(完整word版)物质结构与元素周期律专题复习教案

物质结构与元素周期律
一、原子的构成
1、原子：
2、两个关系式：
（1）核电荷数＝核内质子数＝原子核外电子数＝原子序数。

（2）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。

【例 1】某元素的一种核素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成H m X分子，在a g H m X分子中含质子的物质的量是()
二、核外电子排布
1、电子运动特点：①较小空间；②高速；③无确定轨道。

2、电子云：表示电子在核外单位体积内出现几率的大小，而非表示核外电子的多少。

3、电子层：根据电子能量高低及其运动区域不同，将核外空间分成个电子层。

表示：层数 1 2 3 4 5 6 7
符号K L M N O P Q
n值越大，电子运动离核越远，电子能量越高。

电子层实际上并不存在。

4、能量最低原理：电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后排布在能量稍
高的电子层，即电子由内而外逐层排布。

5、排布规律：①各电子层最多容纳的电子数目是个。

②最外层电子数不超过个。

（K层为最外层时不超过2个）
③次外层电子数不超过个，倒数第三层电子数不超过32个。

6、表示方法：
①原子、离子结构示意图。

②原子、离子的电子式。

三、电子式的书写
【例 2】下列化学用语中，书写错误的是( )
根据元素周期律，把相同的各种元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，再把不同横行中相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行，
这样得到的表就叫做元素周期表。

1、编排依据
（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。

（2）将电子层数相同的元素排成一个横行，得到。

（3）把最外层电子数相同的元素排成一个纵行，得到。

2、结构
短周期：1、2、3
周期（7个横行）长周期：4、5、6
不完全周期：7
7个主族：ⅠA～ⅦA
族（18个纵行）7个副族：ⅠB～ⅦB
16个族第Ⅷ族
零族（稀有气体）
【例 3】甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是() A．x＋2B．x＋4 C．x＋8 D．x＋18
【例 4】若甲、乙分别是同一周期的ⅡA和ⅢA元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m 和n的关系不正确的是 ( ) A．n＝m＋1 B．n＝m＋18 C．n＝m＋25 D．n＝m＋11
【例 5】下列叙述中正确的是() A．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
1.内容：元素的性质随着的递增而呈周期性变化的规律，叫元素周期律。

其实质是：元素性质的周期性变化是元素原子核外的周期性变化的必然结果。

随着原子序数（核电荷数）的递增：
⑴原子结构呈周期性变化。

⑵原子半径呈周期性变化。

⑶元素主要化合价呈周期性变化。

⑷元素的金属性与非金属性呈周期性变化。

2.元素金属性强弱的判断依据
（1）元素的金属性：指元素的原子电子的能力。

（2）元素的金属性强弱判断的依据有：
①单质与水或酸反应置换氢气的难易程度。

②最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。

③金属活动性顺序表。

④金属之间的相互置换。

⑤金属阳离子氧化性的强弱。

3.元素非金属性强弱的判断依据
（1）元素的非金属性：指元素的原子电子的能力。

（2）元素的非金属性强弱判断的依据有：
①单质与氢气化合的难易程度。

②生成氢化物的稳定性。

③最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。

④非金属单质之间的相互置换。

⑤元素原子对应阴离子的还原性。

【例 6】下列叙述中能确定A金属性一定比B金属性强的是() A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1 mol A与足量酸反应生成的H2比1 mol B与足量酸反应生成的H2多
D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能
4.元素的性质与元素在周期表中位置的关系
元素性质同周期元素（左→右）同主族元素（上→下）最外层电子数逐渐
原子半径逐渐逐渐
主要化合价
最高正价逐渐增大
最低负价＝－(8－主族序数)
最高正价、最低负价相同
（除F、O外）
最高正价＝主族序数
最高价氧化物对应
水化物的酸碱性
碱性逐渐，酸性逐渐酸性逐渐，碱性逐渐非金属元素气态氢
化物的稳定性
逐渐逐渐
元素的金属性和非
金属性
金属性逐渐
非金属性逐渐
非金属性逐渐
金属性逐渐
得失电子能力失减，得递增得减，失递增
【例7】下列说法正确的是 ( )
A．SiH4比CH4稳定
B．O2－半径比F－的小
C．Na与Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强
D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱
【例 8】下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是（）
①原子序数为15的元素的最高化合价为＋3
②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
③第二周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6
④原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期ⅡA族
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
5.微粒半径大小比较规律
1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（除外）
2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大
3、同主族元素的原子半径和离子半径随核电荷数的增大而增大
具体规律 4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而
5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越
6、同种元素的微粒半径：阳离子原子阴离子
7、稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径
【例 9】具有相同电子层结构的三种粒子A n＋、B n-、C，下列分析正确的是（） A．原子序数关系是C＞B＞A B．粒子半径关系是B n-＜A n+
C．C一定是稀有气体元素原子 D．原子半径关系是A＜B
【例 10】已知：a A n＋、b B(n＋1)＋、c C n－、d D(n＋1)－是具有相同的电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是 ( ) A．原子半径：C>D>A>B B．原子序数：b>a>c>d
C．离子半径：C>D>A>B D．单质还原性：A>B>C>D
六、元素周期律和元素周期表的意义
1.根据原子结构、元素性质及表中位置的关系预测元素的性质。

