專題三：物質結構元素周期律高中化學專題總結專題三：物質結構元素周期律[考綱要求]1．了解元素、核素和同位素的含義。2．了解原子構成。了解原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系。3．了解原子核外電子排布。4．掌握元素周期律的實質。了解元素周期表（長式）的結構（周期、族）及其應用。5．以第3周期為例，掌握同一周期內元素性質的遞變規律與原子結構的關系。6．以IA和VIIA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。7．了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質遞變的規律。8．了解化學鍵的定義。了解離子鍵、共價鍵的形成。第一章物質結構元素周期律主要知識元素周

期律元素周期表化學鍵元素周期表元素的性質與原子結構核素原子核外電子的排布元素周期律元素周期表和元素周期律的應用離子鍵共價鍵[知識能力儲備]元素周期表元素周期表的結構周期族元素性質與元素在周期表里的位置關系短周期1(2)、2(8)、3(8)長周期4(18)、5(18)、6(32)不完全周期7(26-32)主族（A）:長周期和短周期共同構成的族（7個）副族（B）：完全由長周期構成的族（7個）0族：最外層電子達穩定結構的族Ⅷ族：外圍電子數為8、9、10的三個縱行元素周期表元素周期表的結構元素性質與元素在周期表里的位置關系同一周期（以第三周期為例）,從左到右,金屬性漸弱,非金屬性漸強同一主族（以ⅠA、ⅦA為例）,從上到下,金屬性漸強,非金屬性漸弱斜線左金,斜線右非,斜線附近有兩性金屬性和非金屬性周期的序數==電子層數主族的序數==最外層電子數==元素的最高正化合價主族元素的負化合價=主族的序數-8原子結構原子ZAX原子核核外電子Z個質子Z個中子（A-Z）個分層運動原子結構質子數=核電荷數=核外電子數=原子序數質量數（A）=質子數（Z）+中子數（N）同位素：具有相同質子數和不同中子數的原子互稱為同位素。核外電子排布電子在核外空間作高速運動，沒有確定軌跡。根據電子能量差別和通常運動的區域離核遠近的不同分為不同的電子層。核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層里，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層里。各電子層最多可容納的電子數是2n2個，最外層不超過8個（K層不超過2個），次外層電子數不超過18個，倒數第三層不超過32個。電子層排布可用原子結構示圖表示。陽離子(ZXn+):電子數=Z-n陰離子(ZXm-):電子數=Z+m核素：具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子。化學鍵概念分類表示法化學鍵:相鄰原子之間強烈的相互作用化學反應的本質:舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成離子鍵:使陰陽離子結合成化合物的靜電作用共價鍵原子間通過共用電子對所形成的相互作用叫做共價鍵非極性鍵:同種原子形成共價鍵極性鍵:不同種原子形成共價鍵.分子間作用力和氫鍵:把分子聚集在一起的作用力叫做分子間力，分子間作用力大小對物質熔沸點有影響.部分分

子之間存在氫鍵（如NH3、H2O、HF等）原子結構示意圖法電子式法電子式:在元素符號周圍用小黑點(或小×)來表示原子最外層電子的式子用電子式表示化合物和化合物的形成過程（一）元素周期表的結構1、周期：元素周期表共有

個橫行，每一橫行稱為一個

，故元素周期表共有

個周期①周期序數與電子層數的關系：

；

②周期的分類元素周期表中，我們把1、2、3周期稱為

，

周期稱為長周期，第

周期稱為不完全周期，因為一直有未知元素在發現。7周期7周期的序數=電子層數短周期4、5、672、族：元素周期表共有

個縱行，除了

三個縱行稱為Ⅷ外，其余的每一個縱行稱為一個

，故元素周期表共有

個族。族的序號一般用羅馬數字表示。①族的分類元素周期表中，我們把

個縱行共分為

個族，其中

個主族，

個副族，一個

族，一個

族。a、主族：由

元素和

元素共同構成的族，用A表示：ⅠA、

；b、副族：完全由

元素構成的族，用B表示：ⅠB、___________________________________188、9、10族71816167Ⅷ0短周期長周期ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦAⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦBc、第Ⅷ族：

