物质结构元素周期律知识框架

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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,,*,第五单元　物质结构　元素周期律,,知识框架,第五单元,,│,知识框架,第五单元,,│,使用建议,►,内容特点,,1,．元素周期表是化学学习的一种重要工具，掌握元素性质与原子结构的关系，对元素化合物的学习具有重要的指导作用。,,2,．元素周期律是无机化学基础理论，对元素及其化合物的研

2、究有重要的指导意义，内容丰富，规律性强，通过数据或实验验证而形成规律。通过元素周期律去把握元素周期表，再通过元素周期表去理解元素周期律，利用元素周期律结合元素在周期表中的位置去预测、理解具体元素及其化合物的性质等，体现了“位置,—,结构,—,性质”三者的关系。,,,使用建议,第五单元,,│,使用建议,3,．化学键是研究微粒间相互作用的基础理论，是在离子化合物和共价化合物以及原子结构和元素周期律等知识的基础上，介绍了离子键、共价键的知识，内容抽象，理论性强，概念多，常与原子结构等内容综合考查。,,►　编写思路,,1,．本单元内容丰富，理论性强，在高考中的地位极其重要，故在编写中分为,3,讲。元素

3、周期律是本单元的重中之重，编写时除对这部分写的详实外，还设置了,A,、,B,两个课时作业增加训练力度。,,2,．第,15,讲分为,3,个探究点。探究点一主要对元素周期表的结构进行简单介绍，然后重点对确定元素在周期表中的位置的方法,第五单元,,│,使用建议,进行了讲解；探究点二采取列表方式对主族金属元素、非金属元素结构与性质进行了对比，然后从结构的相似性和差异性分析了性质的相似性和递变性；探究点三则是重点对相似概念的辨析。,,3,．第,16,讲的核心是元素周期律。探究点一重点讲解了核外电子排布规律；探究点二在梳理元素周期律的基础上，重点讲解了比较元素的金属性和非金属性强弱的方法、微粒半径大小的比

4、较；探究点三重点讲解了元素的“位、构、性”关系的应用，要点深化部分则是对元素的推断等做了重点讲解。,,4,．化学键是研究微粒间相互作用的基础理论，贯穿于整个中学化学的始终。其中探究点一重点讲解了离子键、共价键的概念，以及它们的存在；探究点二重点是对化学键与化学反应的关系进行阐释。,第五单元,,│,使用建议,5,．本单元除设置了单元卷外，还设置了一套滚动卷，滚动范围是一、二、三、四、五单元的综合。,,►　教学建议,,1,．元素周期表的复习，应从以下几个方面入手：,,(1),明确元素周期表的编排原则，熟悉元素周期表的结构。,,(2),掌握“位,—,构,—,性”三者之间的关系，能够根据原子序数推断元

5、素在周期表中的位置，并能根据元素在周期表中的位置确定元素的性质。,,(3),把握元素周期表中元素性质的递变规律。,,(4),以元素周期表为指导，复习碱金属和卤素。,,2,．元素周期律的复习，应从以下几个方面入手：,,(1),辨析好基本概念，了解概念的内涵和外延。,,第五单元,,│,使用建议,(2),要善于理解和区分在特定场合给出的问题，弄清楚各粒子的组成与性质的关系及原子或简单离子的核外电子排布规律。,,(3),要把握好元素周期律的实质，掌握元素周期律体现在哪几点上。掌握元素的主要化合价，原子半径，元素的金属性、非金属性的周期性变化。,,3,．化学键的复习，应从以下几个方面入手：,,(1),辨

6、析好基本概念，了解概念的内涵和外延。,,(2),要注意引导学生多总结，记住一些特例，如,Na,2,O,2,和,NH,4,Cl,中既有离子键又有共价键，,He,等稀有气体中无化学键等，以便于用特例法解题。,第五单元,,│,使用建议,►　课时安排,,本单元建议,10,课时完成，,6,课时用于在课堂上互动式完成,15,～,17,讲，,2,课时进行测试及讲评，,2,课时进行滚动卷测试及讲评。,第,15,讲,,│,元素周期表,,第,15,讲元素周期表,,,考纲导学,考纲要求,命题预测,,1.,了解元素、核素和同位素的含义。,,,2.,了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及

