子式表示分子的形成过程
许多单质分子，如H 2、Cl 2等它们的形成过程也可用电子式表示如下：
四、 化学键
使离子相结合或原子相结合的作用统称为化学键。

从分子（原子）的观点看化学反应的实质是分子破裂成原子，原子重新组合成分子；现在我们从化学键的角度看化学反应其实就是旧键断裂和新键形成的过程。

例如氢气与氯气的反应，可以看作以下三个过程：
氢原子之间的共价键断裂： 氯原子之间的共价键断裂：
【注】本讲只讲离子键和共价键的基础知识，关于极性键和非极性键的知识，春季班中进行讲解。

【例12】
下列关于离子键的叙述不正确的是（ ） A ．离子键是阴阳离子之间的静电作用力
B ．离子键是阴阳离子这样的正负电荷之间的相互吸引力
C ．H -与Ca 2+两种微粒之间可以形成离子键
D ．F 与K 两种元素之间可以形成离子键
【答案】B
【例13】 下列说法中不正确的是（ ） [多选]
A ．在共价化合物中也可能含有离子键
B ．含有金属元素的化合物一定是离子化合物
C ．含有共价键的化合物不一定是共价化合物
D ．含有离子键的化合物一定是离子化合物
例题精讲
考点2： 化学键专题H H H
H
+
Cl Cl
Cl
Cl + N N
H O O C O
H H C
【答案】AB
【例14】
下列物质都属于共价化合物的是（ ）
A ．NaCl 和H 2O
B ．乙醇和硫酸
C ．氢气和氯气
D ．氢氧化钠和硫酸钠
【答案】B
【例15】
下列各组物质中化学键的类型完全相同的是（ ）
A ． NH 3 H 2O CO 2
B ．H 2O Na 2O CO 2
C ．CaCl 2 NaOH H 2O
D ．HCl MgCl 2 NH 4Cl
【答案】 A
【例16】
下列微粒中，既含有离子键又含有共价键的是（ ）
A ．Ca(OH)2
B ．H 2O 2
C ．Na 2O
D ．MgCl 2
【答案】A
【例17】
HBr 分子的电子式为（ ）
A ．H Br ×∶
B ．H Br +-
C ．H [Br +-×∶]
D ．H —Br
【答案】A
【例18】
下列电子式书写正确的是（ ）
A ．氨
H
H N H
∶∶ B ．四氯化碳
C ．钠离子 Na
D ．二氧化碳 O C
O ∶∶∶∶ 【答案】B
【例19】
分别用电子式表示下列物质。

（1） 用电子式分别表示NaBr 、CaBr 2、K 2S 、Ca(OH)2。

（2） 用电子式表示Mg 与Br 2反应生成MgBr 2。

【答案】 2H O Ca O H ::::--
+⎡⎤⎡⎤
⎣⎦⎣⎦
【例20】
下列关于原子结构、元素性质的说法正确的是（ ）
A ．非金属元素组成的化合物中只含共价键
B ．IA 族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C ．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
考点2： 元素周期表综合题Br +
Mg
+
[Br ] - Mg 2 + [Br
] -
Br
Na + [Br
] -
[Br ] - Ca 2 + [Br
] -
K + [S
] 2
- K +
D ．ⅦA 族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
【答案】 B
【例21】 A 、B 、C 三种元素的原子具有相同的电子层数，而B 的核电荷数比A 大2，C 原子的电子
总数比B 原子电子总数多4。

1 molA 的单质跟盐酸反应可置换出11.2L （标准状况下）氢气，这时A 转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。

回答：
（1）A 是 元素，B 是 元素，C 是 元素。

（2）分别写出A 、B 最高正价氧化物对应水化物分别跟C 的气态氢化物水溶液反应的离子方
程式： 。

【答案】（1）Na ；Al ；Cl （2）OH -+H +=H 2O Al(OH)3+3H +=Al 3++3H 2O
【例22】 X 、Y 、Z 、W 是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族；其中只有两种元素为金属；
X 原子的最外层电子数与次外层电子数相等；X 与W 、Y 与Z 这两对原子的最外层电子数之和均为9。

单质Y 和W 都可与浓的NaOH 溶液反应。

请回答下列问题： （1）Y 、Z 、W 的原子半径由小到大的顺序是 。

（2）X 与Y 化学性质相似，则X 与浓的NaOH 溶液反应的化学方程式是： 。

（3）0.1mol 的单质W 与50mL1.5mol/L 的FeBr 2溶液反应，则被氧化的Fe 2+和Br -的物质的量
之比是： 。

【答案】（1）Cl ＜S ＜Al （2）Be + 2NaOH = Na 2BeO 2 + H 2 ↑ （3）3∶5
【例23】 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）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为 。

