第2讲 元素周期律和元素周期表.docx

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第2讲元素周期律和元素周期表

第2讲元素周期律和元素周期表

[考纲解读]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.以第三周期为例，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ⅠA和ⅦA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、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。

考点一元素周期表1．原子序数

对于一个原子：

原子序数＝____________＝____________＝____________＝____________2．元素周期表

（1）编排原则：

①按____________递增顺序从左到右排列；

②将__________相同的元素排成一横行，共有____个横行。

③把________________相同的元素按____________递增的顺序从上到下排成一纵列，共有____列。

（2）周期

7个横行，7个周期

18列，16个族

（4）分区

①分界线：

沿着元素周期表中______________与____________的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线（氢元素除外）。

②各区位置：

分界线左下方为__________区，分界线右上方为______________区。

③分界线附近元素的性质：

既表现__________的性质，又表现____________的性质。

3．元素周期表中的特殊位置

（1）过渡元素：

元素周期表中部从______族到______族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。

（2）镧系：

元素周期表第____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____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。

1．下面的虚线框中每一列、每一行相当于元素周期表的每一族和每一周期，但它的列数和行数都多于元

素周期表。

请在下面的虚线框中用实线画出元素周期表第一至第六周期的轮廓，并画出金属与非金属的分界线和第Ⅷ族的轮廓。

2．下列说法正确的是（）

A．相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差都相同

B．同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差都相同

C．某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数

D．若发现了115号元素，则该元素肯定位于第七周期第ⅤA族

3．第三周期第ⅣA族的元素是________；Na元素的原子序数为11，其相邻的同族元素的原子序数是

__________；短周期元素中，族序数等于周期序数的元素有________，族序数等于周期序数2倍的元素有________，周期序数等于族序数2倍的元素有________。

4．下列说法正确的是（）

A．原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族B．114号元素位于第七周期第ⅣA族

C．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

D．位于同一周期的甲乙两种元素，甲位于ⅠA族，原子序数为x，乙位于ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋

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（1）元素周期表结构中隐含的两条规律：

①同周期主族元素原子序数差的关系

a．短周期元素原子序数差＝族序数差；

b．两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。

两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；

c．四、五周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，六周期为25。

②同主族、邻周期元素的原子序数差的关系

a．ⅠA族元素随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；

b．ⅡA族和0族元素随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；

c．ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。

（2）根据原子序数确定元素在周期表中的位置的思维程序

①首先要熟记每周期中稀有气体元素的原子序数

②期；若该原子序数比最邻近的稀有气体原子序数大，则该元素在稀有气体元素所在周期的下一周期。

③求差值，定族数。

若某元素原子序数比相应稀有气体元素多1或2，则该元素处于该稀有气体元素所在周期的下一周期的ⅠA族或ⅡA族；若比相应稀有气体元素少1～5，则该元素处于稀有气体元素所在周期的ⅢA～ⅦA族。

对于过渡元素族序数的确定另行考虑。

考点二元素周期律

1．定义：

元素的性质随________的递增而呈________变化的规律。

2．实质：

元素原子________________________的结果。

3．具体表现形式

4.

（1）元素金属性强弱的判断依据

①根据金属单质与水（或酸）反应的难易程度：

越易反应，则对应金属元素的金属性越强。

②根据金属单质与盐溶液的置换反应：

A置换出B，则A对应的金属元素的金属性比B对应的金属元素

的金属性强。

③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：

单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强（Fe对应的是Fe2，而不是Fe3）。

＋

＋

④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：

碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。

⑤根据电化学原理：

不同金属形成原电池时，作负极的金属活泼；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼。

（2）元素非金属性强弱的判断依据

①根据非金属单质与H2化合的难易程度：

越易化合，则其对应元素的非金属性越强。

②根据形成的气态氢化物的稳定性或还原性：

越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。

③根据非金属之间的相互置换：

A能置换出B，则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应的非金属元素的非金属性。

④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：

酸性越强，则对应非金属元素的非金属性越强。

⑤根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱：

单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，元素的非金属性越强。

⑥最高价含氧酸形成的盐（同种阳离子）碱性越弱对应的非金属元素的非金属性越强。

5．

（1）下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是__________________。

①HCl的溶解度比H2S大；②HCl的酸性比H2S强；③HCl的稳定性比H2S大；④HCl的还原性比H2S弱；⑤HClO4的酸性比H2SO4强；⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS；⑦Cl2能与H2S反应生成S；⑧在周期表中Cl处于S同周期的右侧；⑨还原性：

Cl＜S2

－

－

（2）有三种金属元素A、B、C，在相同条件下，B的最高价氧化物的水化物的碱性比A的最高价氧化物的水化物的碱性强；若将A、C相连后投入稀硫酸中，发现C表面有明显气泡产生。

则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是。

6．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是（m、n均为正整数）（）A．若R（OH）n为强碱，则W（OH）n＋1也为强碱;B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素

7．下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是（）

A.eC．6种元素中，c元素单质的化学性质最活泼D．c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强

