1、专题4物质结构和元素周期律考向预测1了解元素、核素和同位素的含义。2了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3了解原子核外电子排布。4掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。5以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6以A和A族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。8了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。物质结构和元素周期律是每年必考的重点内容，主要是对原子结构、同位素等概念的考查；元素的“原子结构”“在周期表
2、中位置” “基本性质”三者间的关系考查；化学键的考查层次较低，高考考查重点放在对概念的理解上。元素周期律与元素周期表的内容丰富，规律性强，因此命题的空间极为广阔。预测今后高考中可能以短周期元素(或前20号元素)命题来考查同一周期、同一主族内元素性质(如原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系。元素“构”“位”“性”三者关系的题型会继续以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论，将解释现象、定性推断、归纳总结、定量计算相结合。客观题(1)考查同位素相关概念的辨析以及原子中各微粒数目之间的关系。(2)结合元素周期表考查元素性质的递变规律。(3)结合化学用语考查原子结构和化学键
3、。主观题(1)位、构、性三者关系的相互推断，并融合元素及其化合物知识进行综合考查。(2)渗透于化学基本原理综合题、化学工艺流程题等考查化学键、化合物类型的判断，以及电子式的书写等。知识与技巧的梳理一、元素周期表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元素周期表的结构（1）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
4、 ；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。（2）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 稀有气体 元素。（3）镧系元素：周期表中行6，列3的位置，共15种元素。（4）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。（5）过渡元素
5、：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。二、原子结构1突破原子组成的两大关系（1）构成原子的微粒之间存在两个等量关系原子由原子核和核外电子组成，其中原子核带正电荷，核外电子带负电荷，原子核由质子和中子组成；由于中子不带电，原子呈电中性，所以原子的核电荷数核内质子数核外电子数；原子结构中的核电荷数(Z)决定了元素的种类，而质子数与中子数之和决定了原子质量的相对大小，即质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。（2）一个信息丰富的符号如过氧根离子：2核素、同位素、同素异形体、同分异构体等概念（1）核素、同位素的正确理解同种元素，可以有若干种不同的核素，即核素种数远大于元素种数。
6、核电荷数相同的不同核素，虽然它们的中子数不同，但是属于同一种元素。同位素是同一元素不同原子的互相称谓，不指具体原子。同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。（2）辨析同位素、同素异形体、同分异构体、同系物同位素同素异形体同分异构体同系物概念质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子之间互为同位素同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物对象原子之间单质之间一般为有机化合物之间有机物化学性质几
7、乎完全相同相似，一定条件下可以相互转变可能相似也可能不同相似实例H、H、H金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3CH3COOH与HCOOCH3如甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸三、元素周期律1定义：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。2实质：是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。核外电子排布的周期性变化，决定了元素原子半径、最外层电子数出现周期性变化，进而影响元素的性质出现周期性变化3主族元素的周期性变化规律项目同周期(左右)同主族(上下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小阴
8、离子逐渐减小r(阴离子)r(阳离子)逐渐增大元素性质化合价最高正化合价由17(O、F除外)负化合价(8主族序数)相同最高正化合价主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱4正确理解元素的金属性和非金属性（1）元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关，与失去或得到电子的数目无关。如Na在反应中易失去1个
9、电子，Al在反应中易失去3个电子，但金属性：NaAl。（2）不能理解为某元素的金属性越强，则非金属性越弱。例：Na金属性很强，Na没有非金属性；F非金属性强，它没有金属性。（3）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。（4）不能认为失电子难的原子得电子能力一定强。例：He既难失电子，也难得电子。四、化学键1物质中化学键的存在规律(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2S
10、O4等。(3)在非金属单质中只可能有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。(4)构成稀有气体的单质分子，分子中不存在化学键。(5)完全由非金属元素也可以形成离子键，如NH4Cl等。2化学键与物质类别关系(1)只含非极性共价键的物质：非金属元素构成的单质，稀有气体除外，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。(2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。(3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、Na
