一、電子排布規律
最外層電子數為1或2的原子可以是ia族、ⅱa族或副族元素的原子;最外層電子數是3~8的原子一定是主族元素的原子,且最外層電子數等於主族的族序數。
二、序數差規律
(1)同週期相鄰主族元素的「序數差」規律
①除第ⅱa族和第ⅲa族外,其餘同週期相鄰元素序數差為1。
②同週期第ⅱa族和第ⅲa族為相鄰元素,其原子序數差為:第
二、第三週期相差1,第
四、第五週期相差11,第
六、第七週期相差25。
(2)同主族相鄰元素的「序數差」規律
①第二、第三週期的同族元素原子序數相差8。
②第三、第四週期的同族元素原子序數相差有兩種情況:第ia族和第ⅱa族相差8,其它族相差18。
③第四、第五週期的同族元素原子序數相差18。
④第五、第六週期的同族元素原子序數鑭系之前相差18,鑭系之後相差32。
⑤第六、第七週期的同族元素原子序數相差32。
三、奇偶差規律
元素的原子序數與該元素在週期表中的族序數和該元素的主要化合價的奇偶性一致。若原子序數為奇數時,主族族序數、元素的主要化合價均為奇數,反之則均為偶數(但要除去n元素,它有多種價態,cl元素也有clo2)。零族元素的原子序數為偶數,其化合價視為0。
四、元素金屬性、非金屬性的強弱規律
(1)金屬性(原子失電子)強弱比較
①在金屬活動性順序中位置越靠前,金屬性越強。
②單質與水或非氧化性酸反應越劇烈,金屬性越強。
③單質還原性越強或離子氧化性越弱,金屬性越強。
④最**氧化物對應的水化物鹼性越強,金屬性越強。
⑤若x + yn+ → xm+ + y,則x比y的金屬性強。
(2)非金屬性(原子得電子)強弱比較
①與h2化合越容易,氣態氫化物越穩定,非金屬性越強。
②單質氧化性越強,陰離子還原性越弱,非金屬性越強。
③最**氧化物對應的水化物酸性越強,非金屬性越強。
④若x + yn- → xm-+y,則x比y的非金屬性越強。
需要補充的是,除了這些常規的判據之外,還有一些間接的判斷方法:如在構成原電池時,一般來說,負極金屬的金屬性更強。還可以根據電解時,在陽極或陰極上放電的先後順序來判斷等。
需要注意的是,利用原電池比較元素金屬性時,不要忽視介質對電極反應的影響。如al-mg-naoh溶液構成原電池時,al為負極,mg為正極;fe-cu-hno3(濃)構成原電池時,cu為負極, fe為正極。
五、元素週期表中的一些特點
(1)短週期只包括前三個週期。
(2)主族中只有第ⅱa族元素全部為金屬元素。
(3)ia族元素不等同於鹼金屬元素,因為h元素不屬於鹼金屬元素。
(4)元素週期表第18列是0族,不是ⅷa族,第8、9、10列是第ⅷ族,不是ⅷb族。
(5)長週期不一定是18種元素,第六週期就有32種元素。
六、短週期元素原子結構的特殊性
(1)原子核中無中子的原子:1 1h。
(2)最外層只有乙個電子的元素:h、li、na。
(3)最外層有兩個電子的元素:be、mg、he。
(4)最外層電子數等於此外層電子數的元素:be、ar。
(5)最外層電子數是次外層電子數的2倍的元素:c。三倍的是o;四倍的是ne。
(6)電子層數與最外層電子數相等的元素:h、be、al。
(7)電子總數為最外層電子數2倍的元素:be。
(8)次外層電子數是最外層電子數2倍的元素:li、si。
(9)內層電子數是最外層電子數2倍的元素:li、p。
七、鏈結高考
【例題1】(2011安徽高考)中學化學中很多「規律」都有其使用範圍,下列根據有關「規律」推出的結論合理的是
a.根據同週期元素的第一電離能變化趨勢,推出al的第一電離能比mg大
b.根據主族元素最高正化合價與族序數的關係,推出鹵族元素最高正價都是+7
c.根據溶液的ph與溶液酸鹼性的關係,推出ph=6.8的溶液一定顯酸性
d.根據較強酸可以製取較弱酸的規律,推出co2通入naclo溶液中能生成hclo
