2023年高二化学寒假复习第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质(解析版).pdf
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1、第 一 章 原 子 结 构 与 性 质 第 二 节 原 子 结 构 与 元 素 的 性 质【学 习 目 标】1.了 解 元 素 周 期 律、元 素 周 期 系 和 元 素 周 期 表 的 关 系。2.能 从 核 外 电 子 排 布 角 度,解 释 元 素 周 期 系 的 基 本 结 构。3.通 过 原 子 结 构 和 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置 分 析 推 理 其 他 元 素 的 位 置 及 性 质,培 养 学 生 的 模 型 认 知 能 力。4.通 过 原 子 半 径、元 素 第 一 电 离 能 递 变 规 律 的 学 习,建 立“结 构 决 定 性 质”的 认 知 模 型,并
2、能 利 用 认 知 模 型 解 释 元 素 性 质 的 规 律 性 和 特 殊 性。5.能 从 原 子 结 构 角 度 理 解 元 素 的 电 负 性 规 律,能 用 电 负 性 解 释 元 素 的 某 些 性 质。6.理 解 元 素 的 第 一 电 离 能、电 负 性 与 金 属 性、非 金 属 性 之 间 的 关 系。7.掌 握 元 素 周 期 律,分 析“位 构 性”之 间 的 关 系。【基 础 知 识】一、原 子 结 构 与 元 素 周 期 表(-)元 素 周 期 律、元 素 周 期 系 和 元 素 周 期 表 1、元 素 周 期 律:元 素 的 性 质 随 元 素 原 子 的 核 电
3、 荷 数 递 增 发 生 周 期 性 递 变。2、元 素 周 期 系:元 素 按 其 原 子 核 电 荷 数 递 增 排 列 的 序 列。3、元 素 周 期 表:呈 现 周 期 系 的 表 格,元 素 周 期 系 只 有 一 个,元 素 周 期 表 多 种 多 样。4、三 张 有 重 要 历 史 意 义 的 周 期 表(1)门 捷 列 夫 周 期 表:门 捷 列 夫 周 期 表 又 称 周 期 表,重 要 特 征 是 从 第 3_周 期 开 始 每 个 周 期 截 成 两 _截,第 1 7 族 分 主 副 族,第 八 族 称 为 过 渡 元 素。(2)维 尔 纳 周 期 表 维 尔 纳 周 期
4、 表 是 特 长 式 周 期 表,每 个 周 期 一 行,各 族 元 素、过 渡 金 属、稀 有 气 体、锢 系 和 铜 系,各 有 各 的 位 置,同 族 元 素 上 下 对 齐,它 确 定 了 前 五 个 周 期 的 元 素 种 类。(3)玻 尔 元 素 周 期 表 玻 尔 元 素 周 期 表 特 别 重 要 之 处 是 把 21 28、39 4 6等 元 素 用 方 框 框 起,这 说 明 他 已 经 认 识 到,这 些 框 内 元 素 的 原 子 新 增 加 的 电 子 是 填 入 内 层 轨 道 的,他 已 经 用 原 子 结 构 解 释 元 素 周 期 系 了,玻 尔 元 素 周
5、期 表 确 定 了 第 六 周 期 为 3 2 种 元 素。(二)构 造 原 理 与 元 素 周 期 表 1、元 素 周 期 表 的 基 本 结 构(1)周 期 元 素 种 数 的 确 定 第 一 周 期 从 2 开 始,以 结 束,只 有 两 种 元 素。其 余 各 周 期 总 是 从 n s 能 级 开 始,以 n p 结 束,从 ns能 级 开 始 以 p 结 束 递 增 的 核 电 荷 数(或 电 子 数)就 等 于 每 个 周 期 里 的 元 素 数 目。(2)元 素 周 期 表 的 形 成 若 以 一 个 方 格 代 表 一 种 元 素,每 个 周 期 排 一 个 横 排,并 按
6、s、p、d、f分 段,左 侧 对 齐,可 得 到 如 下 元 素 周 期 表:3、元 素 的 对 角 线 规 则(1)在 元 素 周 期 表 中,某 些 主 族 元 素 与 其 右 下 方 的 E 族 元 素(如 图)的 有 些 性 质 是 相 似 的(如 锂 和 镁 在 过 量 的 氧 气 中 燃 烧 均 生 成 正 常 氧 化 物,而 不 是 过 氧 化 物),这 种 相 似 性 被 称 为“对 角 线 规 则(2)处 于“对 角 线”位 置 的 元 素,它 们 的 性 质 具 有 相 似 性。二、元 素 周 期 律(-)原 子 半 径 1、影 响 原 子 半 径 大 小 的 因 素(1)
