知识点1 原子结构
1. 原子的构成
原子核(质子 Z + 中子 N) + 核外电子(Z 个)
| 概念 | 符号 | 关系 |
|---|---|---|
| 质子数 | Z | Z = 核电荷数 = 核外电子数 = 原子序数 |
| 中子数 | N | — |
| 质量数 | A | A = Z + N |
⚠️ 注意:在原子中,质子数 = 核外电子数,原子呈电中性。离子中质子数 ≠ 电子数。
2. 原子组成的表示方法
A
X
Z
X
Z
其中 X 为元素符号,A 为质量数,Z 为质子数。
💡 说明:元素是具有相同质子数(即核电荷数)的一类原子的总称。同位素是质子数相同、中子数不同的原子,如 ¹H、²H、³H。
知识点2 原子核外电子排布规律
1. 电子层
| 电子层序号 n | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 符号 | K | L | M | N | O | P | Q |
| 离核远近 | 近 → → → → → → → → 远 | ||||||
| 能量高低 | 低 → → → → → → → → 高 |
2. 排布规律
| 规律 | 内容 |
|---|---|
| 分层排布 | 电子总是尽先排布在能量最低的电子层,依次向外排布 |
| 各层最多电子数 | 各电子层最多容纳 2n² 个电子 |
| 最外层限制 | 最外层电子数不超过 8 个(K 层为最外层时不超过 2 个) |
| 次外层限制 | 次外层电子数不超过 18 个 |
3. 原子结构示意图
以钠原子为例:
Na:(+11) 2 8 1
Cl:(+17) 2 8 7
Cl:(+17) 2 8 7
💡 说明:原子结构示意图中,圆圈内标核电荷数,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。
知识点3 元素周期表结构
1. 周期表的基本结构
| 结构 | 数量 | 说明 |
|---|---|---|
| 周期 | 7 个 | 第1周期(2种元素)、第2-3周期(各8种)、第4-5周期(各18种)、第6周期(32种)、第7周期(32种,未满) |
| 族 | 16 个 | 7个主族(ⅠA~ⅦA)、7个副族(ⅠB~ⅦB)、第Ⅷ族、0族 |
2. 周期表分区
| 区域 | 位置 | 元素类别 |
|---|---|---|
| s 区 | ⅠA、ⅡA | 活泼金属(除 H) |
| p 区 | ⅢA~ⅦA、0族 | 大部分非金属、部分金属 |
| d 区 | ⅢB~ⅦB、第Ⅷ族 | 过渡金属 |
| ds 区 | ⅠB、ⅡB | 过渡金属 |
| f 区 | 镧系、锕系 | 稀土元素、放射性元素 |
3. 原子序数排列规律
原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数
同一周期从左到右原子序数递增,同一族从上到下原子序数递增。
💡 说明:同周期相邻主族元素原子序数之差不一定为 1。第2、3周期相邻主族差1;第4、5周期受副族插排影响有跳跃。
知识点4 元素周期律
1. 原子半径递变规律
| 方向 | 变化趋势 | 原因 |
|---|---|---|
| 同周期从左到右 | 逐渐减小 | 核电荷数增大,对核外电子吸引力增强 |
| 同主族从上到下 | 逐渐增大 | 电子层数增加,原子半径增大 |
⚠️ 注意:稀有气体原子半径的测量方式与其他原子不同,不能直接比较。
2. 粒子半径比较规律
| 比较类型 | 规律 | 举例 |
|---|---|---|
| 同种元素 | 阴离子 > 原子 > 阳离子 | r(Cl⁻) > r(Cl) > r(Cl⁺) |
| 电子层结构相同的离子 | 核电荷数越大,半径越小 | r(O²⁻) > r(F⁻) > r(Na⁺) > r(Mg²⁺) > r(Al³⁺) |
| 同主族离子 | 电荷相同,电子层越多半径越大 | r(Cs⁺) > r(Na⁺) |
3. 金属性与非金属性递变规律
| 方向 | 金属性 | 非金属性 | 原因 |
|---|---|---|---|
| 同周期从左到右 | 逐渐减弱 | 逐渐增强 | 核电荷数↑,原子半径↓,失电子能力↓ |
| 同主族从上到下 | 逐渐增强 | 逐渐减弱 | 电子层数↑,原子半径↑,失电子能力↑ |
4. 化合价递变规律
| 元素类别 | 最高正价 | 最低负价 |
|---|---|---|
| 主族金属元素 | = 最外层电子数(族序数) | 无 |
| 非金属元素 | = 最外层电子数(O、F 除外) | = -(8 - 最外层电子数) |
💡 说明:O 无最高正价(OF₂ 中 O 为 +2 但非最高价),F 无正化合价。
5. 电离能与电负性
| 概念 | 定义 | 递变规律 |
|---|---|---|
| 第一电离能 I₁ | 气态基态原子失去一个电子所需最低能量 | 同周期:总体增大(ⅡA、ⅤA 反常);同主族:减小 |
| 电负性 | 原子在化合物中吸引电子能力的量度 | 同周期:增大;同主族:减小 |
💡 说明:电负性最大的元素是 F(4.0),金属性最强的稳定元素是 Cs。
知识点5 化学键
1. 化学键分类
