11元素周期表.docx
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11元素周期表
元素周期表
一、一周内容概述
本周讲述了：
元素周期表。
内容包括元素周期表的结构；碱金属元素的性质的相似性和递变性；卤族元素的性质的相似性和递变性；原子结构、同位素及元素的相对原子质量。
二、重点、难点、知识剖析
（一）元素周期表的结构
1、元素周期表的排列原则
（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列；
（2）将电子层数相同的元素排成一个横行；
（3）把最外层电子数相同的元素（个别例外）按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。
2、周期表的结构：
（7个周期，16个族）
（1）周期：
具有相同电子层数而又按原子序数递增顺序排列的一系列元素。
周期序数＝（该周期元素原子的）电子层数
（2）族：
最外层电子排布（外围电子排布）相似的同一纵行的元素，称之为一族。
主族序数＝最外层电子数＝最高正化合价
（3）
（二）碱金属元素
碱金属包括：
锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr），由于这些元素氧化物的水化物都是可溶于水的强碱，故称为碱金属。
1、碱金属元素的原子结构特征
根据以上原子结构示意图分析得出：
相似性：
最外电子层上都只有一个电子，次外层电子数为8个（Li为2个）。
递变性：
随着核电荷数增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
2、碱金属的物理性质
相似性：
都有银白色的金属光泽（除铯略带金色以外），质软，密度小，熔点低，导电、导热性好。
递变性：
从Li到Cs，密度逐渐增大（Li、Na、K的密度比水的小，Rb、Cs的密度比水大，且钠的密度大于钾的密度），熔沸点逐渐降低。
3、碱金属的化学性质
从锂到铯，它们的金属性逐渐增强。
（1）与水反应
相似性：
2R＋2H2O＝2ROH＋H2↑（R为碱金属）
递变性：
从锂到铯，金属与水反应的剧烈程度加大，生成的氢氧化物碱性增强（CsOH为最强碱）
（2）与非金属反应
Li：
常温或燃烧生成Li2O
4Li＋O2＝2Li2O
Na：
常温生成Na2O，燃烧生成Na2O2
K：
常温生成K2O2，燃烧生成KO2（超氧化钾）
Rb、Cs与氧气反应也生成复杂的氧化物。
（3）与盐溶液反应
碱金属与盐的水溶液反应时，先是与水反应生成碱和氢气，碱再与盐反应。
碱金属单质不能从盐的溶液中置换出较不活泼的金属。
（三）卤素的原子结构特点
注：
砹（At）是放射性元素，一般不作研究。
相同点：
最外层电子层上都有7个电子。
不同点：
从F到I，核电荷数逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
（四）卤素单质的物理性质
F2—淡黄绿色气体 Cl2—黄绿色气体
Br2—深红棕色液体 I2—紫黑色固体
1、相似性
都有颜色和毒性，不易溶于水（除F2外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂。
下表列出了显色情况：
注：
（1）有机溶剂中密度比水小的有苯、汽油、酒精等，密度比水大的有CCl4、CS2等。
以上溶剂中只有酒精易溶于水，其余均难溶于水。
（2）溶液的颜色随浓度的增大而加深。
（3）上表所列颜色变化情况比较复杂，常说的颜色为：
溴水为黄色，溴溶解在有机溶剂中为橙红色，碘水为黄色，碘溶解在苯、汽油、四氯化碳中为紫色，碘溶解在酒精中（即碘酒）为褐色。
2、递变性
按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，单质的颜色逐渐加深；状态由气态变化到液态，再变化到固态；熔、沸点逐渐升高；在水中的溶解度逐渐减小（F2除外）。
3、特性
（1）液溴是深红棕色液体，且易挥发
液溴应密封保存，如果把溴存放在试剂瓶里，需加水液封，以减少挥发。
盛溴的试剂瓶不能用橡皮塞（Br2可腐蚀橡胶）。
（2）碘易升华—常用于分离、提纯I2
碘用棕色试剂瓶盛装，并放在阴凉处。
（五）卤素单质间的置换反应
（1）F2能与水反应放出O2，故F2不能从卤素化合物的水溶液中置换出卤素单质
（六）卤族元素性质的相似性和递变性
1、相似性
（1）卤素都呈现非金属性，单质具有一定的氧化性，均能与金属、非金属、水和碱溶液反应。
（2）常见的化合价有－1、0、＋1、＋3、＋5、＋7（氟无正价）
（3）均能形成气态氢化物（HX）
（4）最高价氧化物对应的水化物（HXO4）为酸（F除外）
2、递变性
按F、Cl、Br、I的顺序，元素的非金属性逐渐减弱，单质（X2）的氧化逐渐减弱，卤离子（X－）的还原性逐渐增强，卤化氢（HX）的还原性逐渐增强，单质（X2）与H2化合逐渐困难，气态氢化物（HX）的热稳定性逐渐减弱，最高价含氧酸（HXO4）[F除外]的酸性逐渐减弱，氢卤酸（HX）的酸性逐渐增强。