7、电 子 的 能 层 数:电 子 的 能 层 越 多,电 子 之 间 的 排 斥 作 用 使 原 子 半 径 增 大。(2)核 电 荷 数:核 电 荷 数 越 大,核 对 电 子 的 吸 引 作 用 就 越 使 原 子 半 径 减 小。2、原 子 半 径 的 递 变 规 律(1)同 周 期:从 左 至 右,核 电 荷 数 越 大,半 径 越 小。(2)同 主 族:从 上 到 下,核 电 荷 数 越 大,半 径 越.大。3、原 子 或 离 子 半 径 的 比 较 方 法(1)同 种 元 素 的 离 子 半 径:阴 离 子 大 于 原 子,原 子 大 于 阳 离 子,低 价 阳 离 子 大 于 高
8、价 阳 离 子。例 如:r(Cr)/r(Fe2)4Fe3+)。(2)能 层 结 构 相 同 的 离 子:核 电 荷 数 越 大,半 径 越 小。例 如:402-)可 F)r(Na+)r(Mg2+)3 伊)。(3)带 相 同 电 荷 的 离 子:能 层 数 越 多,半 径 越 大。例 如:Li+)YNa)r(K),(Rb+)ACs+),“02-)2-)(Se2-)r(Na r(M2+)o解 题 技 巧:粒 子 半 径 比 较 的 一 般 思 路(1)“一 层”:先 看 能 层 数,能 层 数 越 多,一 般 微 粒 半 径 越 大.(2)“二 核:若 能 层 数 相 同,则 看 核 电 荷 数,
9、核 电 荷 数 越 大,微 粒 半 径 越 小.(3)“三 电 子”:若 能 层 数、核 电 荷 数 均 相 同,则 看 核 外 电 子 数,电 子 数 多 的 半 径 大。(二)元 素 的 电 离 能 I、元 素 第 一 电 离 能 的 概 念 与 意 义 概 念 第 一 电 离 能:气 态 电 中 性 基 态 原 子 失 去 一 个 电 子 转 化 为 气 态 基 态 正 离 子 所 需 要 的 最 低 能 量 叫 做 第 一 电 离 能,符 号:71.逐 级 电 离 能:气 态 基 态 一 价 正 离 子 再 失 去 一 个 电 子 成 为 气 态 基 态 二 价 正 离 子 所 需 的
10、 最 低 能 量 叫 做 第 二 电 离 能,第 三 电 离 能 和 第 四、第 五 电 离 能 依 此 类 推。由 于 原 子 失 去 电 子 形 成 离 子 后,若 再 失 去 电 子 会 更 加 困 难,因 此 同 一 原 子 的 各 级 电 离 能 之 间 存 在 如 下 关 系:Ihh.(2)意 义:可 以 衡 量 元 素 的 原 子 失 去 一 个 电 子 的 难 易 程 度。第 一 电 离 能 数 值 越 原 子 越 容 易 失 去 一 个 电 子;第 一 电 离 能 数 值 越 大,原 子 越 难 失 去 一 个 电 子。2、元 素 第 一 电 离 能 变 化 规 律(1)每
11、个 周 期 的 第 一 种 元 素 的 第 一 电 离 能 最 小,最 后 一 种 元 素 的 第 一 电 离 能 眼 大,即 一 般 来 说,随 着 核 电 荷 数 的 递 增,元 素 的 第 一 电 离 能 呈 增 大 趋 势。(2)同 一 族,从 上 到 下 第 一 电 离 能 逐 渐 减 小。3、电 离 能 的 应 用(1)根 据 电 离 能 数 据,确 定 元 素 原 子 核 外 电 子 的 排 布 及 元 素 的 化 合 价。如 Li:表 明 Li原 子 核 外 的 个 电 子 排 布 在 两 个 能 层 上(K、L 能 层),且 最 外 层 上 只 有 一 个 电 子,易 失 去
12、 一 个 电 子 形 成+1 价 阳 离 子。(2)判 断 元 素 的 金 属 性、非 金 属 性 强 弱:/,越 大,元 素 的 非 金 属 性 越 八 越 小,元 素 的 金 属 性 越 受 L。1、有 关 概 念 与 意 义(1)键 合 电 子:元 素 相 互 化 合 时,原 子 中 用 于 形 成 化 学 键 的 电 子 称 为 键 合 电 子。(2)电 负 性:用 来 描 述 不 同 元 素 的 原 子 对 键 合 电 子 吸 引 力 的 大 小。电 负 性 越 大 的 原 子,对 键 合 电 子 的 吸 引 力 越(3)电 负 性 大 小 的 标 准:以 氟 的 电 负 性 为 迎
