例谈短周期ABC

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  一、由短周期元素组成的电子数相同的微粒
  1.由短周期元素组成的10电子微粒
  阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH+4、H3O+。
  阴离子:F-、O2-、N3-、NH-2、OH-。
  分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4。
  2.由短周期元素组成的18电子微粒。
  阳离子:PH+4(K+、Ca2+不是短周期的)。
  阴离子:Cl-、S2-、P3-、HS-。
  分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH(甲醇)、CH3NH2(甲胺)、CH3F(一氟甲烷)、N2H4(联氨)、NH2OH(羟胺)等。
  3.由短周期元素组成的核外电子总数及质子总数均相等的微粒
  阳离子:Na+、NH+4、H3O+(11个质子、10个电子)。
  阴离子:F-、NH-2、OH-(9个质子、10个电子)。
  分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4(均为10个质子、10个电子);Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4、CH3NH2、CH3F、NH2OH(均为18个质子、18个电子)。
  二、由短周期元素组成的XmYn型化合物
  1.原子个数比为2∶3的化合物
  例1 若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物,则这两种元素的原子序数之差不可能是( )。
  A.1 B.3 C.5 D.6
  分析 对于短周期元素来说,原子序数为奇数,化合价也为奇数;原子序数为偶数,化合价也为偶数(这是一般规律)。另外,应注意少数元素具有多种可变的化合价。化合价之差属奇偶数之差,允许出现奇数,不应出现偶数。应选D。
  总结 由短周期元素组成的原子个数为2∶3有以下几种类型:
  2.原子个数比为1∶2的化合物
  例2 短周期元素A、B能形成化合物AB2,已知A的原子序数为m,则B的原子序数可能是( )。
  ①m+5 ②m-3 ③m+13 ④m+2
  ⑤m+10 ⑥m-6 ⑦m-8 ⑧m+1
  A.①②④⑥ B.④⑥⑦⑧
  C.①②③④⑤⑥ D.全部
  分析 题中规定了化学式为AB2,那么,A2B型化合物均不符合题意。可用列举法,
  选D。
  总结 由短周期元素组成的原子个数比为1∶2的化合物有以下几种类型:
  XY2型:MgCl2、MgF2、BeCl2、BeF2、CO2、CS2、SiO2、SO2、NO2、ClO2(自来水消毒剂)。
  X2Y型:H2O、H2S、Li2O、Li2S、Na2O、Na2S。
  X2Y4型:N2O4、C2H4。
  XnY2n型:符合CnH2n的烃类。
  3.原子个数比为1∶3的化合物
  例3 短周期元素中的两种,能形成原子个数比为1∶3的化合物,若这两种元素的原子序数分别为a和b,则a和b的关系可能是( )。
  ①a=b+5 ②a+b=8
  ③a+b=30 ④a=b+8
  A.①②③④ B.②③④ C.②③ D.③④
  分析 本题易错选B,正确答案为A。
  总结 由短周期元素组成的原子个数比为1∶3的化合物有以下几种类型:
  XY3型:BF3、BCl3、AlF3、AlCl3、NCl3、PCl3、NH3、PF3、NH3、PH3、SO3。
  X3Y型:Li3N、Na3N。
  X2Y6型:C2H6(乙烷)、B2H6(乙硼烷)。
  4.原子个数比为1∶4的化合物
  例4 短周期元素X和Y能形成XY4型化合物,若X的原子序数为m,Y的原子序数为n,则m和n的关系不可能为( )。
  A.m-13=n B.n-5=m
  C.m+8=n D.n-11=m
  提示 本题易漏选C,正确答案为BC。
  总结 由短周期元素组成的原子个数比为1∶4的化合物有:CH4、SiH4、CF4、CCl4、SiF4、SiCl4。
  5.原子个数比为1∶1的化合物
  由短周期元素组成的原子个数比为1∶1的化合物主要包括以下几类:
  (1)HF、HCl、LiF、LiCl、NaF、NaCl、BeO、BeS、MgO、MgS。
  (2)H2O2、Na2O2。
  (3)C2H2、C6H6、CnHn(烃类)。
  (4)BN(原子晶体)、AlN、SiC(原子晶体)。
  (5)CO、NO(不成盐氧化物)。
  (6)LiH、NaH(固态离子型氢化物)。
  (7)ClF(卤素互化物)。
  全面了解上面5个方面的总结,利于深化对短周期元素的认识,也有利于解题。
  三、短周期内的元素推断
  例5 A、B、C是短周期元素,这些元素的原子最外层电子数分别为1、4、6,则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是( )。
  A.A2BC3 B.A3BC4 C.A2BC D.A2BC2
  分析 A在ⅠA族,可能是H、Li、Na;B在ⅣA族,可能是C、Si;C在ⅥA族,可能是O、S。A项可能是H2CO3、Li2CO3、Na2CO3、H2SiO3、Li2SiO3、Na2SiO3等物质;C项可能是HCHO(甲醛);D项可能是HCOOH(甲酸)。因此,本题答案为B。
  (收稿日期:2015-06-10)
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