应用课
第一章 原子结构与性质
课时6 元素推断
【学习目标】
掌握元素周期律，分析“位—构—性”之间的关系。
【学习活动】
学习任务
目标一：掌握元素周期律，分析“位—构—性”之间的关系。 任务：“位、构、性”相互推断 1.元素推断的一般思路 2.推断元素名称的方法 (1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 (2)利用常见元素及其化合物的特征。 ①形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：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：N。 ③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。 ④单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。 ⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。 ⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 3．确定元素位置的方法 (1)由基态原子的价电子排布式给元素定位。 周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 主族元素的族序数＝价电子数 第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 (2)根据原子序数以0族为基准给元素定位。 稀有气体元素HeNeArKrXeRn周期序数一二三四五六原子序数21018365486
①原子序数－稀有气体元素的原子序数(相近且小)＝元素所在的纵列数。 第1、2纵列为第ⅠA族、ⅡA族，第3～7纵列为第ⅢB族～第ⅦB族，第8～10纵列为第Ⅷ族，第11、12纵列为第ⅠB族、ⅡB族，第13～17纵列为第ⅢA族～第ⅦA族。该元素的周期数＝稀有气体元素的周期数＋1。 如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。 分析：41与36接近，有41－36＝5，故该元素位于第五周期第ⅤB族。 注意：使用此法若为第六、七周期第ⅢB族(合镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。 ②稀有气体元素的原子序数(相近且大)－原子序数＝18－该元素所在纵列数。 如判断114号元素在元素周期表中的位置。 分析：118－114＝4，为顺数第14纵列或倒数第5纵列，故114号元素位于第七周期第ⅣA族。 针对训练1.现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题。 元素相关信息A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素B原子核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能分别是 I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1； I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1D原子核外所有p能级全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列
(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：______________________________。 (2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了________________。 (4)G位于________族________区，价电子排布式为______________________。 答案：(1) (2)3 哑铃 (3)泡利原理 (4)第ⅦB d 3d54s2 解析：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等，是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1，B元素原子核外有2个电子层，电子排布式为1s22s22p3，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能突增，故C处于第ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p能级全满或半满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E应为第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，应为第ⅦA族元素，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，故F为K元素；G在周期表的第七列，G为Mn元素。(1)NH5是离子化合物，则含有NH，阴离子是H－。(2)氮元素的最高能量电子为2p能级上的电子，p轨道有3个方向，原子轨道呈哑铃形。(3)3s轨道中的两个电子自旋状态相同，违反了泡利原理。(4)Mn原子的价电子排布式为3d54s2，最后填充的电子填充在3d能级，故属于d区元素，处于第四周期第ⅦB族。 针对训练2.元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素原子的价电子排布式为ns2npn＋1，且有9个原子轨道。下列说法错误的是( ) A.M元素原子的价电子排布为3s23p4 B.Y元素在周期表的第四周期ⅤA族 C.X基态原子核外有两个未成对电子 D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2 答案 B 解析 M元素原子的价电子排布式为ns2npn＋1，且有9个原子轨道，则M元素原子核外有3个电子层，则价电子排布式为3s23p4，M为S元素，根据四种元素在周期表中的相对位置关系可知，X、Y、Z分别为O、P、Ge，Y(P)位于第三周期ⅤA族，A正确，B错误；X(O)基态原子电子轨道表示式为，故核外有两个未成对电子，C正确；Z位于第四周期ⅣA族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，D正确。 针对训练3.X、Y、Z均为第三周期元素，X的第一电离能在同周期中最小，Y的电负性在同周期中最大，Z的离子半径在同周期中最小，下列关于X、Y、Z的叙述不正确的是( ) A.元素Y形成的气态氢化物极易溶于水，水溶液呈强酸性 B.元素X与元素Y能形成离子化合物 C.元素Z的最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应 D.原子序数和原子半径大小顺序均为X＜Y＜Z 答案 D 解析 X、Y、Z均为第三周期元素，X的第一电离能在同周期中最小，X为Na，Y的电负性在同周期中最大，Y为Cl，Z的离子半径在同周期中最小，Z为Al。Cl的气态氢化物是HCl，极易溶于水，水溶液呈强酸性，A项正确；Na和Cl形成的化合物是NaCl，属于离子化合物，B项正确；Z为Al，其最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Al(OH)3是两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，C项正确；原子序数Na＜Al＜Cl，同周期主族元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，原子半径Na＞Al＞Cl，D项错误。 针对训练4.短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的相对位置如表所示，其中W的气态氢化物的摩尔质量为34 g/mol，Y的最简单氢化物为非电解质，则下列说法正确的是( ) XYZWQ
A.X的最简单氢化物水溶液呈碱性 B.Q单质能溶于水，且其水溶液须用棕色细口瓶盛装 C.电负性：Y＞W＞Z D.阴离子的还原性：W＜Q 答案 C 解析 由短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置可知，X、Y位于第二周期，Z、W、Q位于第三周期，Y、W同主族，Y的最简单氢化物为非电解质，W的气态氢化物的摩尔质量为34 g/mol，H2S或PH3，由于水为弱电解质，Y不能为O，则Y为N，W为P，结合相对位置可知，X为C，Z为Al，Q为S。C的最简单氢化物为CH4，不溶于水，A项错误；S单质不能溶于水，B项错误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，电负性N＞P＞Al，C项正确；由于非金属性P＜S，故阴离子还原性P3－＞S2－，D项错误。 针对训练5.A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知A是地壳中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B是同周期元素中第一电离能最小的元素；C的价电子排布式为3s2；D是同周期元素(稀有气体元素除外)中第一电离能最大的元素。 (1)试推断这四种元素并写出其元素符号： A________；B________；C________；D________。 (2)写出A、B、C三种元素两两组成的3种化合物的化学式：_________________________________________________________________。 (3)写出电解CD2的化学方程式：___________________________________。 答案 (1)O Na Mg Cl (2)Na2O、Na2O2、MgO (3)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 解析 地壳中含量最多的元素是氧元素，故A为氧元素；由于A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期元素且B、C、D同周期，故B、C、D位于第三周期；B、D分别是同周期元素(稀有气体元素除外)中第一电离能最小、最大的元素，则B、D分别为钠元素、氯元素；根据C的价电子排布式知，C是镁元素。 