2.启发人们在一定范围内寻找某些物质：
(1)半导体元素在两性线附近，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。

【例 11】右图是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B 的质量数。

B原子核内质子数和中子数相等。

下面叙述中不正确的是（）
A.A、B、C三种元素不全都是非金属元素
B.A元素最高价氧化物的对应水化物具有强氧化性和不稳定性
C.B元素的氧化物、氢化物的水溶液都呈酸性
D.C元素的单质是非金属单质中唯一能跟水激烈反应的单质
【例 12】通常情况下，粒子A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种粒子反应后可得C和一种白色沉淀。

请回答：
(1)用化学符号表示下列四种微粒：
A：________，B：________，C：________，D：________。

(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：______________________________ _____。

七、核素、同位素及原子量
1.核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。

2.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。

3.丰度：天然同位素原子的原子个数百分比，即物质的量百分比。

4.各种原子量及计算
原子的质量：也即实际质量，一般通过精密的实验测得。

原子的相对原子质量：M＝。

原子的近似原子质量：即原子的质量数（A）= 。

元素的相对原子质量：某元素各种核素的相对原子质量与其原子百分比的乘积之和。

元素的近似相对原子质量：某元素各种天然同位素原子的质量数与其原子百分比的乘积之和，即M＝∑A i·x i 。

【例 13】金属钛对体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生物金属”之称。

下列说法中正确的是 ( )
【例 14】中国地质大学郑建平教授借助同位素测定方法，发现了一块来自36亿年前地球20～30千米深处的地壳岩石，为人类研究地球早期形成演化，提供了极为重要的科学依据，同位素测定方法中应用较多的是13C、15N分析方法，下列关于13C、15N的叙述，正确的是（）
A.13C、15N具有相同的中子数
B.0.012 kg 13C所含碳原子数为阿伏加德罗常数
C.等物质量的量的13C17O和15N2两种气体具有相同的质子数、原子数和质量
D.13C、15N和C60、N70互为同位素
八、元素周期表中元素性质的递变规律
1.碱金属元素
（1）物理性质
（2）化学性质
与水反应的剧烈程度：Li‹Na‹K。

2.卤族元素
相似性：均有颜色，均有毒，在水中的溶解度均比较小。

递变性：从F2到I2，颜色逐渐加深，密度逐渐变大，熔沸点逐渐升高。

（2）化学性质：
【例 15】砹是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物最不可能具有的性质是（）①砹化氢很稳定②砹单质与水反应，使砹全部转成氢砹酸和次砹酸
③砹化合物的熔点较高④砹是黑色固体⑤砹化银不溶于水
A．只有①② B．只有①③④ C．只有③④⑤ D．只有②④
3.核外电子排布的特殊规律(短周期元素)
(1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。

(2)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。

(3)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。

(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；
是次外层3倍的元素：O；
是次外层4倍的元素：Ne。

(5)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。

(6)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。

(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。

(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。

九、化学键
1.化学键：相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用称为化学键。

2.中学阶段所学的化学键主要为下列三种类型：
类型 作用方式
成键元素
离子键 阴阳离子间的静电作用
活泼金属与活泼非金属 共价
键 极性键
共用电子对
共用电子对偏向吸引
电子能力强的原子 不同的非金属元素原子 非极性键 共用电子对无偏移
同一非金属元素的原子 金属键
金属阳离子和自由电子之间 形成的化学键
金属原子
（1）离子化合物中并不存在单个的分子，例如NaCl ，并不存在NaCl 分子。

（2）既有离子键又有共价键的化合物属于离子化合物。

（3）金属和非金属形成的化合物不一定是离子化合物，如AlCl 3，一般认为是共价化合物。

（4）铵盐中没有金属元素，但是离子化合物。

【例 16】下列关于化学键和化合物的说法中正确的是
( )
A ．两种元素组成的分子中一定只有极性键
B ．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物
C ．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D ．含有阴离子的化合物一定含有阳离子
【例 17】短周期元素W 、X 、Y 、Z 的原子序数依次增大，W 与Y 、X 与Z 位于同一主族，W 与X 可形成共价化合物WX 2，Y 原子的内层电子总数是其最外层电子数的2.5倍。

