第4讲 物质结构和元素周期律
真题试做
1．(2012课标全国理综，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是( )。
A．上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜Z B．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20 C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点
2．(2011新课标全国理综，13)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )。 ．．
A．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构 B．元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种 C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成 D．元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
3．(2010课标全国理综，7)下列各项表达中正确的是( )。
··
··
A．Na2O2的电子式为Na∶O∶∶O∶Na
B．106 g的乙醇和丙醇混合液完全燃烧生成的CO2为112 L(标准状况) C．在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7
D．Cl的结构示意图为考向分析
－
近几年所考查的热点：①原子结构及其推断；②离子、共价化合物的判断及电子式的书写；③金属性及非金属性强弱的判断。近几年加大了对元素推断题的考查力度。
热点例析 热点一、原子结构
【例1】(2012辽宁部分重点中学联考，15)X、Y、Z、W为短周期主族元素，原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是第一层电子数的2倍，Y的气态氢化物与最高价氧化物的水化物可形成盐，Z的最外层电子数与其电子总数比为3∶8，下列说法正确的是( )
A．X、Y、W的最高价含氧酸酸性顺序：Y＞W＞X
1
B．Z、W可形成ZW2的化合物，属于离子化合物 C．离子半径：Z＞W
D．气态氢化物的稳定性：Z＞W
思路点拨 “规律学习是主线，特性特点往往是考点”，所以我们在学习中除要掌握原子核外电子排布规律外，还应掌握原子结构的一些特性。
1．规律：
(1)构成原子或离子的微粒间的数量关系 ①如在ZX中：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) ②核电荷数＝质子数＝中性原子的核外电子数
③阳离子(M)：核电荷数＝质子数＝离子核外电子数十电荷数(n) ④阴离子(R)：核电荷数＝质子数＝离子核外电子数－电荷数(n) (2)原子核外电子排布规律
①各层容纳的电子数最多为2n个(n表示电子层数)； ②最外层电子数最多为8个；
③电子总是尽可能由内层排起，逐步往外层排，能量逐渐增大。 2．特性：
1
①最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；3倍的是O；4倍的是Ne；倍的是Li、Si；
2②最外层电子数跟电子层数相等的原子有H、Be、Al；最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S；3倍的是O；
③最外层电子数不是8的短周期元素的简单离子有Li、H等；
④气态密度最小，原子半径最小，原子核中只有质子没有中子，原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。
即时训练1 (改编自2012江西重点中学协作体联考，12)短周期元素X、Y、Z、R、W五种元素原子序数依次增大，其中X与Z、Y与W分别为同族元素。原子半径X＜Y＜W＜R＜Z，W原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z、R的核外电子数之和与Y、W核外电子数之和相等。下列说法不正确的是( )。
A．Y、Z、R的简单离子具有相同的电子层结构 B．X2Y属于共价化合物，各原子均满足8电子稳定结构
C．X、Z分别与Y均可形成A2B与A2B2型化合物，且A2B2均有较强的氧化性 D．由X、Y、Z形成的化合物能与X、Y、R形成的化合物发生复分解反应 热点二、“位—构—性”的规律及应用
【例2】短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，又知Z元素的单质既能与酸反应，又能与碱反应。则下列说法正确的是( )。
＋
＋
2
An＋
n－
2
A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8 B．原子半径的大小顺序为：rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ C．离子Y和Z的核外电子数和电子层数都不相同 D．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强 规律方法 1.原子结构与位置、性质的关系
