超全!物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期表知識點總結(jié)
一.原子結(jié)構(gòu)
1.質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)(中子數(shù):N=A-Z)
相對原子質(zhì)量:對12C質(zhì)子質(zhì)量的1/12
2.電子層:n=1,2,3,4,5,6,7,8或K、L、M、N、O、P、Q(能量由低到高)
誤區(qū):只有M層排完才排N層×
①當(dāng)K層為最外層時,最多可容納2個電子,其他各層為最外層時,最多容納的電子數(shù)是8個
②次外層最多容納18個電子(K層不超2個,L層不超8個)
③各層最多容納電子數(shù):2n2(n電子層數(shù))
④倒數(shù)第三層不超過32個
3.①10e-微粒
O2- 、F-、Ne、Na+ 、Mg2+、Al3+ ?
CH4 ?NH3 ?H2O ?HF ?OH- ?NH2- ?NH4+ ?H3O+
②18e-微粒
S2- 、Cl- 、Ar 、K+、Ca2+
二.元素周期表
1.門捷列夫按照相對原子質(zhì)量由小到大排序,并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一起,制成第一張元素周期表
元素周期表中元素的排序:依照相對原子質(zhì)量改為原子的核電荷數(shù),按照元素在周期表中的順序給元素編號,得到原子序數(shù)
2.①7個橫行,18個縱行(16個族包括0族稀有元素)
②前三周期為短周期,其他周期為長周期
③第ⅠA族為堿金屬元素(除了氫),第ⅦA族叫做鹵族元素(鹵素),它們都以化合態(tài)存在
3.原子序數(shù)的定量關(guān)系
①同周期,第ⅡA族與第ⅢA族原子序數(shù)差可能為1、11、25
②同族,相鄰周期原子序數(shù)差:第ⅠA族~第ⅡA族(上一周期元素種類數(shù))、第ⅢA族~0族(下一周期元素種類數(shù),右邊:2 8 8 18 18 32 32
③最多元素的族: 第ⅢB族(有鑭系15種、錒系15種)
三.核素
1.①核素:質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子 例:1H氕 、2H氘(重氫D)、3H氚(超重氫T),2H、3H用于制造氫彈、利用放射性同位素射線育種、給金屬探傷、診斷和治療疾病
146C衰變測定裝置對文物進(jìn)行年代測定研究,136C和157N分析古代人類食物結(jié)構(gòu)
②同位素:質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的不同核素
③同素異形體:同種元素組成的不同單質(zhì) 例:O2 和O3
2.利用陰上陽下推斷原子序數(shù)的關(guān)系,具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子(具有相同電子數(shù))
四.原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)
金屬元素容易失去電子,具有金屬性
非金屬元素容易得到電子,具有非金屬性
1.堿金屬元素Li Na K Rb Cs(Fr)
①最外層電子數(shù)均是1,易失電子,具有還原性
②隨著電荷數(shù)增加,電子層數(shù)逐漸增大:
原子半徑↑, 原子失電子能力↑,金屬性(還原性)↑
密度↑(K、Na反常) ,熔點↓ ,沸點↓ ,顏色均為銀白色(Cs略帶金色光澤)
硬度均偏小、有延展性、密度都較小、熔點較低、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性好(鉀鈉合金做核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì))
③(1)與O2的反應(yīng)(反應(yīng)越來越劇烈/復(fù)雜)
Li:Li2O
Na: Na2O2 ?Na2O
K: KO2 K2O K2O2
(2)與H2O的反應(yīng)(反應(yīng)越來越劇烈)
通式:2M+2H2O=2MOH+H2↑
2.鹵族元素(鹵素)F2 Cl2 Br2 I2
①最外層電子數(shù)均是7,易得電子,具有氧化性
②隨著電荷數(shù)增加,電子層數(shù)逐漸增大:
原子半徑↑,原子得電子能力↓,非金屬性(氧化性)↓
密度↑, 熔點↑, 沸點↑,顏色逐漸變深(黑)
熔沸點都較低,氣→固(Br2 為液體,易揮發(fā))
③(1)與H2的反應(yīng)(反應(yīng)越來越難,生成物越來越不穩(wěn)定)
(2)與H2O的反應(yīng)
注意:氟氣不能將氯、溴、碘從它們的鹵化物中置換出來,因為太活潑了
4F+2H2O=4HF+O2
通式:X2+H2O=HX+HXO(X=Cl\Br\I反應(yīng)越來越弱)
Cl2+H2O=HClO+HCl
※1.元素金屬性還原性)強(qiáng)弱比較:
①元素單質(zhì)越容易從水或酸中置換出氫氣,金屬性越強(qiáng)
②元素最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性越強(qiáng),金屬性越強(qiáng)LiOH<NaOH<KOH<RbOH
NaOH> MgOH2 >AlOH3
③金屬活動順序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu(Fe3+) Hg Ag Pt Au↑
④金屬陽離子的氧化性
2.元素非金屬性(氧化性)強(qiáng)弱比較:
①單質(zhì)與氫氣反應(yīng)越易,非金屬性越強(qiáng)
②氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng)HF> HCl >HBr> HI
③元素最高價氫化物對應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng) 酸性:(F最大)[最強(qiáng)酸]HClO4>HBrO4>HIO4 ?