以上相似性、递变性的原因为卤素原子最外层的电子数为7，且按F、Cl、Br、I的顺序，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱。
（七）原子组成
1、质量数
如果忽略电子质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得数值就是质量数。
2、原子组成和三种粒子间的关系
原子（
）
的含义：
代表一个质量数为A，质子数为Z的原子。
质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
原子呈电中性：
核电荷数＝质子数＝核外电子数
（八）核素、同位素和元素的相对原子质量
1、核素
核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
例如，原子核里有6个质子和6个中子的碳原子，质量数是12，称为碳-12核素，或写成12C核素。
原子核里有6个质子和7个中子的碳原子，质量数为13，称13C核素。
氧元素有16O，17O，18O三种核素。
2、同位素
（1）概念：
具有相同质子数和不同的中子数的原子互称为同位素，如
就互为同位素。
（2）同位素的特点
①同种元素可以有若干种不同的原子。
至今已发现了116种元素，但发现的原子远多于116种。
②核电荷数相同的不同原子，虽然它们的中子数不同，但属于同种元素。
③同一种元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。
3、元素的相对原子质量
（1）概念：
根据元素天然同位素所占的原子个数百分比和同位素的相对原子质量，计算出该元素的相对原子质量。
（2）计算式：
Ar（E）＝Ar（E1）·a%＋Ar（E2）·b%＋Ar（E3）·c%＋……式中Ar（E1）、Ar（E2）、Ar（E3）分别为同位素的相对原子质量，a%、b%、c%分别为自然界中各种天然同位素原子所占原子个数的百分比。
高考解析
例1、（2009年全国卷Ⅱ）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。
下列叙述中错误的是
（ ）
A．它是副族元素B．它是第六周期元素
C．它的原子核内有63个质子
D．它的一种同位素的核内有89个中子
解析：
核外电子数等于其质子数，C项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，63-2-8-8-18-18=9，显然其属于第六周期，从左到右的第9种，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族，A项、B项均正确；由于存在同位素，所以相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152-63=89来计算，D项错。
答案：
D
例2、（2009年广东）我国稀土资源丰富。
下列有关稀土元素
与
的说法正确的是（ ）
A．
与
互为同位素B．
与
的质量数相同
C．
与
是同一种核素D．
与
的核外电子数和中子数均为62
解析：
质子数相同，中子数不同的核素称为同位素，具有一定数目质子数和中子数的原子称为核素。
与
质量数不同，B错；
与
是不同核素，C错；
与
的中子数不同，D错。
答案：
A
例3、（北京卷）下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是（ ）
A.常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.W的氢化物沸点比X的氢化物的沸点高
D.Y元素的非金属性比W元素的非金属性强
答案：
D
解析：
从图中图形来看，应对应的是右图结构：
常温常压下，P、S的单质均为固体，而溴单质为液体，显然A错，B中显然Br－的电子层结构与Ar不同，故B错，C是NH3分子间由于氢键的作用反而沸点比PH3的高，D中S的非金属性显然比P强，选D。
课外拓展
（一）周期表中特殊位置的元素
1、族序数等于周期数的元素：
H、Be、Al2、族序数等于周期数2倍的元素：
C、S
3、族序数等于周期数3倍的元素：
O4、周期数是族序数2倍的元素：
Li
5、周期数是族序数3倍的元素：
Na
6、最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：
C、Si
7、最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：
S
8、除H、He外，原子半径最小的元素：
F
9、短周期中其离子半径最大的元素：
S10、最高正化合价不等于族序数：
O、F
（二）原子结构与元素在周期表中的位置关系规律：
1、核外电子层数＝周期数2、主族元素的最外层电子数＝族序数
3、质子数＝原子序数＝原子核外电子数
4、主族元素的最高正价＝族序数；负价的绝对值＝8－族序数
一、选择题
1、以下各组物质的性质比较中，正确的是（ ）
A．热稳定性：