7、它们之间的相互关系。,,3.,了解元素周期表,(,长式,),的结构,(,周期、族,),及应用。,,4.,以第,ⅠA,和第,ⅦA,族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。,,1.,核素及原子结构中“量”的关系。一般通过元素合成等新信息，考查质子数、中子数、质量数之间的换算关系，难度较小。,,2.,周期表的结构及应用。本考点一般不独立出题，通常作为元素推断的依据，进行综合考查，难度较大。,,3.,同主族元素的性质规律判断。通常是作为元素的性质推断，或选择题中的正误判断，难度较大。,,要点探究,►　探究点一　碳 硅,第,15,讲,,│,要点探究,,核外电子数,,【,知识梳理,】

8、,,一、碳、硅比较,1,．世界上第一张元素周期表是在,1869,年由俄国化学家,,________,绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为,,现在的常用形式。,,2,．原子序数：按照元素在,________,中的顺序给元素编号，,,称之为原子序数，原子序数＝,__________,＝,__________,＝,,__________,。,,3,．元素周期表的结构,门捷列夫,周期表,核电荷数,质子数,第,15,讲,,│,要点探究,,,短,2,8,8,长,18,18,32,不完全,26,短周期元素与长周期元素,7,7,8,、,9,、,10,18,第,15,讲,,│,要点探究,【,要点深化,】

9、,,一、元素周期表的结构与原子序数的关系,,1,．同主族、邻周期元素的原子序数差,,(1),位于过渡元素左侧的主族元素，即,ⅠA,、,ⅡA,族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数；,,(2),位于过渡元素右侧的主族元素，即,ⅢA,～,ⅦA,族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如，氯和溴的原子序数之差为：,35,－,17,＝,18(,溴所在第四周期所含元素的种数,),。,,2,．同周期,ⅡA,族和,ⅢA,族元素原子序数差,,第二、三周期元素，原子序数差为,1,；,第,15,讲,,│,要点探究,第四、五周期元素，原子序数差为,11,

10、；,,第六周期元素，原子序数差为,25,。,,二、主族元素在周期表中位置的推断方法,,1,．根据核外电子排布规律,,(1),最外层电子数等于或大于,3(,小于,8),的一定是主族元素。,,(2),最外层有,1,个或,2,个电子，则可能是,ⅠA,、,ⅡA,族元素，也可能是副族、,Ⅷ,族或,0,族元素氦。,,(3),最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。,,(4),某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。,,(5),电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期,——“,阴上阳下”规律。,第,15

11、,讲,,│,要点探究,2,．根据周期表结构与原子电子层结构的关系,,核外电子层数＝周期数,(,对于大部分元素来说,),；,,主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝,8,－,|,最低负价,|,。,,(1),族序数等于周期数的元素是,H,、,Be,、,Al,等。,,(2),短周期中最高正价与最低负价代数和为零的是,H(NaH,中氢原子显－,1,价,),、,C,、,Si,。,,(3),最高正价是最低负价绝对值,3,倍的短周期元素是,S,。,,(4),除,H,外，原子半径最小的元素是,F,。,,(5),最高正价不等于族序数的元素是,O,、,F,等。,,(6),不易表现出正价的元素有,O,、,F,。,,3,

12、．根据元素的存在、性质等,,(1),存在方面,第,15,讲,,│,要点探究,①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大的元素、氢化物中含氢质量分数最大的元素是,C,。,,②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,N,。,,③地壳中含量最多的元素，或氢化物的沸点最高的元素，或氢化物在通常状况下呈液态的元素是,O,。,,④,地壳中含量最多的金属元素是,Al,。,,(2),性质方面,,①最活泼的非金属元素，或无正价的元素，或气态氢化物最稳定的元素是,F,。,,②最活泼的金属元素，或最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素，或阳离子氧化性最弱的元素是,Cs(,放射性元素除外,),

