高中化学 第1章 第2节 元素周期律和元素周期表 第2课时 元素周期表学案 鲁科版必修2.docx

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高中化学第1章第2节元素周期律和元素周期表第2课时元素周期表学案鲁科版必修2

学习资料专题

第2课时　元素周期表

一、元素周期表

1．元素周期表方格中的信息

通过元素周期表可了解元素的信息。

例如：

2．元素周期表的分区

（1）元素周期表的分区：

（2）分界线附近元素的性质：

既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。

3．元素周期表的结构

（1）周期：

元素周期表有7个横行，即有7个周期。

①短周期：

第1、2、3周期，每周期所含元素的种类数分别为2、8、8。

②长周期：

第4、5、6、7周期，每周期所含元素的种类数分别为18、18、32、32。

（2）族：

元素周期表有18个纵行，但只有16个族。

①主族，共7个（由长、短周期元素构成，族序数后标A）。

②副族，共7个（只由长周期元素构成，族序数后标B）。

③第Ⅷ族，包括8、9、10三个纵行。

④0族，最外层电子数是8（He是2）。

（3）过渡元素

元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。

（1）元素周期表的结构

（2）元素周期表与元素原子结构的关系

①周期数＝电子层数。

②主族序数＝最外层电子数。

由原子序数推断元素在周期表中的位置可以先画出原子结构示意图，再确定元素位置。

例1

　下列关于元素周期表的说法正确的是（　　）

A．在元素周期表中，每一纵行就是一个族

B．主族元素都是短周期元素

C．副族元素都是金属元素

D．元素周期表中每个长周期均包含32种元素

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的结构

答案　C

解析　A项，第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族；B项，主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成。

例2

　（2017·聊城高一检测）若把元素周期表原先的主副族及族号取消，由左至右改为18列，如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。

按此规定，下列说法错误的是（　　）

A．只有第2列元素的原子最外层有2个电子

B．第14列元素形成的化合物种数最多

C．第3列元素种类最多

D．第18列元素都是非金属元素

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的结构

答案　A

解析　周期表中各族元素的排列顺序为ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素与以上对应，所以A项中为ⅡA族，最外层有2个电子，但He及多数过渡元素的最外层也是2个电子，故A项错误；第14列为碳族元素，形成化合物种类最多，故B项正确；第3列包括镧系和锕系元素，种类最多，故C项正确；第18列为稀有气体元素，全部为非金属元素，故D项正确。

特别提示

（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素。

（2）最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族（He）元素。

例3

　俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。

这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．115号元素在第6周期

B．113号元素在第7周期ⅢA族

C．115号和113号元素都是非金属元素

D．镅元素和115号元素不在同一周期

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据0族元素原子序数推断

答案　B

解析　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号元素比118号元素原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。

规律总结——由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置

常用0族元素定位法：

（1）明确0族元素信息

0族元素

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

Uuo

所在周期序数

1

2

3

4

5

6

7

原子序数

2

10

18

36

54

86

118

（2）比大小定周期

比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。

（3）求差值定族数

①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族；

②若比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族；

③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。

例4

　短周期元素A、B、C的位置如图所示，已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C依次是（　　）

A．Be、Na、AlB．C、Al、P

C．B、Mg、SiD．O、P、Cl

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据元素的位置推断元素

答案　D

解析　根据短周期元素在周期表中的相对位置可知，A是第2周期元素。

设A的原子序数是x，则B和C的原子序数分别为x＋7、x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，解得x＝8，因此A、B、C分别为氧、磷、氯三种元素，答案选D。

思维启迪——同主族相邻周期的元素原子序数之差

（1）第2、3周期同主族元素原子序数相差8；

（2）第3、4周期同主族元素，ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差8，其他族元素原子序数相差18；

（3）第4、5周期同主族原子序数相差18；

（4）第5、6周期同主族元素中，ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差18，其他族元素原子序数相差32；

