选修3物质结构与性质
【精品】人教版高中化学选修3 物质的结构与性质
第讲物质的结构与性质知识必备一、原子的结构与性质1、能层与能级能层：电子层能级：s、p、d、f、g能级交错：1s2、核外电子排布遵循原理（1）能量最低原理（2）泡利不相容原理（3）洪特规则3、前36号元素原子的基态电子排布式和电子排布图。
4、元素周期表（1）结构（2）分区①根据元素的金属性和非金属性，分为金属元素区和非金属元素区②根据核外电子排布分为s、p、d、ds、f区5、元素基本性质与元素周期律①原子半径：同周期元素从左往右，半径减小；同主族从上往下，半径增大。
②化合价③金属性和非金属性：同周期从左往右，金属性减弱，非金属性增强；同主族从上往下，金属性增强，非金属性减弱。
6、电离能：元素的第一电离能是气态原子失去一个电子所需要的能量。
①电离能越小，越容易失去电子②电离能比较：非金属性越强，电离能越大【特别提醒】半满和全满时，电离能要偏高。
7、电负性：描述原子对键合电子吸引力的大小。
电负性越大，对键合电子的吸引力越强。
①电负性越大，对电子对的吸引力越大②电负性比较：非金属性越强，电负性越大。
二、分子的结构与性质1、共价键（1）共价键的分类①按键的极性分为极性共价键和非极性共价键②按成建的形式可分为δ键和π键（2）共价键的参数：键长、键能、键角①成键原子的半径越小，键长越短，键能越大②键能越大，键越稳定2、物质的电子式（1）电子式的书写（2）判断共价物8电子稳定结构3、分子的结构（1）常见分子的构型（2）价层电子互斥模型预测分子的立体构型（3）分子的极性4、无机含氧酸分子的酸性规律：非羟基氧越多，酸性越强三、配合物1、配合物的形成2、配位数3、空间结构四、晶体1、晶体分类：离子晶体、金属晶体、分子晶体和原子晶体2、溶沸点的比较①不同类晶体：一般情况下，原子晶体>离子晶体>分子晶体②同种类型晶体a离子晶体：离子所带的电荷数越高，离子半径越小，则其熔沸点就越高。
b分子晶体：对于同类分子晶体，式量越大，则熔沸点越高。
化学选修3物质结构与性质引言
+9 2 7
碱 金
+11 2 8 1 原子的结构不同
卤 素
+17 2 8 7
属
为什么同族元素性质类似呢？
+19 2 8 8 1
+35 2 8 18 7
原子的结构类似
+37 2 818 8 1
性质
O2
同素异形体
CO
C 的两种氧化物
O3 CO2
分子的组成不同，性质不同
创造具有酶的性质的物质。
3.晶体的组成和结构决定物质性质
金刚石
石墨
钻石
珍贵坚硬的金刚石和价廉柔软的石墨都是碳单质！
共价键
范德华力
共价键
金刚石的结构
石墨的结构
晶体结构不同，性质不同
仔细视察贝壳内外壳的特点，说说它们各自的功能。 内壳光滑： 使软体自由移动。 外壳坚硬粗糙：起保护作用。 内壳叫霰石，外壳叫方解石，无机成分主要是CaCO3
——第一章 原子结构与性质
2.分子的组成与结构决定性质： 对氨基苯磺酰胺（磺胺药）和对氨基苯甲酸
——第二章 分子结构与性质
3.晶体的组成与结构决定性质：
金刚石和石墨
方解石和霰石
——第三章 晶体结构与性质
高中化学 人教2003课标版 选修3《物质结构与性质》引言
世上万物 神秘莫测
请欣赏魔术 滴水燃纸
结构 性质
思考并讨论：结构决定性质还是性质决定结构？
古希腊的“原性论” 四种基本性质——冷、热、干、湿 四种基本元素——土、水、气、火 我国古代的“炼丹术”——吞金可长生
这些自然哲学认为： 物质的性质与变化决定了物质组成与结构。
一、物质的组成与结构和性质与变化的关系 原子的组成和结构
人教版高中化学选修3-物质结构与性质：难点_理解【手性异构体】的概念
2
教学过程
PROCESS
任何物体都有它的镜像，一个有机分子也会有它的镜像。今天我们也来
学学刘谦变个魔术，让镜子中的分子“走出”镜子，看看它的“真身”
跟实际存在的分子是否真的一模一样？
3
教学过程
PROCESS
探究活动1 每个小组的桌面上都有一个已经组装好的有机物分子模型，不同颜色 的小球代表不同的原子或原子团，黑色的小球代表碳原子：①把分子 模型放到镜子面前，我们能在镜子中看到其镜像；②把看到的镜像制 作成模型。
11
达标评测
考考你
TEST
2.下列分子属于手性分子的是（ C ）
A.CH2Cl2 B.CH3CH2OH C.COOH-CHOH-CHCl-COOH D.CFCl3
12
谢谢聆听
13
与碳原子相连的原子或原子团相同
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手 一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。
有手性异构体的分子叫做手性分子。
A
B
手性分子 手性分子
8
PROCESS
教学过程
探究活动4 将有机物分子模型中与碳原子相连的四种颜色的小球，其中1 种颜色换成另外3种颜色中的一种，同样制作镜像的模型，再
A、B是手性分子，A，B，不是手性分子。
手性碳原子
手性分子中含有连着四个不同的原子或原子团的碳原子。 9
课堂练习
TEST
下面这个分子是不是手性分子呢？
①
②
③
是
解析：①号碳原子上连着3个氢原子和
，所以不是手性碳原子；
②号碳原子连着1个氢原子、1个甲基、1个氨基、1个羧基，四个不同的原子 或原子团，②号碳原子属于手性碳原子；
高中化学选修3《物质结构和性质》第一单元第二节《原子结构与元素的性质》课件
二、元素周期律