13、。,第,15,讲,,│,要点探究,③单质在常温下呈液态的非金属元素是,Br,。,,④短周期中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是,Be,、,Al,。,,⑤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,N,。,,⑥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,Li,、,Na,、,F,。,,⑦常见的能形成同素异形体的元素有,C,、,P,、,O,、,S,等。,,4,．根据稀有气体的原子序数,,第一～七周期稀有气体元素的原子序数依次为,2,、,10,、,18,、,36,、,54,、,86,、,118,，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的

14、差值来推断元素在周期表中的位置，可遵循“比大小，定周期；比差值，定族数”的原则。,第,15,讲,,│,要点探究,例如,53,号元素，由于,36,＜,53,＜,54,，则,53,号元素位于第五周期，,54,－,53,＝,1,，所以,53,号元素位于,54,号元素左侧第一格，即第,ⅦA,族，所以,53,号元素位于第五周期第,ⅦA,族。,,再如,88,号元素，由于,86,＜,88,＜,118,，则,88,号元素位于第七周期，,88,－,86,＝,2,，所以,88,号元素位于,86,号元素右侧第二格，即下周期的第,ⅡA,族，所以,88,号元素位于第七周期第,ⅡA,族。,,第,15,讲,,│,要点探究,

15、,例,1,,元素周期表中前,7,个周期完全排满时元素的种数如下表所示：,,【,典例精析,】,周期数,,1,,2,,3,,4,,5,,6,,7,元素种数,(,最多,),,2,,8,,8,,18,,18,,32,,32,(1),第六、七周期完全排满时元素的种数比第四、五周期多了,14,种，其原因是,______________________________,,。,第六、七周期中在,ⅢB,族出现了镧系和锕系,第,15,讲,,│,要点探究,(2),周期表中,________,族所含元素最多，,__________,族元素形成化合物最多。,,(3),请分析周期数与元素种数的关系，然后预测第八周期最多可

16、能含有的元素种数为,________,。,,(4),居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期的,ⅡA,族元素，下列关于镭的性质的描述中不正确的是,________,。,,A,．在化合物中呈＋,2,价,,B,．氢氧化物呈两性,,C,．单质使水分解，放出氢气,,D,．碳酸盐难溶于水,ⅢB,ⅣA,,50,,B,,第,15,讲,,│,要点探究,[,解析,],元素周期表是学好化学的有效工具，因此对元素周期表的掌握必须有相当的条理性、严密性，做到对周期表的结构烂熟于心。,,(1),第六、七周期中由于在,ⅢB,族出现了镧系、锕系，所以元素种类最多。,,(2),已知有机物的种类远远多于无机物，而有机物中含有碳元

17、素，可知,ⅣA,族元素形成的化合物最多。,,(3),根据表可通过分析数据归纳出规律：,周期表,1,2,3,4,,5,,6,7,元素种数,,(,最多,),,2,,2,×,1,8,,2,×,2,2,8,,2,×,2,2,18,,2,×,3,2,18,,2,×,3,2,32,,2,×,4,2,32,,2,×,4,2,第,15,讲,,│,要点探究,可见规律是,2,n,2,(,n,＝,1,2,3,，,……),，由此预测第八周期元素种数应为,2×52,，故答案为,50,。,,(4),在周期表中同族元素，从上到下其金属性依次增强，因此，可以确定其单质使水分解放出氢气；其氢氧化物呈现出比氢氧化钙更强的碱性，而