下列叙述中不正确的是
( )
A ．WX 2分子中所有原子最外层都满足8电子结构
B ．WX 2、ZX 2中的化学键类型相同
C ．WX 2是以极性键结合成的非极性分子
D ．原子半径大小顺序为：X<W<Y<Z
十、分子间作用力和氢键
1．分子间作用力
(1)定义：分子之间的作用力，又称范德华力。

(2)特点：
①广泛存在于分子之间。

②只有分子间充分接近时才有分子间相互作用力，如固体和液体物质中。

③分子间作用力能量远远小于化学键。

④由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

（3）组成和结构相似的分子，越大，分子间作用力越大，熔沸点越。

2．氢键
(1)定义：分子间存在着的一种比分子间作用力稍强的相互作用。

(2)形成条件：除H原子外，形成氢键的原子通常是。

(3)作用：
①HF、H2O、NH3均比同主族元素的气态氢化物的沸点高，原因是它们的分子间存在着氢键。

②水结冰时，水分子大范围地以氢键互相联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上。

【例 18】下列事实与氢键有关的是（）
A.水加热到很高的温度都难以分解
B.水结成冰体积膨胀，密度变小
C.CH4、SiH4、 GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高
D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
【例 19】关于氢键的下列说法中正确的是 ( ) A．每个水分子内含有两个氢键
B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键
C．分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高
D．HF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
元素特殊性规律总结：
（1）与水反应的最激烈的非金属元素是氟。

（2）与水反应的最激烈的金属元素是铯。

（3）单质硬度最大的元素是碳。

（4）常温下有颜色的气体单质是氟气和氯气。

（5）稀有气体元素中原子半径最大的是氡。

（6）原子半径最小（大）的元素是氢（铯）（稀有气体除外）。

（7）所形成的气态氢化物最稳定的元素是氟。

（8）正负化合价的代数和为零，且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是碳。

（9）最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是氯。

（10）所形成的化合物种类最多的是碳。

（11）原子序数、电子层数、未成对电子数三者均相等的是氢。

（12）只有负价并无正价的是氟。

（13）最轻的金属是锂；最轻的气体是氢气。

（14）同位素之一的原子核中只有质子没有中子的元素是氢。

（15）最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是铝。

（16）空气中含量最多的元素，或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是氮。

（17）地壳中含量最多的元素，或气态氢化物的沸点最高的元素，或氢化物在通常情况下呈液态的元素是氧。

（18）地壳中含量最多的金属元素是铝。

（19）最活泼的非金属元素，或无正价的元素，或无含氧酸的非金属元素，或无氧酸（气态氢化物）可以腐蚀玻璃的元素，或气态氢化物最稳定的元素，或阴离子的还原性最弱的元素是氟。

（20）最易着火的非金属元素的单质，其元素是磷。

（21）常温下单质呈液态的非金属元素是溴，金属元素是汞。

（22）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应的元素是氮。

（23）元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素是锂、钠、氟。

（24）常见的能形成同素异形体的元素有碳、磷、氧、硫。

（25）与He原子电子层结构相同的离子有（2电子结构）：H-、Li+、Be2+。

物质结构与元素周期律专题练习
1．下列说法正确的是 ( )
A ．宏观上的物质对外不显电性，是因为组成它们的微观粒子都是电中性的原子和分子
B ．某物质经科学测定只含有一种元素，则可以断定该物质是一种纯净物
C ．利用化学方法，我们可以制造出新的分子，但不能制造出新原子
D ．由两种元素组成的电解质分子中，显正价的是阳离子，显负价的是阴离子
2.下列叙述中正确的是 ( )
A ．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B ．除短周期外，其他周期均有18种元素
C ．在同一周期中，ⅠA 族比ⅡA 族的单质与水反应更剧烈
D ．在ⅠA 族中，单质的熔、沸点随着原子半径的增大而逐渐升高
3．化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列有关化学用语正确的是 ( ) A ．CO 2的电子式O ··
··C ····O ····
B ．Cl －的结构示意图
C ．乙烯的结构简式C 2H 4
D ．质量数为37的氯原子1737Cl
4．有X 、Y 、Z 、W 四种元素，它们的原子序数分别为6、10、11、17，下列判断错误的是 ( )
A ．X 和W 能形成共价化合物
B ．Z 和W 能形成离子化合物
C ．Y 和Z 不能形成化合物
D ．Y 分子中存在共价键
5．下列说法正确的是 ( )
A ．第ⅠA 族元素的金属性比第ⅡA 族元素的金属性强
B ．第ⅥA 族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高
C ．同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强
D ．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
6．X 、Y 、Z 三种非金属元素具有相同的电子层数，它们的气态氢化物的稳定性强弱顺序是XH 3<H 2Y<HZ ，下列说法中正确的是 ( )
A ．原子序数X>Y>Z
B ．原子得电子能力X<Y<Z
C ．原子半径X<Y<Z
D ．离子还原性X 3－<Y 2－<Z －
7．原子的核电荷数小于18的某元素X ，其原子的电子层数为n ，最外层电子数为2n +1，
原子核内质子数是2n 2-1。