解析:氣態電中性基態原子失去乙個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量叫做第一電離能,由週期表可知同週期元素的第一電離能隨著核電荷數的增大而逐漸增大,但al的第一電離能比mg小,a錯誤;鹵族元素中氟元素是最活潑的非金屬元素不可能失去電子,所以氟元素無正價,b錯誤;只有再常溫下ph=6.8的溶液才一定顯酸性,而在100℃時ph=6.8的溶液卻顯鹼性,因此用ph判斷溶液酸鹼性時必需考慮溫度,即如果不是在室溫下,ph<7就不一定顯酸性,因此c不正確;碳酸的酸性強於次氯酸的,所以co2通入naclo溶液中能生成hclo,方程式為:co2+
2clo-+
h2o=co32-+ 2hclo,因此只有答案d正確。
答案:d
【例題2】(2011福建高考)依據元素週期表及元素週期律,下列推斷正確的是
a.h3bo3的酸性比h2co3的強 b.mg(oh)2的鹼性比be(oh)2的強
c.hcl、hbr、hi的熱穩定性依次增強
d.若m+和r2-的核外電子層結構相同,則原子序數:r>m
解析:c、b選項屬於同週期,自左向右非金屬性逐漸增強,所以h3bo3的酸性比h2co3的弱;b項正確;cl、br、i屬於同主族元素,自上而下非金屬性逐漸減弱,因此hcl、hbr、hi的熱穩定性依次減弱;若m、r的原子序數分別為x和y,由m+和r2-的核外電子層結構相同可得:x-1=y+2,因此x>y,即則原子序數:r<m。這題是基礎題,不過a、b兩項設問**現b,be等陌生元素。
答案:b
【例題3】(2011新課標全國)短週期元素w、x、y和z的原子序數依次增大。元素w是製備一種高效電池的重要材料,x原子的最外層電子數是內層電子數的2倍,元素y是地殼中含量最豐富的金屬元素,z原子的最外層電子數是其電子層數的2倍。下列說法錯誤的是
a.元素w、x的氯化物中,各原子均滿足8電子的穩定結構
b.元素x與氫形成的原子比為1:1的化合物有很多種
c.元素y的單質與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應均有氫氣生成
d.元素z可與元素x形成共價化合物xz2
解析:元素w是製備一種高效電池的重要材料,說明w是li;x原子的最外層電子數是內層電子數的2倍,說明x是碳元素;元素y是地殼中含量最豐富的金屬元素,因此y是al;短週期元素電子層數最多是3層,如果原子的最外層電子數是其電子層數的2倍,所以可能是he、c和s,又因為w、x、y和z的原子序數依次增大,所以z只能是s。元素w、x的氯化物分別是licl和ccl4,前者鋰原子不能滿足8電子的穩定結構,a不正確;x與氫形成的原子比為1:1的化合物可以是c2h2、c6h6或c8h8,b正確;單質鋁與氫氧化鈉溶液或鹽酸反應均有氫氣生成,c正確;c和s均屬於非金屬元素,二者可以形成共價化合物cs2,d正確。
答案:a
【例題4】 (2011江蘇高考)短週期元素x、y、z、w、q在元素週期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是xy
zwqa.
元素x與元素z的最高正化合價之和的數值等於8
b.原子半徑的大小順序為:rx>ry>rz>rw>rq
c.離子y2-和z3+的核外電子數和電子層數都不相同
d.元素w的最**氧化物對應的水化物的酸性比q的強
解析:根據週期表的結構可推出元素分別為:x:n;y:o;z:al;w:s;q:cl。a.元素最高正化合價一般等於其主族數。b.同週期原子半徑從左到右依次減小,同主族從上到下依次增大。c.離子y2-和z3+都為10微粒,核外電子數和電子層數都相同。d. 元素最**氧化物對應的水化物的酸性是與非金屬性一致的,因此酸性q的強。
答案:a
點撥:該題以「週期表中元素的推斷」為載體,考查學生對元素週期表的熟悉程度及其對錶中各元素性質和相應原子結構的週期性遞變規律的認識和掌握程度。考查了物質結構與性質關係以及運用元素週期律解決具體化學問題的能力。
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