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微專題2　元素的推斷
1.利用稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性推斷
稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬元素原子形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,與下一周期的某些金屬元素原子形成的陽(yáng)離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。
(1)與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H-、Li+、Be2+等;
(2)與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等;
(3)與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。
2.利用元素原子或離子的核外電子排布推斷
要注意一些元素原子核外電子排布的特殊性,如前18號(hào)元素中:
(1)族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素:H、Be、Al。
(2)族序數(shù)等于周期序數(shù)兩倍的元素:C、S。
(3)族序數(shù)等于周期序數(shù)三倍的元素:O。
(4)周期序數(shù)等于族序數(shù)兩倍的元素:Li。
(5)周期序數(shù)等于族序數(shù)三倍的元素:Na。
3.利用元素的特殊性質(zhì)推斷
(1)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期主族元素:H、C、Si。
(2)最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值三倍的短周期主族元素:S。
(3)除H外,原子半徑最小的主族元素:F。
(4)第一電離能最大的主族元素:F。第一電離能最小的主族元素:Cs(放射性元素除外)。
(5)電負(fù)性最小的主族元素(放射性元素除外):Cs(0.7)。電負(fù)性最大的主族元素:F(4.0)。
(6)同主族相鄰兩種元素的原子序數(shù)若具有2倍關(guān)系,則這兩種元素為O和S。
4.利用常見元素及其化合物的特征推斷
(1)形成化合物種類最多的元素、形成的單質(zhì)在自然界中硬度最大的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素:C。
(2)空氣中含量最高的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。
(3)地殼中含量最高的元素:O。
(4)單質(zhì)密度最小的非金屬元素:H。單質(zhì)密度最小的金屬元素:Li。
(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素、金屬元素分別是Br、Hg。
(6)最高價(jià)氧化物及其對(duì)應(yīng)水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素:Be、Al。
(7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素:N。能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素:S。
(8)單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:Na、F。
5.利用一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律推斷
(1)元素周期表中的遞變規(guī)律(“三角”規(guī)律)。
若A、B、C三種元素在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示,則有關(guān)的各種性質(zhì)均可排出順序(D不參與排列)。如
原子半徑:C>A>B;
金屬性:C>A>B;
非金屬性:B>A>C。
(2)元素周期表中的相似規(guī)律。
①同主族元素性質(zhì)相似(因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)均相同);
②元素周期表中位于對(duì)角線位置的元素性質(zhì)相似,如Li和Mg、Be和Al,B和Si等。
1.(2023·宿遷泗陽(yáng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二調(diào)研測(cè)試)部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)見下表。
元素 X Y Z W T
原子半徑/nm 0.160 0.143 0.102 0.071 0.099
主要化合價(jià) +2 +3 +6、-2 -1 -1
下列有關(guān)說法正確的是 (　　)
A.元素X的第一電離能比Y的大
B.元素Z的電負(fù)性比W的大
C.元素W的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比T的低
D.元素T的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性一定比Z的強(qiáng)
2.(2023·東營(yíng)期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半,Y、Z的基態(tài)原子中單電子數(shù)之比為2∶1,甲、乙、丙分別為元素X、Y、Z的單質(zhì),m、n、p均是這些元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì),其中常溫下,0.01 mol·L-1p溶液的pH為2,他們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是 (　　)
A.第一電離能:XB.沸點(diǎn):n>m
C.氧化性:丙>乙
D.m、q的水溶液均顯酸性
3.A、B、C、D、E、F是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。A元素的所有p能級(jí)都是半充滿狀態(tài),B元素的最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的,C元素是生活中使用非常廣泛的金屬元素,D元素的主族序數(shù)與周期數(shù)差值為4,E元素的核外未成對(duì)電子數(shù)在本周期中最多,F元素的M電子層所有能級(jí)都排滿電子,N層只有一個(gè)電子。請(qǐng)回答下列問題:
(1)A元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物和它的氫化物可以形成一種鹽,常溫下該鹽溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　　　　　　　?
(2)B、C、D的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　　　　　　　?