18、不能呈两性；碳酸盐难溶于水。,第,15,讲,,│,要点探究,,[,点评,],现行元素周期表是以原子序数为基本排列原则，在此基础上又根据电子层数、最外层电子数进行“归类”排列的，据此可以对元素周期表各周期所含元素种类数进行推导。变式题则是考查根据原子序数确定其在周期表中的位置。,第,15,讲,,│,要点探究,变式题,,2010,年,2,月,19,日，为纪念哥白尼，第,112,号化学元素被命名为“,Copernicium”,，相应的元素符号为“,Cn”,，名称为铌。科学家们在制造这个第,112,号新元素时确实也用了其他元素，他们尝试过用,U(,质子数,92),和,Ca(,质子数,20),、,Pu(

19、,质子数,94),和,Ar(,质子数,18),、,Th(,质子数,90),和,Ti(,质子数,22),、,Cm(,质子数,96),和,S(,质子数,16),，但是这里面成功的只有,U(,质子数,92),和,Ca(,质子数,20),，产生的是,Cn,的同位素。关于,112,号元素的说法不正确的是,(,,),,A,．生成铌的过程为化学变化,,B,．该元素是金属元素,,C,．该元素在周期表中的第七周期第,ⅡB,族,,D,．铌的主要化合价是＋,2,价,第,15,讲,,│,要点探究,A,,,碳该合成过程中发生了原子核的变化，而化学反应只是涉及原子核外电子的变化，,A,项不正确；根据稀有气体的原子序数规律

20、或元素周期表的编排原则可知，铌是第七周期第,ⅡB,族，是过渡元素，为金属元素，,B,、,C,、,D,正确。,►　探究点二　元素性质与原子结构,第,15,讲,,│,要点探究,,【,知识梳理,】,,,1,．元素性质与原子结构的关系,,原子核外电子排布，特别是,__________________,决定着元素的化学性质。,__________________,的相似性和递变性导致元素性质的相似性和递变性。,,2,．同主族元素结构与性质的相似性和递变性,最外层电子数,,,原子核外电子排布,,,第,15,讲,,│,要点探究,,相似性,,递变性,,,碱金属,卤素,碱金属,(Li→Cs),卤素,(F→I),

21、原子结构,最外层均为,____,个电子,最外层均为,____,个电子,电子层数逐渐,____,,核电荷数逐渐,____,,原子半径逐渐,____,,元素性质,都具有强的,________,，最高正价都是,____,价,都具有强的,,,，最高正价都是,____,价,(F,除外,),金属性逐渐,________,非金属性逐渐,______,1,7,增多,,增多,,增大,,金属性,,＋,1,,非金属性,,＋,7,,增强,,减弱,,第,15,讲,,│,要点探究,,相似性,,递变性,,,碱金属,卤素,碱金属,(Li→Cs),卤素,(F→I),单质化,,学性质,都能与,H,2,O,反应生成可溶性氢氧化物和

22、,_______,,都能与,O,2,反应,,都具有强的,________,都能够与,H,2,反应,,都具有强的,________,与水反应越来越,________,，,,与氧气反应越来越,____,，产物越来越复杂，还原性逐渐,__________,与,H,2,反应条件要求越来越,____,，生成氢化物的稳定性越来越,_________,氧化性逐渐,________,最高价氧化物对应水化物的酸,(,碱,),性,碱金属,(Li→Cs),最高价氧化物的水化物碱性逐渐,____,,,,,卤素,(Cl→I),最高价氧化物的水化物酸性逐渐,____,,,,H,2,,氧化性,,剧烈,,剧烈,,增强,还原性

23、,,高,差,(,或弱,),,减弱,增强,减弱,,第,15,讲,,│,要点探究,【,要点深化,】,,1,．同主族元素性质递变规律的原因,,在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。,,2,．碱金属的特性,,(1),钠、钾需保存在煤油中，但,Li,的密度比煤油的小，所以,Li,必须保存在石蜡中。,Li,、,K,的密度比水小，而,Rb,、,Cs,的密度比水大，与水反应时，沉于水底。,,(2),氧在化合物中一般显－,2,价，但,Na,2,O,2,中氧显

