微专题2 元素的推断
1.利用稀有气体元素原子结构的特殊性推断
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,与下一周期的某些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.利用元素原子或离子的核外电子排布推断
要注意一些元素原子核外电子排布的特殊性,如前18号元素中:
(1)族序数等于周期序数的元素:H、Be、Al。
(2)族序数等于周期序数两倍的元素:C、S。
(3)族序数等于周期序数三倍的元素:O。
(4)周期序数等于族序数两倍的元素:Li。
(5)周期序数等于族序数三倍的元素:Na。
3.利用元素的特殊性质推断
(1)最高正价与最低负价代数和为零的短周期主族元素:H、C、Si。
(2)最高正价是最低负价绝对值三倍的短周期主族元素:S。
(3)除H外,原子半径最小的主族元素:F。
(4)第一电离能最大的主族元素:F。第一电离能最小的主族元素:Cs(放射性元素除外)。
(5)电负性最小的主族元素(放射性元素除外):Cs(0.7)。电负性最大的主族元素:F(4.0)。
(6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系,则这两种元素为O和S。
4.利用常见元素及其化合物的特征推断
(1)形成化合物种类最多的元素、形成的单质在自然界中硬度最大的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。
(2)空气中含量最高的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。
(3)地壳中含量最高的元素:O。
(4)单质密度最小的非金属元素: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、金属元素分别是Br、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)单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Na、F。
5.利用一些经验规律推断
(1)元素周期表中的递变规律(“三角”规律)。
若A、B、C三种元素在元素周期表中的相对位置如图所示,则有关的各种性质均可排出顺序(D不参与排列)。如
原子半径:C>A>B;
金属性:C>A>B;
非金属性:B>A>C。
(2)元素周期表中的相似规律。
①同主族元素性质相似(因为最外层电子数均相同);
②元素周期表中位于对角线位置的元素性质相似,如Li和Mg、Be和Al,B和Si等。
1.(2023·宿迁泗阳实验中学高二调研测试)部分短周期元素的原子半径及主要化合价见下表。
元素 X Y Z W T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.071 0.099
主要化合价 +2 +3 +6、-2 -1 -1
下列有关说法正确的是 ( )
A.元素X的第一电离能比Y的大
B.元素Z的电负性比W的大
C.元素W的气态氢化物沸点比T的低
D.元素T的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强
2.(2023·东营期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X的原子序数之和是Y的一半,Y、Z的基态原子中单电子数之比为2∶1,甲、乙、丙分别为元素X、Y、Z的单质,m、n、p均是这些元素组成的常见二元气态物质,其中常温下,0.01 mol·L-1p溶液的pH为2,他们之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:XB.沸点:n>m
C.氧化性:丙>乙
D.m、q的水溶液均显酸性
3.A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。A元素的所有p能级都是半充满状态,B元素的最外层电子数是核外电子总数的,C元素是生活中使用非常广泛的金属元素,D元素的主族序数与周期数差值为4,E元素的核外未成对电子数在本周期中最多,F元素的M电子层所有能级都排满电子,N层只有一个电子。请回答下列问题:
(1)A元素的最高价氧化物对应水化物和它的氢化物可以形成一种盐,常温下该盐溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为 。
(3)C元素的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。
(4)E元素核外有 种运动状态不同的电子。
(5)F元素的价电子排布式为 。
微专题2 元素的推断
迁移应用
1.A [Z有+6和-2价,则Z为S元素;W和T均为-1价,W的半径小于T,则W为F元素,T为Cl元素;X为+2价,Y为+3价,且半径均大于F,则X为Mg元素,Y为Al元素。Mg的价电子排布式为3s2,s轨道中的2个电子为全满的稳定状态,所以Mg的第一电离能比相邻的Al要大,A正确;F的非金属性强于S,F得电子能力强于S,所以F的电负性强于S,B错误;HF可以形成分子间氢键,沸点比HCl要高,C错误;没有指明“最高价”氧化物对应水化物,如HClO是弱酸,D错误。]
2.A [短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X的原子序数之和是Y的一半,Y、Z的基态原子中单电子数之比为2∶1,所以Y与Z的p轨道的电子数是2、1或4、5,W与X的原子序数之和是Y的一半,可推测Y与Z的p轨道的电子数是4、5,而且在第3周期,所以Y是S,Z是Cl;常温下,m、n、p均是W、X、Y、Z元素组成的常见二元气态物质,0.01 mol·L-1 p溶液的pH为2,说明p是强酸,是HCl,所以W是H;W与X的原子序数之和是Y的一半,所以X是N;综上可知W、X、Y、Z分别是H、N、S、Cl,则甲、乙、丙分别是N2、S、Cl2,m、n、p均是这些元素组成的常见二元气态物质,0.01 mol·L-1 p溶液的pH为2,所以p是HCl,Cl2和m反应能生成S和HCl,所以m是H2S,同理可推测出n是NH3,q是NH4Cl;N的p轨道是半充满结构,相对稳定,所以第一电离能是N>S,即第一电离能X>Y,故A错误;NH3中有氢键,氢键会使物质的沸点升高,而H2S中没有氢键,所以沸点NH3>H2S,即n>m,故B正确;同周期从左到右,元素的非金属性增强,非金属性越强,其单质的氧化性就越强,所以氧化性Cl2>S,即丙>乙,故C正确;H2S的水溶液是显酸性,NH4Cl发生水解显酸性,故D正确。]
3.(1)c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
(2)r(Cl-)>r(Mg2+)>r(Al3+)
(3)Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-
(4)24 (5)3d104s1
