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第2节 元素周期表 元素周期律,考纲要求:1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。 2.以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 3.以A和A族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 4.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,元素周期表 1.原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。 原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数。 2.编排原则,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,特别提醒(1)含元素种类最多的族是B族,共有32种元素。 (2)过渡元素包括7个副族和第族,全部是金属元素,原子最外层电子不超过2个(12个)。 (3)最外层电子为37个的原子一定属于主族元素,且最外层电子数即为主族的族序数。 (4)同一周期A族与A族元素的原子序数可能相差1(二、三周期)或11(四、五周期)或25(六、七周期)。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)长式元素周期表中现有7个横行,7个周期,18个纵行,18个族 ( ) (2)同周期的第A族和第A族元素的原子序数一定相差1 ( ) (3)除短周期外,其他周期均有18种元素 ( ) (4)最外层电子数相同的元素不一定在同一主族( ) (5)元素所在的周期序数一定等于其原子的电子层数 ( ) (6)每个周期都是从碱金属开始到稀有气体结束 ( ) (7)原子序数为7的元素的最高化合价为+4价 ( ) (8)114号元素位于第七周期第A族 ( ),考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(9)位于同一主族的甲、乙两种元素,甲的原子序数为x,则乙的原子序数可能为x+4 ( ) (10)位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于第A族,原子序数为x,乙位于第A族,则乙原子序数可能为x+19 ( ),考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,1.原子结构与元素周期表中的等量关系 (1)周期序数=核外电子层数。 (2)主族序数=最外层电子数=8-|最低负价|。 2.同周期或同主族相邻元素原子序数的差值关系 (1)同一周期A与A族元素的原子序数可能相差1(第二、三周期)或11(第四、五周期)或25(第六、七周期)。 (2)相邻周期,同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素, A、B所在周期分别有m和n种元素。如图: A、B在A或A族时,y=x+m。 A、B在A0族时,y=x+n。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,3.由原子序数确定元素位置周期尾序推算法(或0族定位法) 首先要熟记各周期0族元素原子序数,然后和已知元素原子序数去比较。,(1)若b-a=12,则B元素处于A元素的下一周期,族序数为(b-a),即第A或A族,如38号元素比第四周期氪的原子序数(36)大2,故38号元素处在第五周期第A族。 (2)若a-c=15,则C元素处于A元素所在周期,族序数为8-(a-c),即第AA族,如49号元素比第五周期的氙(54号)原子序数小5,因此该元素处在第五周期第A族。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,4.元素周期表中元素分区,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例1(2017北京理综)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“ ”,tin),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( ) A.Ts是第七周期第A族元素 B.Ts的同位素原子具有相同的电子数 C.Ts在同族元素中非金属性最弱,答案,解析,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,方法技巧利用稀有气体元素的原子序数确定主族元素在周期表中的位置 原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=Z。 例如35号元素(相邻近的是36Kr),则35-36=-1,故周期数为4,族序数为8-|-1|=7,即第四周期第A族,是溴元素。 87号元素(相邻近的是86Rn),则87-86=1,故周期数为7,族序数为1,即第七周期第A族,是钫元素。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,跟踪训练 1.下列有关结构和性质的说法中不正确的是( ) A.元素周期表中从第B族到第B族十个纵行的元素都是金属元素 B.碱性:NaOHNH3H2O,所以元素的金属性:NaN C.同周期第A族与第A族的元素原子序数之差不一定为1 D.第A族元素从上到下,其简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱,答案,解析,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.元素周期表的形式多种多样,如图是扇形元素周期表的一部分,对比中学常见元素周期表,分析其元素的填充规律,判断下列说法正确的是( ) A.元素形成的单质晶体均属于原子晶体 B.元素的气态氢化物易液化,是因为其分子间存在氢键 C.对应的简单离子半径依次减小 D.三种元素形成的盐溶液在25 时的pH为7,答案,解析,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,元素周期律及其应用 1.内容与实质,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.元素周期表中主族元素性质的递变规律,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,自主巩固 依据下表选择有关序号,并用相应的元素符号或化学式填空。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(1)这些元素中,K是最活泼的金属元素;F是最活泼的非金属元素;Ar是最不活泼的元素。 (2)第三周期的元素中,Na原子半径最大;Ar原子得、失电子的能力都很弱。 (3)在所形成的气态氢化物中,最稳定的是HF;最不稳定的是SiH4。 (4)元素能形成多种同素异形体,举出两种单质的例子金刚石、石墨。 (5)元素与氢元素可形成多种10电子微粒,列举两例 (6)氢元素与两种元素既可形成共价化合物,又可形成离子化合物,各列举两个例子,共价化合物HNO3、HNO2;离子化合物NH4NO3、NH4NO2。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,1.元素金属性、非金属性及其比较 (1)元素金属性、非金属性强弱的本质。 元素原子失电子能力越强,金属性越强。 元素原子得电子能力越强,非金属性越强。 (2)元素金属性和非金属性强弱判断依据。 结构判断法:根据原子结构比较。