24、－,1,价；氢能够与非金属元素形成氢化物，氢显＋,1,价，而碱金属也能够与氢形成,第,15,讲,,│,要点探究,氢化物，如,NaH,、,KH,，其中氢的化合价为－,1,价。,,3,．卤素及其化合物的特性与鉴别,,(1),氟元素的几种特殊性质,,CaF,2,不溶于水，,AgF,易溶于水，氟无正价，无含氧酸。氢氟酸为弱酸，剧毒，能腐蚀玻璃；氟气能够与水剧烈反应生成,HF,和,O,2,：,2F,2,＋,2H,2,O===4HF,＋,O,2,，故实验室中不能制取氟水；氟气能与稀有气体反应。,,(2),碘元素的几种特性,,碘为紫黑色固体，易升华,(,常用于分离提纯碘,),，遇淀粉变蓝色,(,常用于检验,

25、I,2,的存在,),，碘氧化性较其他卤素弱，与变价金属反应生成低价化合物，如与,Fe,反应生成,FeI,2,。,第,15,讲,,│,要点探究,(3),卤素的检验,,①氯气是黄绿色气体，有刺激性气味，可使湿润的,KI,－淀粉试纸变蓝色。,,②卤化银检验法。用硝酸酸化的,AgNO,3,溶液可检验,Cl,－,、,Br,－,、,I,－,。,,③也可用卤素之间的置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质。,第,15,讲,,│,要点探究,,例,2,,有,X,、,Y,两种元素，原子序数≤,20,，,X,的原子半径小于,Y,，且,X,、,Y,原子的最外层电子数相同,(,选项中,m,、,n,均为正整数,),。下

26、列说法正确的是,(,,),,A,．若,X(OH),n,为强碱，则,Y(OH),n,也一定为强碱,,B,．若,H,n,XO,m,为强酸，则,X,的氢化物溶于水一定显酸性,,C,．若,X,元素形成的单质是,X,2,，则,Y,元素形成的单质一定是,Y,2,,D,．若,Y,的最高正价为＋,m,，则,X,的最高正价一定为＋,m,【,典例精析,】,第,15,讲,,│,要点探究,例,2,,A,由于,X,、,Y,原子的最外层电子数相同，且,X,的原子半径小于,Y,，所以,X,、,Y,同主族，且,X,位于,Y,的上面，由于同主族元素最高价氧化物对应水化物碱性从上到下逐渐增强，,A,正确；,HNO,3,为强酸而氨

27、水呈碱性，则,B,不正确；,ⅥA,族元素氧的单质为,O,2,，而硫的单质却有,S,8,、,S,6,、,S,4,、,S,2,等形式，,C,不正确；,ⅥA,族元素，氧无正化合价，而硫的最高正价为＋,6,，故,D,不正确。,第,15,讲,,│,要点探究,,[,点评,],列举法和特例法是解决这类问题的关键，如本题涉及的氢化物水溶液呈碱性的只有,NH,3,，非金属元素无正价的有氧、氟等。变式题对典型金属元素族和非金属元素族的性质进行考查。,第,15,讲,,│,要点探究,变式题,,,关于碱金属和卤族元素的叙述，错误的是,(,,),,A,．碱金属都能在空气中燃烧生成,M,2,O(M,指碱金属,),,B,．,

28、HCl,、,HBr,、,HI,的还原性由弱到强,,C,．,X,、,Y,是两种卤族元素，,X,的非金属性比,Y,的强，则,X,的单质比,Y,的单质更容易与氢气反应,,D,．碱金属所形成的阳离子的氧化性从上到下依次减弱,第,15,讲,,│,要点探究,只有锂在空气中燃烧生成,Li,2,O,，其他碱金属元素生成过氧化物或更复杂的超氧化物甚至臭氧化物，,A,选项错误；同主族元素，从上到下，非金属性减弱，对应的阴离子的还原性增强，,B,选项正确；非金属性越强越易与,H,2,发生反应，,C,选项正确；碱金属从上到下金属性依次增强，对应的阳离子的氧化性依次减弱，,D,选项正确。,A,►　探究点三　核素,,第,