（5）第6、7周期同主族元素原子序数相差32。

二、元素周期表中的部分元素和焰色反应

1．元素周期表中的部分元素

族

元素

最外层电子数

得失电子难易

性质

ⅡA族（碱土金属元素）

铍（Be）、

镁（Mg）、

钙（Ca）、

锶（Sr）、

钡（Ba）、

镭（Ra）

2

易失去电子

（1）物理共性：

亮白色，具有导电性、导热性、延展性

（2）化学共性：

R－2e－―→

R2＋，性质活泼，在自然界中只以化合态存在

ⅤA族

氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）

5

易得到电子

N、P、As为非金属元素，Sb、Bi为金属元素

过渡元素

第3～12列

（1）全为金属元素

（2）具有良好的导电性

（3）多数元素化学性质比较稳定

2.焰色反应

某些金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特征颜色的反应，如钠呈黄色，钾呈浅紫色（通过蓝色钴玻璃观察）。

（1）同主族元素原子具有相同的最外层电子数，所以同主族元素性质相似。

（2）焰色反应是金属元素的特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关；观察钾的焰色要通过蓝色钴玻璃片。

例5

　下列关于ⅡA族元素的说法中，不正确的是（　　）

A．元素的主要化合价都是＋2价

B．元素的单质都呈亮白色

C．有的元素的单质可在自然界中稳定存在

D．其中包括被誉为“国防金属”的元素

答案　C

解析　ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子，最外层电子易失去，因此ⅡA族元素的主要化合价都是＋2价；元素的金属性较强，单质的性质活泼，在自然界中都以化合态存在；镁的合金大量用于制造飞机、导弹等，因此被誉为“国防金属”。

思维启迪　

同主族元素的单质和化合物的性质具有相似性，也具有递变性。

例6

　已知元素砷（As）的原子序数为33，下列叙述正确的是（　　）

A．砷元素的最高化合价为＋3

B．砷元素是第5周期的主族元素

C．砷原子的第3个电子层含有18个电子

D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为25

答案　C

解析　As原子结构示意图为

，故为第4周期ⅤA族元素，最高化合价＝最外层电子数＝＋5，与砷同主族的上一周期元素为15号磷。

规律总结　

砷和磷原子结构和性质相似，主要化合价有－3、＋3、＋5。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）若第7周期填满，会包含32种元素（　　）

（2）铁元素位于周期表的ⅧB族（　　）

（3）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（　　）

（4）在元素周期表各族中，第Ⅷ族的元素种类最多（　　）

（5）过渡元素都是副族元素（　　）

（6）第3、4周期同主族相邻元素的原子序数之差都是18（　　）

（7）同周期的第ⅡA族元素与第ⅢA族元素的原子序数之差都相同（　　）

（8）0族、ⅡA族、Ⅷ族中都既有短周期元素，又有长周期元素（　　）

（9）原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族（　　）

（10）M2＋有两个电子层，则M在周期表中的位置是第3周期ⅡA族（　　）

（11）位于同一主族相邻的甲、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

（　　）

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的综合应用

答案　

（1）√　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×　（8）×　（9）×　（10）√　（11）×

2．下列关于元素周期表的说法正确的是（　　）

A．元素周期表有7个周期，8个主族

B．元素周期表有18个纵行，共16个族

C．短周期元素中可能有副族元素

D．最外层电子数相同的元素一定在同一族

答案　B

解析　元素周期表中有7个周期，7个主族，故A项错误；元素周期表中有18个纵行，7个主族，7个副族，1个0族，1个第Ⅷ族，共16个族，故B项正确；短周期元素中不包含副族元素，故C项错误；最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如氦、镁、铁等元素原子的最外层都是2个电子，但它们不在同一族，故D项错误。

3．下列各图若为元素周期表的一部分（表中数字代表原子序数），其中合理的是（　　）

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的综合应用

答案　D

解析　本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。

根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。

4．0.05mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出1.12LH2（标准状况），并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是（　　）

A．第3周期ⅠA族B．第3周期ⅡA族

C．第4周期ⅠA族D．第4周期ⅡA族

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据原子结构推断元素

答案　D

解析　设该金属单质与盐酸反应所表现的化合价为＋x价，则0.05x＝

×2，x＝2。

根据题意，该金属单质为Ca，位于第4周期ⅡA族。

5．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，回答下列问题。

（1）元素X的单质分子是________（写化学式）。

（2）Y位于元素周期表中的第______周期______族。

（3）比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是________。

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据元素在周期表中的位置推断元素

答案　

（1）He　

（2）2　ⅦA　（3）34

解析　因X、Y、Z都是短周期元素，则X、Y、Z分别是第1、2、3周期元素，故X为He，Y为F，Z为S。

稀有气体是单原子分子，故X的单质分子是He；Y为F，位于元素周期表中第2周期ⅦA族；第4周期有18种元素，故比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是16＋18＝34。

