物质结构、元素周期表、律、学生讲义

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1、第一章、物质结构、元素周期律第一节、物质结构一、原子的构成原子(AZX)原子核核外电子(Z个)质子(Z个)中子(A-Z)个决定元素种类决定同位素种类最外层电子数决定元素的化学性质1原子的构成原子核：带正电，几乎集中了原子的全部质量，体积只占原子体积的千亿分之一。质子：带一个单位正电荷，单位质子和中子的质量基本相同，约为单位电子质量的1836倍。质子数决定了元素的种类。中子：不带电。中子数与质子数一起决定了同位素的种类。电子：带一个单位负电荷。电子的排布决定了元素在周期表中的位置。决定元素原子化学性质的电子又称价电子（主族元素的价电子即是其最外层电子）。多数元素原子的化学性质仅由其最外层电子数（

2、价电子数）决定。2微粒间数目关系质子数（Z）= 核电荷数 = 原子数序原子序数：按质子数由小大到的顺序给元素排序，所得序号为元素的原子序数。质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）中性原子：质子数 = 核外电子数阳 离 子：质子数 = 核外电子数 所带电荷数阴 离 子：质子数 = 核外电子数 所带电荷数XAZcdb3原子表达式及其含义A 表示X原子的质量数；Z 表示元素X的质子数；d 表示微粒中X原子的个数；c 表示微粒所带的电荷数；b 表示微粒中X元素的化合价。二、“三素”的比较1元素：具有相同的核电荷数（即质子数）的同类原子的总称判断不同微粒是否属于同一元素的要点是：单原子核+质子数相

3、同，而不管微粒是处于何种状态（游离态或化合态）或价态（各种可能的负价、0价、各种可能的正价）。2核素：人们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。换言之，核素是一种具体原子的另一称呼。3同位素：具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，互称同位素。换言之，同一元素的不同核素，互称同位素。同位素中“同”的含义是指元素符号、质子数、电子数、电子排布、在周期表中位置相同、原子的化学性质等相同，它们的物质性质略有差异。同位素的特征同一元素的不同同位素原子的化学性质基本相同。天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各种天然同位素原子所占的百分比一般是不变的。三、相对原子质量、相对分子

4、质量的概念和有关计算1（同位素）原子的相对原子质量（精确值）概念：某元素一个(同位素)原子的质量与一个12C原子的质量的1/12的比值(所以12C原子的相对原子质量恰好为12)。其单位为1，或说没有单位，因为是两个质量的比值。近似相对原子质量：数值上等于该原子的质量数(质子数和中子数之和)。(近似值)2元素的（平均）相对原子质量（平均值）概念：某元素各种同位素原子的相对原子质量与其原子百分数（原子个数百分比，丰度）乘积的和。元素周期表中的数值就是元素的（平均）相对原子质量。（加权平均）元素的近似（平均）相对原子质量：某元素的各种同位素原子的质量数与其原子百分数乘积的和。（近似平均值）3相对分子

5、质量：组成分子的各原子的相对原子质量的总和。4理解。对于有同位素的元素来说原子的相对原子质量原子的质量数元素的（近似）相对原子质量。只有具体的原子才有质量数，元素没有质量数。元素的相对原子质量不仅与其各同位素原子的相对原子质量有关，还与其在自然界中所占的原子百分数（丰度）有关原子百分数（a1%、a2%）：在自然界中，某元素的某种同位素原子的数目占该元素所有同位素原子总数的百分比。指各种原子的个数百分比或物质的量百分比，而非质量百分比，但两者可通过原子的相对原子质量来换算。5有关计算表达式原子的相对原子质量用质量数代替Mi原子的近似相对原子质量元素的（平均）相对原子质量用原子的近似相对原子质量代