解析 由题意知,A、B、C、D、E、F分别为N、Mg、Al、Cl、Cr、Cu。(1)NH4NO3溶液中,N会发生水解,溶液显酸性,各离子浓度由大到小的顺序为c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-)。(2)电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越小,离子半径越大,故有r(Cl-)>r(Mg2+)>r(Al3+)。(3)Al2O3是两性氧化物,与NaOH溶液反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-。(4)Cr为24号元素,故核外有24种运动状态不同的电子。(5)Cu是29号元素,其价电子排布式为3d104s1。(共14张PPT)
微专题 元素的推断
第 章 原子结构与元素性质
1
2
1.利用稀有气体元素原子结构的特殊性推断
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，与下一周期的某些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.利用元素原子或离子的核外电子排布推断
要注意一些元素原子核外电子排布的特殊性，如前18号元素中：
(1)族序数等于周期序数的元素：H、Be、Al。
(2)族序数等于周期序数两倍的元素：C、S。
(3)族序数等于周期序数三倍的元素：O。
(4)周期序数等于族序数两倍的元素：Li。
(5)周期序数等于族序数三倍的元素：Na。
3.利用元素的特殊性质推断
(1)最高正价与最低负价代数和为零的短周期主族元素：H、C、Si。
(2)最高正价是最低负价绝对值三倍的短周期主族元素：S。
(3)除H外，原子半径最小的主族元素：F。
(4)第一电离能最大的主族元素：F。第一电离能最小的主族元素：Cs(放射性元素除外)。
(5)电负性最小的主族元素(放射性元素除外)：Cs(0.7)。电负性最大的主族元素：F(4.0)。
(6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系，则这两种元素为O和S。
4.利用常见元素及其化合物的特征推断
(1)形成化合物种类最多的元素、形成的单质在自然界中硬度最大的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。
(2)空气中含量最高的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(3)地壳中含量最高的元素：O。
(4)单质密度最小的非金属元素：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、金属元素分别是Br、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)单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Na、F。
5.利用一些经验规律推断
(1)元素周期表中的递变规律(“三角”规律)。
若A、B、C三种元素在元素周期表中的相对位置如图所示，则有关的各种性质均可排出顺序(D不参与排列)。如
原子半径：C＞A＞B；
金属性：C＞A＞B；
非金属性：B＞A＞C。
(2)元素周期表中的相似规律。
①同主族元素性质相似(因为最外层电子数均相同)；
②元素周期表中位于对角线位置的元素性质相似，如Li和Mg、Be和Al，B和Si等。
1.(2023·宿迁泗阳实验中学高二调研测试)部分短周期元素的原子半径及主要化合价见下表。
元素 X Y Z W T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.071 0.099
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋6、－2 －1 －1
下列有关说法正确的是( )
A.元素X的第一电离能比Y的大
B.元素Z的电负性比W的大
C.元素W的气态氢化物沸点比T的低
D.元素T的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强
A
解析 Z有＋6和－2价，则Z为S元素；W和T均为－1价，W的半径小于T，则W为F元素，T为Cl元素；X为＋2价，Y为＋3价，且半径均大于F，则X为Mg元素，Y为Al元素。Mg的价电子排布式为3s2，s轨道中的2个电子为全满的稳定状态，所以Mg的第一电离能比相邻的Al要大，A正确；F的非金属性强于S，F得电子能力强于S，所以F的电负性强于S，B错误；HF可以形成分子间氢键，沸点比HCl要高，C错误；没有指明“最高价”氧化物对应水化物，如HClO是弱酸，D错误。
2.(2023·东营期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与X的原子序数之和是Y的一半，Y、Z的基态原子中单电子数之比为2∶1，甲、乙、丙分别为元素X、Y、Z的单质，m、n、p均是这些元素组成的常见二元气态物质，其中常温下，0.01 mol·L－1p溶液的pH为2，他们之间的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A
A.第一电离能：XB.沸点：n>m
C.氧化性：丙>乙
D.m、q的水溶液均显酸性
解析 短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W与X的原子序数之和是Y的一半，Y、Z的基态原子中单电子数之比为2∶1，所以Y与Z的p轨道的电子数是2、1或4、5，W与X的原子序数之和是Y的一半，可推测Y与Z的p轨道的电子数是4、5，而且在第3周期，所以Y是S，Z是Cl；常温下，m、n、p均是W、X、Y、Z元素组成的常见二元气态物质，0.01 mol·L－1 p溶液的pH为2，说明p是强酸，是HCl，所以W是H；W与X的原子序数之和是Y的一半，所以X是N；
综上可知W、X、Y、Z分别是H、N、S、Cl，则甲、乙、丙分别是N2、S、Cl2，m、n、p均是这些元素组成的常见二元气态物质，0.01 mol·L－1 p溶液的pH为2，所以p是HCl，Cl2和m反应能生成S和HCl，所以m是H2S，同理可推测出n是NH3，q是NH4Cl；N的p轨道是半充满结构，相对稳定，所以第一电离能是N>S，即第一电离能X>Y，故A错误；NH3中有氢键，氢键会使物质的沸点升高，而H2S中没有氢键，所以沸点NH3>H2S，即n>m，故B正确；同周期从左到右，元素的非金属性增强，非金属性越强，其单质的氧化性就越强，所以氧化性Cl2>S，即丙>乙，故C正确；H2S的水溶液是显酸性，NH4Cl发生水解显酸性，故D正确。
(1)A元素的最高价氧化物对应水化物和它的氢化物可以形成一种盐，常温下该盐溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________________。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为_______________________。
r(Cl－)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
(3)C元素的氧化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为______________________________________________________________。
(4)E元素核外有______种运动状态不同的电子。
(5)F元素的价电子排布式为________。
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
24
3d104s1