[对点训练]

题组一　元素周期表的结构

1．下列关于元素周期表的叙述正确的是（　　）

A．在元素周期表中共有18个纵行，18个族

B．同族元素的最外层电子数一定相同

C．同周期元素的电子层数相同

D．每一周期的元素都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束

考点　元素周期表的发展

题点　元素周期表的编排原则

答案　C

解析　周期表共有18个纵行，16个族，其中第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵行，A项错误；对于0族元素、副族元素及第Ⅷ族元素来说，同族元素原子的最外层电子数不一定相同，B项错误；同周期元素具有相同的电子层数，C项正确；第1周期的元素从氢元素开始，以稀有气体元素结束，D项错误。

2．（2018·峨山一中月考）关于元素周期表，下列叙述中不正确的是（　　）

A．元素周期表中共有18列，16族

B．周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族

C．过渡元素全部是副族元素

D．主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的结构

答案　C

解析　根据元素周期表的结构知共有18列，16族，故A对；周期表中的族分为7主族、7副族、0族和Ⅷ族，故B对；过渡元素是副族和Ⅷ族元素，故C错；主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成，故D对。

3．（2018·豫南名校高一联考）根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述中正确的是（　　）

A．L电子层电子数为奇数的所有元素都是非金属

B．同一主族的两种元素的原子序数之差可能是16、26、36、46

C．只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子

D．由左至右第8、9、10三列元素中没有非金属元素

答案　D

解析　L电子层电子数为奇数，L层未排满，则处于第2周期，Li的L层含有1个电子，但Li是金属元素，A错误；对于处于同一主族不同周期的元素，原子序数相差可能为2、8、18或32等，如0族中第1周期与第3周期的元素相差16，如ⅣA族中第2周期与第4周期的元素相差26，如0族中第3周期与第5周期的元素相差36，但是2、8、18、32的组合不能得到46，B错误；第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子，但He及部分过渡元素原子最外层也含有2个电子，C错误；由左至右第8、9、10三列元素为第Ⅷ族元素，都是金属元素，D正确。

题组二　同周期、同主族元素的序差规律

4．已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是（　　）

A．n＝m＋1B．n＝m＋11

C．n＝m＋25D．n＝m＋10

答案　D

解析　本题考查元素周期表的结构。

第ⅡA族、第ⅢA族短周期中相邻原子序数差1；第4、5周期中由于中间有副族和第Ⅷ族元素的存在，故第ⅡA族、第ⅢA族原子序数差11；第6、7周期中由于有镧系、锕系元素的存在，两者相差25。

5．在元素周期表中，对于同一主族相邻周期的两种元素原子序数之差的叙述正确的是（　　）

A．第2、3周期两元素相差均为8

B．第3、4周期两元素相差均为18

C．第5、6周期两元素相差均为32

D．以上叙述均正确

考点　元素周期表的结构

题点　同主族原子序数的关系

答案　A

解析　第3、4周期的同主族元素，若为第ⅠA、ⅡA族，则原子序数相差8，若为第ⅡA族以后的主族元素，则原子序数相差18，B项错误；第5、6周期的主族元素，若为第ⅠA、ⅡA族，则原子序数相差18，若为第ⅡA族以后的主族元素，则原子序数相差32，C、D项错误。

6．（2018·北京四中3月月考）如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为（　　）

A．5x＋10B．5x＋11

C．5x＋14D．5x＋16

考点　元素周期表的结构

题点　“＋”型元素原子序数的关系

答案　A

解析　由四种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第2、3、4周期，若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋（x－1）＋（x＋1）＋（x－8）＋（x＋18）＝5x＋10，答案选A。