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性 变化——元素周期律
1、原子半径（r）
（1）共价半径rc：单质分子中，共价 单键结合的两原子核间距离的一半 （2）van der Waals半径rv：单质分子 晶体中相邻分子间两个非键合原子核 间距离的一半 （3）金属半径是指金属单质的晶体 中相邻两个原子核间距离的一半
同理
例如：
E+ (g) - e- E 2+ (g)
I2
Li(g) e Li (g)
2 3
I1 520.2kJ mol
1
Li (g) e Li2 (g)
I 2 7298 .1kJ mol1
1
Li (g) e Li (g) I3 11815 kJ mol
S区
p区 d区
ⅠA、ⅡA
ns1-2 ns2np1-6
ⅢA～ⅦA和零族
ⅢB～ⅦB和Ⅷ族 （n-1）d1-9ns1-2
ds区 ⅠB、ⅡB
（n-1）d10ns1-2
f区 镧系和锕系（n-2）f0-14（n-1）d0-2ns2
4、过渡元素
①全部副族元素都称为过渡元素。包括d区、ds 区和f区的元素。其中镧系和锕系元素称为内过 渡元素 ②过渡元素原子的最外层电子数较少，除钯外都 只有1~2个电子，所以它们都是金属元素。 ③它们的(n-1)d轨道未充满或刚充满，或f轨道也未充 满，所以在化合物中常有多种氧化值，性质与主族元 素 有较大的差别。
IA 1 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
VIIIA
2
3 4 5 6 7 IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB
化学选修三物质结构与性质知识重点总结(精华版)
选修三物质结构与性质总结一.原子结构与性质.1、认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小.电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q.原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7.2.(构造原理）了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布.(1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子.(2).原子核外电子排布原理.①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道.②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子.③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同.洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1.(3).掌握能级交错1-36号元素的核外电子排布式.ns<(n-2)f<(n-1)d<np3.元素电离能和元素电负性第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。
常用符号I1表示，单位为kJ/mol。
化学选修三物质结构与性质知识重点总结
化学选修三物质结构与性质知识重点总结化学选修三的内容主要涉及物质的结构与性质，包括原子结构、分子结构和晶体结构的相关知识。
下面将对这些重点知识进行总结，并探讨它们在化学领域中的应用。
一、原子结构原子是物质的基本单位，它包含有质子、中子和电子三种基本粒子。
质子带正电荷，是原子核的组成部分；中子没有电荷，与质子一起组成原子核；电子带负电荷，围绕原子核旋转。
原子的结构可以用质子数（即原子序数）和中子数来描述。
在原子结构方面，我们需要了解的重点知识包括：原子序数、质子数、中子数以及电子排布规则。
比如，氢的原子序数为1，它的原子核中只有一个质子，没有中子，电子的排布规则遵循来自于泡利不相容原理、安培右手定则和洪特规则。
原子结构的理解对于进一步研究分子结构和反应机理非常重要，它可以帮助我们预测化学性质和物理性质，从而指导实验操作和化学反应的发展。
二、分子结构分子是由两个或多个原子通过共享电子形成的稳定结构。
分子结构包括键长、键角和分子形状等方面的特征。
在研究分子结构时，我们需要了解以下几个重点知识。
1. 共价键共价键是由两个原子之间共享电子形成的。
共价键可以进一步划分为单键、双键和三键。
单键的键能较小，稳定性较弱，而双键和三键的键能更高，稳定性更强。
2. 极性键与非极性键极性键是由两个成键原子的电负性差引起的，它会导致电子在分子中不均匀分布，使分子具有极性。
非极性键是电负性相近的原子形成的，其电子分布均匀，使分子无极性。
3. 分子形状分子的形状决定了其性质和化学反应的方式。
常见的分子形状包括线性、三角形、四面体等。
分子形状的确定可以通过VSEPR理论来推导。
分子结构与化学性质密切相关，通过研究分子结构，我们可以预测分子的稳定性、反应性和物理性质。
三、晶体结构晶体是由具有规则排列的原子、分子或离子组成的固体。
晶体结构的确定对于研究物质的性质和特性非常重要。
以下是晶体结构的重点知识。
1. 晶体结构类型晶体结构可以分为离子晶体、共价晶体和金属晶体等类型。
高中化学选修3物质结构与性质全册知识点总结
