第一章物质结构 元素周期律.docx

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第一章物质结构元素周期律

第一章物质结构元素周期律

1.1元素周期表

知识概要：

一、元素周期表

1.元素周期表的发现与发展：

1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制出了第一张元素周期表。

当原子结构的奥秘被发现以后，元素周期表中的元素排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，周期表也逐渐演变成我们常用的这种形式。

按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。

人们发现，原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：

原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

2.元素周期表的结构：

（1）元素周期表的排列原则

横行：

电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。

纵行：

最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。

（2）周期

具有相同的电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列的一个横行。

周期类别

周期序数

起止元素

起止原子序数

元素种数

电子层数

短周期

1

H~He

1~2

2

1

2

Li~Ne

3~10

8

2

3

Na~Ar

11~18

8

3

长周期

4

K~Kr

19~36

18

4

5

Rb~Xe

37~54

18

5

6

Cs~Rn

55~86

32

6

不完全周期

7

Fr~Uub

87~112

26（若排满也是32）

7

（口诀：

三短、三长、一不全）

（3）族

按电子层数递增的顺序，把不同横行中最外层电子数相同的元素由上而下排成纵行，元素周期表共有18个纵行，它们又被划分为16个族。

列数

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

类别

主族

副族

VIII族

副族

主族

/

名称

IA

IIA

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIII族

IB

IIB

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

0族

（口诀：

18纵行16族，每到23分主副，8910成VIII族）

（4）元素周期表的结构

周期序数＝核外电子层数主族序数＝最外层电子数

原子序数　＝　核电荷数　＝　质子数　＝　核外电子数

　　　短周期（第1、2、3周期）

　　　　　周期：

7个（共七个横行）　

周期表　　　　　　　　　　　　　长周期（第4、5、6、7周期）

　　　　　　　　　　　　　　　　主族7个：

ⅠA-ⅦA

族：

16个（共18个纵行）副族7个：

IB-ⅦB

　　　　　　　　　　　　　　　　第Ⅷ族1个（3个纵行）

　　　　　　　　　　　　　　　　零族（1个）稀有气体元素

（5）认识周期表中元素相关信息

随堂检测

（一）

1.已知某主族元素的原子结构示意图如下,判断其位于第几周期?

第几族?

2.主族元素在周期表中的位置取决于该元素的（　　）

A.相对原子质量和核外电子数

B.电子层数和最外层电子数

C.相对原子质量和最外层电子数

D.电子层数和次外层电子数

3.下列各表为周期表的一部分（表中为原子序数）,其中正确的是（　　）

A.

2

3

4

11

19

　B.

2

10

11

18

19

C.

6

11

12

13

24

D.

6

7

14

31

32

4.相邻周期同一主族的两种元素的原子序数差可能为几,同一周期ⅡA、ⅢA的两种元素的原子序数差可能为几?

5.已知元素的原子序数,可以推断元素原子的（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

①质子数　②核电荷数　③核外电子数　④离子所带电荷数

A.①③B.②③C.①②③D.②③④

6.由长周期元素和短周期元素共同构成的族是（　　）

①0族　②主族　③副族　④第Ⅷ族

A.①②B.①③C.②③D.③④

7.下列说法中正确的是（　　）

A.现行元素周期表是按相对原子质量逐渐增大的顺序从左到右排列的

B.最外层电子数相同的元素一定属于同一族

C.非金属元素的最外层电子数都≥4

D.同周期元素的电子层数相同

二、元素的性质与原子结构

1.碱金属元素：

（1）碱金属元素的原子结构规律：

碱金属元素

元素名称

元素符号

核电荷数

原子结构示意图

最外层电子数

电子层数

锂

Li

3

1

2

钠

Na

11

1

3

钾

K

19

1

4

铷

Rb

37

1

5

铯

Cs

55

1

6

（2）碱金属元素原子结构与性质的关系：

从原子结构上看：

相同点：

最外层都只有一个电子。

不同点：

随核电荷数增加，原子半径增大。

从化学性质上看：

相似性：

化学性质都很活泼，都能与氧气等非金属单质及水反应。

产物中，碱金属元素的化合价都为＋１价。

结论：

碱金属元素原子的最外层上都只有1个电子，因此，它们的化学性质相似。

△

4Li+O2===2Li2O

△

2Na+O2===Na2O2

2Na+2H2O===2NaOH+H2↑

2K+2H2O===2KOH+H2↑

递变性：

从上到下（从Li到Cs），随着核电核数的增加，碱金属原子的电子层数逐渐增多，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去电子的能力增强，即金属性逐渐增强。

所以从Li到Cs的金属性逐渐增强（还原性：

Li＜Na＜K＜Rb＜Cs）。

结论：

①原子结构的递变性导致化学性质的递变性。

　　②金属性强弱的判断依据：

与水或酸反应越容易，金属性越强；最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）碱性越强，金属性越强。