6、替原子的相对原子质量元素的近似（平均）相对原子质量Mi = = = M1a 1% + M2a2%+ =质量数=Ai =M1.a1% + M2.a2%+四、核外电子排布的表示方法原子结构简（示意）图： 圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层（电子层），弧线内数字表示该能层（电子层）中的电子数。如镁原子的原子结构简图为（见右图）：第二节、元素周期律一、元素周期表及其结构1元素周期表：电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，得到的表叫元素周期表。元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律。2元素周期表的

7、结构周期：具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列成的横行叫周期。长式周期表有 7 个周期：1、2、3 周期为 短周期 ；4、5、6周期为 长周期 ；7为 不完全周期 。目前17周期元素数目分别为2、8、8、18、18、32、26。周期序数 = 电子层数。族：最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序排成的纵行叫族（除8、9、10列）。长式元素周期表有 18 纵行，分为 16 个族。主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。用族序数后加字母A表示。7个。副族：完全由长周期元素构成的族。用族序数（罗马数字）后加字母B表示。7个。第族：第 8、9、10 纵行。 0族：第 18 列 稀有气

8、体 元素。镧系元素：周期表中行6，列3的位置，共15种元素。锕系元素：周期表中行7，列3的位置，共15种元素。均为放射性元素过渡元素：第族加全部副族共六十多种元素的通称，因都是金属，又叫过渡金属。 练习 IA01氦HeAAAAAA2氖Ne3氩Ar4氪Kr5氙Xe61. 上表是元素周期表的一部分，请将对应的元素名称和符号填入上表。2. 仿照第一列，填写下列表格。元素名称钠铝硫氯元素符号Na元素类别金属元素原子结构示意图在周期表中的位置第三周期第IA族最高价氧化物的化学式Na2O最低价氢化物的化学式最高价氧化物对应水化物化学式及酸碱性NaOH碱性二、元素周期律1、元素的金属性或非金属性强弱的判断(

9、1)元素金属性强弱比较方法与水（或非氧化性酸）反应置换氢的难易。越易，金属性越强。最高价氧化物的水化物碱性强弱。越强，金属性越强。互相置换反应(金属活动性顺序表)。金属性较强的金属可以把金属性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。注意，较活泼的金属不能活泼到和盐溶液中的水反应。单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子的先后）。一般地来说，阳离子氧化性越弱，电解中在阴极上越难得电子，对应金属元素的金属性越强。原电池反应中正负极。负极金属的金属性强于正极金属。金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu(2)元素非金属性强弱比较方法与H2化合的难易及氢化物的稳定性

10、。越易化合、氢化物越稳定，则非金属性越强。最高价氧化物的水化物酸性强弱。酸性越强，则非金属性越强。单质的氧化性或离子的还原性。阴离子还原性越弱，则非金属性越强。互相置换反应。非金属性强的元素可以把非金属性弱的元素从其盐中置换出来。2、微粒（原子及离子）半径大小比较规律影响原子（或离子）半径大小的因素电子层数越多，半径越大； 电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。具体规律同主族元素的原子半径（或离子半径）随核电荷数的增大而增大。如：F-Cl-Br-I-；LiNaKRbMgAlSiPSCl。电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：F- Na+Mg2+Al3+。同种元素的微粒半径：阳离

11、子原子Fe2+Fe3+。稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径（测量方法不同）。第三节、化学键离子键和共价键同属于化学键，它们都是相邻的原子之间强烈的相互作用,由于离子键和共价键是微观领域的结构,容易混淆,在解题过程中常常出错。要掌握离子键和共价键的概念,以及离子化合物和共价化合物的电子式表示方法。考点1 化学键的涵义： (1)化学键是指使 离子 相结合或 原子 相结合的 强烈 的 相互作用力 。化学键根据成键的微粒以及微粒与微粒之间的相互作用不同分为离子键 、共价键 和金属键 。考点2 离子键和共价键的形成： (1)离子键是指阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。这里的静电作用包括