④相互置換,活潑置換不活潑
⑤非金屬活動順序F<Cl<Br <I<S
⑥非金屬陰離子的還原性
五.元素周期律:元素的性質(zhì)【化合價、原子半徑、金屬性與非金屬性】隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化
1.粒子半徑大小比較:微粒半徑主要取決于電子層數(shù)與原子核對電子的引力作用(核電荷數(shù))
(1)原子半徑:H半徑最小,其次為F, Na是短周期主族元素中原子半徑最大的
一看電子層數(shù),二看核電荷數(shù),三看核外電子數(shù)(電子層數(shù)與和電荷數(shù)均相同),核外電子數(shù)越多越大
①不同層:層多徑大
②同層:序小徑大
③同元素:價高徑小
(2)離子半徑:陽離子<中性原子<陰離子
電子層結(jié)構(gòu)相同的原子,核電荷數(shù)越大,半徑越小
帶電荷相同的離子,電子層越多,半徑越大(電子層數(shù)優(yōu)先比較)
2.主要化合價
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素化合價隨周期性變化
主族元素最高正價=主族序數(shù)=最外層電子數(shù)(O\F特殊)【價電子數(shù)】
①F無正價,O無最高正價,金屬無負(fù)價
②第二周期:+1→+5(O\F特殊) ? -4→- 1→0
第三周期:+1→+7 ? -4→- 1→0
③最高正價+最低負(fù)價=8(O、F、H除外)
3.原子核外電子排布
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的增加,原子最外層電子數(shù)呈現(xiàn)從1到8的周期性變化,第一周期除外
4.金屬性與非金屬性
金屬性最強(qiáng):Cs 非金屬性最強(qiáng):F
5.應(yīng)用
制半導(dǎo)體的元素:金屬與非金屬元素的分界線附近Si Ge Ga
制催化劑的元素:過渡元素
制制冷劑的元素: F\Cl\Br\N\S三角地帶
地殼中含量較多的元素:相對原子質(zhì)量較小的元素
耐高溫、耐腐蝕性合金的元素:過渡元素
制農(nóng)藥:右上方非金屬元素F Cl S P As
六.化學(xué)鍵
(1)1.離子鍵
定義:相反電荷粒子之間的相互作用
成鍵微粒:陰陽離子
成鍵本質(zhì):相互作用包括靜電吸引與排斥
成鍵元素:一般是活潑非金屬元素和活潑金屬元素
2.離子化合物
定義:由離子鍵構(gòu)成的化合物
存在:強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽、活潑金屬氧化物、銨根離子+酸根離子\酸式根
注意:①含有離子鍵的化合物一定是離子化合物,只含有共價鍵的化合物是共價化合物
②離子化合物不一定含有金屬元素,非金屬元素也可以形成離子鍵,并不是所有的金屬元素與非金屬元素化合都可以形成離子鍵(AlCl3、FeCl3、氯化銨存在離子鍵)
③稀有氣體既不含離子鍵也不含共價鍵
④熔融狀態(tài)下,離子鍵一定被破壞,離子化合物能導(dǎo)電,而共價化合物不能
經(jīng)典離子化合物:氫氧化鈉、氯化鈉、氯化銨、氧化鈣、過氧化鈉
3.電子式
①同性離子不能相鄰,相同離子不能合并
②用箭頭→連接
③簡單陽離子直接用離子符號,陰離子要加[ ]
④用電子式表示由原子形成離子化合物的過程要加弧形箭頭表示電子轉(zhuǎn)移方向
(2)1.共價鍵
定義:原子通過共用電子對形成的相互作用
成鍵微粒:原子
成鍵元素:一般是同種或不同種的非金屬元素(特例:某些非金屬原子與某些金屬原子)
成鍵條件:原子最外層電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
存在:非金屬單質(zhì)(稀有氣體除外)、含氧酸、非金屬氫化物、非金屬氧化物、大多數(shù)有機(jī)化合物
經(jīng)典共價化合物:氫氣、氫氧化鈉、氯化鋁、氯化鐵、四氯化碳、水、氯化氫、過氧化氫(既有極性共價鍵又有非極性共價鍵)、二氧化硅、一水合氨、酒精、氫氟酸
某些含有離子團(tuán)的離子化合物也存在共價鍵,如氫氧化鈉、氯化銨、硫酸鈉
2.分類:極性共價鍵(不同元素)和非極性共價鍵(同種元素)
3.共價分子結(jié)構(gòu)表示
①常見單質(zhì)的電子式與結(jié)構(gòu)式
一根短線“-”表示一對共用電子
②空間結(jié)構(gòu):V形(H2O ) ?直線形(CO2) ? 正四面體形(CH4)
③未發(fā)生電子得失,不畫弧形箭頭,不加中括號,不標(biāo)正負(fù)電荷數(shù)
④可以合并同性原子
(3)1.化學(xué)鍵:相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互作用,對物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)有影響
2.分子間作用力:分子間存在一種把分子聚集在一起的作用力(又稱范德華力),對物質(zhì)的熔點沸點等物理性質(zhì)有影響
a.二氧化硅與金剛石等由共價鍵形成的物質(zhì)微粒間不存在分子間作用力
b.存在于由共價鍵形成的多數(shù)共價化合物中和絕大多數(shù)非金屬單質(zhì)及稀有氣體之間,如甲烷、氧氣
c.規(guī)律:對于組成結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,物質(zhì)的熔沸點就越高
F2 <Cl2 <Br2 <I2
HF>HCl<HBr<HI
H2O> H2Te >H2Se >H2S
3.氫鍵:分子間作用力的一種,使物質(zhì)的熔點與沸點升高,不是水分子穩(wěn)定的原因,是水分子成冰后結(jié)構(gòu)空隙變大、密度變小、體積膨脹的原因
常見存在氫鍵的物質(zhì):氟化氫、水、氨氣、乙醇
4.化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵形成
5.作用力大?。夯瘜W(xué)鍵>氫鍵>分子間作用力
※(4)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)判斷
①分子中若含有H、Li、Be、B則不能所有都滿足最外層電子數(shù)為8
②分子中若不含H元素,則化學(xué)式中每種元素的化合價絕對值與原子最外層電子數(shù)之和等于8