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抓住中心规律 走知识捷径

编辑: 路逍遥 关键词: 高中化学 来源: 记忆方法网

许多常说,《物质结构·元素周期律》一章抽象、理论深奥,很难学好。其实不然,本章规律甚强。规律就像一把“梳子”,它不仅能理清繁杂的思绪,更能把纷乱的结构梳理清楚。在过程中,只要我们能理清结构,掌握重点规律,灵活变通,就一定能将这章学好。

首先,我们来理清一下这章的知识结构:

从本章的知识结构中,其实不难发现:这章重点是“电子”开始的,从核外排布规律,就出现了电子层数和最外层电子数,从而就可以知道元素在周期表中的位置了,而最外层的电子数就可以推知化合价及得失电子难易,这样就过渡到元素的金属性和非金属性了,这章最重要的就是金属性和非金属性的比较了,因为它们和单质与水反应的剧烈程度、最高价氧化物的水化物的碱性以及与氢气化合的难易程度、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性紧密联系在一起,这就是喜欢出的综合考点内容。与此同时,大家千万不要小看“化合价”,它是连通和本章知识的桥梁,所以也是的重点,下面就通过一些重要的规律和相关练习来强化本章的知识结构。

一、 原子结构中的规律:

原子核内质子数 = 原子核外电子数 = 核电荷数 = 原子序数

质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N)

例1:(2005,全国Ⅱ,6分)分析发现,某陨石中含有半衰期极短的一种放射性同位素28Mg,该同位素的原子核内的中子数为( )

A.12 B.14 C.16 D.18

解:C 根据 N = A–Z 即中子数 = 28 – 12 = 16

注:本章的知识需要 “ + 理解 + 运用”,关于元素周期表中1到20号元素的名称、符号、原子结构都应该牢记,这才是知识的基础和开始。

一、元素周期律的周期性变化规律和元素周期表的“结构—位置—性质”可以相互结合:

① 同一周期,从左至右,原子半径减少,金属性减弱,非金属性增强;

② 同一主族,从上至下,原子半径增大,金属性增强,非金属性减弱;

③ 金属性越强,金属越活泼,置换氢气越容易,最高价氧化物的水化物碱性越强;

④ 非金属性越强,和氢气化合越容易,氢化物稳定性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,相反也可以推知比较金属性和非金属性的强弱。

例2:(2005,全国,6分)下列单质中,最容易跟氢气发生反应的是( )。

A.O2 B.N2 C.F2 D.Cl2

解:C 抓住规律:元素的非金属性越强,单质与氢气化合越容易,这道题目实质是要比较 O、N、F、Cl 四种非金属元素的非金属性,根据以上的规律可以推出非金属性的顺序为:F>O>Cl>N.

X

W

Y

R

Z

例3:(2005,北京,6分)右图为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是 ()。

A.常压下五种元素的单质中Z单质沸点最高

B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子相同

C.W的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点高

D.Y元素的非金属性比W元素的非金属性强

解:D 根据表中所给的信息可知,W、Y、R 同一周期,X、W同一主族。同一周期内,电子层数相同,从左到右原子半径依次减少,非金属性依次增强,故Y的非金属性比W 元素的非金属性强。

例4:(2003年春季)下列说法正确的是( )。

A.非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb)中的R元素必定呈现正价。

B.只有非金属才能形成含氧酸或含氧酸盐。

C.除稀有气体外的非金属元素能生成不同价态的含氧酸。

D.非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性。

解:A这道题目围绕“非金属元素与含氧酸及含氧酸的种类、价态、氧化性”考核的全面和广阔性,需要对已学知识不断拓宽和丰富。一些金属元素也能形成含氧酸或含氧酸盐,如KMnO4、NaAlO2等,故选项B错误;有些非金属元素(如氧、氟)一般不能形成含氧酸,有些非金属元素(如碳)不能生成不同价态的含氧酸,故选项C错误;H2CO3、H3PO4 等含氧酸不具有强氧化性,故选项D错误。

二、化合价中的规律和妙用:

?最高正价?+?最低负价?=8 一般来说,最高正价 = 最外层电子数(除稀有气体、氧、氟以外),从而推出最低负价以及氢化物的书写,化合价的讨论与推导在解题中有至关重要的作用,核外电子排布规律、粒子半径等都是考试常考的细节。

例5:具有相同的电子层结构的三种粒子:Am+、Bn-、C,下列分析正确的是()。

A.原子序数关系C>B>A B.粒子半径关系是Bn-< Am+

C.C一定是稀有气体元素的一种原子 D.原子半径关系是A<B

解:C 设C的原子叙述为m,则A为m+n,B为m-n,所以原子序数的关系为A>C>B

粒子半径:Bn-> Am+. Bn-为稀有气体电子层结构,而C又与之相同,所以C为稀有气体。原子半径A>B.