| 类型 | 形成方式 | 成键微粒 | 举例 |
|---|---|---|---|
| 离子键 | 阴阳离子间静电作用 | 阴、阳离子 | NaCl、CaO |
| 共价键 | 原子间共用电子对 | 原子 | H₂、HCl、H₂O |
2. 共价键的分类
| 类型 | 定义 | 举例 |
|---|---|---|
| 非极性键 | 同种原子形成的共价键,共用电子对不偏向任何一方 | H—H、Cl—Cl、O=O |
| 极性键 | 不同种原子形成的共价键,共用电子对偏向电负性大的原子 | H—Cl、H—O—H |
💡 说明:极性键的极性强弱取决于成键原子电负性差值的大小,差值越大,极性越强。
3. 离子化合物与共价化合物的判断
| 化合物类型 | 组成微粒 | 常见类型 | 举例 |
|---|---|---|---|
| 离子化合物 | 阴、阳离子 | 活泼金属 + 活泼非金属;含 NH₄⁺ 的盐;强碱 | NaCl、NaOH、NH₄Cl、Na₂O₂ |
| 共价化合物 | 分子(原子间以共价键结合) | 非金属间形成的化合物(铵盐除外) | HCl、CO₂、H₂SO₄、CH₄ |
⚠️ 注意: - 离子化合物中可能含共价键,如 NaOH 中 O—H 是共价键,Na₂O₂ 中 O—O 是非极性共价键。 - 共价化合物中不含离子键,只含共价键。 - AlCl₃ 是共价化合物(特例),NH₄Cl 是离子化合物。
4. 电子式书写
| 类型 | 电子式举例 |
|---|---|
| 原子 | Na·、·Cl̲̈· |
| 离子 | Na⁺[∶Cl̲̈∶]⁻ |
| 共价分子 | H∶Cl̲̈∶(N₂ 为 ∶N⋮⋮N∶) |
离子化合物:Na⁺[∶Ö̲̈∶]²⁻Na⁺(Na₂O)
共价化合物:H∶Ö̲̈∶H(H₂O) H∶Cl̲̈∶(HCl)
Ö̲̈∶∶C∶∶Ö̲̈(CO₂)
共价化合物:H∶Ö̲̈∶H(H₂O) H∶Cl̲̈∶(HCl)
Ö̲̈∶∶C∶∶Ö̲̈(CO₂)
知识点6 位-构-性关系
1. 位置、结构、性质三者关系
位置(周期表中的位置) ⇄ 结构(原子结构) ⇄ 性质(元素性质)
| 关系 | 说明 |
|---|---|
| 位置 → 结构 | 由周期和族可推知电子层数和最外层电子数 |
| 结构 → 性质 | 电子层数和最外层电子数决定得失电子能力 |
| 性质 → 位置 | 由元素性质可反推其在周期表中的位置 |
2. 推断元素的方法
已知元素位置推断性质:
| 步骤 | 操作 |
|---|---|
| 1 | 确定元素所在周期和族 |
| 2 | 推知电子层数和最外层电子数 |
| 3 | 判断金属性/非金属性强弱 |
| 4 | 推断最高正价、最低负价 |
| 5 | 预测最高价氧化物及其水化物的酸碱性 |
已知元素性质推断位置:
| 步骤 | 操作 |
|---|---|
| 1 | 根据化合价确定族序数 |
| 2 | 根据原子半径、金属性/非金属性确定周期 |
| 3 | 综合确定元素位置 |
💡 说明:位-构-性关系是元素周期律的核心应用,是推断题的解题基础。
知识点7 元素周期表的应用
1. 预测元素性质
利用同周期、同主族元素的递变规律,可以预测未知元素的性质。
| 应用 | 方法 |
|---|---|
| 预测某元素最高价氧化物水化物的酸碱性 | 与同族相邻元素比较,介于两者之间 |
| 预测某元素的化合价 | 主族元素最高正价 = 族序数,最低负价 = 族序数 - 8 |
| 预测气态氢化物的稳定性 | 同周期从左到右增强,同族从上到下减弱 |
2. 寻找新材料
| 应用领域 | 利用规律 | 实例 |
|---|---|---|
| 半导体材料 | 在金属与非金属分界线附近寻找 | Si、Ge |
| 农药 | 在非金属区域寻找 | 含 F、Cl、S、P 的化合物 |
| 催化剂 | 在过渡元素区域寻找 | Fe、Ni、Pt、Pd |
| 耐高温合金 | 在过渡金属中寻找 | W、Mo 等 |
3. 元素周期律的指导意义
- 为新元素的发现提供预测方向
- 为新材料的研发提供理论依据
- 揭示了元素之间的内在联系,使化学知识系统化
知识点8 化学键与物质类别的关系总结
1. 化学键类型与物质类别
| 物质类别 | 所含化学键类型 | 举例 |
|---|---|---|
| 离子化合物 | 离子键(可能含共价键) | NaCl、NaOH、Na₂O₂、NH₄Cl |
| 共价化合物 | 共价键(不含离子键) | HCl、H₂O、CO₂、CH₄ |
| 单质 | 共价键或金属键 | H₂、Cl₂、Fe、Na |
| 稀有气体 | 无化学键 | He、Ne、Ar(单原子分子) |
2. 判断物质中化学键类型的流程
1. 是否为稀有气体?→ 是:无化学键
2. 是否含金属元素?→ 是:可能含离子键(铵盐例外)
3. 是否仅含非金属元素?→ 是:可能含共价键(铵盐含离子键)
4. 是否含 NH₄⁺?→ 是:含离子键
⚠️ 注意:含离子键的化合物一定是离子化合物;但离子化合物中可能含共价键(如 NaOH、Na₂O₂)。共价化合物中只含共价键,不含离子键。
📌 笔记区
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