(3)C元素的氧化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　。
(4)E元素核外有　　　種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。
(5)F元素的價(jià)電子排布式為　　　　　　　　　　　　。
微專題2　元素的推斷
遷移應(yīng)用
1.A　[Z有+6和-2價(jià),則Z為S元素;W和T均為-1價(jià),W的半徑小于T,則W為F元素,T為Cl元素;X為+2價(jià),Y為+3價(jià),且半徑均大于F,則X為Mg元素,Y為Al元素。Mg的價(jià)電子排布式為3s2,s軌道中的2個(gè)電子為全滿的穩(wěn)定狀態(tài),所以Mg的第一電離能比相鄰的Al要大,A正確;F的非金屬性強(qiáng)于S,F得電子能力強(qiáng)于S,所以F的電負(fù)性強(qiáng)于S,B錯(cuò)誤;HF可以形成分子間氫鍵,沸點(diǎn)比HCl要高,C錯(cuò)誤;沒有指明“最高價(jià)”氧化物對(duì)應(yīng)水化物,如HClO是弱酸,D錯(cuò)誤。]
2.A　[短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半,Y、Z的基態(tài)原子中單電子數(shù)之比為2∶1,所以Y與Z的p軌道的電子數(shù)是2、1或4、5,W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半,可推測(cè)Y與Z的p軌道的電子數(shù)是4、5,而且在第3周期,所以Y是S,Z是Cl;常溫下,m、n、p均是W、X、Y、Z元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì),0.01 mol·L-1 p溶液的pH為2,說明p是強(qiáng)酸,是HCl,所以W是H;W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半,所以X是N;綜上可知W、X、Y、Z分別是H、N、S、Cl,則甲、乙、丙分別是N2、S、Cl2,m、n、p均是這些元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì),0.01 mol·L-1 p溶液的pH為2,所以p是HCl,Cl2和m反應(yīng)能生成S和HCl,所以m是H2S,同理可推測(cè)出n是NH3,q是NH4Cl;N的p軌道是半充滿結(jié)構(gòu),相對(duì)穩(wěn)定,所以第一電離能是N>S,即第一電離能X>Y,故A錯(cuò)誤;NH3中有氫鍵,氫鍵會(huì)使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高,而H2S中沒有氫鍵,所以沸點(diǎn)NH3>H2S,即n>m,故B正確;同周期從左到右,元素的非金屬性增強(qiáng),非金屬性越強(qiáng),其單質(zhì)的氧化性就越強(qiáng),所以氧化性Cl2>S,即丙>乙,故C正確;H2S的水溶液是顯酸性,NH4Cl發(fā)生水解顯酸性,故D正確。]
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　由題意知,A、B、C、D、E、F分別為N、Mg、Al、Cl、Cr、Cu。(1)NH4NO3溶液中,N會(huì)發(fā)生水解,溶液顯酸性,各離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-)。(2)電子層數(shù)越多,離子半徑越大;電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,故有r(Cl-)>r(Mg2+)>r(Al3+)。(3)Al2O3是兩性氧化物,與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-。(4)Cr為24號(hào)元素,故核外有24種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。(5)Cu是29號(hào)元素,其價(jià)電子排布式為3d104s1。(共14張PPT)
微專題 　元素的推斷
第 章　原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
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1.利用稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性推斷
稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬元素原子形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，與下一周期的某些金屬元素原子形成的陽(yáng)離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。
(1)與He電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H－、Li＋、Be2＋等；
(2)與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等；
(3)與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
2.利用元素原子或離子的核外電子排布推斷
要注意一些元素原子核外電子排布的特殊性，如前18號(hào)元素中：
(1)族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素：H、Be、Al。
(2)族序數(shù)等于周期序數(shù)兩倍的元素：C、S。
(3)族序數(shù)等于周期序數(shù)三倍的元素：O。
(4)周期序數(shù)等于族序數(shù)兩倍的元素：Li。
(5)周期序數(shù)等于族序數(shù)三倍的元素：Na。
3.利用元素的特殊性質(zhì)推斷
(1)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期主族元素：H、C、Si。
(2)最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值三倍的短周期主族元素：S。
(3)除H外，原子半徑最小的主族元素：F。
(4)第一電離能最大的主族元素：F。第一電離能最小的主族元素：Cs(放射性元素除外)。
(5)電負(fù)性最小的主族元素(放射性元素除外)：Cs(0.7)。電負(fù)性最大的主族元素：F(4.0)。
(6)同主族相鄰兩種元素的原子序數(shù)若具有2倍關(guān)系，則這兩種元素為O和S。
4.利用常見元素及其化合物的特征推斷
(1)形成化合物種類最多的元素、形成的單質(zhì)在自然界中硬度最大的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素：C。
(2)空氣中含量最高的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。
(3)地殼中含量最高的元素：O。
(4)單質(zhì)密度最小的非金屬元素：H。單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。