高中化学选修3物质结构与性质全册知识点总结一、物态变化1.固体、液体和气体的特点和微观结构。
2.相变的概念及其条件。
3.气体的压力、体积和温度的关系（气体状态方程）。
4.确定气体的压强、体积和温度的实验方法。
二、物质的分子结构1.分子的结构和性质的关系。
2.分子的极性与非极性。
3.分子的键型及其特点。
4.共价键的键能和键长的关系。
三、化学键的性质1.同种键和异种键的定义和举例。
2.键能的概念及其在化学反应中的表现。
3.键长的测定方法及其在化学反应中的影响。
4.共价键的极性和电性的概念及其与键型的关系。
四、物质的热稳定性1.温度和物质的热稳定性的关系。
2.物质的热分解与热合成的条件和特点。
3.确定物质的热分解和热合成的方法。
五、物质的电解性1.电解质和非电解质的区别和举例。
2.电解质的导电性及其与离子的浓度和动力学的关系。
3.强电解质和弱电解质的区别和举例。
六、分子与离子的形成1.分子化合物和离子化合物的区别和举例。
2.确定分子和离子的产生与存在的条件。
七、氢键和离子键1.氢键的特点和举例。
2.氢键的性质和应用。
3.离子键的特点和举例。
4.离子键的性质和应用。
八、离子晶体和共价晶体1.离子晶体的特点和举例。
2.确定离子晶体的特性和存在的条件。
3.共价晶体的特点和举例。
4.确定共价晶体的特性和存在的条件。
九、化学键的杂化1.杂化的概念和种类。
2.方向性杂化的概念和应用。
3.确定方向性杂化的条件和特点。
十、分子结构的测定1.确定分子结构的方法。
2.确定分子结构的仪器。
3.确定分子结构的实验步骤和原理。
综上所述，以上是高中化学选修3《物质结构与性质》全册的知识点总结。
通过对这些知识点的学习，我们可以了解物质的分子结构和性质的关系，从而深入理解化学反应的本质和原理。
希望对你的学习有所帮助！。
(人教版)高中化学选修3-物质结构与性质-全册教学案
(人教版)高中化学选修3-物质结构与性质-全册教学案（人教版）高中化学选修3 《物质结构与性质》全部教学案第一章原子结构与性质教材分析：一、本章教学目标1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。
2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。
5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
本章知识分析：本章是在学生已有原子结构知识的基础上，a. 原子符号： AzX A zb. 原子结构示意图：c.电子式：d.符号表示的意义： A B C D E （4）特殊结构微粒汇总：无电子微粒无中子微粒2e-微粒8e-微粒10e-微粒18e-微粒2. 元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行，叫族。
（2）结构：各周期元素的种数 0族元素的原子序数第一周期 2 2第二周期810第三周期8 18第四周期18 36第五周期18 54第六周期32 86不完全周期第七周期26 118②族族序数罗马数字用表示；主族用 A表示；副族用 B 表示。
主族 7个副族 7 个第VIII族是第8、9、10纵行零族是第 18 纵行阿拉伯数字：1 2 3 45 6 7 8罗马数字： I II III IVV VI VII VIII（3）元素周期表与原子结构的关系：①周期序数＝电子层数②主族序数＝原子最外层电子数＝元素最高正化合价数(4)元素族的别称：①第ⅠA族：碱金属第ⅠIA 族：碱土金属②第ⅦA 族：卤族元素③第0族：稀有气体元素3、有关概念：（1）质量数：（2）质量数（）＝（）＋（）（3）元素：具有相同的原子的总称。
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选修3 物质结构与性质第1讲原子结构课时训练练知能、提成绩限时测评(时间:40分钟)测控导航表基础过关1.(2012年上海化学改编)元素周期表中铋元素的数据如图,下列说法正确的是( B )A.Bi元素的质量数是209B.Bi元素的相对原子质量是209.0C.Bi原子6p能级有一个未成对电子D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子解析:209.0表示的是Bi元素的相对原子质量,A错误,B正确;根据洪特规则,Bi原子6p能级中的3个电子分别占据3个轨道,故有三个未成对电子,C项错;Bi原子最外层6p能级中的3个电子的能量略高于6s能级中的2个电子的能量,D项错。
2.下列表达式中不正确的是( C )A.S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6B.47号元素的电子排布式为[Kr]4d105s1C.基态C原子的轨道表示式为D.基态N原子的轨道表示式为解析:根据洪特规则,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据1个轨道,而且自旋方向相同,基态C原子的轨道表示式应为,C不正确。
3.下列有关认识正确的是( A )A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层含有的能级数为n-1D.各能层含有的电子数为2n2解析:各能层的能级之间存在着交错现象,有些能层没有f能级或d 能级,B错;各能层含有的能级数为n,C错;2n2是各能层中可容纳的最多电子数,很多情况下电子达不到这个数,D错。
