(3)同电子数粒子:
核电荷数越大,半径越小,如r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
(4)核电荷数、电子层数、电子数均不同的粒子:
可用参照法。
如
r(K+)与r(Mg2+)比较时可参照r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)来确定r(K+)>r(Mg2+)。
考点二|元素周期表的结构及其应用
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=核电荷数=核外电子数=质子数。
2.元素周期表的编排原则
—
—
3.元素周期表的结构
(1)周期(7个横行⇒7个周期)
短周期(三短)
长周期(四长)
序号
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)族(18个纵行⇒16个族)
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10,共3个纵行
0族
第18纵行
(3)元素周期表中的特殊元素位置
①过渡元素:
元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
②镧系:
元素周期表第6周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
③锕系:
元素周期表第7周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素:
在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
⑤碱金属元素[ⅠA(氢除外)],卤族元素(ⅦA),氧族元素(ⅥA),氮族元素(ⅤA),碳族元素(ⅣA)。
(4)分区
①分界线:
沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线,即为非金属元素区和金属元素区的分界线。
②各区位置:
分界线左下方为金属元素区,分界线右上方为非金属元素区。
4.元素周期表的三大应用
(1)科学预测:
为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产
探矿(地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系对其有指导意义)、研制农药材料等。
[深度归纳]
(1)“0族”法确定元素位置
①熟记0族元素的相应周期数和原子序数
元素符号
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Uno
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
周期数
1
2
3
4
5
6
7
②确定主族元素在周期表中位置的方法:
原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=ΔZ。
(2)同构规律
稀有气体元素与同周期非金属元素的阴离子、下一周期主族金属元素的阳离子具有相同的电子层结构。
(3)奇偶关系
①原子序数是奇数的主族元素,其所在主族序数必为奇数。
②原子序数是偶数的主族元素,其所在主族序数必为偶数。
正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)ⅠA族全是金属,ⅦA全是非金属。
( )
(2)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格,它们是同位素。
( )
(3)原子的最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素。
( )
(4)
均表示了元素在元素周期表中的相应位置。
( )
(5)L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等。
( )
(6)M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等。
( )
答案:
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
考法☆ 元素周期表的结构与位置推断
1.下列关于周期表的说法正确的是( )
A.同周期的ⅡA族与ⅢA族的元素,原子序数之差为1
B.周期表中有7个主族,7个副族,一个0族,一个Ⅷ族,共16个族,16个纵行
C.短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素
D.位于第3、4周期的同主族元素的原子序数差可能为8或18
D [A项,同周期的ⅡA族与ⅢA族的元素原子序数差可能是1,11,25;B项,周期表中有18个纵行;C项,它们也可能为零族。
]
2.元素周期表中的前4周期,两两相邻的5种元素如图所示,若B元素的核电荷数为a。
下列说法正确的是( )
A.B、D的原子序数之差可能为2
B.E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C.5种元素的核电荷数之和为5a+10
D.A、E的原子序数之差可能是7
C [由题中所给5种元素的位置关系可以看出D一定不是第1周期元素(因为如果D是第1周期元素,则D一定属于元素周期表最左边的第ⅠA族元素或最右边的0族元素),所以A选项错误;由题意可知5种元素在前4周期,所以D、B、E分别为第2、3、4周期的元素,由元素周期表的结构可知5种元素一定在过渡元素右边,所以D、E的原子序数分别为a-8、a+18,A、C的原子序数分别为a-1、a+1,即只有C选项正确。
]
3.X、Y为短周期元素,可形成化合物XY3,则X、Y的原子序数之差可能为______________________。
解析:
XY3化合物可能为BF3(4),BCl3(12),AlF3(4),AlCl3(4),SO3(8),NH3(6),PH3(14),NCl3(10),PCl3
(2),NF3
(2),PF3(6)等。
答案:
2、4、6、8、10、12、14
[思维建模] 元素周期表中原子序数的定量关系
(1)同主族、邻周期元素的原子序数之差
①元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族):
同主族相邻两元素中,R(下)=R(上)+上一周期元素所在周期的元素种类数目;
②元素周期表中右侧元素(ⅢA~ⅦA族):
同主族相邻两元素中,R(下)=R(上)+下一周期元素所在周期的元素种类数目。
(2)同周期的ⅡA和ⅢA的原子序数差可能为1、11、25。
专项突破(11) “位—构—性”的关系及应用
1.元素的“位—构—性”三者关系
2.“位”“构”“性”关系的应用
(1)结构与位置互推
注:
①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前阳后”,阴离子在前一周期,阳离子在后一周期,阳离子的原子序数大。
②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子原子序数大。
③在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
