元素推斷的特殊技巧舉例

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