题组三　元素在周期表中位置的推断

7．元素X的原子有3个电子层，最外电子层上有4个电子。

则X元素位于周期表的（　　）

A．第4周期ⅢA族

B．第4周期ⅦA族

C．第3周期ⅣB族

D．第3周期ⅣA族

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据原子结构推断

答案　D

解析　根据周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数，知D项正确。

8．下图各为元素周期表的一部分（数字为原子序数），其中X为35的是（　　）

答案　D

解析　依据“稀有气体定位法”，先写出各周期中稀有气体原子序数：

2、10、18、36、54、86；其次根据第5周期有18种元素，即可确定元素X（35号）应为D中位置。

9．（2018·北京四中3月月考）据国外有关资料报道，在独居石（一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐）中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。

试判断116号元素应位于周期表的（　　）

A．第6周期ⅣA族B．第7周期ⅥA族

C．第7周期ⅦA族D．第8周期ⅥA族

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据0族元素原子序数推断

答案　B

解析　第7周期若排满，118号元素应为0族元素，而116号元素在0族向左第2列，故应为第ⅥA族元素，答案选B。

10．A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则符合A、B、C的一组元素是（　　）

A．Be、Na、AlB．B、Mg、Si

C．O、P、ClD．C、Al、P

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据元素在周期表中的位置推断

答案　C

解析　解答本题首先确定三种元素在元素周期表中的相对位置，再根据元素周期表中结构的关系列式求解。

由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的图中位置看，A只能处在第2周期，而B、C处在第3周期。

设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1＝x＋7，C的原子序数为x＋8＋1＝x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，x＝8。

所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系：

5＋7＝2×6成立。

题组四　周期表中部分元素的性质

11．某元素X的气态氢化物的化学式为XH3，则下列叙述中不正确的是（　　）

A．该元素原子的最外电子层上有5个电子

B．该元素最高价氧化物的化学式为X2O5

C．该元素在元素周期表中位于第ⅤA族

D．该元素最高价氧化物对应的水化物的化学式H2XO3

答案　D

解析　X的气态氢化物的化学式为XH3，则X最外层有5个电子，位于第ⅤA族；其最高正化合价为＋5价，最高价氧化物的化学式为X2O5，最高价氧化物对应的水化物的化学式为HXO3或H3XO4。

12．某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素（　　）

A．一定是ⅡA族元素

B．一定是金属元素

C．一定在化合物中呈＋2价

D．可能是金属元素，也可能是非金属元素

答案　D

解析　元素原子最外层只有2个电子，若为主族元素，则在周期表中处于ⅡA族，为金属元素，在化合物中呈＋2价，若为He，则为0族元素。

[综合强化]

13．结合元素周期表回答下列问题：

（1）表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。

（2）表中所列元素，属于短周期元素的有____________，属于主族元素的有______________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第______周期______族。

（3）元素f是第______周期______族元素，请在右边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。

考点　元素周期表的结构

题点　元素周期表的综合应用

答案　

（1）

（2）a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　3　0　4　ⅡB

（3）3　ⅥA　

解析　

（1）根据元素周期表的结构知：

第1周期有2种元素，第2、3周期各有8种元素，分列于第1、2、13～18列，第4、5、6、7周期为长周期，包括1～18列。

由此可画出周期表的边界。

（2）画出周期表的边界，对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。

（3）第3周期ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。

14.A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如右图所示。

A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。

B原子核内质子数和中子数相等。

（1）写出A、B、C三种元素的名称____________________、______________、______________。

（2）B位于元素周期表中第________周期________族。

（3）C的原子结构示意图为________。

考点　元素周期表在元素推断中的应用

题点　根据元素在周期表中的位置推断

答案　

（1）氮　硫　氟

（2）3　ⅥA

（3）

15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物。

则

（1）X是________（填名称，下同），Y是______________________________________________，Z是________。

（2）由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式是__________________。

（3）由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是__________和__________。

（4）X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式是________________。

考点　元素推断

题点　元素综合推断

答案　

（1）氢　氮　氧　

（2）N2O5　（3）NH

　OH－（或其他合理答案）　（4）NH4NO3

解析　X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，说明X为氢元素。

Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明Z为氧元素。

能与氧元素形成两种以上气态化合物的是氮元素。