内容 电子层数 最外层电子数 化合价 原子半径 金属性与非金属性 还原性与氧化性 最高价氧化物对应水化物酸、碱性 2．常见元素的性质 (1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O；地壳中含量第二的元素为Si；地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N。
(3)单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分数最高的元素是C。
(4)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在中学阶段为Al。 (5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应，这两种元素分别为Na和Al。 3．元素金属性、非金属性强弱判断依据
(1)非金属性的强弱：①非金属单质和氢气化合的难易程度；②气态氢化物的稳定性，如HCl的稳定性大于H2S；③最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱(F除外)；④非金属单质间的置换反应，如S＋Cl2===S↓＋2Cl；⑤非金属阴离子还原性强弱，如S的还原性大于Cl的等。
(2)金属性的强弱：①单质与水或酸反应的难易；②最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱；③金属单质间的置换反应；④金属阳离子氧化性强弱，如Mg的氧化性大于Na的；⑤组成原电池的电极情况等。
即时训练2 已知短周期元素的离子：aA、bB、cC、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )。
A．原子半径：A＞B＞D＞C
2＋
＋
3－
－
2＋
＋
－
2－
－
2－
2－
3＋
同周期元素(左→右) 相同(周期数＝电子层数) 由1→8 最高正价＋1→＋7(O、F除外) 逐渐减小(0族除外) 金属性减弱、非金属性增强 还原性减弱、氧化性增强 酸性：依次增强、 碱性：依次减弱 同主族元素(上→下) 增多 相同(价电子数＝主族序数) 最高正价＝主族序数、负价绝对值＝8－主族序数 逐渐增大 金属性增强、非金属性减弱 还原性增强、氧化性减弱 酸性：依次减弱、 碱性：依次增强 B．原子序数：d＞c＞b＞a
3
C．离子半径：C＞D＞B＞A热点三、化学键与电子式
3－－＋2＋
D．单质的还原性：A＞B＞D＞C
【例3】下列关于元素的叙述正确的是__________。 ①金属元素与非金属元素能形成共价化合物 ②氟化铵的电子式：NH4
③CaCl2和CCl4中Cl的化合价均为－1价，所以一个氯原子均得到一个电子
··
＋
··
2－＋
＋－
④H2O2的电子式为H[∶··O∶··O∶]H
⑤第ⅠA族和第ⅦA族的元素形成的化合物一定是离子化合物 ⑥离子化合物中可能含有共价键，但共价化合物中一定无离子键 ⑦短周期元素形成的离子化合物中，离子最外层电子数只能是8 ⑧非金属元素可形成离子化合物 ⑨Na2O2和NaOH化学键类型完全相同 思路点拨 1.电子式的书写
书写电子式时，首先要判断物质是离子化合物，还是共价化合物，活泼金属与活泼非金属形成的大多是离子化合物，非金属之间形成的大多是共价化合物，但要注意铵盐中没有金属也属于离子化合物如NH4Cl、NH4HCO3等。
2．典型等电子体微粒
在记忆电子数相同的微粒时，我们一定要利用元素周期表这一化学工具。如：10电子的微粒在元素周期表中以10电子的Ne原子向后推有：Na、Mg、Al；向前推有HF、H2O、NH3、CH4、F、O、N、OH
－
＋
2＋
3＋
－
2－
3－
、NH2、NH4、H3O。
18电子的微粒应以Ar向前后推导，但不要忘记一些相加类型，如：F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4
－＋＋
等。
误区警示
1．忽视氢原子的特殊性
H原子核只有质子，没有中子；H属于非金属，不属于碱金属元素，所以第ⅠA族元素不等同于碱金属元素。
2．在判断“8”电子稳定结构时，忽视了特殊原子
1～5号元素H、He、Li、Be、B与其他原子结合后，一定达不到“8”电子稳定结构，所以在判断最外层达到8电子结构时，一定要注意这几种原子。
3．混淆元素周期表的结构
元素周期表第ⅡA族与第ⅢA族并不相邻，中间隔着副族，所以同一周期的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差可能为1、11、25。
4．混淆用酸性强弱比较非金属性强弱的条件
判断元素非金属性强弱，若根据酸性强弱进行判断，一定要用其对应的最高价含氧酸(最高价氧化物的水化物)的酸性进行判断。
4
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