例6:某元素R的气态氢化物为HnR,其最高价氧化物的水化物的分子中有m个氧原子,则其最高价氧化物对应的水化物的化学式为( )。

A.H2m-8+nROm B.H2n-8+mROm C.H2ROm D.H2mROm

解:A 写最高价氧化物的对应的水化物的化学式,关键是确定R的化合价,再根据化合物中化合价代数和为0确定组成。根据HnR知道R元素为-n价,按照R元素最高价和最低负价绝对值之和等于8的原则,R元素的最高正价为+(8-n),又知H:+1价,O:-2价,分子中有1个R原子和m个O原子,很快就可以写出最高价氧化物水化物的化学式为:H2m-8+nROm

三、元素周期律和元素周期表中的相互定律环环相扣、互相影响:

这一章的学习主要是从实验中证明理论知识的正确性,又要会利用这些理论知识去解释其他元素化合物知识,所以许多学生学起来感觉很难,其实只要会灵活地记住并运用学过的规律,平时多加以练习,一定会逐步提高,下面就来探讨几个综合性的题目。

例7:A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置

A

C

B

如右图所示,A、C两原子的核外电子数目之和等于B

原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。

⑴写出A、B、C三元素名称: 、 、 ;

⑵元素B位于元素周期表中第 周期,第 族;

⑶C元素的原子结构示意图为 ,C单质与水反应的化学方程式为;

⑷比较B、C的原子半径:B C,写出A的气态氢化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式: 。

解:⑴氮;硫;氟 ⑵ 三;ⅥA

⑶ F的原子结构示意图;2F2 + 2H2O = 4HF + O2

⑷ > ;2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

本题的突破口在与怎样来求出三种元素中任意一种,这就需要熟悉元素周期表中相邻元素之间的原子序数的关系。在短周期元素中不难发现上下同族的相邻元素的原子序数相差8,所以不防就设B的原子序数为x,那么A就是x-9,B就是x-7,所以根据题意就可以得方程:x-9+x-7=x,所以x=16;这样就可以推出其他两个元素了,其方程式也容易了。

例8:A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有下图所示的相互转化关系,所有反应物和生成物均已给出。

⑴若反应①、②、③均为水溶液中的置换反应,A、D、E为卤素单质,则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为 ,其中A的化学式为 。

⑵若B为一种淡黄色固体,绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界中D和E的循环。反应①的离子方程式为 。在反应③中,若生成1 mol D,则转移的电子数目为 。

解:⑴EAD;Br2 ⑵2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑

根据题意可知A能置换出D,E能置换出A,所以A、D、E氧化性顺序为E>A>D,又由于本题涉及的知识点为卤素在水溶液中的置换反应,所以不可能有F2,即A为Br2 。若B为淡黄色固体,与A反应产物与绿色植物光合作用有关,可知B为Na2O2 ,可见元素周期律实际上也可以和已经学过的内容联系起来。

总而言之,我们要紧抓中心规律,先熟记1-20号元素的基本结构知识,从课本内容的基础起步,就会不断发现这章就是规律的反复利用,而考点要求掌握的也正是我们能合理运用所学知识,对考题以敏锐的目光分析解剖,抓住信息要点,各个击破。

五、信息迁移就是本章知识的升华。

考试的题型千变万化,信息迁移是目前考试的新题型,也是热点问题,其实这样的题型考的不难,只要我们通过已经学过的内容加以推导,就可以迎刃而解。

例9:镭是元素周期表中第7周期第ⅡA族元素,下列关于镭的性质的描述肯定不正确

的是( )。

A.在化合物中呈现+2价 B.单质能与水反应,放出氢气

C.氢氧化物呈现两性 D.碳酸盐难溶于水

解:C 根据元素镭的位置可以推知,它和其它ⅡA族元素有相似的化学性质,在反应中容易失去2个电子,所以A是正确的;而周期表中同主族元素从上到下,金属性增强,非金属性减弱,可以判断镭是ⅡA族元素中最活泼的金属,所以B 是正确的;镭的金属性在ⅡA族元素中最强,所以它对应的最高价氧化物的水化物碱性最强,肯定大于氢氧化钙,所以不可能是两性的;ⅡA族元素的碳酸盐都难溶于水,如碳酸镁,碳酸钙等,所以镭的碳酸盐也难溶于水。

本章的内容还很多,考试的细节也很多,这里就不一一举例了,而这章的规律确是指导我们学习化学的元素化合物知识的法宝,所以,希望广大的学生能从复杂的理论规律知识中理清自己学习的思绪,抓住中心规律,走知识的捷径,勇攀知识的高峰!



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