13、 和 锂 的 电 负 性 为 1 A 作 为 相 对 标 准。2、递 变 规 律(1)同 周 期,自 左 到 右,元 素 的 电 负 性 逐 渐 元 素 的 非 金 属 性 逐 渐 上 1、金 属 性 逐 渐 减 弱。(2升 司 主 族,自 上 到 下,元 素 的 电 负 性 逐 渐 减 小,元 素 的 金 属 性 逐 渐 O L、非 金 属 性 逐 渐 减 弱。3、应 用(1)判 断 元 素 的 金 属 性 和 非 金 属 性 强 弱 金 属 的 电 负 性 一 般 小 于 1.8,非 金 属 的 电 负 性 一 般 大 于 1.8,而 位 于 非 金 属 三 角 区 边界 的“类 金 属(
14、如 楮、睇 等)的 电 负 性 则 在 _ u _ 左 右,它 们 既 有 金 属 性,又 有 非 金 属 性。金 属 元 素 的 电 负 性 越 小,金 属 元 素 越 活 泼;非 金 属 元 素 的 电 负 性 非 金 属 元 素 越 活 泼。(2)判 断 元 素 的 化 合 价 电 负 性 数 值 小 的 元 素 在 化 合 物 中 吸 引 电 子 的 能 力 弱,元 素 的 化 合 价 为 工 电 负 性 数 值 大 的 元 素 在 化 合 物 中 吸 引 电 子 的 能 力 强,元 素 的 化 合 价 为 负 值。(3)判 断 化 合 物 的 类 型 大 于 1.7 通 常 形 成
15、离 子 键,相 应 的 化 合 物 为 两 成 键 元 素 间 离 子 化 合 物 电 负 性 差 值 一 小 于 7 一 通 常 形 成 共 价 键,相 应 的 化 合 物 为 共 价 化 合 物 如 H 的 电 负 性 为 2.1,CI的 电 负 性 为 3.0,0的 电 负 性 与 H 的 电 负 性 之 差 为 3.02.1=0.91.7,故 HC1为 共 价 化 合 物;如 A1的 电 负 性 为 1.5,C1的 电 负 性 与 A1的 电 负 性 之 差 为 3.01.5=1.5HIA,V A V I A)减 小 电 负 性 变 大 变 小【考 点 剖 析】考 点 一 元 素 周
16、期 表 I.关 于 元 素 周 期 表 中 元 素 的 分 区,下 列 说 法 正 确 的 是()A.元 素 周 期 表 的 s 区 全 部 是 金 属 元 素 B.元 素 周 期 表 的 d 区 包 含 所 有 的 过 渡 元 素C.过 渡 元 素 包 括 d 区 和 d s区 的 元 素 D.p 区 元 素 都 是 非 金 属 元 素 答 案 C解 析 s 区 中 的 H 是 一 个 特 例,它 属 于 非 金 属 元 素,故 A 错 误:d 区 包 括 HIB VIIB族(翎 系 和 钢 系 除 外)元 素 和 vm族 元 素,d s区 包 括 I B 族 和 IIB族 元 素,过 渡
17、元 素 包 括 所 有 的 副 族 元 素 和 V I D 族 元 素,即 包 括 了 d 区 和 d s区 的 元 素,故 B 错 误、C 正 确;p 区 包 括 HIA VHA族 元 素 和。族 元 素,其 中 的 铝、铅 等 都 是 金 属 元 素,故 D错 误。2.下 列 说 法 中 正 确 的 是()A.所 有 金 属 元 素 都 分 布 在 d 区 和 d s区 B.元 素 周 期 表 中 IHB族 到 H B族 10个 纵 列 的 元 素 都 是 金 属 元 素 C.s 电 子 的 能 量 不 一 定 高 于(一 l)p 电 子 的 能 量 D.电 子 排 布 式(2iSc)ls
18、22s22P63s23P63d3违 反 了 洪 特 规 则 答 案 B解 析 在 周 期 表 中 金 属 元 素 分 布 在 s 区、d 区、d s区、f 区 和 p 区,故 A 错 误;元 素 周 期 表 中 HIB族 到 H B族 10个 纵 列 的 元 素,称 为 过 渡 元 素,全 部 为 金 属,故 B 正 确:电 子 能 量 与 能 层 和 能 级 都 有 关,s 电 子 的 能 量 一 定 高 于(”一 l)p 电 子 的 能 量,故 C 错 误;根 据 能 量 最 低 原 理 知,电 子 先 排 能 量 低 的 轨 道 后 排 能 量 高 的 轨 道,则 21SC的 电 子 排