针对训练6.有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属于同一族，它们的原子最外电子层上只有1个电子；B和D也属于同一族，它们原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半；C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。 请回答下列问题： (1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________(填写元素名称)。 (2)由这五种元素组成的一种化合物是________________(写化学式)。写出该物质的一种用途：____________________________________________________________。 (3)写出C元素基态原子的核外电子排布式：____________________________________。 (4)表示D元素原子价电子排布的轨道表示式为__________________________。 (5)元素B与D的电负性的大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小关系是C________E(填“>”“<”或“＝”)。 答案 (1)氢 氧 铝 硫 钾 (2)KAl(SO4)2·12H2O 作净水剂 (3)1s22s22p63s23p1 (5)＞ ＞ 解析 A、B、C、D、E 5种元素的核电荷数都小于20，A、E属于同一族且最外电子层上只有1个电子，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢；B、D为同一族，其原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半，故其最外层电子排布式为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；C原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半，则C为铝。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(氧)的电负性大于D(硫)；E(钾)的第一电离能小于钠，钠的第一电离能小于C(铝)，故第一电离能Al＞K。
2应用课
第一章 原子结构与性质
课时6 元素推断
【学习目标】
掌握元素周期律，分析“位—构—性”之间的关系。
【学习活动】
学习任务
目标一：掌握元素周期律，分析“位—构—性”之间的关系。 任务：“位、构、性”相互推断 1.元素推断的一般思路 2.推断元素名称的方法 (1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 (2)利用常见元素及其化合物的特征。 ①形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：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：N。 ③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。 ④单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。 ⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。 ⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 3．确定元素位置的方法 (1)由基态原子的价电子排布式给元素定位。 周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 主族元素的族序数＝价电子数 第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 (2)根据原子序数以0族为基准给元素定位。 稀有气体元素HeNeArKrXeRn周期序数一二三四五六原子序数21018365486
①原子序数－稀有气体元素的原子序数(相近且小)＝元素所在的纵列数。 第1、2纵列为第ⅠA族、ⅡA族，第3～7纵列为第ⅢB族～第ⅦB族，第8～10纵列为第Ⅷ族，第11、12纵列为第ⅠB族、ⅡB族，第13～17纵列为第ⅢA族～第ⅦA族。该元素的周期数＝稀有气体元素的周期数＋1。 如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。 分析：41与36接近，有41－36＝5，故该元素位于第五周期第ⅤB族。 注意：使用此法若为第六、七周期第ⅢB族(合镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。 ②稀有气体元素的原子序数(相近且大)－原子序数＝18－该元素所在纵列数。 如判断114号元素在元素周期表中的位置。 分析：118－114＝4，为顺数第14纵列或倒数第5纵列，故114号元素位于第七周期第ⅣA族。 针对训练1.现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题。 元素相关信息A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素B原子核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能分别是 I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1； I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1D原子核外所有p能级全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列
(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：______________________________。 (2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了________________。 (4)G位于________族________区，价电子排布式为______________________。 针对训练2.元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素原子的价电子排布式为ns2npn＋1，且有9个原子轨道。下列说法错误的是( ) A.M元素原子的价电子排布为3s23p4 B.Y元素在周期表的第四周期ⅤA族 C.X基态原子核外有两个未成对电子 D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2 针对训练3.X、Y、Z均为第三周期元素，X的第一电离能在同周期中最小，Y的电负性在同周期中最大，Z的离子半径在同周期中最小，下列关于X、Y、Z的叙述不正确的是( ) A.元素Y形成的气态氢化物极易溶于水，水溶液呈强酸性 B.元素X与元素Y能形成离子化合物 C.元素Z的最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应 D.原子序数和原子半径大小顺序均为X＜Y＜Z 针对训练4.短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的相对位置如表所示，其中W的气态氢化物的摩尔质量为34 g/mol，Y的最简单氢化物为非电解质，则下列说法正确的是( ) XYZWQ
A.X的最简单氢化物水溶液呈碱性 B.Q单质能溶于水，且其水溶液须用棕色细口瓶盛装 C.电负性：Y＞W＞Z D.阴离子的还原性：W＜Q 针对训练5.A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知A是地壳中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B是同周期元素中第一电离能最小的元素；C的价电子排布式为3s2；D是同周期元素(稀有气体元素除外)中第一电离能最大的元素。 (1)试推断这四种元素并写出其元素符号： A________；B________；C________；D________。 (2)写出A、B、C三种元素两两组成的3种化合物的化学式：_________________________________________________________________。 (3)写出电解CD2的化学方程式：___________________________________。 针对训练6.有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属于同一族，它们的原子最外电子层上只有1个电子；B和D也属于同一族，它们原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半；C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。 请回答下列问题： (1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________(填写元素名称)。 (2)由这五种元素组成的一种化合物是________________(写化学式)。写出该物质的一种用途：____________________________________________________________。 (3)写出C元素基态原子的核外电子排布式：____________________________________。 (4)表示D元素原子价电子排布的轨道表示式为__________________________。 (5)元素B与D的电负性的大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小关系是C________E(填“>”“<”或“＝”)。
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