（3）碱金属物理性质的相似性和递变性：

物质名称

颜色和状态

密度/（g·cmˉ3）

熔点/℃

沸点/℃

锂

银白色，柔软

0.534

180.5

1347

钠

银白色，柔软

0.97

97.81

882.9

钾

银白色，柔软

0.86

63.65

774

铷

银白色，柔软

1.532

38.89

688

铯

略带金属光泽，柔软

1.879

28.40

678.4

相似性：

银白色固体、硬度小、密度小（轻金属）、熔点低、易导热、导电、有展性。

递变性（从锂到铯）：

①密度逐渐增大（K反常）

②熔点、沸点逐渐降低

②碱金属原子结构的相似性和递变性，导致物理性质同样

存在相似性和递变性。

小结：

碱金属原子结构的相似性和递变性，导致了碱金属化学性质、物理性质的相似性和递变性。

2.卤族元素：

（1）卤素原子结构示意图

结构相同点：

最外层都是7个电子

结构不同点：

随核电荷数增加，电子层数增加，半径增大。

（2）卤素单质的物理性质

元素名称

元素符号

核电荷数

单质

颜色和状态

密度

熔点/℃

沸点/℃

氟

F

9

F2

淡黄绿色气体

1.69g/L（15℃）

—219.6

—188.1

氯

Cl

17

Cl2

黄绿色气体

3.214g/L（0℃）

—101

—34.6

溴

Br

35

Br2

深红棕色液体

3.119g/cm3（20℃）

—7.2

58.78

碘

I

53

I2

紫黑色固体

4.93g/cm3

113.5

184.4

【规律】卤素单质的物理性质变化规律：

颜色：

由浅→深密度：

由小→大熔、沸点：

由低→高

（3）卤素单质与氢气反应

条件

产物稳定性

化学方程式

F2

暗处

很稳定

H2+F2==2HF

Cl2

光照或点燃

较稳定

光照或点燃

H2+Cl2========2HCl

Br2

加热

稳定性差

△

H2+Br2===2HBr

I2

不断加热

不稳定

△

H2+I2====2HI

结论

随核电荷数的增加，卤素单质与H2反应变化：

烈程度：

逐渐减弱②生成HX的稳定性：

逐渐减弱

（4）卤素单质间的置换反应

2NaBr+Cl2＝2NaCl+Br2氧化性：

Cl2﹥Br2；还原性：

Cl－﹤Br－

2NaI+Cl2＝2NaCl+I2　氧化性：

Cl2﹥I2；还原性：

Cl－﹤I－

2NaI+Br2＝2NaBr+I2氧化性：

Br2﹥I2；还原性：

Br－﹤I－

　　结论：

单质的氧化性：

依次减弱,对于阴离子的还原性：

依次增强

5.非金属性的强弱的判断依据：

1.从最高价氧化物的水化物的酸性强弱，或与H2反应的难易程度以及氢化物的稳定性来判断。

2.同主族从上到下，金属性和非金属性的递变：

3.原子结构和元素性质的关系：

原子结构决定元素性质，元素性质反应原子结构。

同主族原子结构的相似性和递变性决定了同主族元素性质的相似性和递变性。

随堂检测

（二）

1.关于碱金属元素的下列叙述中错误的是（　　）

A.碱金属元素原子最外层都只有1个电子

B.依Li、Na、K、Rb、Cs,单质熔、沸点升高,密度增大

C.随核电荷数递增,氢氧化物碱性增强

D.随电子层数增加,原子半径增大,金属还原性增强

2.下列关于碱金属的叙述中正确的是（　　）

A.碱金属单质与水反应都能生成碱和H2

B.碱金属单质都是质软、熔点低、密度均小于1g·cm-3的轻金属

C.碱金属元素随原子半径增大,原子核吸引最外层电子的能力增强

D.碱金属单质在空气中燃烧都生成过氧化物

3.砹（At）是卤族元素中位于碘后面的元素,试推测砹和砹的化合物最不可能具备的性质（　　）

A.砹易溶于某些有机溶剂B.砹化氢很稳定不易分解

C.砹是有色气体D.砹化银不溶于水或稀硝酸

4.X、Y是元素周期表第ⅦA族中的两种元素,下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是（　　）

A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多

B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低

C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定

D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来

5.钠和锂有相似的化学性质,下列说法中,能较好地解释这个事实的是（　　）

A.都是金属元素B.原子半径相差不大

C.最外层电子数相同D.化合价相同

6.下列有关第ⅦA族元素说法中不正确的是（　　）

A.原子最外层电子数都是7B.熔、沸点:

F2

C.从F2到I2,颜色逐渐加深D.从F2到I2,氧化性逐渐增强

7.在盛有少量氯水的试管中加入过量的溴化钾溶液,再加入少量四氯化碳,振荡静置后可观察到的现象是（　　）

A.溶液呈橙色不分层B.溶液分两层,上层呈橙色

C.溶液分两层,下层呈橙红色D.溶液呈紫色不分层

8.试管中装有足量煤油和水的混合物,静置后投入一小块碱金属。

可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动。

下列说法不正确的是（　　）

A.此碱金属可能是钾或钠

B.反应过程中煤油不会燃烧

C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了H2

D.若是金属钾则上下运动的幅度比钠小

三、核素

（1）元素：

具有相同核电荷数的同一类原子的总称。

（2）核素：

具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。

（3）同位素：

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为