正确分析图表理解元素性质

• 作 者: 罗功举
• 出 处: 数理化学习·高一二版
• 发表日期: 2013年7期
• 关键词: 图表 元素周期律 举例分析 解题策略 化学试题 感性知识 常见题型 格问题 印象 学习 吸收 图形 图像 能力 考生 考查 加工 获取 纲要 存储

　　图像、表格问题是化学试题中的常见题型，考纲要求考生应具备“通过对……图形、图表的观察，……获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序存储的能力”，因此，掌握图表问题的解题策略则成为学习的必需.下面以元素周期律图表题的常见考查形式举例分析如下，供参考.
　　一、考查元素原子半径、化合价
　　例1根据部分短周期元素的原子半径及主要化合价信息（见表1），判断以下叙述正确的是（ ）
　　表1元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1120.1040.066主要化合价+2+3+2+6、–2–2（A） 氢化物的沸点为H2T　　（B） 金属性强弱：L　　（C） M与T形成的化合物的化学式是Al2O3
　　（D） L2+与R2–的核外电子数相等
　　分析：先根据元素化合价情况确定元素所在的族情况，如L、Q为第ⅡA族元素，M为第ⅢA族元素，R、T为第ⅥA族元素；再根据原子半径大小确定元素相对位置，如Q在L的上一周期，即Q为Be，L为Mg；M为Al；T在R的上一周期，即T为O，R为S.这样，再对各选项进行剖析：H2O分子间存在氢键，其沸点高于H2S，即（A）项错误；金属性强弱：Mg>Be，即B项错误；L2+的核外电子数为10，R2–的核外电子数为18，即（D）项错误.答案为（C）.
　　解题策略：原子半径与化合价常同时呈现在一个表格中，这两者中较为熟悉的是元素化合价，因此，可以根据元素化合价先推出元素族的位置，再根据原子半径确定元素的相对位置，如上下、左右位置，近而推出元素，然后结合具体问题展开分析、作答.
　　二、考查元素第一电离能
　　例2不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量，设其为E，如图1所示.试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题.
　　图1（1）同主族内不同元素的E值变化的特点是： .各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的 变化规律.
　　（2）同周期内，随原子序数增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象.试预测下列关系式中正确的是 （填写编号）.
　　①E（砷）>E（硒）； ②E（砷）　　③E（溴）>E（硒）； ④E（溴）　　（3）估计1 mol气态钙原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围： 　　（4）10号元素E值较大的原因是 .
　　分析：此题考查了元素第一电离能的变化规律及学生对图像信息的归纳总结能力.
　　（1）比较第ⅠA族元素（H、Li、Na、K等）的E值，发现同主族元素随着其原子序数的增大，E值逐渐减小，且各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的周期性变化规律.
　　（2）从第二、三周期可以看出，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低，同一周期中，第ⅤA族元素的E值大于第ⅥA族的小于第ⅦA的，由此可以推测出E（砷）>E（硒）、E（溴）>E（硒）.
　　（3）同一周期，第ⅠA族的E值小于第ⅡA族的，所以钙的第一电离能大于419 kJ/mol；同一主族，E值随着原子序数的增大而减小，所以钙的第一电离能小于738 kJ/mol.
　　（4）10号元素是氖，属于稀有气体，其原子的最外层已达8电子稳定结构，失去电子较难，所以E值较大.
　　答案：（1）随着原子序数增大，E值变小 周期性（（2）①、③ （3）419 738[或填E（钾） E（镁）] （4）10号元素是氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构
　　解题策略图像题的解题信息主要隐含在化学图像之中，包括横纵坐标表示的量及意义、特殊点的含义、曲线走向或变化规律、数据特点等内容，因此，审清图像，比较分析、综合思考为解题之必然，理清思路后，再结合元素周期律知识推导探究，得出结论.
　　三、考查元素电负性
　　例3 不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定的数值χ来表示，若χ值越大，其原子吸引电子的能力越强，在分子中形成负电荷的一方.表2是某些短周期元素的χ值：表2元素LiBeBCOFNaAlSiPSClχ值0.981.572.042.253.443.980.931.611.902.192.583.16（1）通过分析χ值变化规律，确定N、Mg的χ值范围： <χ（Mg）<，<χ（N）<.
　　（2）推测χ值与原子半径关系是.
　　根据短周期元素的χ值变化特点，体现了元素性质的 变化规律.
　　（3）某有机化合物结构式为：C6H5—S—NH2O，其中S—N中，你认为共用电子对偏向谁？ （写原子名称）.
　　（4）经验规律告诉：当成键的两原子相应元素的χ差值（Δχ）即Δχ>1.7时，一般为离子键，Δχ<1.7，一般为共价键，试推断：AlBr3中化学键类型是 .
　　（5）预测元素周期表中，χ值最小的元素的位置： （放射性元素除外）.
　　分析：题中给出的是第二、第三周期元素的χ值（其中缺少了氮、镁两种元素的χ值），χ值与这种原子在分子中吸收电子的能力有关.将表1中元素及数据按周期表结构调整为表3，就容易回答每个问题了.
　　表3元素LiBeBCNOFχ值0.981.572.042.253.443.98元素NaMgAlSiPSClχ值0.931.611.902.192.583.16（1）可根据元素性质递变的周期性来推测镁和氮的χ值的取值范围.同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，则N元素的电负性介于C元素和O元素之间，即介于2.55～3.44之间，则Mg的电负性大于Na的电负性，即大于0.93；同一主族从上到下元素的电负性逐渐减小，则Mg的电负性小于Be的电负性，即小于1.57.
　　（2）从表中数值可看出，同一周期周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，原子半径逐渐减小，同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，原子半径逐渐增大，所以同周期（同主族）中，χ值越大，其原子半径越小，体现了元素性质的周期性变化的规律.
　　（3）用χ值大小可判断共价键中共用电子对偏向哪一方.对于S—N，由于N的χ值大于S的χ值，吸电子能力较强，所以S—N中的共用电子对偏向N原子.
　　（4）表中查不到溴的χ值，可根据元素周期律来推测，氯与溴同主族，氯的χ值必定比溴的χ值大，而χ（Cl）-χ（Al）=3.16-1.61=1.45<1.7，则溴与铝的χ值之差必定小于1.45，所以溴化铝肯定属于共价化合物.
　　（5）根据同一周期周期从左到右，元素的电负性逐渐增大；同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，知电负性最小的元素应位于周期表的左下角，排除放射性元素，应为Cs元素，位于第六周期IA族.
　　答案：（1）0.93　　解题策略：对于复杂性问题，如多数据信息、多曲线图像等，一要注意比较分析，发现其中有无规律或特殊性，然后进行归纳概括，找出普遍性原理、结论或公式等，并运用它进行解题；二要注意问题形式的转化，如将图像信息与数据信息互换，以获得解题突破口.
　　除上述类型的问题外，还有反映元素其他性质的图表题，如还原性图像、物质熔沸点变化图像分析题或表格数据题等.总之，处理这些试题时，一要注意综合比较、归纳演绎，合理运用信息；二要联系元素周期律，不要毫无方向的联想，以快速准确解题.
　　[湖北省枝江一中 （443200） ]