(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素、金屬元素分別是Br、Hg。
(6)最高價(jià)氧化物及其對(duì)應(yīng)水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素：Be、Al。
(7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素:N。能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素：S。
(8)單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Na、F。
5.利用一些經(jīng)驗(yàn)規(guī)律推斷
(1)元素周期表中的遞變規(guī)律(“三角”規(guī)律)。
若A、B、C三種元素在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示，則有關(guān)的各種性質(zhì)均可排出順序(D不參與排列)。如
原子半徑：C＞A＞B；
金屬性：C＞A＞B；
非金屬性：B＞A＞C。
(2)元素周期表中的相似規(guī)律。
①同主族元素性質(zhì)相似(因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)均相同)；
②元素周期表中位于對(duì)角線位置的元素性質(zhì)相似，如Li和Mg、Be和Al，B和Si等。
1.(2023·宿遷泗陽(yáng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二調(diào)研測(cè)試)部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)見下表。
元素 X Y Z W T
原子半徑/nm 0.160 0.143 0.102 0.071 0.099
主要化合價(jià) ＋2 ＋3 ＋6、－2 －1 －1
下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.元素X的第一電離能比Y的大
B.元素Z的電負(fù)性比W的大
C.元素W的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比T的低
D.元素T的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性一定比Z的強(qiáng)
A
解析　Z有＋6和－2價(jià)，則Z為S元素；W和T均為－1價(jià)，W的半徑小于T，則W為F元素，T為Cl元素；X為＋2價(jià)，Y為＋3價(jià)，且半徑均大于F，則X為Mg元素，Y為Al元素。Mg的價(jià)電子排布式為3s2，s軌道中的2個(gè)電子為全滿的穩(wěn)定狀態(tài)，所以Mg的第一電離能比相鄰的Al要大，A正確；F的非金屬性強(qiáng)于S，F(xiàn)得電子能力強(qiáng)于S，所以F的電負(fù)性強(qiáng)于S，B錯(cuò)誤；HF可以形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)比HCl要高，C錯(cuò)誤；沒有指明“最高價(jià)”氧化物對(duì)應(yīng)水化物，如HClO是弱酸，D錯(cuò)誤。
2.(2023·東營(yíng)期末)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半，Y、Z的基態(tài)原子中單電子數(shù)之比為2∶1，甲、乙、丙分別為元素X、Y、Z的單質(zhì)，m、n、p均是這些元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì)，其中常溫下，0.01 mol·L－1p溶液的pH為2，他們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A
A.第一電離能：XB.沸點(diǎn)：n>m
C.氧化性：丙>乙
D.m、q的水溶液均顯酸性
解析　短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半，Y、Z的基態(tài)原子中單電子數(shù)之比為2∶1，所以Y與Z的p軌道的電子數(shù)是2、1或4、5，W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半，可推測(cè)Y與Z的p軌道的電子數(shù)是4、5，而且在第3周期，所以Y是S，Z是Cl；常溫下，m、n、p均是W、X、Y、Z元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì)，0.01 mol·L－1 p溶液的pH為2，說明p是強(qiáng)酸，是HCl，所以W是H；W與X的原子序數(shù)之和是Y的一半，所以X是N；
綜上可知W、X、Y、Z分別是H、N、S、Cl，則甲、乙、丙分別是N2、S、Cl2，m、n、p均是這些元素組成的常見二元?dú)鈶B(tài)物質(zhì)，0.01 mol·L－1 p溶液的pH為2，所以p是HCl，Cl2和m反應(yīng)能生成S和HCl，所以m是H2S，同理可推測(cè)出n是NH3，q是NH4Cl；N的p軌道是半充滿結(jié)構(gòu)，相對(duì)穩(wěn)定，所以第一電離能是N>S，即第一電離能X>Y，故A錯(cuò)誤；NH3中有氫鍵，氫鍵會(huì)使物質(zhì)的沸點(diǎn)升高，而H2S中沒有氫鍵，所以沸點(diǎn)NH3>H2S，即n>m，故B正確；同周期從左到右，元素的非金屬性增強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性就越強(qiáng)，所以氧化性Cl2>S，即丙>乙，故C正確；H2S的水溶液是顯酸性，NH4Cl發(fā)生水解顯酸性，故D正確。
(1)A元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物和它的氫化物可以形成一種鹽，常溫下該鹽溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開___________________________。
(2)B、C、D的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小的順序?yàn)開______________________。
r(Cl－)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
(3)C元素的氧化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________________。
(4)E元素核外有______種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。
(5)F元素的價(jià)電子排布式為________。
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
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3d104s1

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