19、 布 式 为 Is22s22P63s23P63dl4s2,故 D 错 误。3.下 面 元 素 周 期 表 中 全 部 是 金 属 元 素 的 区 域 为()A.只 有 s 区 B.只 有 d 区 C.s 区、d 区 和 d s区 D.d 区 和 d s区 答 案 D解 析 s 区 的 氢 为 非 金 属,d 区 和 d s区 全 部 为 金 属,p 区 包 含 大 多 数 非 金 属 元 素。4.闪 烁 着 银 白 色 光 泽 的 金 属 钛(22T i)因 具 有 密 度 小、强 度 大、无 磁 性 等 优 良 的 机 械 性 能,被 广 泛 地 应 用 于 军 事、医 学 等 领 域,号
20、称“崛 起 的 第 三 金 属”。已 知 钛 有 4 8寸、叼 大 5 0Ti 等 同 位 素,下 列 关 于 金 属 钛 的 叙 述 中 不 正 确 的 是()A.上 述 钛 原 子 中,中 子 数 不 可 能 为 22B.钛 元 素 在 周 期 表 中 处 于 第 四 周 期 C.钛 的 不 同 同 位 素 在 周 期 表 中 处 于 不 同 的 位 置 D.钛 元 素 是 d 区 的 过 渡 元 素答 案 c解 析 题 给 三 种 同 位 素 原 子 中,中 子 数 最 小 为 26,故 A 项 正 确;Ti位 于 第 四 周 期 IVB族,属 于 d 区 元 素,故 B、D 项 正 确
21、;同 种 元 素 的 不 同 同 位 素 在 周 期 表 中 的 位 置 相 同,故 C 项 错 误。5.元 素 周 期 表 中 共 有 18纵 列,从 左 到 右 排 为 18歹 I,第 1 列 为 碱 金 属 元 素(氢 元 素 除 外),第 18列 为 稀 有 气 体 元 素,则 下 列 说 法 正 确 的 是()A.第 9 列 元 素 中 没 有 非 金 属 元 素 B.第 15列 元 素 原 子 的 最 外 层 电 子 排 布 式 是 s2”p5C.最 外 层 电 子 排 布 式 为 腌 2的 元 素 一 定 在 第 2 列 D.第 11、12列 为 d 区 元 素 答 案 A解 析
22、 A 项,第 9 列 为 Mil族,全 部 为 金 属 元 素;B 项,第 15列 为 V A 族,其 元 素 原 子 的 最 外 层 电 子 排 布 式 为 s2 p3;C 项,H e 的 最 外 层 电 子 排 布 式 为 1s2,却 在 第 18列;D 项,第 II、12列 元 素 原 子 的 价 电 子 排 布 式 为(-所 以 为 ds区 元 素。考 点 二 原 子 核 外 电 子 排 布 与 元 素 周 期 表 6.己 知 某 元 素+2 价 离 子 的 电 子 排 布 式 为 Is22s22P63s23P6,该 元 素 在 周 期 表 中 属 于()A.V B 族 B.IIB 族
23、 C.VID族 D.H A 族 答 案 D解 析 由 题 意 推 知,该 元 素 的 外 围 电 子 排 布 为 4s2,故 该 元 素 位 于 第 四 周 期 IIA族。7.某 元 素 简 化 电 子 排 布 式 为 Xe4F6s2,其 应 在()A.s区 B.p 区 C.d 区 D.f区 答 案 D解 析 元 素 在 周 期 表 中 的 分 区,取 决 于 元 素 原 子 的 最 后 一 个 电 子 所 进 入 的 能 级,因 最 后 一 个 电 子 进 入 f能 级,所 以 该 元 素 为 f 区 元 素。8.外 围 电 子 排 布 为 3小。4s2的 元 素 在 周 期 表 中 的 位
24、 置 是()A.第 三 周 期 VHB族 B.第 三 周 期 H B 族 C.第 四 周 期 VHB族 D.第 四 周 期 H B 族 答 案 D解 析 该 元 素 的 最 大 能 层 为 4,应 位 于 第 四 周 期,3d和 4s电 子 数 之 和 为 12,应 在 第 12列,是 n B 族。9.某 元 素 的 最 外 层 电 子 数 为 2,价 电 子 数 为 5,并 且 是 同 族 中 原 子 序 数 最 小 的 元 素,关 于 该 元 素 的 判 断 错 误 的 是()A.电 子 排 布 式 为 A22s22P63s23P63d34s2B.该 元 素 为 VC.该 元 素 为 H
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- 2023 年高 化学 寒假 复习 第一章 原子结构 性质 第二 元素 解析
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