（2）②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 。

（3）①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的化合物，写出其中一种化
合物的电子式： 。

【答案】（1）Na ＞Al ＞O （2）HNO 3＞H 2CO 3＞H 2SiO 3 （3）Na [O H]+-∶
∶或Na [O Cl ]+-∶∶∶
1. 元素周期律就是元素的 随着元素的 的递增而呈现周期性的变化。

2. 元素周期律的实质是元素的 呈周期性变化。

3.
4.化学键包括 和 等。

5. 间的强烈的相互作用称为离子键，其本质是 ，容易形成
离子键的有 、 和 。

6. 由构成的化合物叫做离子化合物。

常见的离子化合物有 。

7. 间通过 所形成的相互作用称为共价键。

容易形成共价键的
有 、 。

8. 构成的化合物属于共价化合物。

9. 从化学键的角度看化学反应的实质是 。

【答案】
1.性质，原子序数
2. 原子核外电子排布
3.
4.5. 阴、阳离子，阴阳离子间的静电作用，活泼金属与活泼非金属之间、活泼金属与酸根离子或氢氧根离子之间、4
NH 与非金属元素的离子或酸根离子之间。

知识复习巩固
6. 离子键，强碱、盐
7. 原子，共用电子对，非金属元素之间，某些金属与非金属元素之间 8.完全由共价键
9. 旧键断裂和新键形成的过程
元素周期律的发现
1867年，俄国圣彼德堡大学里来了一个年轻的化学教授，他就是门捷列夫。

身为化学教授的门捷列夫大部分时间不是在实验室度过，而是将自己关在书房里。

手里总捏着一副纸牌，颠来倒去，整好又打乱，乱了又重排。

不邀牌友，也不去上别人家的牌桌。

化学小常识
两年后的一天，俄罗斯化学会专门邀请专家进行一次学术讨论。

学者们有的带着论文，有的带着样品，只有门捷列夫两手空空，学术讨论进行了三天，三天来讨论会场大家各抒己见，好不热闹，只有门捷列夫一个人一直一言不发，只是瞪着一双大眼睛看，竖起耳朵听，有时皱皱眉头想想。

眼看讨论就要结束了，主持人躬身说道：“门捷列夫先生，不知可有什么高见？”门捷列夫也不说话，起身走到桌子的中央，右手从口袋里取出，随即一副纸牌甩在桌子上，在场的人都大吃一惊，门捷列夫爱玩纸牌，化学界的朋友已早有所闻，但总不至于闹到这种地步，到这么严肃的场合来开玩笑吧？
只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手里，三下两下便整理好，并一一亮给大家看。

大家这时才发现这并不是一副普通的扑克，每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等，共63张，代表着当时已发现的63种元素。

更怪的是，这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

门捷列夫真不愧为玩纸牌的老手，一会儿功夫就在桌子上列成一个牌阵：竖看就是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别各一列，横看那七种颜色的纸牌就像画出的光谱段，有规律地每隔七张就重复一次。

然后门捷列夫口中念念有词地讲着每一个元素的性质，滚瓜烂熟，如数家宝。

周围的人都傻眼了。

他们在实验室里钻了十年、几十年，想不到一个年轻人玩玩纸牌就能得出这番道理，要说不服气吧，好像有理，要说真是这样，又有些不甘心。

这时一直坐在旁边观看的门捷列夫的老师胡子气得撅起来了，一拍桌子站起来，以师长的严厉声调说道：“快收起你这套魔术吧，身为教授、科学家，不在实验室里老老实实地做实验，却异想天开，摆摆纸牌就要发现什么规律，这些元素难道就由你这样随便摆布吗？……”老人越说越激动，一边还收拾东西准备离去，其他人见状也纷纷站起，这场讨论就这样不了了之。

门捷列夫坚信自己是对的，回家后继续推着这副纸牌，遇到什么地方接连不上时，他就断定还有新元素没被发现，他就暂时补一张空牌，这样他一口气预言了11种未知元素，那副牌已是74张。

这就是最早的元素周期表。

在随后的几年中，门捷列夫预言的11种元素陆续被发现，乖乖地住进他的元素周期表，特别是后来发现的氦、氖、氩、氪、氙和氡又给元素周期表增加了新的一族。

元素世界一目了然，它就像一幅大地图，以后化学的研究就全靠这幅指南图了。