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物质结构和元素周期律知识比较抽象,采用模板法规范思维顺序,通过建模思想和方法,使千头万绪的知识模式化、系统化、网络化,提高化学思维的灵活性和逻辑性,常会起到出奇制胜的效果。现结合元素周期表及元素周期律中的几种模板做如下分析。
模板一:元素、核素及同位素间的关系
模板二:核外电子排布规律
例2 2016年IUPAC命名117号元素为Ts,Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是()。
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是176 117Ts
解析:该原子结构示意图为周期、第ⅦA族,A项正确;同位素具有相同质子数、不同中子数,而原子的质子数一核外电子总数,则Ts的同位素原子具有相同的电子数,B项正确;同一主族元素中,随着原子序数越大,元素的非金属性逐渐减弱,则Ts在同族元素中非金属性最弱,C项正确;该元素的质量数=质子数 中子数=176 117=293,该原子正确的表示方法为;293 117Ts,D项错误。
答案:D
【建模】
模板三:微粒半径大小的比较
例3 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是()。
A.原子半径:r(X) B.W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大、Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素,则Z是O元素、W是Na元素,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,且Y原子序数小于Z,则Y是N元素,X是H元素。原子的电子层数越多其原子半径越大,原子的电子层数相同的元素,其原子半径随着原子序数增大而减小,X位于第一周期,Y和Z位于第二周期且原子序数YN元素,所以Z单质的氧化性大于Y,C项错误;X,Y、Z三种元素组成的化合物可能是硝酸、硝酸铵,硝酸是共价化合物,硝酸铵是离子化合物,D项正确。
答案:D
【建模】
C变式训练3]X,Y,Z,M是元素周期表中前20号元素,其原子序数依次增大,且X,Y,Z相邻。X的核电荷数是Y的核外电子数的一半,Y与M可形成化合物MZYo下列说法正确的是()。
A.原子半径:Z>Y
B.简单离子的半径;M>Z>Y>X
C.X的阴离子和Y的阴离子核外电子数相同
D.Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZ04
解析:X,Y,Z相邻且X的原子序数为Y的核外电子数的一半,推测X为氧元素,则Y为硫元素,Z为氯元素,M为钾元素。Z元素最高价氧化物的水化物为HClO4,D项正确;原子半径S>Cl,A项错误;离子半径s2->Cl->K >O2-,B项错误;O2-核外电子数为10,S2-核外电子数为18,C项错误。
答案:D
模板四:根据残表推断元素
例4 W、X、Y、Z四种短周期元素,它們在周期表中位置如下所示,下列说法不正确的是()。
A.Z、Y、X的原子半径依次减小,非金属性依次降低
B.Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低
C.WH4与Z元素的单质在一定条件下可能发生化学反应
D.W的位置是第2周期、第ⅣA族
解析:由他们在周期表中的位置可推断W为C元素,X为O元素,Y为S元素,Z为C1元素。Y、Z、X的原子半径依次减小,非金属性X>Y、Z>Y、且O无正价,则非金属性X、Z、Y依次降低、A项错误;非金属性Z>Y>W,则Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低,B项正确;WH4与Z元素的单质,在光照下可发生取代反应,生成卤代烃和HC1、C项正确;W为C元素,位于第2周期、第ⅣA族、D项正确。
答案:A
【建模】
【变式训练4】X、Y、Z、W均为短周期元素,在周期表中位置如下、Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。下列说法正确的是()。
A.X、Y、Z的原子半径大小:X>Y>Z
B.Y、Z的气态氢化物中,前者更稳定
C.Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.X、W的气态氢化物相互反应,生成物中只含离子键不含共价键
解析:由Y的信息可知Y为O元素,则乙为S元素,X、W分别为N、Cl元素,原子半径Z>Y,A项错误;HClO4酸性强于H,SO4,C项错误;NH3与HCl反应生成NH4Cl中既含有离子键,又含有共价键,D项错误。
答案:B
模板五:寻找“等电子”微粒的方法
(责任编辑 谢启刚)
模板一:元素、核素及同位素间的关系
模板二:核外电子排布规律
例2 2016年IUPAC命名117号元素为Ts,Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是()。
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是176 117Ts
解析:该原子结构示意图为周期、第ⅦA族,A项正确;同位素具有相同质子数、不同中子数,而原子的质子数一核外电子总数,则Ts的同位素原子具有相同的电子数,B项正确;同一主族元素中,随着原子序数越大,元素的非金属性逐渐减弱,则Ts在同族元素中非金属性最弱,C项正确;该元素的质量数=质子数 中子数=176 117=293,该原子正确的表示方法为;293 117Ts,D项错误。
答案:D
【建模】
模板三:微粒半径大小的比较
例3 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是()。
A.原子半径:r(X)
C.Y的单质的氧化性比Z的强
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物
解析:短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大、Z是地壳中含量最多的元素,W是短周期中金属性最强的元素,则Z是O元素、W是Na元素,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,且Y原子序数小于Z,则Y是N元素,X是H元素。原子的电子层数越多其原子半径越大,原子的电子层数相同的元素,其原子半径随着原子序数增大而减小,X位于第一周期,Y和Z位于第二周期且原子序数Y
答案:D
【建模】
C变式训练3]X,Y,Z,M是元素周期表中前20号元素,其原子序数依次增大,且X,Y,Z相邻。X的核电荷数是Y的核外电子数的一半,Y与M可形成化合物MZYo下列说法正确的是()。
A.原子半径:Z>Y
B.简单离子的半径;M>Z>Y>X
C.X的阴离子和Y的阴离子核外电子数相同
D.Z元素的最高价氧化物的水化物的化学式为HZ04
解析:X,Y,Z相邻且X的原子序数为Y的核外电子数的一半,推测X为氧元素,则Y为硫元素,Z为氯元素,M为钾元素。Z元素最高价氧化物的水化物为HClO4,D项正确;原子半径S>Cl,A项错误;离子半径s2->Cl->K >O2-,B项错误;O2-核外电子数为10,S2-核外电子数为18,C项错误。
答案:D
模板四:根据残表推断元素
例4 W、X、Y、Z四种短周期元素,它們在周期表中位置如下所示,下列说法不正确的是()。
A.Z、Y、X的原子半径依次减小,非金属性依次降低
B.Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低
C.WH4与Z元素的单质在一定条件下可能发生化学反应
D.W的位置是第2周期、第ⅣA族
解析:由他们在周期表中的位置可推断W为C元素,X为O元素,Y为S元素,Z为C1元素。Y、Z、X的原子半径依次减小,非金属性X>Y、Z>Y、且O无正价,则非金属性X、Z、Y依次降低、A项错误;非金属性Z>Y>W,则Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低,B项正确;WH4与Z元素的单质,在光照下可发生取代反应,生成卤代烃和HC1、C项正确;W为C元素,位于第2周期、第ⅣA族、D项正确。
答案:A
【建模】
【变式训练4】X、Y、Z、W均为短周期元素,在周期表中位置如下、Y原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍。下列说法正确的是()。
A.X、Y、Z的原子半径大小:X>Y>Z
B.Y、Z的气态氢化物中,前者更稳定
C.Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.X、W的气态氢化物相互反应,生成物中只含离子键不含共价键
解析:由Y的信息可知Y为O元素,则乙为S元素,X、W分别为N、Cl元素,原子半径Z>Y,A项错误;HClO4酸性强于H,SO4,C项错误;NH3与HCl反应生成NH4Cl中既含有离子键,又含有共价键,D项错误。
答案:B
模板五:寻找“等电子”微粒的方法
(责任编辑 谢启刚)