基本理论精要[上学期]

基本理论
【知识要点】
物质结构 原了核的组成 1．组成原于核的基本微粒
2．同位表
3．原子序数、核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系
原子核外电子的排布 1．1—18号元素的原子结构示意图
2．以第1、2、3周期元素的原子结构为例，理解其核外电子排布规律
3．第2、3周期中典型金属元素和非金属元素的原子结构特点
化学键 1．化学键、离子键、共价键
2*极性键与非极性键
3．用电子式表示一些典型代表物(离子化合物和共价化合物)的结构及其形成过程
基本晶体类型 1．离子晶体，以NaO为例了解离子晶体的某些物理性质
2．原子晶体，以金刚石、硅、二氧化硅为例了解原子晶体的某些物理性质
3．分子晶体：以干冰为例了解分子晶体的某些物理性质
元素 1．元素周期律
2．以第3周期元素铝的氧化物和氢氧化物为例，初步理解两性氧化物和两性氢氧化物

周期律 元素周期律 3．以第2、3周期元素的金属性、非金属性、主要化合价、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、跟氢化合的难易和气态氢化物的稳定性为例，初步理解元素周期律
元素周期表 1．元素周期表(长式)
2．周期和族
3．以常见的主族元素(1A和A族)为例，初步理解周期表中周主族元素性质的相似性和递变性
4．以第3周期元素为例，初步理解周期表中同周期元素的原子半径、主要化合价、单质的金属性和非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性等性质递变规律
5．主族元素的性质相似性与递变性跟原子结构的关系

【学法指导】
基本理论包括物质结构和元素周期律两部分内容。物质结构部分的复习应着眼于从微观上弄清物质的构成，包括原子结构、分子结构和晶体类型等，并把物质的微观结构同宏观性质之间的有机联系掌握好，提高微观想象力和多角度全面分析问题的能力。元素周期律复习应在熟练掌握元素周期表的基础上，把握好位、构、性三者之间的对应关系，提高推理演绎的能力。
1．原子的构成 一般原子都是由质子和中子组成的原子核及核外电
决定元素种类的微粒是原子数，与中子数和核外电子数无关。
决定原子种类的微粒是质子数和中子数，与核外电子数无关。
不少于元素有天然同位素存在，故原子种类多于元素种类数。
2．与质量有关的概念易于混淆，要掌握好它们之间的区别。
质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值叫质量数。质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
同位素原子量：某种同位素一个原子的质量与’3C质量的i相比所得的数值，就是该种同位素原子量。没有同位素的元素，用此方法得出的数值就是元素原子量。
元素原子量：某种元素的原子量，是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。这里的百分比是原子个数百分比，不是质量或其它别的什么百分比。所谓的平均值是各天然同位素原子量与原子百分比乘积的和。
元素近似原子量：将元素原子量求法中的各天然同位素原子量换成相应同位素的质量数所得的数值，就是元素近似原子量。没有同位素的元素，元素的近似原子量就是元素的质量数。
3．化学键与晶体结构：化学键是指分子内相邻两个原子或多个原子之间强烈的相互作用。应用时要注意“分子内相邻”和“强烈”相互作用的含义，不要与分子间相邻原子的一般作用相混淆。分析晶体类型，要重点抓住“组成品体的微粒”和“键的类型”两个关键环节。
离子晶体就是离子化合物，肯定含有离子键，某些离子晶体还会含、
金属氧化物(包括过氧化物)、强碱及大多数盐。离子键除在活泼金属和活泼非金属或一些原子团之间形成外，某些非金属元素间也可形成离子键，如NH‘C1中NH2—离子与C1—离子之间就是离子键。
原子晶体就指相4p原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体。相邻原子相同时，原子间的共价键是非极性键。相邻原子不相同时，原子间的共价键是极性键。原子晶体可以是单质，如金刚石、单晶硅，也可以是化合物，如二氧化硅。尤其需要注意的是，原子晶体中无分子，
