最新高一化学元素周期表知识精讲.docx

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最新高一化学元素周期表知识精讲

高一化学元素周期表

【本讲主要内容】

元素周期表

元素周期表中主族元素性质的递变规律、原子结构、元素性质及元素在周期表中位置三者的关系、元素周期表的结构及应用、元素的推断等。

其中元素周期表的结构及应用是学习的重点。

【知识掌握】

【知识点精析】

一.元素周期表中主族元素性质的递变规律

内容

同周期（从左到右）

同主族（从上到下）

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

电子层结构

电子层数相同

最外层电子数渐多

电子层数递增

最外层电子数相同

失电子能力

得电子能力

逐渐减小

逐渐增大

逐渐增大

逐渐减小

金属性

非金属性

逐渐减弱

逐渐增强

逐渐增强

逐渐减弱

主要化合价

最高正价（+1→+7）非金属元素负价=－（8－族数）

稀有气体化合价为零，主族元素最高正价数等于族序数（O、F除外）

最高价氧化物对应水化物的酸碱性

酸性逐渐增强

碱性逐渐减弱

酸性逐渐减弱

碱性逐渐增强

非金属元素气态氢化物的形成与稳定性

气态氢化物的形成逐渐变易

气态氢化物逐渐稳定

气态氢化物形成逐渐困难

气态氢化物逐渐不稳定

二.原子结构、元素性质及元素在周期表中位置三者的关系

1.原子结构与元素在周期表中的位置关系：

（1）核外电子层数＝周期数

（2）主族元素的最外层电子数＝价电子数＝主族序数＝最高正价数

（3）质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数

（4）负价绝对值＝8－主族数（限ⅣA～ⅦA）

（5）原子半径越大，失电子越易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物的相应水化物碱性越强，其离子的氧化性越弱。

（6）原子半径越小，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，形成最高价氧化物的相应水化物酸性越强，其离子的还原性越弱。

2.周期表与电子排布

（1）最外层电子数等于或大于3（小于8）的一定是主族元素。

（2）最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素又可能是副族或零族元素氦。

（3）最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。

（4）某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。

（5）电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。

3.从元素周期表归纳元素化合价的规律

（1）主族元素的最高正价数等于主族序数，等于主族元素原子的最外层电子数，其中氟无正价。

非金属元素除氢外，均不能形成简单阳离子，金属元素不能形成简单阴离子。

（2）主族元素的最高正价数与最低负价数的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族依次为ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。

（3）非金属元素的正价一般相差2，如氯元素正化合价有+7、+5、+3、+1等，某些金属也符合此规律，如锡元素正化合价有+4、+2价

（4）短周期正价变化随原子序数递增，同周期有一个+1到+7价的变化（ⅠA～ⅦA）；长周期有两个+1到+7价的变化（ⅠA～ⅦB，ⅠB～ⅦA）。

三.元素周期表的结构

1.周期

元素周期表分7个周期，第一、二、三为短周期，元素种类依次为2、8、8；第四、五、六周期为长周期，元素种类依次为18，18，32；第七周期为不完全周期，目前有32种元素。

除第一周期外，每一周期的元素都是从碱金属开始，逐渐过渡到卤族元素，最后以稀有气体元素结束。

2.族

元素周期表中有18个纵行，分为16个族，其中7个主族、7个副族，还有1个零族和1个第Ⅷ族。

过渡元素包括全部副族和第Ⅷ族，都是金属，又称过渡金属。

除短周期外；族序数从左到右的顺序为：

ⅠA→ⅡA→ⅢB→…ⅦB→Ⅷ→ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0族，前后从1→8更迭两次。

金属、非金属的分界线

位于分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。

如铝既能跟盐酸反应，也能跟NaOH溶液反应生成NaAlO2并放出H2。

周期表的左下方金属性最强的元素是（放射性元素除外）Cs，右上方非金属性最强的元素是F。

四.主族元素的氢化物、氧化物及其对应水化物的化学式

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

氢化物

RH4

（C2H2…）

RH3

H2R

HR

最高价氧化物

R2O

RO

R2O3

RO2

R2O5

RO3

R2O7

（F除外）

氧化物的特例

Na2O2

CO

N2O、NO

NO2…

SO2

Cl2O

Cl2O3…

最高价氧化物对应水化物

ROH

R（OH）3

或H3RO3

H2RO3

（H4SiO4）

H3RO4

（HNO3）

H2RO4

HRO4

酸或碱的特例

HAlO2

H2C2O4

CH3COOH等

H3PO3

HPO3等

H2SO3

HClO

HClO3等

五.元素、核素和同位素

1.概念辨析

元素是具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。

元素的种类由质子数决定，与中子数、核外电子数无关。

如H和D+属于同种元素。

核素是核内具有确定数目质子和中子的原子。

核素的种类是由质子数和中子数共同决定的，与核外电子无关。

如

和

是同种核素。

同位素是同种元素的不同核素。

如

、

、

三种核素的质子数相同、同属氧元素，但中子数不同，是不同的核素和同位素。

因此，只有同种元素的不同核素才是同位素，不同元素的核素不是同位素。

元素只能论种类不能计个数，而原子既能论种类又能计个数。

2.由不同同位素构成的物质的性质和特点

（1）不同同位素的质子数相同，核外电子数也相同，只是中子数不同，因而其化学性质基本相同。

（2）不同同位素构成的单质（如H2和D2）是不相同的单质，但其化学性质基本相同。

（3）不同同位素构成的化合物（如D2O和Ｔ2O）是不同的化合物，其物理性质不同，但化学性质基本相同。

六.元素周期表的应用

1.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，元素最高价氧化物所对应的水化物碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强。