最外层电子数越少,电子层越多,元素金属性越强;最外层电子数越多,电子层越少,元素非金属性越强。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,依据“三表”“两池”“三反应”判断,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,2.微粒半径大小比较的三种方法 (1)运用元素周期表进行比较。 同周期元素从左到右(稀有气体元素除外),原子半径逐渐减小,如第三周期r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl); 同主族元素从上到下,原子半径、离子半径逐渐增大,如第A族原子r(F)r(Cl)r(Br)r(I);第A族阴离子r(F-)r(Cl-)r(Br-)r(I-)。 (2)运用“同层比核,同核比层”进行比较。 “同层比核”如:Na+与F-、Cl-与S2-的电子层数相同,核电荷数越大,原子核对电子的引力越大,半径越小;同理,“同核比层”如:Na与Na+的核电荷数相同,核外电子层越多,原子(或离子)半径越大。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,(3)综合比较。 上述两种方法的综合,如电子层和核电荷数都不相同的,一般可通过寻找参照物进行比较。如比较r(Al3+)与r(S2-)的大小,可找出与S同主族的O,然后进行比较。r(Al3+)r(O2-)、r(O2-)r(S2-),所以r(Al3+)r(S2-)。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,例2(2017课标全国)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族。下列叙述正确的是( ) A.原子半径:dcba B.4种元素中b的金属性最强 C.c的氧化物的水化物是强碱 D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强,答案,解析,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,易误警示判断元素金属性、非金属性强弱应注意的问题 (1)元素金属性是指失电子能力而非失电子多少,如:金属性MgAl。(2)非金属元素最高价含氧酸酸性强弱可作为元素非金属性强弱的判断依据,非最高价含氧酸、氢化物酸性不能作为判断依据,如:酸性HFCl。(3)金属阳离子氧化性越强,则金属元素金属性越弱,如:氧化性Cu2+Fe2+,金属性FeCu,但是,氧化性:Fe3+Cu2+。,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,跟踪训练 3.(2016课标全国)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:WZ,答案,解析,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,4.W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A.单质的沸点:WX B.阴离子的还原性:WZ C.氧化物的水化物的酸性:YZ D.X与Y不能存在于同一离子化合物中,答案,解析,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,位置、结构、性质的相互推断 1.元素周期表中元素金属性和非金属性的递变 (1)金属性最强的元素(不考虑放射性元素),位于周期表的左下角,是Cs。 (2)非金属性最强的元素,位于周期表的右上角,是F。 (3)位于分界线附近的元素既能表现一定的金属性,又能表现一定的非金属性。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.预测元素及化合物的性质(根据递变规律) (1)已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶。 (2)由卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为黑色固体,与氢气难化合,HAt不稳定,AgAt不溶于水等。 3.寻找新材料,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)原子的最外层有2个电子的元素一定是A族元素 ( ) (2)元素所在的主族序数与最外层电子数之比为11的元素都是金属元素 ( ) (3)原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期第B族 ( ),考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(6)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数 ( ) (7)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素 ( ) (8)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同,该元素一定位于第三周期 ( ),考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,同一元素的“位”“构”“性”关系可表示如下,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.性质与位置的互推 (1)根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强,则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左到右排列。 (2)根据元素在周期表中的位置关系,可以推断元素的性质,如A、B、C三种元素在同一主族中从上到下排列,则A、B、C的单质氧化性依次减弱或对应离子的还原性依次增强。 2.结构与性质的互推 (1)若某元素的最外层电子数小于4,则该元素容易失电子;若该元素的最外层电子数大于4,则该元素容易得电子。 (2)若某元素容易得电子,则可推知该元素的最外层电子数大于4;若某元素容易失电子,则可推知该元素的最外层电子数小于4。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,3.结构与位置的互推 由原子序数确定主族元素位置的方法: 只要记住了稀有气体元素的原子序数(He2、Ne10、Ar18、Kr36、Xe54、Rn86),就可确定主族元素在周期表中的位置。 (1)若比相应的稀有气体元素多1或2,则应处在稀有气体元素所在周期的下一周期的第A族或第A族,如88号元素:88-86=2,则该元素应在第七周期第A族。 (2)若比相应的稀有气体元素少15时,则应处在稀有气体元素所在周期的第A族第A族,如84号元素应在第六周期第A族。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,例3(2016天津理综,节选)下表为元素周期表的一部分。,回答下列问题: (1)Z元素在周期表中的位置为 。 (2)表中元素原子半径最大的是(写元素符号) 。 (3)下列事实能说明Y元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是 。 a.Y单质与H2S溶液反应,溶液变浑浊 b.在氧化还原反应中,1 mol Y单质比1 mol S得电子多 c.Y和S两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(4)碳与镁形成的1 mol化合物Q与水反应,生成2 mol Mg(OH)2和1 mol烃,该烃分子中碳氢质量比为91,烃的电子式为 。