优化方案2017版高考化学大一轮复习 第五章 物质结构 元素周期律 第一讲 原子结构讲义

名师点拨

(1)核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。如当

2

M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×3＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。

(2)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。

(3)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，活泼非金属元素原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。

(4)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。

(2016·邯郸一模)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为13，X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是( ) A．X的最高价氧化物对应的水化物显弱酸性 B．Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质 C．Y与X可生成Y3X2型化合物

D．Z的单质在氧气中燃烧可以生成两种酸性氧化物

[解析] Z原子最外层电子数为X原子内层电子数或Y原子最外层电子数的3倍，则X的内层电子数为2，Z的最外层电子数为6，Y的最外层电子数为2；再由X、Y、Z的原子的最外层电子数之和为13，知X的最外层电子数为13－6－2＝5，据X与Y、Z位于相邻周期推知X为N，Y为Mg，Z为S。氮元素的最高价氧化物对应的水化物是硝酸，硝酸是强酸，A错；硫的氢化物H2S的水溶液在空气中易被氧化，B不正确；氮元素和镁元素可生成Mg3N2，C正确；S在氧气中燃烧只能生成SO2，D错。 [答案] C

若某短周期元素的原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，试确定该元素。

答案：该短周期元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，可知它只有两个电子层，K层必满，则排2个电子，进而知L层排了6个电子，所以该元素为O。

核外电子排布规律的应用

解答核外电子排布规律的应用类试题的一般步骤：首先，确定原子的内层电子数，如例3中“Z原子的最外层电子数是X原子内层电子数的3倍”，由此可知X原子内层电子数只能为2；其次，根据最外层不超过8个电子判断最外层电子数；再次，由原子核外电子排布情况确定原子的原子序数或原子结构，进而确定元素种类；最后，结合元素及其化合物的相关知识进行解题。

题组 核外电子排布的规律

1．(2016·最新改编题)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，它们形成的简单离子

2－＋3＋2－

分别为W、X、Y、Z，下列选项中都能破坏水的电离平衡的是( )

2－＋＋3＋

A．W、X B．X、Y

3＋2－＋2－

C．Y、Z D．X、Z

解析：选C。根据“短周期元素”“原子序数依次增大”和离子所带的电荷数，可以判断出

2－＋3＋2－3＋2－

四种元素对应的离子分别是O、Na、Al和S，其中Al、S能破坏水的电离平衡，故选C。

2．(2015·高考全国卷Ⅱ，9,6分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电

－－＋

子数分别为1、6、7、1。a的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c和d的电子层结构相同。下列叙述错误的是( ) A．元素的非金属性次序为c＞b＞a

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B．a和其他3种元素均能形成共价化合物 C．d和其他3种元素均能形成离子化合物

D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6

－

解析：选B。由a的最外层电子数为1，a的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推

－＋

知，b、c分别为S、Cl。由c和d的电子层结构相同可知，d为K。

A项，S、Cl处于第三周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为Cl＞S＞H。B项，H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH。C项，K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。D项，H、S、Cl的最高化合价分别为＋1、＋6和＋7，最低化合价分别为－1、－2和－1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。

3．A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：D>C>A>B。已知：A、B同周期，A、C处于同一主族；C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍。试回答： (1)写出A元素的名称：________。

(2)写出由B、D组成的两种化合物的化学式：________________________________________________________________________、 ____________。

(3)C的氧化物属于________化合物(填“离子”或“共价”)。

(4)写出C的最高价氧化物与D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：________________________________________________________________________。

解析：4种元素都是短周期元素，原子半径：D>C>A>B，A、C处于同一主族，所以D、C在第三周期(D排在C前面)，A、B在第二周期(A排在B的前面)。C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍，则D原子最外层电子数小于3，若D原子最外层电子数为1(即D为钠)，则C原子最外层电子数为3(即C为铝)，此时A为硼，结合C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和，可知B为氧。当D原子的最外层电子数为2时(即D为镁)，则C为硫，A为氧，此时没有能够满足条件的B。从而确定A为硼、B为氧、C为铝、D为钠。

－－

答案：(1)硼 (2)Na2O Na2O2 (3)离子 (4)Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O

短周期元素原子的特征电子排布

(1)原子核中无中子的原子：H。

(2)最外层有一个电子的元素：H、Li、Na。 (3)最外层有两个电子的元素：Be、Mg、He。

(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。

(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C；是次外层电子数3倍的元素是O。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。