三個縱行d、零族：第

縱行，即稀有氣體元素②主族序數與最外層電子數的關系：

；

③族的別稱ⅠA稱為

元素ⅡA稱為

元素ⅦA稱為

元素零族稱為

元素8、9、1018主族主序=最外層電子數堿金屬堿土金屬鹵族稀有氣體（二）堿金屬元素1．堿金屬的化學性質（1）與非金屬的反應Li＋O2___________Na＋O2________________K+O2________________K、Rb等堿金屬與O2反應，會生成超氧化物。

Rb、Cs在室溫時，遇到空氣會立即燃燒。（2）與水的反應K＋H2O_______________Rb＋H2O________除Na、K外，其他堿金屬元素也都可以和水反應生成相應的堿與H２。小結：2M＋2H２O==2MOH＋H２↑堿性:

。只生成Li2ONa2O、Na2O2K2O2、KO2=KOH+1/2H2↑=RbOH+1/2H2↑隨原子序數增大而增強2．堿金屬的物理性質的比較相似性：________________________________________遞變性：______________________________________。除銫外為銀白色、密度小、熔、沸點低。密度逐漸增大、熔、沸點逐漸降低。（三）鹵族元素1．鹵素單質的物理性質顏色:______________狀態：________________密度：___________________熔沸點:_______________在水中的溶解性：___________________2．鹵素的化學性質：（1）鹵素單質與氫氣的反應鹵素和H2的反應可用通式H2＋X2=

來表示，反應時按F2、Cl2、Br2、I2的順序，反應條件越來越

，反應程度依次

，形成的鹵化氫的穩定性也依次

。淺黃綠至紫黑色氣—液—固逐漸增大逐漸升高溶解度逐漸降低2HX高低降低（2）鹵素單質間相互置換反應：Cl2＋

NaBr=_______________Cl2＋

Br-=_________________Cl2＋

KI=

_________________Cl2＋

I－

=_____________________22NaCl+Br222Cl-+Br222KCl+I222Cl-+I2（四）核素和同位素1.原子結構質量數（A）=

+

，原子符號（核素符號）：

。2.核素與同位素：核素：

；

同位素：；同位素的特點：；原子的相對原子質量：

；元素的相對原子質量：_________________________________原子原子核核外電子質子中子質子數（z）中子數（N）X具有一定質子數和一定中子數的一種原子。質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子。化學性質幾乎完全相同實驗測得各原子的質量與碳-12原子質量的1/12相比較得到的數值。各原子的相對質量乘以其自然界所占原子百分數相加所得的數值。（五）原子核外電子的排布：1.原子核外的電子由于能量不同，它們運動的區域也不同。通常能量低的電子在離核____的區域運動，能量高的電子在離核____的區域運動。電子層(n)1234567對應符號2.表示方法3.排布規律⑴按能量由低到高，即由內到外，分層排布。①第1層最多只能排____個電子②第2層最多排____個電子③除K層外，不論原子有幾個電子層，其最外層中的電子數最多只能有____個(K層最多有__個)⑵根據核外電子排布的規律，能畫出1－20號原子結構示意圖。較近較遠KLMNOPQ2882（六）微粒半徑大小的比較1、原子半徑大小的比較同主族，從上到下，原子半徑逐漸

。同周期，從左到右，原子半徑逐漸

。2、離子半徑大小的比較（1）具有相同電子層結構的離子半徑大小的比較電子層數相同，隨著核電荷數的增加，原子核對核外電子的吸引能力

，半徑

。（2）同主族離子半徑大小的比較元素周期表中從上到下，電子層數逐漸

，離子半徑逐漸

。增大減小減弱增大增大增大（3）同一元素的不同離子的半徑大小比較同種元素的各種微粒，核外電子數越多，半徑

，高價陽離子半徑

低價離子半徑。越大小于（七）同周期元素性質遞變規律1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0BAlSiGeAsSbTePoAt金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱（八）化學鍵1.化學鍵：使

相結合或

相結合的

通稱為化學鍵。注意：(1)必須是直接相鄰的原子間。(2)此強烈的作用是指靜電作用，包括吸引力和排斥力，且達到平衡。(3)此作用很強烈，一般需要120-800KJ/mol的能量才能破壞。2.離子鍵和共價鍵化學鍵離子鍵：共價鍵帶