还需注意石墨晶体不是原子晶体，也不是分了晶体，属于混合晶体。
除离子晶体、原子晶体和金属单质外的晶体就是分子晶体。分子晶体中质点间是范德华力，质点内原子间靠共价键结合，肯定不存在离子键。某些分子晶体如He、Ne等稀有气体晶体中，质点是简单的原子，但由于质点间依然是范德华力，仍属于分子晶体，而不是原子晶体，这类晶体内无化学键。
4．元素周期表和元素周期律 这部分内容中有许多规律需牢记，在应用中可以加快思维过程。
(1)同一主族内各元素的核电荷数，原子的最外层电子数与该族的族序数奇偶性相一致。分析某些问题时，可从奇偶性角度进行，会使复杂问题得以简捷解决。
(2)各周期所含元素种类数＝该周期稀有气体元素的原子序数——相邻上一周期稀有气体元素原子序数
(3)第n周期稀有气体元素原子序数＋1(或2)＝第n＋1周期ⅠA(或ⅡA)族元素原子序数
第n周期稀有气体元素原子序数－1(或2、3、4、5)＝第n周期ⅦA(或ⅥA、ⅤA、ⅣA、ⅢA)族元素原子序数
依据上法，由元素原子序数可快速确定该元素在元素周期表中的位置，因此应熟记稀有气体元素的原子序数；
(4)主族数＝原子最外层电子数＝元素最高正价数
负价数＝8－主族数
【典型例题】
例1 x、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的员外层电子数分别是1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是
分析：在短周期中，元素原子最外层电子数为1的有H、Li、Na，为4的有C、Si，有6的有O、S。其中C、H、O三种元素组成的
的物质。只剩A选项，A必为答案。
解答：(A)
点拨：本题若从理论上分析，X、Z的价态为＋1，－2，Y的价态除肯定有＋4外，还有其它价态。若忽视Y元素价态的多样性，仅从一般情况出发，用化合价代数和为零原则确定化学式，易多选出C项。从这点看，对有机物中碳元素价态(氧化数)的多样性，要有足够的认识。
有机物常写结构式，而本题解答时需由化学式变成结构式，这就要求我们对常见的有机物的结构式和化学式都熟悉，能快速相互转换。此外，将字母转化为具体物质的分析方法，可以将问题更直接显示出来，利于问题的快速解决。
例2 两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比1∶3，若两种无素的原子序数分别为p和q，下列说法正确的是
A．该化合物形成的晶体一定是离子晶体
B．原子序数关系一定是p±4＝q
C．两种元素可以是同一周期，也可以是不同周期
D．两种元素一定不在同一主族
表中的位置判断，C正确，D错误。根据上面所列物质，对应的p和q的关系分别是：p－6＝q、p－14＝q、p＋4＝q、p－4＝q、p＋12＝q、p＋4＝q、p－8＝q、p＋2＝q、和p－5＝q。显而易见，B项错误。
解答：(C)
点拨：本题主要考察思维的严密性，即能够按照一定顺序把短周期中原子个数比为1∶3的物质找全。值得注意的是，原子个数比为1∶3，
为了提高思维的敏捷性，可以对短周期元素两两形成化合物的类型与实例作出归纳整理，形成“知识块”。
本题B项若改成考查所有可能物质组成的p和q的关系，较易丢失
仍符合原子个数比1∶3的要求。原子个数比值和绝对值表达的含义是不同的。
例3 下列各组物质性质递变关系正确的是
A．同主族非金属单质熔、沸点自上而下依次升高
C．KOH、CsOH、PbOH碱性依次增强
分析：卤族元素单质的熔、沸点自上而下依次升高，碳族元素中金刚石的熔、沸点高于单晶硅，不符合A项所述，A项不正确，B项中所给三种物质均为气态氢化物，气态氢化物的稳定性与元素的非金属性强弱有关，根据同主族、同周期元素的非金属性递变关系，可以找出F＞
中三种物质是同主族元素氧化物相对应的水化物，碱性变化趋势与金属性变化趋势相一致，按碱性增强排列应为KOH、RbOH、CsOH，C项错误。D项中四种物质的酸性是依次增强的，氧化性却是依次减弱的，D项错误。
解答：(B)
点拨：A项易因思维不深刻而出错，即以卤素单质溶、沸点变化情况任意扩展到所有同主族单质熔、沸点的变化。物质的熔、沸点与晶体类型有密切的关系，卤素单质都是分子晶体，熔、沸点受范德华力影响，可以从元素名称中汉字的偏旁进行记忆。而金刚石和单晶硅属于结构相同的原子晶体，它们的熔、沸点与共价键强弱有关。由键能到键长，由键长再到原子半径，可知金刚石的熔、沸点高于单晶硅。