考点四 常见等电子微粒[学生用书P119]

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1．“18电子”微粒 一核18电子 二核18电子 三核18电子 四核18电子

分子 Ar F2、HCl H2S PH3、H2O2 离子 －2－3－K、Ca、Cl、S、P 2－－O2、HS ＋2＋10

续 表 分子 离子 五核18电子 SiH4、CH3F、NH2OH 六核18电子 N2H4、CH3OH ＋2＋其他微粒 C2H6、CH3NH2 N2H5、N2H6 2.其他等电子微粒 ＋＋－2－－＋2＋3＋

“10电子”微粒：CH4、NH3、H2O、HF、Ne、NH4、H3O、OH、O、F、Na、Mg、Al等。 “9电子”微粒：—F、—OH、—NH2、—CH3(甲基)。 “14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2。

－＋2＋

“2电子”微粒：He、H、Li、Be、H2。

1．具有双核10个电子的共价化合物分子的电子式是________________________________________________________________________； 四核10个电子的共价化合物分子的化学式是________________________________________________________________________；

以上两种化合物的热稳定性由小到大的顺序是________________________________________________________________________。 答案：HF NH3 NH3

2．通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：

(1)用化学符号表示下列4种微粒：

A：________；B：________；C：________；D：________。

(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：________________________________。

＋—2＋＋3＋

答案：(1)H2O NH3 NH4 OH (2)Mg＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2NH4[或Al＋3NH3＋

＋

3H2O===Al(OH)3↓＋3NH4]

名师点拨

稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子、下一周期的金属元素形成

－＋

的阳离子的电子层结构相同，如Ne、F和Na的电子层结构相同。

(2016·最新改编题)a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的粒子，它们都具有10个电子，其结构特点如下： 粒子代码 a b c d e f g 原子核数 单核 单核 双核 四核 单核 四核 五核 电荷数 0 1＋ 1－ 0 2＋ 1＋ 0 (单位电荷) 其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；一个c与一个f可生成两个相同的10电子分子。

(1)a粒子构成的晶体中是否存在化学键________________(填“存在”或“不存在”)。 (2)b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为______>______(用化学式表示)。

(3)d溶于水呈______性(填“酸”或“碱”)，写出其溶质的电离方程式：________________________________________________________________________。 (4)g粒子是由___________键构成的__________分子。

(5)c粒子是_____________，f粒子是________。(用化学式表示)

＋－

[解析] 根据表格中各粒子的构成和电荷数知，a是Ne，b是Na，c是OH，d是NH3，e

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··

······

是Mg，f是H3O，g是CH4。

[答案] (1)不存在 (2)NaOH Mg(OH)2

＋－

(3)碱 NH3·H2ONH4＋OH

－＋

(4)极性 非极性 (5)OH H3O

常见的电子数和质子数都是10个的微粒都有哪些？电子数和质子数都是18个的微粒都有哪些？

答案：常见的电子数和质子数都是10个的微粒有Ne、HF、H2O、NH3、CH4；电子数和质子数都是18个的微粒有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等。

寻找10电子和18电子微粒的思维模板

(1)10电子微粒：以Ne为核心，推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。

2＋＋

(2)18电子微粒：以Ar为核心，推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。

题组 等电子微粒的考查

1．(2014·高考上海卷)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )

＋－

A．H3O和OH B．CO与N2

－＋＋

C．HNO2和NO2 D．CH3和NH4

解析：选D。中性微粒的电子数＝质子数，阳离子的电子数＝质子数－所带电荷数，阴离子

＋－

的电子数＝质子数＋所带电荷数。A.H3O和OH均含有10个电子，A不正确；B.CO和N2均

－＋

含有14个电子，B不正确；C.HNO2和NO2均含有24个电子，C不正确；D.CH3含有8个电子，

＋

而NH4含有10个电子，D正确。

＋－2－

2．(2016·最新改编题)用A、B、C、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：

(1)A元素是______，B元素是______，C元素是________。(用元素符号表示)

(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________________________________________________________________________ ______________。

(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。

(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是____________；电子式是______________。

(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。 (6)H分子中含有8个原子，其分子式是________。

＋

解析：18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期简单气态氢化物去掉一个氢原子后，两两

3－2－－－＋2＋

结合得到的分子。阴离子有P、S、HS、Cl；阳离子有K、Ca；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。

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