12、引力和斥力。 (2)原子间通过 共用电子对 所形成的化学键叫共价键。化学键离子键共价键定义阴、阳离子通过静电作用形成的化学键原子间通过共用电子对形成强烈的相互作用成键微粒阴、阳离子原子成键元素A、A族的活泼金属元素和A、A族的活泼非金属元素之间（注意含铵盐）一般为非金属元素之间特点阴、阳离子间的静电作用原子间共用电子对存在范围离子化合物离子化合物、共价化合物考点3 离子化合物和共价化合物的概念： (1)阴阳离子间通过 离子键 所形成的化合物叫离子化合物。常见的离子化合物有：活泼金属(如K，Ca，Na，Mg等)和活泼非金属(如卤素，O，S，N等)所形成的化合物；含氧酸盐；强碱；铵盐。 (2)原子

13、间通过共价键所形成的化合物叫 共价化合物 。大多数非金属化合物都是共价化合物。（3下列物质属于离子化合物的是( ) AO3 BH2O CK2SO4 DC2H5OH考点4 共价键的类型：共价键又分 极性共价键 (简称极性键) 和 非极性共价键 (简称非极性键)。非极性键极性键概念同种元素原子形成的共价键，共用电子对没有发生偏移不同种元素原子形成的共价键，共用电子对发生偏移原子吸引电子能力相同不同来源:学.科.网Z.X.X.K共用电子对不偏向任何一方偏向吸引电子能力强的原子成键原子电性电中性显电性形成条件由同种非金属元素组成由不同种非金属元素组成考点5 化学键与分子间作用力概念范围能量性质影响化学

14、键相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用分子内或某些晶体内键能一般为：12800KJ/mol主要影响分子的化学性质分子间作用力物质的分子间存在的微弱的相互作用分子间约几个至数十个KJ/mol主要影响物质的物理性质分子间作用力：分子间存在着将分子聚集在一起的作用力。又称范德华力。特点：（1）影响物质熔沸点和溶解性等物理性质，不影响化学性质。 （2）分子间作用力比化学键弱（3）氢键称作“键”，但是不属于“化学键”，氢键属于一种比范德华力略强的分子间作用力，存在于HF、H2O、NH3间。（4）比较键能：化学键 氢键 范德华力 氢键作用结果（1）使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液

15、化等。（2）对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。考点6 典型的离子化合物和共价化合物(1)离子化合物中阴阳离子按一定的方式有规则地排列形成离子晶体。离子晶体一般易溶于水而难溶于有机溶剂中，难压缩，难挥发，具有 较高 的熔沸点，在水溶液或熔融状态下能导电，如NaCl，BaSO4，NH4C1等。(2)在共价键形成的物质中，有一类物质，它们原子间通过共价键相互连结向空间伸展形成具有 的物质，这类物质中没有单个的分子存在，这样的物质所形成的晶体称为原子晶体，典型的代表物是金刚石，石英(二氧化硅)等。原子晶体一般不溶于任何溶剂，硬度大，具有很高的熔沸点。 在只以共价键形成的物质中除原子晶体外的

16、一系列物质，它们靠分子间作用力按一定的规则排列形成晶体，这样的晶体称为分子晶体。如干冰，冰，白磷，C60等。分子晶体一般熔沸点较低。典型例题1：下列叙述错误的是（A ）A 离子化合物中不可能存在非极性键（如Na2O2） B 离子键只存在于离子化合物中, 不存在共价化合物中 C由极性键结合的分子不一定是极性分子（如CO2是极性键形成的非极性分子） D 极性分子中一定不含非极性键典型例题2：下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是（C ）ANH4Cl NH3 + HCl BNH3 + CO2 + H2O = NH4HCO3C2NaOH + Cl2 = NaCl +