4.(2013龙岩质检)在第二周期中,B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序正确的是( C )A.I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)B.I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)C.I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)D.I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)解析:同周期元素,从左到右第一电离能呈现增大的趋势,但由于氮原子的p能级电子处于半充满状态,所以第一电离能N>O。
5.(2012年浙江自选模块)(1)可正确表示原子轨道的是。
A.2sB.2dC.3p zD.3f(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: 。
(3)下列物质变化,只与范德华力有关的是。
A.干冰熔化B.乙酸汽化C.乙醇与丙酮混溶D.溶于水E.碘溶于四氯化碳F.石英熔融(4)下列物质中,只含有极性键的分子是,既含离子键又含共价键的化合物是;只存在σ键的分子是,同时存在σ键和π键的分子是。
A.N2B.CO2C.CH2Cl2D.C2H4E.C2H6F.CaCl2G.NH4Cl(5)用“>”、“<”或“=”填空:第一电离能的大小:Mg Al;熔点的高低:KCl MgO。
解析:(1)第2电子层上只有s和p轨道,故B错误;第3电子层上有s、p、d轨道,没有f轨道,故D错误。
(2)镓(Ga)在元素周期表中位于Al 的下面,即第四周期第ⅢA族,其原子的核外电子排布为:1s22s22p63s23p63d104s24p1。
(3)B项,乙酸汽化破坏范德华力和氢键;C项,乙醇与丙酮因分子间产生氢键而混溶;D项,因能与H2O分子间产生氢键而溶于水;F项,石英熔融破坏的是共价键。
(4)N2的结构式为N≡N,叁键中有一个σ键、两个π键;O C O中的每个C O中有一个σ键、一个π键;CH2Cl2的结构式为:,四个键均为σ键:中的C C中有一个σ键、一个π键;中的C—H和C—C 均为σ键;CaCl2为离子化合物,含有离子键;NH4Cl中[]+的四个N—H 均为σ键,但N与Cl-之间是离子键。
(5)Mg 的最外层电子排布为3s2,为全充满,Al的最外层排布为3s23p1,因而Al易失去1个电子变成较稳定结构,故第一电离能:Mg>Al。
离子键的强弱与离子半径和离子所带的电荷数有关,离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强。
在KCl和MgO中,离子半径:K+>Mg2+,Cl->O2-;离子所带电荷数:Mg2+>K+,O2->Cl-,所以MgO中的离子键强,熔点高。
答案:(1)AC(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(3)AE (4)BC G CE ABD(5)> <6.(2013泉州五中模拟)纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
(1)A和B的单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料。
已知A和B为短周期元素,其原子的第一至第四电离能如表所示:A元素的名称是。
某同学推断A、B两元素中有一种元素原子的核外电子排布如图所示,则该同学所画的核外电子轨道表示式违背了原理。
(2)氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C—C的键长为154.45 pm,C60中的 C—C 的键长为140～145 pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确? (填“是”或“否”);阐述其理由: 。
②继C60后,科学家又合成了Si60、N60,则C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是。
(3)氯化铬酰(CrO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂,能与许多有机物反应。
请回答下列问题:①写出基态铬原子的核外电子排布式: ,与铬同周期的所有元素的基态原子中,最外层电子数与铬原子相同的元素有(填元素符号)。
②CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,据此可判断CrO2Cl2是(填“极性”或“非极性”)分子。
③铬的同周期元素形成的化合物中,AsH3分子的空间构型为;已知(CH3)3Ga为非极性分子,则其中镓原子的杂化方式为。
解析:(1)由电离能可知:A最外层有2个电子,B最外层也有2个电子,且A金属性较强,所以A是Be,B是Mg;核外电子排布时,先排能量低的轨道再排能量高的轨道。
(2)①C60是分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,金刚石是原子晶体,熔化时破坏共价键,所以熔点:金刚石>C60。
