高考化學元素周期律選擇題突破例談

◇ 王 敏 張傳忠

元素周期律是高考化學選擇題必考知識點之一，每年高考試卷中都有一道關于元素周期律的選擇題，考試大綱要求學生了解原子核外電子排布規律，掌握元素性質遞變規律與原子結構的關系，了解元素的金屬性、非金屬性元素在周期表中的位置及其性質遞變規律，了解離子鍵、共價鍵的形成．

1 元素周期表的結構

例1短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的相對位置如圖1所示，已知它們的最外層電子數之和為21，下列說法錯誤的是( )．

圖1

A．原子半徑由大到小的順序:X、Y、Z、W

B．元素最高正價由低到高的順序:X、Y、Z、W

C．簡單氫化物的熱穩定性由弱到強的順序:Y、Z、W

D．最高價氧化物的水化物的酸性由弱到強的順序:X、Y、Z

分析X、Y、Z、W均為短周期元素，W處于第二周期，X、Y、Z處于第三周期，設X原子最外層電子數為a，則Y、Z、W最外層電子數依次為a＋2、a＋3、a＋4，則:a＋a＋2＋a＋3＋a＋4＝21，解得a＝3，故X為Al、Y為P、Z為S、W為F．隨著原子序數增大，同周期元素原子半徑逐漸減小，同主族元素原子半徑逐漸增大，原子半徑:X＞Y＞Z＞W，選項A說法正確；F元素無正價，選項B說法錯誤；非金屬性F＞S＞P，簡單氫化物的熱穩定性由弱到強的順序:PH3、H2S、HF，選項C說法正確；同周期自左向右非金屬性增強，故非金屬性:P＜S，非金屬性越強，最高價氧化物的水化物的酸性越強，Al(OH)3為兩性氫氧化物，選項D說法正確．答案為B．

2 微粒半徑大小比較

例2X、Y、Z、W、Q是原子序數依次增大的5種短周期元素，且Y、Z相鄰，X在周期表中原子半徑最小，Z最外層電子數是次外層的3倍，W的簡單陽離子和它的含氧酸根離子反應可生成白色沉淀，Q單質常溫下是黃綠色氣體．下列說法中正確的是( )．

A．元素的簡單離子半徑:W＞Z＞Y

B．X與Y兩種元素共同形成的10電子粒子有2種

C．Y的最高價氧化物對應水化物的酸性比Q的最高價氧化物對應水化物的酸性弱

D．由X、Y、Z3種元素構成的物質一定是共價化合物

分析X在周期表中原子半徑最小，為氫元素，Z最外層電子數是次外層的3倍，為氧元素；且Y、Z相鄰，則Y為氮元素；W的簡單陽離子和它的含氧酸根離子反應可生成白色沉淀，W為鋁元素；Q單質常溫下是黃綠色氣體，Q為氯元素．電子層結構相同的離子，根據“質大徑小”，離子半徑:N3－＞O2－＞Al3＋，選項A錯誤；X與Y兩種元素共同形成的10電子粒子有NH3、NH＋4、NH－2，選項B錯誤；Y為N元素，Q為Cl元素，高氯酸是最強的酸，選項C正確；H、N、O組成的化合物可能是硝酸也可能是硝酸銨，硝酸是共價化合物，硝酸銨是離子化合物，選項D錯誤．答案為C．

1)同周期元素的原子(稀有氣體除外)，從左到右原子半徑或最高價陽離子的半徑隨核電荷數增大而逐漸減小．2)同主族元素的原子或離子的半徑隨核電荷數增大而逐漸增大．3)電子層結構相同(核外電子排布相同)的離子(包括陰陽離子)半徑隨核電荷數的增大而減小．

3 元素的金屬性、非金屬性

例3下列物質性質遞變規律正確的是( )．

A．Na、K、Cs的熔點依次升高

B．HCl、H2S、PH3的穩定性依次減弱

C．H2CO3、H2SiO3、H2SO4的酸性依次增強

D．單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次升高

分析堿金屬元素從上到下，單質的熔點依次降低，選項A錯誤；P、S、Cl的非金屬性逐漸增強，氣態氫化物穩定性逐漸增強，HCl、H2S、PH3的穩定性依次減弱，選項B正確；C、Si、S的非金屬性強弱順序為:S＞C＞Si，H2SiO3、H2CO3、H2SO4的酸性依次增強，選項C錯誤；單晶硅、CsCl、干冰分別屬于原子晶體、離子晶體、分子晶體，單晶硅、CsCl、干冰的熔點依次降低，選項D錯誤．答案為B．

同周期元素從左到右，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強；同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱．

4 化學鍵

例4短周期主族元素X、Y、Z、M、W的原子序數依次增大，其中Z、W處于同一主族，Z、M的原子最外層電子數之和等于9，Y的氫化物常溫下呈液態，是人類生存的重要資源，X的簡單氫化物與W的單質(黃綠色)組成的混合氣體見光可生成W的氫化物和油狀混合物．下列說法正確的是( )．

A．Y和W形成的某種二元化合物可用于自來水的殺菌消毒

B．簡單離子半徑:Y＜M＜W

C．W的氧化物對應的水化物的酸性比X的強

D．Z分別與X、M形成的化合物，其所含化學鍵的類型相同

分析Y的氫化物常溫下呈液態，是人類生存的重要資源——水，故為O元素；X的簡單氫化物與W的單質(黃綠色)組成的混合氣體見光可生成W的氫化物和油狀混合物，則W為Cl元素，X的簡單氫化物為CH4，X為C元素；Z、W處于同一主族，且原子序數Z小于W，所以Z為F元素；Z、M的原子最外層電子數之和等于9，因為Z的最外層電子數為7，所以M的最外層電子數為2，推出M為Mg元素．Y和W形成的二元化合物之一ClO2具有強氧化性，可用于自來水的殺菌消毒，選項A正確；電子層數越大，簡單離子半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，簡單離子半徑越小，則離子半徑:Mg2＋＜O2－＜Cl－，選項B錯誤；W的氧化物不一定都對應最高價氧化物，如次氯酸的酸性比碳酸的酸性弱，選項C錯誤；Z分別與X、M形成的化合物分別是CF4和MgF2，CF4分子中是共價鍵，MgF2中是離子鍵，選項D錯誤．答案為A．

物質的類別與化學鍵之間的關系:1)當化合物中只存在離子鍵時，該化合物是離子化合物．當化合物中同時存在離子鍵和共價鍵時，該化合物是離子化合物．只有當化合物中只存在共價鍵時，該化合物才是共價化合物．2)在離子化合物中一般既含金屬元素又含有非金屬元素(銨鹽除外)；共價化合物一般只含有非金屬元素，但個別含有金屬元素，如AlCl3也是共價化合物；只含有非金屬元素的化合物不一定是共價化合物，如銨鹽．3)非金屬單質只有共價鍵，稀有氣體分子中無化學鍵．

總之，元素周期律是高考必考內容，解題突破口是掌握元素周期表的結構，理解元素周期表中元素金屬性、非金屬性強弱的判斷規律，從而判斷氣態氫化物的穩定性、最高價氧化物對應水化物酸(堿)性強弱．