8.已知X、Y、Z、W四种短周期主族元素在元素周期表中的相对位置

如图所示,下列说法正确的是（）

A．W的原子序数可能是Y的原子序数的2倍;

B．Z元素的原子半径可能比Y元素的小

C．W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强;D．Z的化学活泼性一定比X的强

（1）通常根据元素原子在化学反应中得、失电子的难易判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据得、失电子的多少。

（2）通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断。

考点三元素周期表和元素周期律的应用

1．根据元素周期表中的位置寻找未知元素

2．预测元素的性质（由递变规律推测）

（1）比较不同周期、不同主族元素的性质:

如金属性Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性Mg（OH）2____Al（OH）3，Ca（OH）2____Mg（OH）2（填“＞”、“＜”或“＝”）；

（2）推测未知元素的某些性质:

如：

已知Ca（OH）2微溶，Mg（OH）2难溶，可推知Be（OH）2____溶；再如：

已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹（At）应为____色固体，与氢____化合，HAt____稳定，水溶液呈____性，AgAt____溶于水等。

3．启发人们在一定区域内寻找新物质

（1）半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：

Si、Ge、Ga等。

（2）农药中常用元素在右上方，如：

F、Cl、S、P、As等。

（3）催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：

Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。

42322289．已知钍（232Th）的原子可发生下列放射性变化，Th→X＋α，生成的X是与钫（Fr）同周期的一种元素9090882

的原子，下列对X的推断错误的是（）

A．X的氢氧化物是一种强碱;B．X的碳酸正盐不溶于水

C．X原子核外有6个电子层;D．X的最高化合价为＋2价

元素性质的递变规律

元素周期律是高中化学的重要理论体系之一，高考常常借助元素性质的递变规律，以实验设计、实验评价等形式考查理论、考查实验，体现了高考的创新设计与能力考查。

【例1】某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。

Ⅰ.

（1）将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的0.1mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：

________________________与盐酸反应最剧烈，________________________与盐酸反应最慢。

（2）将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3·H2O，从而验证NaOH的碱性大于NH3·H2O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？

并说明理由：

Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）仪器A的名称为，

干燥管D的作用是_________________________________。

（4）实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：

装置A、B、C中所装药品分别为、、，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为。

（5）若要证明非金属性：

C>Si，则A中加B中加Na2CO3、C中加，观察到C中溶液的现象为_。

【例2】某同学做同周期元素性质递变规律实验时，设计了一套实验方案，并记录有关实验现象如下表：

（1）实验目的：

________________________________________________________。

（2）实验用品：

仪器：

，药品：

。

（3）实验内容：

（填写题给信息表中的序号）

（4）实验结论：

（5）请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因：

（6）请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素性质的递变规律：

微粒半径大小比较

特别说明：

以上方法仅适用于主族元素。

【例3】X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。

X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是（）

A．X>Y>ZB．Y>X>ZC．Z>X>YD．Z>Y>X

规律方法以上规律对于原子、离子之间的半径比较均适用。

稀有气体元素的原子半径与同周期中相邻非金属元素的原子半径不具有可比性，因测定依据不同。

【例4】下列粒子半径大小的比较正确的是（）

A．Na＜Mg2＜Al3＜O2B．S2＞Cl＞Na＞Al3＋＋＋－－－＋＋

C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs＜Rb＜K＜Na

“序、层”规律和“序、价”规律的应用

1．“序、层”规律

（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。

2．“序、价”规律

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”。

【例5】X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是（）

A．n－8B．n－3C．n－1D．n＋5

【例6】X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn阳离子与Yn阴离子具有相同的电子层结构，Zn阴离子半径＋－－

大于Yn阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是（）－

A．Z>X>YB．X>Y>ZC．Z>Y>XD．

X>Z>Y

高考题组一元素周期表的结构

1．（2011·山东，10）某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素（）

A．在自然界中只以化合态的形式存在；B．单质常用作半导体材料和光导纤维

C．最高价氧化物不与酸反应；D．气态氢化物比甲烷稳定

2．（2011·山东，13）元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。

下列说法正确的是（）

A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价

B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高

C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强

D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素

3．（2011·江苏，5）短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期

表中的相对位置如右图所示。

下列说法正确的是（）

A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8

B．原子半径的大小顺序为rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ

C．离子Y2和Z3的核外电子数和电子层数都不相同－＋

D．元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强

4．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下

呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。

下列说法正确的是（）

A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态

B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应

C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质；D．化合物AE与CE含有相同类型的化学键

5．（2008·四川理综，9）下列叙述中正确的是（）

A．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数

B．除短周期外，其他周期均有18种元素

C．副族元素中没有非金属元素；D．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素

6．（2008·全国Ⅰ，9）下列各组给定原子序数的元素，不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是（）

A．3和17B．1和8C．1和6D．7和12

高考题组二元素周期律

7．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）同周期主族元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小（）（2011·天津，2B）

（2）第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强

（3）同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低（）（2011·天津综，2C）（）（2011·天津，2D）

（4）根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7（）（2011·安徽，11B）

（5）元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强

（）（2011·四川，8D）（）（2010·山东，11B）（）（2010·山东，11C）（）（6）HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱（7）第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强8．（2011·福建理综，7）依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是

