1、元素的推断一、1.元素推断的一般思路2.推断元素的常用方法推断元素的常用方法(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。稀有气体元素原子的电子层结构与同周期非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期某些金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。与He电子层结构相同的离子有H、Li、Be2等。与Ne电子层结构相同的离子有F、O2、Na、Mg2、Al3等。与Ar电子层结构相同的离子有Cl、S2、K、Ca2等。(2)利用常见元素及其化合物的特征。形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈
2、碱性的元素：N。地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。3确定元素位置的方法确定元素位置的方法由基态原子的价电子排布式给元素定位。周期序数电子层数(能层序数)最高能层序数主族元素的族序数价电子数第B族第B族的价电子排布式为(n1)d
3、110ns12(镧系、锕系除外)，族序数价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第B族。第B族和第B族的价电子排布式为(n-1)d10ns12,族序数=ns能级上的电子数。二、元素“位、构、性”的关系1.元素“位、构、性”关系图解 性质同一周期(从左到右)同一主族(从上到下)核外电子的排布电子层数相同增加最外层电子数12或8相同金属性和非金属性金属性减弱增强非金属性增强减弱原子半径减小增大单质的氧化性和还原性氧化性增强减弱还原性减弱增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性增强减弱碱性减弱增强气态氢化物的稳定性增强减弱2.同周期、同主族元素性质变化规律(稀有气体除外)
4、性质同一周期(从左到右)同一主族(从上到下)第一电离能增大(但第A族第A族,第A族第A族)减小电负性增大减小典例1现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息回答问题。元素相关信息A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素B原子核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能分别是I1=738 kJmol-1;I2=1 451 kJmol-1;I3=7 733 kJmol-1;I4=10 540 kJmol-1元素相关信息D原子核外所有p能级全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最
5、小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:。 (2)B基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。 (3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的轨道表示式为 。该同学所画的轨道表示式违背了。 (4)G位于族区,价电子排布式为。 (3)泡利原理(4)第Bd3d54s2解析:A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等,是宇宙中最丰富的元素,则A为H元素;B元素原子核外p电子数比s电子数少1,B元素原子核外有2个电子层,电子排布式为1s22s22p3,故B为N元素;由C原子的第一至第
6、四电离能数据可知,第三电离能突增,故C处于第A族,原子序数大于N元素,故C为Mg元素;D处于第三周期,D原子核外所有p能级全满或半满,最外层电子排布式为3s23p3,故D为P元素;E应为第三周期,E元素的主族序数与周期数的差为4,应为第A族元素,故E为Cl元素;F是前四周期中电负性最小的元素,故F为K元素;G在周期表的第七列,G为Mn元素。(1)NH5是离子化合物,则含有 ,阴离子是H-。(2)氮元素的最高能量电子为2p能级上的电子,p轨道有3个方向,原子轨道呈哑铃形。(3)3s轨道中的两个电子自旋状态相同,违反了泡利原理。(4)Mn原子的价电子排布式为3d54s2,最后填充的电子填充在3d能
7、级,故属于d区元素,处于第四周期第B族。练习1有A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。其中A为非金属元素,A和E属于同一族,它们的原子最外电子层上只有1个电子;B和D也属于同一族,它们原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半;C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题:(1)A是,B是,C是,D是,E是(填写元素名称)。 (2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)。写出该物质的一种用途: 。 (3)写出C元素基态原子的核外电子排布式:。 (4)表示D元素原子价电子排布的轨道表示式为。 (5)元素B与D的电负性的大小关系是BD,C