17、 NaClO + H2O D2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2典型例题2：在H2、NaCl、H2O、Na2O2、H2O2、NH4Cl、CO2、NH4NO3、Na2O、HCl。 这些物质中，只含有离子键的是： ；只含有共价键的是： ； 即含有离子键又含有共价键的是： ；属于离子化合物的是： ；属于共价化合物的是： 。经典结论1：化学反应的实质就是旧化学键的断裂，新化学键形成的过程。经典结论2：化学键的存在：稀有气体单质中不存在化学键；多原子单质分子中存在共价键；非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）；离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、NH

18、4Cl），共价化合物中不存在离子键；离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl。经典结论3：a、离子化合物中一定含有离子键，也可能含有共价键；b、共价化合物中一定含有共价键，一定不含有离子键；c、离子键只存在于离子化合物中，不存在共价化合物中； d、共价键可能存在于单质、离子化合物和共价化合物中 考点7 结构简单的常见原子、离子、分子、离子化合物的电子式，用电子式表示结构简单的常见离子化合物、共价分子的形成过程。表示方法是：电子式。在元素符号周围用“ ”或“”来表示原子的最外层电子数，以简明地表示原子、离子的最外电子层的电子排布，这种式子称为“电子式”。 复习元素周期律和周期表，完

19、成下列表格。同周期元素（从左到右）同主族元素（从上到下）原子序数电子层数最外层电子数原子半径金属性非金属性氢化物稳定性最高价氧化物对应水化物酸性碱性经典例题例1：下列叙述错误的是( )A.13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B. 1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等C. 14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等D. 6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等【变式训练】是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。的浓缩一直为国际社会关注。下列有关说 法正确的是 ( )A.原子核中含有92个中子 B.原子核外有143个电子C.与互为同位素 D.与互为同素异形体【变式训练】我国科学家在世

20、界上首次合成了三种新核素，其中一种新核素的名称是铪185，符号185Hf，下列关于铪185的叙述，不正确的是 （ ）A.它是一种新的原子 B.它是一种新的元素C.它的质量数为185 D.它是铪180的一种新的同位素击破考点：有关粒子结构示意图的考查例2：从某微粒的原子结构示意图反映出 ( )A.质子数和中子数 B.中子数和电子数C.核电荷数和各电子层排布的电子数 D.质量数和各电子层排布的电子数【变式训练】和两离子的电子层结构相同，则a等于 （ ）Ab-m-n Bb+m+n Cb-m+n Dm-n+b击破考点：围绕核外电子的排布情况例3：两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则

21、在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有A.1对B.2对C.3对D.4对【变式训练】下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1:1稳定化合物的是 A3 和 17B1 和 8C1 和 6D7 和 12击破考点：微粒半径大小、电子数及电荷数的比较例4 : X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层次相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是A.XYZB.YXZC.ZXYD.ZYX【变式训练】已知118号元素的离子aW3+、bX+、cY2、dZ都具有相同的电子层结构，下列关系正确

22、的是（ ）A.质子数cb B.离子的还原性Y2ZC.氢化物的稳定性H2YHZ D.原子半径X H2OHF第三周期：SiH4PH3 (2)化合物的毒性：PH3NH3；H2SH2O；CS2 CO2；CCl4CF4，于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。(3)已知CCl4的沸点为76.80C，CF4的沸点为1280C，新制冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间的反复试验，一种新的制冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其他类似的还可以是 。(4)然而，这种制冷剂造成了当今的某一个环境问题是 。但求助于周期表中元素及其化合物 变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。（填写字母，多选扣

23、分）毒性；沸点；易燃性；水溶性；颜色A、 B、 C、例9、写出下面离子的电子式：Na+，Mg2十，C1一，S2 【变式训练16】写出下列物质的电子式。 MgCl2 NaOH N2 CCl4 CO2 HC1 H2O NH3 Na2S Na2O2 H F NaBr 例10、用电子式表示NaCl 、K2S、HC1的形成过程：化学键的经典例题一、选择题1下列化合物中既有离子键又有共价键的是 ( D ) AMgCl2 BSiO2 CH2O DNaOH2下列说法中，错误的是 ( A ) A含有共价键的化合物一定是共价化合物 B共价化合物中一定含有共价键 C含有离子键的化合物一定是离子化合物 D双原子单质分

