Question

如何利用原子结构示意图推断化学元素位置？

Answer 1

一、结构简图法
　　
　　本方法常用于原子序数小于18的元素或已知某微粒的核外电子排布。
　　
　　1. 已知原子结构示意图，可以根据下列等式来推：电子层数＝周期数，最外层电子数＝主族序数。
　　
　　2. 电子层结构相同的微粒：阴离子在具有该电子层结构的稀有气体的前面，阳离子在具有该电子层结构的稀有气体的下一周期的左边位置，简称“阴上阳下”。
　　
　　例1. X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是：（ ）
　　
　　A. X的原子序数比Y的小
　　
　　B. X原子的最外层电子数比Y的大
　　
　　C. X的原子半径比Y的大
　　
　　D. X元素的最高正价比Y的小
　　
　　解析：依题意知，X、Y两元素在周期表中的位置为：

　　
　　由上述位置关系可知，原子序数为：X>Y；最外层电子数：Y>X；原子半径：X>Y；最高正价：Y>X。选CD。
　　
　　二、区间定位法
　　
　　记住原子序数推断元素位置。基本公式：原子序数－区域尾序数（10，18，36，54，86）＝差值，对于18号以前的元素，若0<差值≤7时，元素在下一周期，差值为主族序数；若差值为0，则元素在尾序数所在的周期，一定为零族元素。对于19号以后的元素分三种情况：若差值为1~7时，差值为族序数，位于VIII族左侧。若差值为8、9、10时，为VIII族元素。若差值为11~17时，再减去10最后所得差值，即为VIII族右侧的族序数。
　　
　　例2. 据国外有关资料报道，在独居石（一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb…的磷酸盐）中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断，其中116号元素应位于周期表中的：（ ）
　　
　　A. 第六周期IVA族
　　
　　B. 第七周期VIA族
　　
　　C. 第七周期VIII族
　　
　　D. 第八周期VIA族
　　
　　解析：因86<116<118，所以元素应与118号元素同处于第七周期，又116－86－14＝16，故该元素位于第16纵行，即VIA族。选B。
　　
　　三、特征法
　　
　　1. 利用次外层电子数的特征确定周期位置：次外层电子数是2的元素在第二周期；次外层电子数是8的元素在第三周期；从第四周期开始次外层电子数有如下规律，I A、II A族都是8个；III A~零族都是18个。
　　
　　2. 利用常用特征来推主族元素的位置：如根据“形成化合物最多的元素”、“空气中含量最多的元素”、“地壳中含量最多的元素”等特征来推。
　　
　　例3. （2006 江苏）X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是：（ ）
　　
　　A. 元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<X
　　
　　B. Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为
　　
　　C. 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：依题给信息：“X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍”可知，X元素为O，“X、Y位于同一主族”则Y为S，“Z原子的核外电子数比Y原子少1”则Z为P。据此可判断A正确、B错误、C错误、D正确。选AD。
　　
　　四、性质法
　　
　　利用元素周期表中的同周期、同主族元素的递变性质来确定。
　　
　　1. 根据原子半径、离子半径来推主族元素的相对位置：同周期中左边元素的原子半径比右边元素的原子半径大；同主族中下边元素的原子半径比上边元素的原子半径大。同周期和同主族元素的离子半径变化与原子半径的变化情况类似。
　　
　　2. 根据化合价来推主族元素的位置：最高正化合＝最外层电子数＝主族序数。如果已知负化合价（或阴离子符号），则须用等式先求出最高正化合价：最高正化合价＝8－1负化合价1，再确定主族位置。
　　
　　3. 通过氢化物的稳定性、氢化物对应水化物的酸碱性比较，确定元素的相对位置。
　　
　　4. 通过最高价氧化物的水化物的酸碱性比较，确定元素的相对位置。
　　
　　5. 通过比较组成、结构相似的物质的熔沸点高低，确定元素的相对位置。
　　
　　例4. （2005 江苏）A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小，A与C的核电荷数之比为3：4，D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述正确的是：（ ）
　　
　　A. X、Y、Z的稳定性逐渐减弱
　　
　　B. A、B、C、D只能形成5种单质
　　
　　C. X、Y、Z三种化合物的熔沸点逐渐升高
　　
　　D. 自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物
　　
　　解析：本题主要考查元素周期表和等电子体 的有关知识，侧重考查考生的推断能力。由题设条件不难推出A、B、C、D分别为碳、氮、氧、氢，X、Y、Z分别为CH4、NH3、H2O，它们的稳定性应依次增强，A错；由于碳、氧等都存在同素异形体，故形成的单质多于5种，B错；C项中X、Y在常温下为气体，选CD。

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