Q与水反应的化学方程式为 。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,解析:根据元素在周期表中的相对位置可知X为Si、Y为O、Z为Cl。 (1)Z为氯元素,位于元素周期表中第三周期第A族。 (2)同一周期中原子序数越小,原子半径越大(稀有气体除外),则X原子半径最大。 (3)a项,O2+2H2S2H2O+2S,O2能置换S,说明O比S的非金属性强,正确;b项,不能根据得电子数多少说明得电子能力的强弱,即不能说明元素的非金属性强弱,错误;c项,氢化物不易分解,说明该元素的非金属性强,正确。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,跟踪训练 5.(2017课标全国)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是 ( ) A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强 B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构 C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期,答案,解析,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,6.(2017课标全国)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示,这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是( ) A.氢化物沸点:WW C.化合物熔点:Y2X3YZ3 D.简单离子的半径:YX,答案,解析,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,7.随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。 根据判断出的元素回答问题: (1)f在周期表中的位置是 。 (2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示,下同): ;比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱: 。 (3)任选上述元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式: 。 (4)已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。,考点三,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.牢记7个周期的元素种类数:2、8、8、18、18、32、32。 2.掌握主族元素及其原子的5个关系式 (1)质子数=原子序数; (2)电子层数=周期序数; (3)最外层电子数=主族序数; (4)最高正价数=主族序数(O、F除外); (5)最低负价=主族序数-8。 3.理解元素性质的递变规律(稀有气体元素除外) (1)同周期(从左至右)。 (2)同主族(从上到下)。,2,1,3,4,6,7,5,1.依据元素周期律及元素周期表知识,下列推断正确的是( ) A.酸性:H3PO4HNO3 B.热稳定性:H2SeH2SH2O C.碱性:KOHMg(OH)2 D.碱性:Al(OH)3Mg(OH)2,C,解析:P、N同主族,N的非金属性比P强,故酸性HNO3H3PO4,A项错误;非金属性OSSe,故氢化物的稳定性H2OH2SH2Se,B项错误;金属性KMgAl,故碱性KOHMg(OH)2Al(OH)3,C项正确,D项错误。,2,1,3,4,6,7,5,2.下列有关原子序数为6、8、11、13的元素的表述正确的是( ) 原子序数为8的元素的最高化合价为+6价 原子序数为6的元素是上述4种元素中最活泼的非金属元素 原子序数为11的元素原子的核电荷数和中子数一定为11 原子序数为13的元素位于元素周期表的第三周期第A族 A. B. C. D.,C,解析:原子序数为6、8、11、13的元素分别为C、O、Na、Al。O没有最高正价,错误;4种元素中O是最活泼的非金属元素,错误;钠原子核电荷数一定为11,中子数不确定,错误;Al位于元素周期表的第三周期第A族,正确。,4,3,1,2,6,7,5,3.(2017天津理综)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( ) A.气态氢化物的稳定性:H2ONH3SiH4 B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C.如图所示实验可证明元素的非金属性:ClCSi D.用中文“ ”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族,答案,解析,4,3,1,2,6,7,5,4. 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:,下列叙述正确的是( ) A.X、Y元素的金属性XY B.一定条件下,Z单质与W常见单质直接生成ZW2 C.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水 D.一定条件下,W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来,答案,解析,6,7,5,3,1,2,4,5.(2016课标全国)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物,n是元素Z的单质,通常为黄绿色气体,q的水溶液具有漂白性,0.01 molL-1 r溶液的pH=2,s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是( ) A.原子半径的大小WXY C.Y的氢化物常温常压下为液态 D.X的最高价氧化物的水化物为强酸,答案,解析,6,7,5,3,1,2,4,6.(2016浙江理综)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为34。W-的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是( ) A.X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应 B.原子半径大小:XW C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键 D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂,答案,解析,6,7,5,3,1,2,4,7.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是( ) A.原子半径:XZ C.Z、W均可与Mg形成离子化合物 D.最高价氧化物对应水化物的酸性:YW,C,解析:设Z的原子序数为n,则Y、W的原子序数分别为n-1和n+9,由于Y、W的原子序数之和是Z的3倍,则n-1+n+9=3n,解得n=8,则X、Y、Z、W分别为Si、N、O、Cl。元素原子半径:NO,故A项错误;非金属性:OSi,则气态氢化物的稳定性:H2OSiH4,B项错误;O、Cl分别与Mg形成MgO、MgCl2,二者均是离子化合物,C项正确;最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4HNO3,D项错误。,
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