B、C两项考查是元素非金属性、金属性强弱问题，必须对元素金属性和非金属性的宏观标志全面掌握。对于既不同周期又不同主族元素的性质比较，要通过“第三者”作桥梁。
含氧酸的酸性与氧化性有许多相对应的，而D项恰恰是不对应的。学习中在掌握普遍性的时候，也要注意特殊性。
例4 X、Y、Z、W四种元素，都位于周期表中和短周期，且原子序数X＜Y＜Z＜W。X原子和Y原子的员外层电子数的和与Z原子最外层电子数相等，W和Y原子最外层电子数的和为Z原子员外层电子数的两倍，W原子员外层电子数为其电子层数的3倍。x原子半径为自然界中原子半径最小的。回答
(1)X、Y、Z、W各是什么元素？
(2)写出X与Z元素形成的稳定化合物的结构式。
(3)由X、Y、Z、W四种元素形成的一种有机酸的盐，其原子个数之比为4∶1∶1∶2，该化合物的名称是什么？写出其结构简式。
分析：原子半径最小的原子是氢原子，所以x是氢元素。而原子最外层电子是电子层数的3倍。也只有氧元素符合，所以w是氧元素。由四种元素最外层电子数的关系得两个方程：1＋Y＝Z、6＋Y＝2Z解出Y＝4，Z＝5，即Y元素是碳，Z元素是氯。
X与Z形成的化合物是氨气。X、Y、Z、W形成的满足原子个
解答：(1)X、Y、Z、W四种元素名称分别是氢、碳、氮、氧。
点拨：“x原子半径为自然界中原子半径最小的”是解本题的突破口。由此可见，原子结构或物质性质之最经常在题目中以障碍形式设置，对此应重视各种“之最”的整理记忆。
若仅从数字关系看，“W原子最外层电子为其电子层数的3倍”，应有无数情况，按层数和最外层电子数的顺序可以有1和3，2和6、3和9……但根据原子核外电子排布知识，原子核最外层电子数不超过8，所以第三组及以后数字关系不符合原子结构知识，应舍去。原子核外有多层电子时，第一层电子数必为2，所以第一组也应舍去，只剩2和6一般情况，确定出W必为氧。由此可见，讨论与数字有关的问题时，不能忽视其中的化学含义。
本题较难确定H、C、N、O个数比为4∶1∶1∶2的物质的结构。解决此问题深刻领会价键的化学键和化学式的关系。从成键关系看，C、O是偶数，比N是奇数，为保证价键总数为偶数，H、N原子数的奇偶性应相一致。本题中H数肯定总是偶数，所以N数亦应为偶
盐为乙二酸铵。
另外，本题中第(2)问要求写的是氨气的结构式，不要写成电子式，
【反馈练习】
1．下列物质中，含有非极性键，属于分子晶体的物质是
A．金刚石
B．干冰
C．过氧化钠
D．碘
2．原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素
A．77
B．114
C．191
D．268
3．某元素原子核内的质子数为m，中子数为n，则下列叙述正确的是
A．这种元素的原子量为m＋n
B．不能由此确定该元素的原子量
C．若碳原子的质量为Wg，则此原子的质量为(m＋n)Wg
D．该原子核内中子的总质量小于质子的总质量
4．下列关于化学键的叙述中，正确的是
A．离子晶体中可能含共价键
B．共价化合物肯定不含离子键
C．构成分子晶体的微粒内一定含有共价键
D．晶体内化学键被破坏时一定伴有化学反应发生
5．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有同氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是
A．X的原子序数比Y的小
B．X原子的最外层电子数比Y的大
C．X的原子半径比Y的大
D．X元素的最高正价比Y的小
6．下列各组微粒中，核外电子总数不相等的是
7．周期表中某ⅠA族元素原子序数x，那么同一周期ⅢA族元素原子序数不可能为
A．x＋2
B．x＋12
C．x＋25
D．x＋26
8．下列有关简单离子(即带电的原子)的说法正确的是
A．所有阳离子的最外层电子均已达到了8电子稳定状态
B．所有离子的最外电子层上一定有8个电子
C．最低价的阴离子最外层一般是有8个电子
D．离子的核电荷数与其核外电子数一定不相等
9．下列化合物中，阳离子与阴离子的半径比值最小的是
A．CsI
B．LiI