29、15,讲,,│,要点探究,,【,知识梳理,】,,,,1,．核素：具有一定数目的,________,和一定数目,_______,,的一种原子。核素中相关量的关系为：质量数,(A),＝,__________,＋,__________,，质子数为,Z,，质量数为,A,的核素,X,可表示为,_____,。,,2,．同位素：,__________,相同而,__________,不同的同一元素的不同原子互称同位素。如氢元素有三种核素，符号为,________,、,________,、,________,，三者互为同位素。,质子,中子,质子数,中子数,质子数,中子数,第,15,讲,,│,要点探究,3,．元素

30、：具有相同,,的同一类原子的总称。,,核素、同位素、元素三者之间的关系为：,核电荷数,(,或质子数,),第,15,讲,,│,要点探究,【,要点深化,】,,1,．构成原子的粒子对原子性质的影响,第,15,讲,,│,要点探究,2,．同位素、同素异形体、同分异构体概念辨析,,同分异构体,同素异形体,同位素,概念,分子式相同，结构不同的化合物之间互为同分异构体,同种元素组成结构不同的单质之间互为同素异形体,质子数相同，中子数不同，同一元素的不同原子间互为同位素,对象,一般为有机化合物之间,单质之间,原子之间,化学,,性质,可能相似也可能不同,相似，一定条件下可以相互转变,几乎完全相同,实例,CH,3,

31、COOH,与,,HCOOCH,3,金刚石与石墨、,C,60,；红磷与白磷；,O,2,与,O,3,,H,、,H,、,H,第,15,讲,,│,要点探究,,例,3,,据报道，在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的会导致温室效应的气态化合物，它的结构式为,16,O,＝,C,＝,18,O,。下列说法正确的是,(,,),,A,．,16,O,与,18,O,为同种核素,,B,．,16,O,＝,C,＝,18,O,与,16,O,＝,C,＝,16,O,互为同位素,,C,．,16,O,＝,C,＝,18,O,的化学性质与,16,O,＝,C,＝,16,O,完全不同,,D,．目前提出的“低碳经济”，目标是减少向环境排放,

32、CO,2,，控制温室效应,【,典例精析,】,第,15,讲,,│,要点探究,例,3,,D,,A,项中两种原子互为同位素；,B,项中两分子均为化合物，不属于同位素范畴；,C,项中两种分子的化学性质应几乎完全相同。,第,15,讲,,│,要点探究,[,点评,],决定元素化学性质的是核外电子排布，特别是最外层电子数，故同位素原子间及其所构成的化合物之间的化学性质相似。变式题更注重对同位素原子结构的考查。,第,15,讲,,│,要点探究,变式题,,[2010·,山东卷,],16,O,和,18,O,是氧元素的两种核素，,N,A,表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是,(,,),,A,．,16,O,2,与,18,

33、O,2,互为同分异构体,,B,．,16,O,与,18,O,核外电子排布方式不同,,C,．通过化学变化可以实现,16,O,与,18,O,间的相互转化,,D,．标准状况下，,1.12 L,16,O,2,和,1.12 L,18,O,2,均含有,0.1,N,A,个氧原子,第,15,讲,,│,要点探究,,本题考查的知识点较多，有同分异构体的判断、核外电子排布、物质间的转化以及阿伏加德罗常数的运用，属容易题。,A,项，二者都是氧气，只不过摩尔质量不相同；,B,,,项，核外电子排布相同，都是,,；,C,项，,16,O,与,18,O,,,间的相互转化，是原子核的变化，不属于化学变化 ；,D,项，二者的物质的量都是,0.05 mol,，所以氧原子个数都是,0.1,N,A,。,D,