A．H3BO3的酸性比H2CO3的强；B．Mg（OH）2的碱性比Be（OH）2的强

C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强；D．若M和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：

R>M＋－

9．（2011·重庆理综，7）下列叙述正确的是（）

A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同

B．K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性

C．Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大

D．C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强

10．（2010·全国理综Ⅰ，6改编）下列判断错误的是（）

A．沸点：

NH3>PH3>AsH3；B．熔点：

Si3N4>NaCl>SiI4

C．酸性：

HClO4>H2SO4>H3PO4；D．碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3

11．（2010·上海，20）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

A．X、Y元素的金属性X

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

12．（2011·四川理综，26）甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。

甲、丙处于同一主族，

丙、丁、戊处于同一周期，戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。

甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；戊的单质与X反应能生成乙的单质，同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z,0.1mol·L－1的Y溶液pH>1；丁的单质既能与丙元素最高价氧化物对应的水化物的溶液反应生成盐L，也能与Z的水溶液反应生成盐；丙、戊可组成化合物M。

请回答下列问题：

（1）戊离子的结构示意图为__________________________________________________。

（2）写出乙的单质的电子式：

__________________________________________________。

（3）戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2∶4，反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。

（4）写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

（5）按右图电解M的饱和溶液，写出该电解池中发生反应的

总反应方程式：

____________________________________

_______________________________________________。

将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中，观察到的

现象是___________________________________________。

原理使用要准确、化学用语书写要规范

课时规范训练

能力提升训练

1．早在2007年3月21日，我国就公布了111号元素Rg的中文名称。

该元素名称及所在周期是（）

A．钅仑第七周期B．镭第七周期C．铼第六周期D．氡第六周期

3．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原

子序数为a。

则下列说法不正确的是（）

A．Y与Z的原子序数之和可能为2a；B．Y的原子序数可能为a－17

C．Z的原子序数可能为a＋31；D．X、Y、Z一定为短周期元素

4．元素X、Y和Z可结合形成化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。

下列

有关推测正确的是（）

A．XYZ3是一种可溶于水的酸，且X与Y可形成共价化合物XY

B．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZ

C．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成离子化合物YZ

D．XYZ3是一种离子化合物，且Y与Z可形成离子化合物YZ2

5.短周期元素A、B、C在周期表中的位置如右图所示。

已知B、C两元

素所在族数之和是A元素族数的2倍，B、C两元素的原子序数之和

是A元素的4倍，则A、B、C是（）

A．Be、Na、AlB．B、Mg、SiC．O、P、ClD．C、Al、P

6．X、Y、Z、M是4种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y与M、X与Z位于同一周期。

X原子

最外层电子数是其电子层数的3倍。

Z原子的核外电子数比X原子少1。

M是同周期中半径最大的元素（除稀有气体元素）。

下列说法正确的是（）

A．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO3

B．Z和M组成的化合物为离子化合物，它与盐酸反应可以生成两种盐

C．X、Y、Z元素的气态氢化物中，Y的沸点最高；D．四种元素简单离子的半径由大到小依次为Y>X>Z>M

7．下列实验操作与实验目的相符的是（）

有关X的说法中不正确的是（）

A．X能与某些金属元素形成化合物；B．X可能形成化学式为KXO3的含氧酸钾盐

C．X不可能为第一周期元素；D．由X形成的含氧酸均为强酸

9．下列叙述正确的是（）

A．L层电子数为奇数的所有元素都是非金属元素

B．第三、四、五、六周期元素的数目分别是8、18、32、32

C．第四周期由左至右第八、九、十三列元素中没有非金属元素

D．只有ⅡA族元素的原子最外层有2个电子

10.如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是

A．原子半径：

④>③

B．气态氢化物的稳定性③大于⑥，与氢键无关

C．元素⑤的单质与元素②的最高价氧化物对应的水化物反应时，

参加反应的⑤单质与生成氢气的物质的量之比为2∶3

D．元素④、⑦、⑨的单质的氧化性依次增强

11．X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的前20号元素中的4种。

X、Y同周期，Y、Z同主

族，Zn与Wn的电子层结构相同。

由这四种元素形成的单质、化合物有如图所示转化关系。

已知：

－＋（）

常温下A为液体，B、C、E、G为气态化合物，且A、C、G均为直线形分子；D是由元素W、Y形成的常见化合物。

（1）元素W的名称________，Z的原子结构示意图__________，A的电子式。

（2）写出D、E的化学式：

D__________、E________。

（3）①已知38gA与Y完全反应生成B、C时放出akJ的热量，写出该反应的热化学方程式：

_________________________________________________________________________________________。

②F与水反应的化学方程式：

________________________________________________。

12．（A）现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：

（1）元素这种同位素的符号是________。

（2）元素Y与氢元素形成一种离子YH4，写出该微粒的电子式____________________（用元素符号表示）。

（3）元素Z与元素T相比，非金属性较强的是______（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是__________。

a．常温下Z的单质和T的单质状态不同；b．Z的氢化物比T的氢化物稳定

c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应

（4）