②电负性,同周期:N>C,同主族:C>Si,综合可得:N>C>Si。
(3)①Cr是24号元素,3d和4s均处于半充满状态,其最外层电子数为1,同周期还有K(4s1)和Cu(3d104s1)的最外层也是1个电子。
②CCl4、CS2都属于非极性分子,根据相似相溶的原理知CrO2Cl2也属于非极性分子。
③AsH3分子中As的杂化数是=4,由于As还有一对孤电子对,所以AsH3是三角锥形;Ga最外层有3个电子,而(CH3)3Ga分子属于非极性分子,具有对称结构,所以Ga采取sp2杂化。
答案:(1)铍能量最低(2)①否C60是分子晶体,熔化时不需破坏化学键②N>C>Si(3)①1s22s22p63s23p63d54s1K、Cu ②非极性③三角锥形sp2能力提升7.(2014安徽阜阳一中第二次模拟)X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。
X原子的外围电子排布式为ns n np n+2。
Z原子的核电荷数是最外层电子数的三倍。
下列说法正确的是( D )A.原子序数由大到小的顺序为X>Y>ZB.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C.3种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X解析:根据X外围电子排布式可知X为:1s22s22p4即为O,Y与O同族且在短周期,则Y为S,Z核电荷数是最外层电子数的三倍,且Z与S同周期可知Z为P,原子序数:S>P>O,A错;S的最高价含氧酸为H2SO4,B 错;H2O最稳定,C错;原子半径:P>S>O,D对。
8.以下有关元素性质的说法不正确的是( C )A.具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4原子半径最大的是①B.具有下列外围电子排布式的原子中,①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4第一电离能最大的是③C.Na、K、Rb元素的电负性随原子序数的增大而递增D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别是738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703(kJ/mol)……,当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+解析:A项中各元素分别是①Si ②N ③C ④S,原子半径最大的是①Si,A正确;B项中各元素分别为①Al ②Si ③P ④S,其中P第一电离能最大,B正确;C项中随原子序数增大,电负性递减,C不正确;D 项中可看出第三电离能远大于第二电离能,所以显+2价,D正确。
9.(2013年安徽理综)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:(1)W位于元素周期表第周期第族;W的原子半径比X的(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的(填“大”或“小”); XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ;氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称。
(3)振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 ;W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是。
(4)在25 ℃、101 kPa下,已知13.5 g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式是。
解析:根据短周期元素X的最高化合价为+4,可知X为碳或硅,又因Y 为O,结合原子序数Y>X,则可确定X为C,根据Z的最外层电子排布式可写出其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p1,即Z为铝元素;再结合W 的质量数与中子数关系可确定W的质子数为14,即W为Si。
(1)Si位于元素周期表第三周期、ⅣA族,同主族元素原子半径从上到下依次增大,则W(Si)的原子半径比X(C)的要大。
(2)因同周期元素从左到右,元素的第一电离能呈逐渐增大趋势,故Z(Al)的第一电离能比W(Si)的要小。
XY2(CO2)为分子晶体,由固态变为气态,克服的是分子间作用力。
由C、H、O组成的分子中,存在分子间氢键的物质很多,如:CH3CH2OH、CH3COOH等。
(3)Z单质即为铝,铝和盐酸反应生成氯化铝,向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化钠过量时,氢氧化铝沉淀溶解。
W单质为硅,硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2两种气体。
(4)13.5 g铝的物质的量为0.5 mol,所以该反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH=-3 352 kJ/mol。