物质结构和元素周期律考点精讲

高考中该部分的主要题型为选择题，考查角度有以下几个方面：（1）原子结构中原子核的构成微粒、微粒数之间的关系，同位素的概念等;（2）元素周期表的编制特点、元素周期表的特征;（3）原子核外电子层结构特点。（4）元素周期表中元素性质的递变规律;（5）元素周期律及元素“位、构、性”三者间的关系;（6）短周期元素的原子半径、化合价、金属性和非金属性、单质及其化合物性质的递变规律与原子结构的关系;（7）化学键的概念与判断;（8）以元素化合物知识为载体，结合短周期元素在周期表中位置的特殊性，先推断具体元素，在进行元素性质递变规律的判断。

[ 分子、离子、原子的组成与结构]

例1 （2014年高考上海卷）下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是（ ）

A. H3O+ 和OH- B. CO和N2

C. HNO2和 NO2- D. CH3+和NH4+

解析 H3O+的质子数为11，电子数为10，OH-的质子数为9，电子数为10，电子数相同，故A项错误。CO的质子数为14，电子数为14，N2的质子数为14，电子数为14，电子数相同，故B项错误。HNO2的质子数为24，电子数为24，NO2-的质子数为23，电子数为24，电子数相同，故C项错误。CH3+的质子数为9，电子数为8，NH4+的质子数为11，电子数为10，电子数不同，故D项正确。

答案 D

易错警示 （1）所有的原子中都含有质子和电子，但是不一定含有中子，如H原子不含有中子。（2）最外层电子数小于2的原子不一定是金属原子，如H。（3）同素异形体之间的转化是化学变化，但不是氧化还原反应。（4）最外层只有1个电子的元素不一定是第ⅠA族元素，如Cu、Ag等。

[ 元素周期律的应用]

例2 （2014年高考浙江卷）如表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是（ ）

A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键

C. 物质WY2、W3X4、WZ4均有熔点高、硬度大的特性

D. T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ4

解析 W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层为22，则X、Y为第二周期元素，W、Z为第三周期元素，设X的最外层电子为x，则Y、W、Z的原子序数分别为x+1、x-1、x+2，所以x+x+1+x-1+x+2=22，解得x=5，即X为N，Y为O，W为Si，Z为Cl。W与T同主族，则T为Ge。X、Y、Z三种元素最低价氢化物分别为NH3、H2O、HCl，而H2O中存在氢键，沸点最高，故A项错误。N、H、O三种元素可形成NH4NO3，既有共价键也有离子键，故B项错误。SiO2、Si3N4属于原子晶体，熔点高，硬度大，而SiCl4属于分子晶体，熔点低，硬度小，故C项错误。Ge元素位于金属与非金属的分界线，因此具有半导体的特性，与碳属于同一主族，最外层四个电子，性质相似，可形成GeCl4，故D项正确。

答案 D

易错警示 （1）判断元素非金属性强弱，若根据其对应的含氧酸的酸性强弱进行比较，则使用的必须是该元素的最高价含氧酸。如硫的最高价含氧酸是指H2SO4，而不是H2SO3。（2）判断金属性与非金属性的强弱是以得失电子的难易程度为依据，而与得失电子数目的多少无关。如Na失去电子数目小于Al，但金属性比Al强。（3）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素：N。（4）气态氢化物水溶液的酸性强弱不能判断元素非金属性强弱。如酸性：HCl>H2S，但不能证明Cl的非金属性比S的非金属性强。

[ 元素周期表的应用和元素推断]

例3 （2014年高考江苏卷）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z2+与Y2-具有相同的电子层结构，W与X同主族。下列说法正确的是（ ）

A. 原子半径大小顺序：r（W）>r（Z）>r（Y）>r（X）

B. Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同

C. X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱

D. Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强

解析 Y为地壳中含量最高元素，故Y为O。X原子最外层电子数是其内层电子数2倍，且原子序数小于Y，故X为C。Z2+与Y2-有相同电子层结构，故Z为Mg。W与X同主族，故W为Si。原子半径Mg>Si>C>O，A项错误。Y（O）与Z（Mg）形成离子键，与W（Si）形成共价键，B项错误。酸性H2CO3>H2SiO3，C项错误。H2O的热稳定性强于SiH4，D项正确。

答案 D

例4 （2014年高考广东卷）（双选）甲～辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，下列判断正确的是（ ）

A. 金属性：甲>乙>丁

B. 原子半径：辛>己>戊

C. 丙与庚的原子核外电子数相差13

D. 乙的单质在空气中燃烧生成只含离子键的化合物

解析 戊的一种单质（金刚石）是自然界硬度最大的物质，则戊为C。甲与戊的原子序数相差3，则甲的原子序数为6-3=3，即甲为Li。由元素在周期表中的相对位置图可知，乙为Na，丙为K，丁为Ca。丁与辛属同周期元素，由第ⅣA族元素可知，己为Si，庚为Ge，辛为Ga。 同主族，从上到下金属性增强;同周期，从左向右金属性减弱，则金属性：甲<乙<丁，故A项错误。电子层越多，半径越大;同主族从上到下原子半径增大，则原子半径：辛>己>戊，故B项正确。原子序数等于核外电子数，丙（原子序数为19）与庚（原子序数为32）的原子核外电子数相差13，故C项正确。乙的单质在空气中燃烧生成Na2O2，Na2O2为含离子键和非极性共价键的化合物，故D项错误。

答案 BC

易错警示 （1）有化学键被破坏的变化不一定是化学变化。如HCl溶于水，NaCl熔化等都有化学键被破坏，但都属于物理变化。（2）NaHSO4熔融时电离成Na+和HSO4-，而溶于水时电离成Na+、H+和SO42-。因为熔融时只能破坏离子键，而溶于水时既可以破坏离子键又可以破坏共价键。（3）含有离子键的化合物一定是离子化合物，但含有共价键的化合物不一定是共价化合物。