C．NaBr
D．KF
10．下列叙述中，不能用来比较非金属强弱的是
A．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
B．气态氢化物的酸性强弱
C．非金属单质间的相互置换
D．单质熔沸点高低
11．固体属于离子晶体，含有非极性键，且与水反应又生成非极性分子的是
B．NaOH
四种离子的电子层结构相同，则下列关系正确的是
A．a－c＝m－n
B．a－b＝n－m
C．c－d＝m＋n
D．b－d＝n＋m
13．X、Y、Z三种元素的原子具有相同的电子层数，它们的气态
A．原子序数大小关系是X＞Y＞Z
B．原子半径大小关系是X＜Y＜Z
C．元素非金属性强弱关系是X＜Y＜Z
子的质量数为b，则B原子的中子数为
A．b－a－10
B．b－a－8
C．b＋a＋8
D．b－a－4
15．可以证明某化合物微粒间一定存在离子键的性质是
A．易溶于水
B．具有较高的熔点
C．熔融状态下能导电
D．溶解于水能电离
16．下列关于砷(As)元素的叙述中，正确的是
B．砷的相对原子质量为74.92，由此可知砷原子核内有42个中子
17．短周期元素R，它的原子核外最外层上达到稳定结构时，所需电子数是最内层电子数的正整数倍，且最外层电子数小于次外层电子数
A．R的单质在固态时为分子晶体
B．R的氧化物能与水化合为含氧酸
D．R的氧化物中没有分子
18．A、B、C、D四种短周期元素，已知A、C同族，B、D同周期。A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定，B的阳离子比D阳离子氧化性强，若B的阳离子比C的阴离子少一个电子层，下列叙述不正确的是
A．原子序数A＞B＞D＞C
B．单质熔点D＞B，C＞A
C．原子单径D＞B＞C＞A
D．简单离子半径C＞A＞D＞B
19．若二种短周期元素可形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素原子序数之差不可能是
A．1
B．3
C．5
D．6
20．短周期元素X和Y，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可表示为
A．XY
解析：
1．D 先确定分子晶体是干冰和碘，再用含非极键排除干冰。
2．B 191－77＝144
3．B 中子数与质子数的和是质量数，不是原子量，排除A。若确定原子量，应已知原子质量，而题目中没有此项，可以肯定B。质子数、中子数大小关系不知，它们的质量关系不能确定，排除D。原子量
中没有，且m＋n不能表示原子真实质量，排除C。
4．A、B
5．C、D 与稀有气体电子层结构相同的阴阳离子，形成它们的元素在周期表中必是相邻周期，阴离子在较前周期，阳离子在较后周期。形成阴离子的原子最外层电子数大于形成阳离子的原子，所以最高正价X比Y小。X原子半径较与它同主族上一周期的原子半径大，所以也比Y大。
6．D 两种不同元素的离子，带相同电荷时，电子数肯定不等。
7．C ⅠA族元素原子序数为奇数，ⅢA族元素原子序数也是奇数，x＋25为偶数，肯定不是ⅢA族元素原子序数。
构去判断。
10．B、D 非金属性强弱的宏观标志之一是气态氢化物的稳定性，而不是气态氢化物酸性，非金属单质的熔、沸点高低与晶体类型等有关。
11．C
12．D 根据电子层结构相同得出a－m＝b－n＝c＋n＝d＋m，再与选项对照，变换出相应关系后判断。
13．C、D 电子层数相同的原子是同周期元素的原子，由氢化物稳定性得出非金属性X＜Y＜Z，进而得出原子序数关系X＜Y＜Z。最高价氧化物对应水化物的酸性与气态氢化物稳定性是相一致的。
14．D 设B的质子数为x，根据离子的电子数关系有a－2＋8＝x＋2，x＝a＋4 b－x＝b－a－4。
15．C 强酸易溶于水，溶在水中能电离，强酸没有离子键，否A、D，原子晶体和许多金属单质都有较高熔点，否B。
16．A、D 把As比照P分析，确定A、D，否C。砷原子核内的质子数与它的相对原子质量无因果关系，否B。
17．D R原子形成稳定结构时“需要”电子，得电子数不会超过4，最内层电子数的整倍数是2、4、6……，短周期元素原子次外层电子
硅是原子晶体，原子晶体中没有分子。二氧化硅不能与水化合，它的水