Na2CO3＞NaHCO3＞H2CO3B．溶解度：
Na2CO3＜NaHCO3＜H2CO3
C．熔点：
Rb＞K＞Na＞LiD．还原性：
Rb＜K＜Na＜Li
2、同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是（ ）
A.16 B.26C.36 D.46
3、在下列元素中，不属于主族元素的是（ ）
A.磷 B.铁C.钙 D.碘
4、下列关于碱金属的描述中正确的是（ ）
A．碱金属都可以保存在煤油里B．硬度小、密度小、熔点低
C．在空气中加热均可生成多种氧化物D．碱金属与水反应，均漂在水面上
5、短周期元素X、Y的原子序数相差2。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．X与Y不可能位于同一主族B．X与Y一定位于同一周期
C．X与Y可能形成共价化合物XYD．X与Y可能形成离子化合物XY
6、下列各项对碳的三种同位素
的原子均不同的是（）
A．核电荷数 B．中子数C．电子层数 D．元素种类
7、短周期元素X和Y形成XY4型化合物，若X的原子序数为m，Y的原子序数为n，则m和n的关系不可能为（）
A．m－13＝n B．n－5＝mC．m＋8＝n D．n－11＝m
8、在元素周期表的前四周期中，如图中排列着5种元素，若B元素核电荷数为z，则这5种元素核电荷数之和可能是（）
A．5Z＋2 B．5Z＋8C．5Z＋10 D．5Z＋18
9、X元素的阳离子与Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，下列叙述正确的是（）
A．原子序数X＜Y B．原子半径X＜Y
C．离子半径X＞Y D．原子最外层电子数X＜Y
10、根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）
A．K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等
B．L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
C．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
D．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
二、综合题
11、有X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大，其核电荷数总和为38，Y元素原子最外层电子数占核外电子总数的3/4；W元素原子最外层电子比同周期Z元素多5个电子；W和Y不属同一主族。
（1）写出元素符号：
X________，Y________，Z________，W________。
（2）Z、W两元素最高价氧化物对应水化物反应的方程式是___________。
（3）把Z单质（片状）放入滴有酚酞的沸水中，观察到的现象是_______，反应的化学方程式___________。
12、A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大。
A、D同族；B、C同周期。
A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B原子个数比为4︰1。
常温下，由A、C组成的两种化合物乙和丙都是液态，乙中A、C原子个数比为1︰1；丙中A、C原子个数比为2︰1。
由D和C组成的两种化合物丁和戊都是固态，丁中D、C原子个数之比为1︰1，戊中D、C原子个数比是2︰1。
B元素的最高价氧化物跟丁能发生化学反应，生成物为两种，其中一种为C的单质。
（1）各物质的化学式分别为：
甲_________，乙_________，丙_________，丁_________，戊_________。
（2）B元素的最高价氧化物跟丁反应的化学方程式为________________。
13、A、B、C、D为常见气态单质。
已知：
①A和B可以在放电条件下发生化合反应，其产物还可与B化合生成红棕色气体；
②C分别与A、B反应生成的两种化合物分子中都含有10个电子；
③C和D反应生成的化合物易溶于水，在其溶液中滴加AgNO3，溶液，生成白色沉淀。
请回答：
（1）C和D反应生成的化合物的电子式是____________。
（2）上述②中化合物的热稳定性_____________强于_____________。
（填写化学式）。
（3）将D通入B、C生成的化合物中，发生反应的化学方程式为____________。
（4）A、C、D所含元素可组成一种离子化合物，该化合物发生水解反应的离子方程式_________________。
14、
（1）在上面元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。
（2）根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在VIIA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的族。