8、与E的第一电离能的大小关系是CE(填“”“解析:A、B、C、D、E 5种元素的核电荷数都小于20,A、E属于同一族且最外电子层上只有1个电子,故为第A 族元素,而A为非金属元素,则A为氢;B、D为同一族,其原子最外层的s能级电子数是p能级电子数的一半,故其最外层电子排布式为ns2np4,为第A族元素,B核电荷数小于D,则B为氧,D为硫,E为钾;C原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半,则C为铝。同主族元素自上而下电负性逐渐减小,故B(氧)的电负性大于D(硫);E(钾)的第一电离能小于钠,钠的第一电离能小于C(铝),故第一电离能AlK。练习2元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素
9、,A元素的原子最外层电子排布式为ns1;B元素的原子价电子排布式为ns2np2;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子;E元素的原子有5个未成对电子。(1)写出元素名称:C、D、E。 (2)C基态原子的轨道表示式为。 (3)当n=2时,B的最简单气态氢化物的电子式为,BC2分子的结构式是;当n=3时,B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是。 (4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,B元素的原子价电子排布式为3s23p2,A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)。 (5)E元素原子的价电子排
10、布式是,在元素周期表中的位置是,其最高价氧化物的化学式是。 解析:A元素的原子最外层电子排布式为ns1,则A为A族元素或Cr、Cu;B元素的原子价电子排布式为ns2np2,则B为A族元素;C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等,则C为氧元素;D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,则D为磷元素;E元素的原子有5个未成对电子,则E为25号元素锰。(1)C、D、E元素名称依次为氧、磷、锰。(4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,则A为Li;B元素的原子价电子排布式为3s23p2,则B为Si;C为O,D为P;A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是OPSiLi。(
11、5)E元素是锰元素,原子序数为25,位于元素周期表第四周期第B族,其价电子排布式为3d54s2,最高正价为+7价,其最高价氧化物的化学式是Mn2O7。答案:(1)氧磷锰(4)OPSiLi(5)3d54s2第四周期B族Mn2O7典例2现有下列短周期元素性质的部分数据:元素性质元素编号0.741.601.521.100.991.860.751.43最高或最低化合价+2+1+5+7+1+5+3-2-3-1-3试回答下列问题:(1)上述元素中处于第A族的有,处于第二周期的有(以上均用编号表示)。 (2)上述元素中金属性最强的是(用编号表示)。 (3)写出元素形成的化合物与KOH溶液反应的化学方程式:。
12、 (4)经验表明,除氢和氦外,当元素原子的电子层数(n)多于或等于原子最外层电子数(m)即(n-m)0时,该元素属于金属元素;当元素原子的最外层电子数(m)多于原子的电子层数(n)即(n-m)0时,该元素属于非金属元素,试回答:a.第n(n2)周期有种非金属元素(含0族元素)。 b.根据周期表中每个周期非金属元素的种类,预测周期表中应有种非金属元素(含0族元素)。 答案:(1)(2)(3)Al2O3+2KOH = 2KAlO2+H2O(4)a.8-nb.23解析:(1)由表中元素化合价可知,和在第A族,在第A族,在第A族,在第A族,在第A族,在第A族;因为的原子半径小于的原子半径,的原子半径小
13、于的原子半径,由原子半径变化规律可知,是N、是P、是Li、是Na、是O、是Mg、是Cl、是Al。因为当元素原子的最外层电子数(m)多于原子的电子层数(n)即(n-m)PH3AsH3解析:由X原子的4p能级上有3个未成对电子,可知X为As,原子序数为33;Y原子的2p能级上有2个未成对电子,则Y为1s22s22p2(碳元素)或1s22s22p4(氧元素),若Y为碳元素,碳元素原子序数为6,则Z元素原子序数为3,是锂元素,锂元素不能形成-1价离子,所以Y为氧元素,原子序数为8,Z为氢元素,氢元素可形成-1价离子。练习2：下表中的实线表示元素周期表的部分边界。分别表示元素周期表中对应位置的元素。(1)请在上表中用实线补全元素周期表边界。(2)元素的原子核外p电子比s电子多个。元素的简单气态氢化物的电子式为。 (3)元素在化合物中一般显价,但与(填元素符号)形成化合物时,所显示的价态则恰好相反。 (4)在元素的单质A、元素的单质B和元素形成的合金C中,熔点最低的是(填名称)。 解析:由元素在周期表中的位置可推出分别为Na、K、N、O、F。(1)主要考查周期表的结构。(2)元素为F,电子排布式为1s22s22p5,p电子比s电子多1个。(3)元素为O,在化合物中一般显负价,但与F形成化合物时,可以显正价,如OF2。(4)钠、钾及钠钾合金中熔点最低的是钠钾合金。答案:(1)