之間的

稱為離子鍵。原子間通過

所形成的

，叫共價鍵。(A—A型)

(A—B型)

原子離子相互作用相反電荷離子相互作用共用電子對相互作用非極性鍵極性鍵3.離子化合物和共價化合物：

(1)概念：通過離子鍵結合而成的化合物叫做離子化合物；通過共用電子對結合而的化合物叫共價化合物。(2)表示離子化合物和共價化合物結構的方法：電子式、結構式。判斷元素金屬性和非金屬性的實驗方法：1、金屬性：（1）跟水（或酸）反應置換出氫容易的金屬性強，反之金屬性弱；（如，K、Na、Mg分別與水反應）（2）最高價氧化物對應水化物堿性強的金屬

性強，反之金屬性弱。

（如KOH﹥NaOH﹥LiOH等）2、非金屬性：（1）跟氫氣生成氫化物容易以及氫化物穩定的非金屬性強，反之非金屬性弱；（如F2、

Cl2、Br2、I2分別與氫氣反應由易到難。（2）最高價氧化物對應水化物酸性強的非金屬性強，反之，非金屬性弱。（如H2SiO3、

H3PO4、H2SO4、HClO4酸性依次增強。[例題28]（2012全國新課標13）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，其中W的陰離子的核外電子數與X、Y、Z原子的核外內層電子數相同。X的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，工業上采用液態空氣分餾方法來生產Y的單質，而Z不能形成雙原子分子。根據以上敘述，下列說法中正確的是A.上述四種元素的原子半徑大小為W＜X＜Y＜ZB.W、X、Y、Z原子的核外最外層電子數的總和為20C.W與Y可形成既含極性共價鍵又含非極性共價鍵的化合物D.有W與X組成的化合物的沸點總低于由W與Y組成的化合物的沸點C[例題29]X、Y、Z、W是原子序數依次增大的四種短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的兩種或三種元素組成的化合物，己是由Z元素形成的單質。已知：甲+乙=丁+己，甲+丙=戊+己；0.1mol?L-1丁溶液的pH為13（25℃）。下列說法正確的是

A．原子半徑：W＞Z＞Y＞XB．Y元素在周期表中的位置為第三周期第ⅣA族

C．1mol甲與足量的乙完全反應共轉移了1mol電子

D．1.0L0.1mol?L-1戊溶液中陰離子總的物質的量小于0.1mol

C[例題30]（2013全國新課標Ⅰ9）．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，其簡單離子都能破壞水的電離平衡的是A．W2-、X+B．X+、Y3+

C．Y3+、Z2-D．X+、Z2-C[例題31]（2013江蘇10）．短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，且原子最外層電子數之和為13。X的原子半徑比Y的小，X與W同主族，Z是地殼中含量最高的元素。下列說法正確的是A．原子半徑的大小順序:r(Y)>r(Z)>r(W)B．元素Z、W的簡單離子的電子層結構不同C．元素Y的簡單氣態氫化物的熱穩定性比Z的強D．只含X、Y、Z三種元素的化合物，可能是離子化合物，也可能是共價化合物D[例題32]（2013福建9）．四種短周期元素在周期表中的位置如右圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是A．原子半徑Z<MB．Y的最高價氧化物對應水化物的酸性比X的弱C．X的最簡單氣態氫化物的熱穩定性比Z的小D．Z位于元素周期表中第2周期、第ⅥA族B[例題33]（2013海南13）．（9分）X、Y和Z均為短周期元素，原子序數依次增大，X的單質為密度最小的氣體，Y原子最外層電子數是其周期數的三倍，Z與X原子最處層電子數相同。回答下列問題：（1）X、Y和Z的元素符號分別為

、

、

。（2）由上述元素組成的化合物中，既含有共價鍵又含有離子鍵的有

、

。（3）X和Y組成的化合物中，既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的是

。此化合物在酸性條件下與高錳酸鉀反應的離子方程式為

；此化合物還可將堿性工業廢水中的CN-氧化為碳酸鹽和氨，相應的離子方程式為

。[例題34]．（2014上海1）“玉兔”號月球車用

Pu作為熱源材料。下列關于Pu的說法正確的是A．Pu與U互為同位