（3）现有甲、乙两种元素，甲元素原子核外3p亚层上有5个电子，乙元素的焰色反应显黄色。
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应位置。
②甲元素与硫元素相比较，非金属性较强的是（填名称），写出可以验证该结论的一个化学反应方程式。
15、致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。
人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃。
于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。
于是科学家开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。
据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
（1）氢化物的易燃性：
第二周期______＞______＞H2O、HF。
第三周期SiH4＞PH3＞_______＞_______。
（2）化合物的毒性：
PH3＞NH3；H2S_____H2O；CS2_____CO2；CCl4＞CF4（选填＞或＜、＝）。
（3）已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为－128℃，新的致冷剂的沸点范围应介于其间。
经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终止诞生了，其他类似的还可以是_________。
（4）然而这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是____________，但求助于周期表中元素及其化合物的____________变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。
（填写字母）
①毒性 ②沸点 ③易燃性 ④水溶性 ⑤颜色
a.①②③ b.②④⑤ c.②③④
答案：
ADBBCDBBCCDC
1、H2CO3在常况下就易分解，NaHCO3须加热才会分解；Na2CO3的溶解度大于NaHCO3；碱金属从Li→Cs，熔点逐渐减小，还原性逐渐增强．
4、A．金属锂的密度为0.534ｇ·cm－3会浮在煤油的上面，故A错误．B．常况下，碱金属都属于软金属，即硬度小，密度最大的铯仅有1.879ｇ·cm－3，熔点最高的锂仅为180.5℃，故碱金属硬度小、密度小、熔点低，是正确的．C．在空气中加热，Li与O2反应只生成Li2O，即C项错误．D．铷、铯的密度均大于1g·cm－3，所以D也不正确．
6、同位素的质子数、电子数相同，但质量数、中子数不同。
7、
：
SiCl4、CCl4（D）；
：
CH4、SiH4（A）
8、根据元素周期表结构，可推知A、B、C、D、Z的核电荷数分别是Z－1、Z、Z＋1、Z－8、Z＋18。
9、X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，X是金属元素，Y是非金属元素，且X在Y元素的下一周期。
10、A：
K层电子为奇数的是氢元素，位于ⅠA族与其最外层电子数相等；B：
L层电子为奇数，表明L层为最外层电子，有Li、B、N、F等四种元素，分别位于ⅠA、ⅢA、ⅤA和ⅦA与其元素原子的L层电子数相等；C：
L层电子数为偶数，那么L层电子数可能为8，为次外层，故是错误的；D：
M层电子为奇数的所有主族元素所有族的序数与该元素原子M层电子数相等。
11、
（1）H；O；Mg；Cl
（2）Mg（OH）2＋2HClO4＝Mg（ClO4）2＋2H2O
（3）产生气泡，溶液变红；
12、
（1）CH4；H2O2；H2O；Na2O2；Na2O
（2）2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2
13、
（1）
（2）H2O；NH3 （3）C12＋H2O＝HCl＋HClO （4）NH4+＋H2O
NH3·H2O＋H+
14、
（1）
（2）IVA （3）①上表中 ②氯 H2S＋Cl2=2HCl＋S↓
15、解析：
（1）根据元素周期律、非金属越强、氢化物稳定性越大。
从题中信息，知道第三周期氢化物易燃性：
SiH4＞PH3＞H2S＞HCl，因此很容易推出第二周期的氢化物易燃性顺序为CH4＞CH3＞H2O、HF。
（2）根据已知化合物的毒性：
PH3＞NH3，CCl4＞CF4，自己创造规律，得出“相同类型的化合物，相对分子质量越大，其化合物的毒性也越大”的结论，然后应用此规律，得出H2S＞H2O；CS2＞CO2.
答案：
（1）CH4、NH3；H2S、HCl
（2）＞、＞
（3）CFCl3（或CF3Cl）（4）使大气臭氧层出现空洞；a
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