刨根问底纠错误推本溯源找方法

2017-04-25王志兴杨会平

中学生数理化·高一版 2017年2期

关键词：离子键主族原子序数

王志兴　杨会平

《物质结构元素周期律》的内容是中学化学的重要知识之一，知识抽象，内容杂乱，同学们在学习时很容易陷入各种误区。现将大家在学习过程中遇到的一些典型易错题罗列出来并进行剖析，以期帮助同学们夯实基础，掌握正确的解题方法。

一、元素周期表

1.同周期元素。

例1 某周期第ⅡA族元素的原子序數为x，则同周期的第ⅢA族元素的原子序数（）。

A.为x+1

B.可能是x+8或x+18

C.可能是x+2

D.可能是x+1或x+11或x+25

错因分析：错选A、B或C，原因是不熟悉元素周期表的结构。

正确解答：若第ⅡA族元素位于短周期，则同周期的第ⅢA族元素的原子序数是x+1；若第ⅡA族元素位于第四或第五周期，因出现了过渡元素，故同周期的第ⅢA族元素的原子序数是x+11；若第ⅡA族元素位于第六或第七周期，因出现的过渡元素中又存在镧系或锕系元素，故同周期的第ⅢA族元素的原子序数是x+25。本题选D。

思路点拨：熟悉元素周期表的结构、每个周期内的元素种类及族之间的相邻关系。

2.根据元素的原子序数推断其在元素周期表中的位置。

例2 我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，科研人员曾制得一种合成纳米材料，其化学式为RN（N为氮元素）。已知该化合物中的Rⁿ⁺核外有28个电子，则R元素位于元素周期表的（）。

A.第三周期第ⅤA族

B.第四周期第ⅢA族

C.第五周期第ⅢA族

D.第四周期第ⅤA族杨会平

错因分析：错选A、C或D，原因是不能正确推断元素的化合价，无法推断其原子序数，也就不能确定其在元素周期表中的位置。

正确解答：根据RN及Rⁿ⁺核外有28个电子，推出N为-3价，R为+3价，则R的原子序数为28+3=31。与31最邻近的稀有气体元素的原子序数为36（第四周期），因此R位于第四周期，结合36-31=5，推知R位于第ⅢA族。本题选B。

思路点拨：牢记两种元素形成的化合物中，非金属性强的显负价。熟悉每一周期中稀有气体元素的原子序数，可帮助我们快速推断其他元素在元素周期表中的位置。

3.元素周期表中的相邻元素。

例3 X、Y、Z是元素周期表中相邻的三种元素，其中X、Y同主族，Y、Z同周期，三种元素原子的最外层电子数之和为16，质子数之和为38。则X、Y、Z分别是（）。

A.Li、Na、Al B.N、P、O

C.N、P、S D.C、Si、P

错因分析：错选A、B或D，原因是不熟悉元素原子的最外层电子数与主族序数的关系。

正确解答：由三者的质子数之和为38，推出X、Y、Z均为短周期元素。根据主族序数一最外层电子数，推出三种元素的族序数之和为16。利用数学知识验证X、Y为第ⅤA族元素（族序数之和为10），Z为第ⅥA族元素（族序数为6），有两种情况，如表1、表2。显然N、P、S满足题意，本题选C。

思路点拨：注意元素周期表中元素的相邻关系，对于主族元素，将最外层电子数之和转化为族序数之和，定位验证，确定族序数，快速进行推断。

二、元素的性质与原子结构

1.碱金属元素。

例4 下列关于锂的结构和性质的判断错误的是（）。

a.锂与水反应比钠与水反应剧烈.b.锂的原子半径比钠的小；c.锂的氧化物暴露于空气中易吸收二氧化碳；d.锂的阳离子和钠的阳离子最外层电子数相同.e.锂是还原剂。

A.a B.c和e C.b和d D.a和d

错因分析：错选A、B或C，原因是没有掌握元素原子结构的相似性和递变性。

正确解答：碱金属元素自上而下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，金属性逐渐增强。碱金属的氧化物（如Li₂O、Na₂O₂等）都容易和二氧化碳反应。碱金属与水反应的剧烈程度自上而下逐渐增强。在化学反应中碱金属都是还原剂。Li⁺的最外层有2个电子，Na⁺的最外层有8个电子。本题选D。

思路点拨：结构决定性质，元素原子的最外层电子数决定元素的化学性质，与次外层电子数关系不大。

2.卤族元素。

例5 下列有关卤素的说法不符合递变规律的是（）。

A.F₂、Cl₂、Br₂、I₂的氧化性逐渐减弱

B.HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱

C.F^-、Cl^-、Br^-、I^-的还原性逐渐减弱

D.F₂、Cl₂、Br₂、I₂的颜色逐渐变深

错因分析：错选A、B或D，原因是不理解元素的氧化性、还原性、金属性、非金属性之间的关系。

正确解答：F₂、Cl₂、Br₂、I₂的氧化性逐渐减弱、颜色逐渐变深，HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，F^-、Cl^-、Br^-、I^-的还原性逐渐增强。本题选C。

