王志梅
元素周期表中“位、構(gòu)、性”的關(guān)系及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的綜合推斷的能力是元素推斷題主要考查的目標(biāo).而解決這類問題學(xué)生必需要掌握短周期所有元素在元素周期表中的位置、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及它們形成的化合物的性質(zhì),還需將命題中直接或隱含的特征挖掘出來,在此基礎(chǔ)上綜合分析,得到答案.該類題目難度大,綜合性強(qiáng),能力立意高,所占分值較高,成為學(xué)生攻克必然選擇,也是備考復(fù)習(xí)中重點(diǎn).元素推斷題的一般思路.
除了一般思路之外,本文推薦三種特殊的思路,達(dá)到快速解題提高效率的目的.
一、“公式”+“驗(yàn)證”巧推短周期相鄰元素
(1)若已知三元素的核外電子數(shù)(原子序數(shù))之和
經(jīng)驗(yàn)公式:三種元素原子序數(shù)之和±83≈其中某元素的原子序數(shù)
注意:若整除則無解.
(2)若已知相鄰三元素的最外層電子數(shù)之和
①能被3整除,則三種元素的位置關(guān)系只能為同周期相鄰或同主族相鄰;
②同時(shí)不能被3和2整除,則必有兩元素在同一偶數(shù)族,另一元素為相鄰奇數(shù)族;
③雖然不能被3整除,但是能被2整除,則必有兩元素在同一奇數(shù)族,另一元素為相鄰偶數(shù)族.
例1短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,A、B、C原子的最外層電子數(shù)之和為12,B、C、D位于同一周期,C原子的最外層電子數(shù)既是A原子內(nèi)層電子數(shù)的3倍又是B原子最外層電子數(shù)的3倍.下列說法正確的是
A.原子半徑:B>A,離子半徑:C B.B的單質(zhì)能與A的最高價(jià)氧化物發(fā)生置換反應(yīng) C.元素B和D能形成BD2型的共價(jià)化合物 D.D的單質(zhì)有毒,且有漂白性 解析A、B、C原子的最外層電子數(shù)之和為12,能被3整除,則三種元素的位置關(guān)系只能為同周期相鄰或同主族相鄰,據(jù)題意知:A是碳,B是鎂,C是硫,D是氯,選項(xiàng)A中離子半徑C>D,選項(xiàng)C中MgCl2是離子化合物,選項(xiàng)D中Cl2無漂白性,正確選項(xiàng)為B. 例2有三種相鄰元素A、B、C,已知A、B處于同一周期,且B、C處于同一主族相鄰位置.又知這三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和是31,最外層電子數(shù)之和為17,試推斷A、B、C各為何種元素. 解析31-83=7…2,31+83=13(整除),故一種元素為7N.又由于17既不能被3整除,也不能被2整除,則另外兩元素都在偶數(shù)族,只能是8O和16S,經(jīng)驗(yàn)證符合題意. 答案A為N元素,B為O元素,C為S元素. 二、位置圖示法 所謂圖示法就是采用圖形或圖表對題目條件進(jìn)行形象化的展示,直觀地揭示題目條件間的內(nèi)在聯(lián)系和變化規(guī)律,把握解題的關(guān)鍵. 例2也可用圖示法推斷. 解析分析題意,我們可將A、B、C這三種元素在元素周期表中的位置,列出如下四種情形: 再根據(jù)三元素的原子序數(shù)的關(guān)系,列出代數(shù)式,求解,簡單直觀. 設(shè)B的質(zhì)子數(shù)為x.根據(jù)三種元素原子的質(zhì)子數(shù)之和為31,綜合分析上述四種情況,可列出以下四個(gè)代數(shù)方程式: ①(x-1)+x+(x+8)=31,解之得x=8; ②x+(x+1)+(x+8)=31,解之得x=223(不合理); ③(x-1)+x+(x-8)=31,解之得x=403(不合理); ④(x+1)+x+(x-8)=31,解之得x=383(不合理). 則A:質(zhì)子數(shù)8-1=7,是氮元素;B:質(zhì)子數(shù)為8,是氧元素;C:質(zhì)子數(shù)為8+8=16,是硫元素.N、O、S三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為5+6+6=17,符合題意. 例3A、B、C為三種短周期元素,A、B同周期,A、C最低價(jià)離子分別為A2-,C-,其離子半徑A2->C-,B2+與C-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列敘述一定不正確的 A.它們的原子序數(shù)A>B>C B.它們的原子半徑C>B>A C.離子半徑A2->C->B2+ D.原子核外最外層上的電子數(shù)C>A>B 解析依據(jù)離子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)推斷元素在周期表中的位置是解決此類問題的關(guān)鍵.把A、B、C等元素在周期表中定位后,它們的原子結(jié)構(gòu)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)、元素最高正價(jià)以及原子半徑、離子半徑等變化都可依據(jù)相應(yīng)變化規(guī)律進(jìn)行推斷.根據(jù)“A、C最低價(jià)離子分別為A2-,C-”,可知A位于ⅥA族,C位于第ⅦA族,C在A的右邊;聯(lián)系“A、B同周期” ,“B2+與C-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)” ,可知A在C的左下方,B位于A的左側(cè).最后得出它們的相對位置如圖: CB…A由表可知,原子半徑的大小順序是B>A>C,B錯(cuò)誤;離子半徑的大小順序是A2->C->B2+,C正確,A、D正確. 三、“直覺”+“驗(yàn)證”技巧 直覺,就是一種對問題直接的、有意識的、不經(jīng)嚴(yán)密邏輯推理的思維,它可以跨越復(fù)雜的推理過程,直接得出結(jié)論.豐富的知識積累是產(chǎn)生直覺的重要前提,但由于直覺產(chǎn)生的結(jié)論只是一種可能的猜測,因此只有對結(jié)論進(jìn)行嚴(yán)格的邏輯論證和檢驗(yàn),才能得出正確的答案. 例4A、B、C、D四種短周期元素,原子序數(shù)依次增大.A、D同族,B、C同周期.A、B組成的化合物甲為氣態(tài),其中A、B的原子數(shù)之比為4∶1,由A、C組成的兩種化合物乙、丙都是液態(tài),乙中A、C原子數(shù)之比為1∶1,丙中A、C原子數(shù)之比為2∶1,由D、C組成的兩種化合物丁和戊都是固體,丁中D、C原子數(shù)之比為1∶1,戊中D、C原子數(shù)之比為2∶1,寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:甲,乙,丙,丁,戊. 解析根據(jù)原子個(gè)數(shù)比為4∶1的氣態(tài)化合物,直覺將甲猜為CH4,再根據(jù)乙、丙分別是由A、C元素形成的原子數(shù)之比為1∶1、2∶1的液態(tài)化合物,直覺將乙猜為H2O2,丙猜為H2O;根據(jù)A、D同主族,順推A、B、C、D四種元素分別為氫、碳、氧、鈉,最后根據(jù)B、C同周期,D、C形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1、2∶1的固體化合物,分別為Na2O2、Na2O符合實(shí)際,則猜想正確. 答案CH4H2O2H2ONa2O2Na2O