专题11 元素推断之周期表中的位置
【问题呈现】
四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:W<X<Z
B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C.气态氢化物的热稳定性:W<Y
D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
【答案】B
【解析】由题意可知X为Na,则Z为Cl,W、Y分别为O、S。A项,离子半径:Cl―>O2―>Na+,即X<W<Z,错误;B项,W与X形成的化合物为Na2O或Na2O2,二者溶于水后都生成NaOH,所得溶液均呈碱性,正确;C项,非金属性O>S,故气态氢化物的热稳定性:H2O>H2S,即W>Y,错误;D项,元素的非金属性Y(S)<Z(Cl),则最高价氧化物的水化物的酸性:Y<Z,错误。
【知识归纳】
1.根据核外电子的排布三大规律推断元素
(1)最外层电子规律
最外层电子数(N) 3≤N<8 N=1或2 N>次外层电子数
元素在周期表中的位置 主族 第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 第二周期
(2)“阴三、阳四”规律:某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第三周期;若为阳离子,则位于第四周期。
(3)“阴上、阳下”规律:电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。
2.利用“化合价”推导元素
(1)正、负价差:符合公式“最高正价+|最低负价|=8”的元素,当正、负的绝对值之差为0、2、4、6时,所在的主族序数依次是ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA。
(2)最高正价与最低负价代数和为0的短周期元素:H、C、Si。
(3)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S。
(4)最高正价不等于族序数的短周期元素:O、F。
3.根据元素在周期表中位置,确定其化合物的化学式
知道元素在周期表中的主族序数后,根据化合价规律就可以写出它的化合物的化学式,例如(用R代表元素):
ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
氢化物 RH4 RH3 H2R HR
最高价氧化物 RO2 R2O5 RO3 R2O7
最高价含氧酸 H4RO4或H2RO3 H3RO4或HRO3 H2RO4 HRO4
【方法运用】
1.元素W、R、X、Y的原子序数依次增大,Y的最高正价和最低负价代数和等于0,L层电子数是M层电子数的2倍;在常温常压下,W和R形成的两种物质可相互转化,但元素化合价没有变化;这4种元素的原子最外层电子数之和等于R的原子的核电荷数的2倍。下列说法正确的是( )
A.元素的非金属性:R>Y>W
B.R与其他三种元素均能形成共价化合物
C.简单氢化物的热稳定性:R>W>Y
D.原子半径:W>R>X>Y
2.已知X、Y、Z为三种短周期主族元素,可分别形成Xn+、Ym+、Zn-三种离子,已知m>n且X、Y、Z三种原子的M层电子数均为奇数。下列说法中不正确的是( )
A.三种离子中,Ym+的离子半径最小
B.Z的最高价氧化物对应水化物的分子式为HnZO4
C.X、Y、Z一定在同一周期,且原子半径Z>X>Y
D.三种元素相应的最高价氧化物对应水化物之间两两会发生反应