下列有关元素X 的说法中不正确的是 ） ( )
A.X 可能与元素Y 形成Y 3X 2型化合物
B .X 肯定能形成化学式为NaXO 3的含氧酸钠盐
C ．X 原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D ．元素X 能形成化学式为X （OH ）3的碱
8．下列叙述正确的是 ( )
A ．NaHSO 4、Na 2O 2晶体中的阴、阳离子个数比均为1:2
B ．离子化合物中一定不含共价键
C ．某主族元素的最高价含氧酸为H n RO m ，则其气态氢化物一般是H 2m －n R
D ．元素周期表中L 层电子为奇数的元素所在族序数与该元素原子的L 层电子数相等
9．短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示，下面判断正确的是
()
A．原子半径：丙<丁<戊
B．金属性：甲>丙
C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊
D．最外层电子数：甲>乙
10．A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大，A元素的气态氢化物与A元素的最高价氧化物对应的水化物能反应生成盐；B、C、D同周期，它们的最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应生成盐和水，B和D可组成化合物BD。

回答下列问题：（1）A元素的气态氢化物的结构式为：__________。

D的最高价氧化物对应水化物的化学式：____________。

（2）在工业上常用________法制备单质C（填金属的冶炼方法）。

（3）C、D组成的化合物溶于水的离子方程式：____________ _____。

（4）B、C最高价氧化物对应的水化物在溶液中反应的离子方程式为：__ _____。

11．有A、B、C、D、E五种短周期元素，其元素特征信息如下表：
元素编号元素特征信息
A 其单质是密度最小的物质
B 阴离子带两个单位负电荷，单质是空气的主要成分之一
C 其阳离子与B的阴离子有相同的电子层结构，且与B可以形成两种离子化合物
D 其氢氧化物和氧化物都有两性，与C同周期
E 与C同周期，原子半径在该周期最小
回答下列问题：
(1)写出下列元素的名称：C________，E________。

(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是(用化学式表示)____________________。

(3)按要求填写化学方程式：
①E单质与A、B、C形成的化合物反应的化学方程式：_____ ________________。

②D单质与A、B、C形成的化合物的水溶液反应的离子方程式：___ _____________。

12．某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。

Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：________与盐酸反应最剧烈，________与盐酸反应的速度最慢；________与盐酸反应产生的气体最多。

(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为_______________________________________________________ ___________。

Ⅱ.利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
(3)仪器B的名称为________，干燥管D的作用为防止__________ ______。

(4)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉-碘化钾混合溶液，观察到C中溶液____ ____的现象，即可证明。

从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。

(5)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象，即可证明。

但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰试验，应在两装置间添加装有溶液的洗气瓶除去。

答案：1.C 2.C 3.B 4.D 5.B 6.B 7.D 8.D 9.C 10.
（1）HClO4
（2）电解
（3）Al3++3H
2O
Al（OH）3+3H+
（4）Al（OH）
3+OH-=AlO
2
-+2H2O
11.(1)钠氯
(2)r(O2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)
(3)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑
12．(1)钾铝铝(2)S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－(3)锥形瓶倒吸(4)变蓝NaOH
(5)有白色沉淀生成饱和NaHCO3
解析Ⅱ(4)本实验利用KMnO4与浓盐酸反应制备氯气，然后让氯气与淀粉-碘化钾混合溶液反应，根据溶液颜色的变化来比较氯和碘非金属性强弱。

过量的氯气会逸散到空气中，污染环境，应用碱液吸收。

(5)利用强酸制弱酸的原理比较硅和碳的非金属性强弱，制二氧化碳过程中有杂质氯化氢存在，不能说明是二氧化碳与Na2SiO3反应生成白色沉淀，故应先用饱和NaHCO3溶液除去氯化氢。