24、子中的共价键一定是非极性键（注意：一定指的是单质）3下列有关化学用语不正确的是 ( D ) ACO2分子的结构式：O=C=O B氧的一种核素：188OCS2一离子的结构示意图： D氯化氢分子的电子式：4下列物质属于离子化合物的是 （ C ） ASO2 BH2O CNaCl DHCl 5下列叙述中，正确的是 ( A )ANa和Na+的电子数、最外层电子数和电子层数都不相同 B136C的电子数为13，质量数为6 （电子数为6，质量数为13） C氧气与臭氧分别是氧元素的两种核素，它们互为同位素 （互为同素异形体） D全部由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 （铵盐全部是由非金属组成的离子化合物）

25、6下列A、B两种元素的原子序数，其中可以组成AB2型离子化合物的是 ( C ) A6和8 B19和16 C12和17 D10和87某原子的最外电子层上只有1个电子，则它跟氯结合能形成的化学键 ( C ) A一定是共价键 B一定是离子键 C可能是共价键，也可能是离子键 D以上说法均不正确 （HC1、NaCl）8下列各项表达正确的是 ( D ) A含1个中子的氦原子为；He（3He ）BH2O的结构式为CN2的电子式为 D钠原子的结构示意图为9下列化学用语书写正确的是 （ C ）A氯原子的结构示意图：B作为相对原子质量测定标准的碳核素：34 C （12 C）C氯化镁的电子式：D用电子式表示氯化氢分

26、子的形成过程：（形成共价化合物）10在下列物质中，化学键类型相同的一组是 ( A ) ACO2和H2O BNaCl和HCl CCCl4和KCl DMgCl2和SO211某主族元素的原子，核外有三个电子层，最外层有7个电子，下列关于此元素的说法中正确的是 （B ） （Cl） A其化合物中该元素最高正价为+3 B其原子半径比氟的原子半径大 C其氢化物的稳定性没有H2S强 D其最高价氧化物对应的水化物是弱酸12下列式子中，真实表示物质分子组成的是 (A )AH2SO4 BNH4C1 CSiO2 DC二、填空题13在下列物质中：氨气 氯化氢 氯化铵 干冰 苛性钠 食盐 冰 氩气 氧化钠 双氧水 氢气

27、甲烷 H2SO4 Cl2 CH3COOH(1)只有共价键的是 (2)只有离子键的是 (3)既有离子键又有共价键的是 (4)共价化合物有_ _14、写出下列物质的电子式氟化钙 Na2O2 硫化钾 HCl H2O NaOH CH4 C2H4 氯化钠 _【拓展延伸】15溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素化合物，试回答下列问题：(1)溴化碘的电子式是 ，它是由 键形成的 化合物。(2)溴化碘和金属镁反应的生成物属 化合物，电子式为 (任写一种)。(3)溴化碘和水反应生成了一种三原子分子，该分子的电子式为 ，它是由 键形成的 化合物。16主族元素A、B、C、D的原子序数都小于18，A与D同主族，B与C在同一周期，A、D原子的最外层电子数都是1，C原子最外层电子数比B原子少2个，且C最外层电子数是次外层电子数的2倍。A、B单质在常温下均为气体，它们在高温下以体积比21完全反应，生成物在常温下是液体。此液体与D单质能激烈反应生成A的单质。所得溶液滴入酚酞显红色，同时溶液中含有与氖原子的电子层结构相同的阳离子。回答下列问题：写出元素符号A_ _，B_ _，C_ _，D_ _。写出B与C在高温下完全反应后生成物的化学式_ _，电子式_ _ ，结构式_ 。用电子式表示B、D在高温下形成的化合物的电子式_ _，判断其中的化学键的类型_ _ 。写出一种有A、B、C、D组成的化合物的化学式_ _。