思路点拨：在元素周期表中，同主族元素从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

三、元素、核素、同位素

例6 下列有关叙述正确的是（）。

A.所有天然元素都有多种核素

B.原子都由质子、中子、核外电子组成

C.H₂、D₂属于同位素

D.¹H、²H、³H都是氢元素的核素，化学性质相同

错因分析：错选A、B或C，原因是不理解元素、核素、同位素等概念的范畴。

正确解答：有些元素只有一种核素，如氟、钠元素等；¹₁H不含中子；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素；元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定。本题选D。

思路点拨：掌握同位素的判断标准，互为同位素的不同原子，物理性质不同，化学性质相同。

四、原子核外电子排布

例7 甲、乙两种元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍，下列推断正确的是（）。

A.甲与乙处于同一周期

B.甲与乙处于同一主族

C.甲与乙分别是碳和铝

D.甲与乙的原子序数之和是偶数

错因分析：错选A、B或C，原因是没有掌握短周期元素原子核外电子排布的特点。

正确解答：当L层有8个电子时，镁元素符合；当L层未填满8个电子时，K层的2个电子已填入，此时L层应有4个电子，碳元素符合。本题选D。

思路点拔：因为中学阶段只要求同学们掌握前18号元素的原子核外电子排布，所以解答有关试题时，应从K层电子的结构开始，到L层电子的结构、M层电子的结构进行有序思考，可防止漏掉元素。

五、元素周期律

例8 根据表3信息（部分短周期元素的原子半径及主要化合价）判断，以下叙述正确的是（）。

A.H₂R的沸点高于H₂T的

B.L的单质与稀盐酸反应没有Q的单质与稀盐酸反应剧烈

c.M与T形成的化合物具有两性

D.L²⁺与R^2-的核外电子数相等

错因分析：错选A、B或D，原因是不能有序思考，合理利用数据进行分析。

正确解答：先由R、T的化合价，推出R、T位于第ⅥA族，则有O、S两种元素，再根据R、T的原子半径大小，推出T为0，R为S。先由L、Q都是+2价，推出L、Q位于第ⅡA族，则有Be、Mg兩种元素，再根据L、Q的原子半径大小，推出L为Mg，Q为Be。先由M为+3价，推出M位于第ⅢA族，题目限定为短周期元素，则有B、Al两种元素，再观察r（M）>r（Q），根据同周期元素原子半径的递变规律，推出M为Al。常温下H₂O是液体，H₂S是气体，H₂O的沸点高于H₂S的，A项错误；Mg的金属性强于Be的，则Mg与稀盐酸反应剧烈，B项错误；Al与O形成的化合物是Al₂O₃，Al₂O₃是两性氧化物，C项正确；Mg²⁺核外有10个电子，S^2-核外有18个电子，D项错误。本题选C。

思路点拨：抓住元素性质和元素在元素周期表中位置的关系，从原子半径的变化、元素的最高正化合价和最低负化合价入手，寻求突破口，注意氧（仅限于中学阶段）、氟元素没有正化合价。

六、元素周期表、元素周期律的应用

例9 X元素的阳离子和Y元素的阴离子与氩原子都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是（）。

A.X的核电荷数比Y的小

B.X和Y形成的化合物的化学式一定是XY

C.X的离子半径比Y的大

D.X的最高正化合价比Y的低

错因分析：错选A、B或C，原因是对具有相同电子层结构的微粒掌握不准。

正确解答：由题意可知X在Y的下一周期，则x是第四周期的金属元素，Y是第三周期的非金属元素。X的核电荷数大于Y的，A项错误；符合条件的阳离子可能是K⁺、Ca²⁺，阴离子可能是Cl^-、S^2-等，形成的化合物可能有XY、XY₂、X₂Y等，B项错误；具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越多，粒子半径越小，C项错误；X的最高正化合价比Y的低，D项正确。本题选D。

思路点拔：主族的金属元素原子形成阳离子后，电子层减少一层，非金属元素原子形成阴离子后，电子层数不变。电子层结构相同的微粒，存在“阴前阳下”“序大径小”的规律。

七、化学键

1.离子键与共价键。

例10 下列说法正确的是（）。

A.只有使原子相互结合的作用力才称为化学键

B.形成离子键、共价键的微粒不相同

C.形成离子键的阴、阳离子间只存在静电引力

D.构成单质分子的微粒一定含有化学键

错因分析：错选A、C或D，原因是对概念模糊不清。

正确解答：形成离子键、共价键的微粒不相同；形成离子键的阴、阳离子间，既有静电引力，又有静电斥力；稀有气体分子中不存在化学键。本题选B。

思路点拨：由离子键、共价键等化学键的概念、形成微粒及作用力的比较，掌握相关概念。

2.离子化合物与共价化合物。