11、H等。(5)既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。(6)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：如HF等。(7)只含有共价键，而无范德华力的化合物：如原子晶体SiO2、SiC等。(8)无化学键的物质为稀有气体，如Ar等。3用电子式表示化合物的形成过程(1)离子化合物AB型 如：AB2型 如：A2B型 如：(2)共价化合物如：2HHH（45分钟）限时训练经典常规题1(2017全国卷，12)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用于制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有
12、刺激性气体产生。下列说法不正确的是()AX的简单氢化物的热稳定性比W的强BY的简单离子与X的具有相同的电子层结构CY与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红DZ与X属于同一主族，与Y属于同一周期2(2017全国卷，9)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族，下列叙述正确的是()A原子半径：dcbaB4种元素中b的金属性最强Cc的氧化物的水化物是强碱Dd单质的氧化性比a单质的氧化性强3(2017全国卷，12)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下
13、列关系正确的是()WXYZA氢化物沸点：WZ B氧化物对应水化物的酸性：YWC化合物熔点：Y2X3YZ3 D简单离子的半径：YX4(2017天津理综，5)根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是()A气态氢化物的稳定性：H2ONH3SiH4B氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物C如图所示实验可证明元素的非金属性：ClCSiD用中文“”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族5(2016全国卷，12)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水
14、溶液呈中性。下列说法正确的是()A简单离子半径：WXZBW与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性C气态氢化物的热稳定性：WZ6(2016全国卷，9)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2和c离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是()Aa与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为1Bb与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物Cc的原子半径是这些元素中最大的Dd与a形成的化合物的溶液呈弱酸性高频易错题 1(2017承德模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X 原子的最外层电子数是其内层电子总数的3 倍，Y 原子的最外层只有2 个电子，Z 单质可制成半导体材料
15、，W与X属于同一主族。下列叙述正确的是()A原子半径由小到大的顺序为Y Z X YXWB若X的单质为常见的非金属导体，则Y的简单离子能破坏水的电离平衡C元素的非金属性:YZD若Y、Z的核电荷数之和为X的4倍，则X、Z的气态氢化物的沸点:前者低于后者4(2017海南海口中学模拟)(12分)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，Y2+电子层结构与氖相同，Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，回答下列问题:(1)M元素位于周期表中的第_周期_族。(2)Z元素是_，其在自然界中常见的由两种元素组成的化合物是_。(3)X与M的单质在高温下反应的化学方程式为_，产
16、物分子为直线形，其化学键属_(填“极性”或“非极性”)共价键。(4)四种元素中的_可用于航空航天合金材料的制备，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为_。5(2017山东威海模拟)(14分)A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的主族元素，常温下A、B、E的单质呈气态，B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍，C的单质制成的高压灯发出的黄光透雾能力强、射程远，B、C、D原子的最外层电子数之和为10。(1)元素D位于第_周期_族。(2)A、B可形成一种10电子的阳离子X，X的电子式为_。(3)过量的单质E与湿润的Na2CO3反应可制备高效漂白剂E2B，产物中同时含有能使澄清石灰水变浑浊的气体，反应
17、的化学方程式为_。(4)向一定体积的DE3溶液中滴入5 molL-1的NaOH溶液，产生沉淀的质量与NaOH溶液体积的关系如图所示，则a=_。 参考答案经典常规题1【解题思路】W为氮元素，Y为钠元素，X、Y、Z形成的盐，加入盐酸生成黄色沉淀及刺激性气体，结合四种元素均是短周期元素，说明是Na2S2O3与盐酸反应生成S和SO2：Na2S2O32HCl=2NaClSSO2H2O，X为氧元素，Z为硫元素。A项，O的非金属性强于N的，稳定性：H2ONH3，正确；B项，O2-、Na均具有Ne的电子层结构，B正确；C项，Na2S溶液因S2水解呈碱性，蓝色石蕊试纸不变色，错误；D项，S和O同属于第A族，S与