(2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置,根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。
(3)结构与性质互推
①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
②原子半径决定了元素单质的性质;离子半径决定了元素组成化合物的性质。
③同主族元素最外层电子数相同,性质相似。
1.(2019·武汉调研)已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。
W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。
下列说法一定正确的是( )
A.原子半径:
X>Y>Z>W
B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强
C.W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性
D.若W与X的原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2
A [根据提供的信息,可以推断出W在X、Y、Z的上一周期,故原子半径:
X>Y>Z>W,A项正确;W、Z同主族,非金属性:
W>Z,但W的含氧酸的酸性不一定比Z的含氧酸的酸性强,B项错误;W、Z同主族,非金属性:
W>Z,Y、Z同周期,非金属性:
YW>Y,W的气态氢化物的稳定性大于Y的气态氢化物的稳定性,C项错误;若W与X的原子序数差为5,且四种元素中只有X为金属元素,则X为Mg时W为N,X为Al时W为O,二者形成化合物的化学式为Mg3N2或Al2O3,D项错误。
]
2.(2019·日照模拟)短周期元素A、B、C在元素周期表中所处的位置如图所示。
A、B、C三种元素原子的质子数之和为32。
D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍。
则下列说法正确的是( )
A.D元素的某种同位素的质量数为14,则其中子数为6
B.四种元素形成的气态氢化物中,C元素的氢化物的稳定性最强
C.B、C两种元素可形成BC6型化合物,该化合物属于离子化合物
D.A、B两种元素的气态氢化物均能与它们对应的最高价氧化物对应的水化物发生反应,且都属于氧化还原反应
B [设A元素的原子序数为x,由题图中A、B、C在元素周期表中所处的位置知,B元素的原子序数为x+1+8,C元素的原子序数为x+2,由题意得x+(x+1+8)+(x+2)=32,解得x=7,则A、B、C三种元素分别为N、S、F,D元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍,则D为C(碳)。
C(碳)元素的某种同位素的质量数为14,则其中子数为8,A项错误;四种元素形成的气态氢化物中,HF的稳定性最强,B项正确;BC6型化合物为SF6,该化合物中只含有共价键,属于共价化合物,C项错误;NH3+HNO3===NH4NO3,该反应中没有元素的化合价发生变化,不属于氧化还原反应,D项错误。
]
3.根据表中短周期元素的有关信息判断,下列说法错误的是( )
元素编号
E
F
G
H
I
J
K
L
原子半
径/nm
0.037
0.074
0.082
0.099
0.102
0.143
0.160
0.186
最高化合
价或最低
化合价
+1
-2
+3
-1
-2
+3
+2
+1
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:
H>I
B.简单离子半径:
K>F
C.同温下,形状、大小相同的单质与等浓度、等体积的稀硫酸反应的速率:
L>K>J
D.原子半径:
I>H>G>F
B [F、I的最低负化合价都为-2,应该为第ⅥA族元素,根据原子半径可知F为O,I为S;E、L的最高正化合价为+1,结合原子半径大小可知E为H,L为Na;K的最高正化合价为+2,结合原子半径可知K为Mg;G、J的最高正化合价为+3,结合原子半径可知G为B,J为Al;H的最低化合价为-1,为ⅦA族元素,其原子半径大于F,则H为Cl。
选项A,Cl的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸,S的最高价氧化物对应的水化物为硫酸,由于非金属性:
Cl>S,则高氯酸的酸性大于硫酸,正确;选项B,Mg2+、O2-电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径:
Mg2+<O2-,错误;选项C,L、K、J分别为Na、Mg、Al,三者的单质与等浓度、等体积的稀硫酸反应的速率:
Na>Mg>Al,正确。
]
4.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。
A、B、C、D分别是这些元素形成的单质,甲、乙、丙、丁、戊是由这些元素形成的二元化合物。
其中,乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体;丙是一种高能燃料,其组成元素与乙相同;丁是常见的两性氧化物。
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:
WB.戊的沸点低于乙
C.丙中只含非极性共价键
D.乙可与X元素的最高价氧化物对应的水化物反应
D [由乙是一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体,推出乙为NH3,由此推出W为H。
丙是一种高能燃料,且组成元素与乙相同,则丙是N2H4。
又丁是常见的两性氧化物,则丁是Al2O3,进而推出X、Y、Z分别是N、O、Al。
故根据题图和题干信息可推知,W、X、Y、Z分别为H、N、O、Al,甲、乙、丙、丁、戊、己分别为AlN、NH3、N2H4、Al2O3、H2O、Al(OH)3。
原子半径的大小为H]
课堂反馈 真题体验
1.(2018·全国卷Ⅰ,T12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20。
W、X、Z最外层电子数之和为10;W与Y同族;W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应,其生成物可腐蚀玻璃。
下列说法正确的是( )
A.常温常压下X的单质为气态
B.Z的氢化物为离子化合物
C.Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D.W与Y具有相同的最高化合价
B [可腐蚀玻璃的物质是HF。
根据题意可推知,W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。
常温常压下Na是固态,A项错误;CaH2是离子化合物,B项正确;CaCl2是强酸强碱盐,水溶液呈中性,C项错误;氯有最高化合价为+7,氟无正价,D项错误。
]
2.(2017·全国卷Ⅰ,T12)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