18．C、D 同周期阳离子氧化性强的，其原子的还原性就弱，B排在D后面。同周期主族元素形成的阳离子比阴离子少一个电子层，所以C排在B的后面，根据A、C气态氢化物的稳定性，A排在C的上面。A、B、D的离子是电子层结构相同的，由此可确定半径A＞D＞B，A、C同主族，离了半径C＞A，最终得出结果。
族数奇偶性与该族元素原子序数奇偶性一致。奇数和偶数之差不会是偶数。
20．A x是Li或Si，x是Li时，Y是H；x是Si时，Y是Na，Li和H可结合为LiH。
附：基本概念、基本理论中的常见问题
【本讲要点】
1．原子晶体是单质吗？单质都是原子晶体吗？
2．有阳离子的物质一定有阴离子吗？有阴离子的物质一定有阳离子吗？
3．正四面体分子中，有几个化学键？键角均是109°28′吗？顶点间的相对位置有几种关系？正八面体顶点间的相对位置关系有几种？
5．正盐都不含氢元素吗？含氢元素的强碱无机酸盐肯定不是正盐吗？酸式盐一定含氢元素吗？
7．酸酐都是氧化物吗？
9．元素的价态越高，氧化性越强吗？
10．同种元素相邻价态间一定不发生氧化还原反应吗？非相邻价态间一定发生氧化还原反应吗？
11．有单质参加的反应一定是氧化还原反应吗？
所得物质的类别相同吗？
13．可溶性碱均可由氧化物与水反应得到吗？不溶性碱不能由氧化物与水反应得到吗？
14．酸溶液、碱溶液中水的电离受到抑制，盐溶液中水的电离一定得到促进吗？
15．酸式盐的水溶液显酸性吗？
16．Mg与盐溶液反应时都能置换出金属吗？
pH值大于7吗？
19．溶液越稀，弱电解质的电离度越小吗？溶液中的离子溶度越小吗？
20．醋酸显酸性，醋酸钠溶液显碱性，醋酸中加入醋酸钠，醋酸的电离是得到促进了吗？
提示解答
1．相同原子组成的原子晶体是单质，如金刚石、晶体硅等。不同元素原子组成的原子晶体是化合物，如二氧化硅等。相同元素原子组成的纯净物是单质，这些单质中的金属单质都属于金属晶体，大部分非金属单质是分子晶体，如白磷、硫黄等，只有金刚石、晶体硅等少数单质为原子晶体，石墨属于混合晶体。
2．一种化合物中应既有带正荷的微粒，也有带负电荷的微粒。带正电荷的微粒只能是阳离子，带负电荷的微粒可以是阴离子，也可以是电子。所以有阳离子的物质不一定要含阴离子，可以是自由电子，如金属晶体。而含阴离子的物质中必含阳离子。
3．正四面体分子中含几个化学键取决于组成这种分子的原子个数。
于正四体的顶点，分子中含4个共价键，键角为109°28′。而白磷分
有氢元素，可见正盐中不都不含氢元素。酸式盐是多元酸未被完全中和的产物，酸式盐中肯定含氢元素，不含氢元素的盐肯定不是酸式盐。
素，所以含氢元素的强碱无机酸盐可能是正盐。
酸，n元酸可以形成n种盐，1种正盐，n-1种酸式盐。
也不是氧化物。
酸酐。每种含氧酸都有一种对应的酸酐，大多数酸酐可以同水直接反应，
羧酸分子中羟基间的脱水产物，故CO不是HCOOH的酸酐。
9．氧化性越强是因为得电子能力越强，一些元素的价态越高，氧化
很强的氧化性，后者物质中氯元素为+7价，氧化性却弱于前者。
10．同种元素相邻价态间一定不发生氧化还原反应，非相邻价态间
不反应，发生反应时，价态不会互换，产物为中间价态。
11．氧化还原反应指有电子得失的反应，若同素异形体间的转化没有电子得失情况发生，所以有单质参加的反应不一定是氧化还原反应。
溶液中水的电离不一定得到促进，只有发生水解的盐溶液中，水的电离才能得到促进。
15．多元酸未被完全中和所生成的盐为酸式盐，强酸的酸式盐水溶
NaHS等强碱的弱酸酸式盐显碱性，弱碱的酸式盐水溶液酸碱性不作要求。
16．Mg是较活泼的金属，很难与水发生反应，它在盐溶液中可以
的结果则溶液的pH小于7，若是碱抑制的结果，溶液的pH值大于7，若是盐水解促进的结果，必是弱酸根离子水解，即弱酸根离子与水电离
时促进水解的进行（水解吸热），平衡向右移动，由于HCl在温度升高
19．溶液越稀，弱电解质电离出的自由离子结合成分子的机会越少，电离度越大。溶液的浓度与离子浓度只在一定范围内呈正比关系，如冰醋酸，随加水的增多，即浓度渐小，离子浓度开始先升高，然后再逐渐变小，所以不能笼统地说溶液越稀，离子浓度越小。
20．醋酸中加醋酸钠，由于醋酸钠溶液中水解的醋酸根离子占少数，未水解的占大多数，所以应首先考虑醋酸钠电离出的醋酸根离子对醋酸电离的影响，即先考虑“同离子效应”，后考虑水解的影响。