18、Na同属于第三周期，正确。【答案】C2【解题思路】a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。A项，原子半径bcda，错误；B正确；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气的氧化性弱，错误。【答案】B3【解题思路】根据短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置可知四种元素位于第二、三周期，又知这四种元素原子的最外层电子数之和为21，可设Y的最外层电子数为x，则有x(x2)(x3)(x4)21，x3，所以W、X、Y、Z依次为N、O、Al、Cl。A项，NH3分子之间存在氢键，故沸点：NH3HCl，错误；B项，Y的氧化物对应水化物为Al(OH)3
19、，W的氧化物对应水化物若为HNO3，则HNO3酸性强于Al(OH)3，错误；C项，Al2O3为离子晶体，而AlCl3为分子晶体，离子键要比分子间作用力强得多，故一般离子晶体的熔、沸点高于分子晶体，错误；D项，O2与Al3的电子层结构相同，但O2的核电荷数少，故其半径较大，正确。【答案】D4【解题思路】A项，因O、N、Si元素的非金属性逐渐减弱，所以气态氢化物的稳定性：H2ONH3SiH4，正确；B项，氢元素与其他元素可形成共价化合物如H2O、NH3、SiH4 、H2S等，也可形成离子化合物如NaH等，正确；C项，HCl不是最高价含氧酸，不能证明元素的非金属性：ClC，错误；D项，根据元素的原子
20、序数与元素在周期表中位置的规律，可推出第118号元素在周期表中位于第七周期0族，正确。【答案】C5【解题思路】四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素；因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N(或O)元素、Y可能为P(或S)元素。A项，Na与N3(或O2)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：NaN3(或O2)Cl。B项，W与X形成的化合物Na2O、Na2O2(或Na3N)溶于水后的溶液均为NaOH溶液(或NaOH和
21、NH3的混合溶液)，呈碱性。C项，元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：WY。D项，最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。【答案】B6【解题思路】由“a的原子中只有1个电子”知，a为氢元素；由“b、c为短周期元素且b2和c的电子层结构相同”知，b为氧元素、c为钠元素；又由“d为短周期元素且d与b同族”知d为硫元素。A项，氢与氧、硫形成的化合物H2O、H2O2、H2S中氢的化合价均为1，氢与钠形成的化合物NaH中氢的化合价为1价，错误；B项，氧与氢可形成H2O、H2O2，氧与钠可形成Na2O、Na2O2，氧与硫可形成SO2、SO3，正确；C项，根据同主族、同周
22、期原子半径递变规律知，H、O、Na、S的原子半径大小为NaSOH，正确；D项，硫和氢形成的化合物H2S的溶液，由于H2S的电离H2SHHS，使溶液呈弱酸性，正确。【答案】A高频易错题 1【解题思路】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，X有2个电子层，最外层电子数为6，X为O元素；W与X属于同一主族，故W为S元素；Y原子的最外层只有2个电子，原子序数大于O元素，故Y处于第三周期，故Y为Mg元素；Z单质可制成半导体材料，Z为Si元素。同周期自左向右原子半径减小，同主族电子层越多原子半径越大，故原子半径MgSiSO，即XWZS，则X的简单氢化物的热
23、稳定性比W的强，B正确；化合物MgO为离子化合物，含有离子键，SiO2、SO3属于共价化合价，含有共价键，C错误；非金属性SiZXW，A错误。若X的单质为常见的非金属导体，则X是C，Y是Al，铝离子能破坏水的电离平衡，B正确。Y与Z同周期且原子序数ZY，则元素的非金属性:YZ，C错误。设X的原子序数为a，若Y、Z的核电荷数之和为X的4倍，则4a=a+7+a+9，a=8，所以X是O、Y是P、Z是Cl，水分子间有氢键，所以水的沸点大于氯化氢的，D错误。【答案】B 4【解题思路】短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，元素X的一种高硬度单质是宝石，则X是C;Y2+电子层结构与氖相同，则Y是Mg；
24、Z的质子数为偶数，室温下M单质为淡黄色固体，则Z是Si；M是S。(1)S的核外电子排布是2、8、6，所以位于周期表中的第三周期A族；(2)Z元素是Si，其在自然界中常见的由两种元素组成的化合物是SiO2；(3)X与M的单质在高温下反应产生CS2，该反应的化学方程式为C+2SCS2，产物分子为直线形，结构与CO2类似，由于是不同元素的原子形成的共价键，所以其化学键属极性共价键；(4)四种元素中只有Mg是金属元素，密度较小，制成的合金硬度大，所以可用于航空航天合金材料的制备，该金属是比较活泼的金属，可以与盐酸发生置换反应产生氢气，其单质与稀盐酸反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2。【答
25、案】 (1)三A(2)SiSiO2(3)C+2SCS2极性(4)MgMg+2HClMgCl2+H25【解题思路】A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的主族元素，由“B的原子最外层电子数是其电子层数的3倍”推出B为O，由“C的单质制成的高压灯发出的黄光透雾能力强、射程远”推出C为Na，结合“B、C、D的最外层电子数之和为10”可知D为Al，结合“常温下A、B、E的单质呈气态”及(2)中“A、B可形成一种10电子的阳离子”推出A为H，E为Cl。(1)Al位于元素周期表的第三周期A族。(2)H、O形成的10电子的阳离子为H3O+，H3O+的电子式为H+。(3)分析题给条件知，反应物为Cl2和
26、Na2CO3，生成物为Cl2O、CO2和NaCl，发生反应的化学方程式为2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2。(4)AlCl3溶液中滴入NaOH溶液，生成的沉淀为Al(OH)3。由图可知，加入30 mL NaOH溶液和加入70 mL NaOH溶液时Al(OH)3的物质的量都为nAl(OH)3=0.05 mol。设一定体积的AlCl3溶液中含有AlCl3的物质的量为x mol，由Al3+3OH-Al(OH)3可知，当x mol AlCl3全部反应时，消耗3x mol NaOH，生成x mol Al(OH)3，继续加入NaOH溶液至70 mL时，由Al(OH)3+OH-Al+2H2O可知，消耗(x-0.05) mol Al(OH)3，消耗(x-0.05) mol NaOH，所以3x+(x-0.05)=50.07，解得x=0.1，所以a=0.178=7.8。【答案】 (1)三A(2)H+(3)2Cl2+Na2CO3Cl2O+2NaCl+CO2(4)7.8