以第三周期为例：

2.同一主族从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

如ⅠA族：

从Li→Cs，最高价氧化物的水化物碱性增强，CsOH为最强碱；ⅦA：

F→I，最高价含氧酸（F无含氧酸）酸性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱。

F2与H2结合最容易，生成的HF最稳定，非金属性最强。

3.第ⅣA族所形成的化合物种类最多（多为有机物），第ⅢB族包括的元素种类最多（包括Sc、Y、镧系、锕系，其中Sc、Y、镧系为十七种稀土元素）。

4.第ⅠA族与ⅦA族，第ⅡA族与ⅥA族所形成的化合物为AB型（NaCl、MgO），此外属于AB型的物质还有Na2O2、H2O2、C2H2、C6H6、CO、NO等；第ⅠA族与ⅥA族所形成的化合物为AB2型，N2O也是；ⅢA族与ⅦA族所形成的化合物为AB3型，此外NH3、PH3、PCl3、SO3、CH3—CH3也是；ⅢA族与ⅤA族所形成的化合物为A2B3型，此外N2O3也是；ⅣA与ⅦA族所形成的化合物为AB4型，如CCl4、CH4等。

5.在元素周期表中，金属和非金属交界线附近的元素可作半导体材料；制特种合金、耐高温、耐腐蚀的合金，一般在过渡元素中找；制催化剂的元素一般也在过渡元素中找。

七.元素的推断

元素的推断多为文字叙述题。

考查该知识点的题型主要有选择题、填空题、推断题等涉及知识面广，常给出如下条件：

结构特点，性质特点，定量计算。

推断题主要考查学生基础知识的掌握情况和运用基础知识的能力。

1.定性推断

第一：

给出元素的某些性质特点：

①短周期元素1～18号元素。

②在自然界含量最多的元素—氧。

③在自然界含量最多的金属元素—铝。

④最活泼的非金属—F。

⑤最活泼的金属—Cs。

⑥常温下呈液态的金属—Hg。

⑦常温下呈液态的非金属单质—Br2。

⑧焰色反应（K—紫，Na—黄，Ca—砖红）。

⑨单质气体最轻的—H2。

⑩非金属单质的晶体硬度最大的—金刚石。

原子难于形成离子的—C、Si。

通常形成化合物种类最多的—C。

典型的变价金属—Fe（+2，+3）Cu（+1，+2）。

第二，给出元素原子的结构特点

①最外层电子数是次外层电子数的2倍、3倍，说明其原子只有2个电子层分别为

②最外层电子数等于最内层电子数，对主族元素而言，是第ⅡA主族元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba。

③某元素的阴离子或阳离子和稀有气体原子的电子层结构相同。

阴离子的电子层结构和本周期稀有气体原子电子层结构相同。

阳离子的电子层结构和上周期稀有气体原子电子层结构相同。

如O2－、Ｆ－和同周期Ne电子层结构相同，Na+、Mg2+、Al3+电子层结构和上周期稀有气体Ne电子层结构相同。

④被推断的各元素原子电子层和电子数的关系。

2.定量推断

主要根据最高价氧化物中氧元素质量分数或气态氢化物中H的质量分数确定出元素的原子量，由此确定元素。

或由原子量确定质量数，再由质量数减去中子数求出质子数以确定元素。

如某元素最高价氧化物分子式为RO3，则氢化物分子式为H2R。

另外由金属和酸或和水作用产生的H2的量进行计算。

有如下量的关系：

ⅠA2R～H2；ⅡAR～H2；ⅢA2R～3H2。

3.元素推断的思维途径和方法

①熟练掌握元素的性质特点，原子结构特点，充分运用“构”——“位”——“性”的相互关系。

②建立合理的思维模式。

4.有关推断必备知识

（1）主族元素在周期表中的特殊位置：

①族序数等于周期数的元素：

H、Be、Al。

②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：

O。

④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：

S。

⑩最高正价不等于族序数的元素：

O、F。

（2）主族元素性质、存在、用途的特殊性。

①形成化合物最多的元素；或单质是自然界硬度最大的物质的元素；或气态氢化物中含氢质量分数最大的元素：

C。

②空气中含量最多的元素；或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：

N。

③地壳中含量最多的元素；或气态氢化物的沸点最高的元素；或氢化物在通常状况下呈液态的元素：

O。

④地壳中含量最多的金属元素：

Al。

⑤最活泼的非金属元素；或无正价的元素；或无含氧酸的非金属元素；或无氧酸可腐蚀玻璃的元素；或气态氢化物最稳定的元素；或阴离子的还原性最弱的元素：

F。

⑥最活泼的金属元素；或最高价氧化物的水物碱性最强的元素；或阳离子氧化性最弱的元素：

Cs。

⑦最易着火的非金属元素的单质，其元素是：

P。

⑧最轻单质的元素：

H，最轻的金属元素：

Li。

单质中常温下呈液态的非金属元素：

Br，金属元素：

Hg。

⑩最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：

Be、Al。

元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反应的元素：

N；能起氧化、还原反应的元素：

S。

元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：

S。

元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：

Li、Na、Ｆ。

常见的能形成同素异形体的元素有C、P、O、S。

【解题方法指导】

[例1]X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩元素相同的电子层结构。

下列叙述正确的是（）

A.X的核电荷数比Y的小

B.X的最高价氧化物一定是X2O，Y的气态氢化物为H2Y

C.X的离子半径比Y的大

D.X的最高正价比Y的小

解析：

由题给条件可知，X应比氩多一个电子层，而Y与氩有相同的电子层，从而判断