届一轮复习人教版 第15讲 元素周期表元素周期律 学案.docx

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届一轮复习人教版第15讲元素周期表元素周期律学案

第15讲　元素周期表　元素周期律

考纲要求

学法点拨

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3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、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。

　　元素周期表与元素周期律，这一部分需要记忆的东西很多，提供以下几点经验供参考：

（1）不要专注于记住递变规律本身，应努力记住规律产生的原因（如随着核电荷数的增加，原子核对核外电子吸引力增强导致原子半径减小）和构成酸碱性、稳定性、金属性等性质递变的结构性因素，做到这一点可以很好地降低记忆量并能加深印象，有利于知识系统的巩固和分析问题能力的提升。

（2）高考中考查的多是有关元素周期表的推断，因此要对元素周期表的前四个周期非常熟悉。

（3）元素周期表的考查中多伴有对于元素及其化合物性质的考查，要善于根据元素及其化合物的性质去理解元素周期律，利用元素周期律去记忆、巩固元素及其化合物的性质，如果能够深刻理解二者之间的关系，将对相应知识的巩固产生较大的帮助。

考点一　元素周期表及其应用

Z

1．原子序数

按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。

原子序数＝__质子数__＝__核电荷数__＝__核外电子数__＝质量数－中子数。

2．编排原则

同一周期元素

同一主族元素

3．元素周期表的结构

元素周期表

4．元素周期表中元素的分区

族

周期

ⅠAⅡAⅢA　ⅣAⅤAⅥAⅦA　　0

1

2

3

4

5

6

7

5.元素周期表的应用

特别提醒：

（1）含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。

（2）过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部都是金属元素，原子最外层电子不超过2个（1～2个）。

（3）最外层电子为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。

（4）同一周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数可能相差1（2、3周期）或11（4、5周期）或25（6、7周期）。

（5）过渡元素：

元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。

（6）镧系：

元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥，共15种元素。

（7）锕系：

元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹，共15种元素。

（8）元素周期表结构巧记口诀

横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。

纵列称为族，共有十六族，一八依次现，一零再一遍。

一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。

镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。

X

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）原子的最外层电子数是2的元素，一定是ⅡA族元素（　×　）

（2）根据最高正化合价与族序数的关系可知，氧元素的最高正价为＋6价（　×　）

（3）元素周期表中镧系、锕系都占据同一格，它们都是同位素（　×　）

（4）除短周期外，其他周期均有18种元素（　×　）

（5）铁位于元素周期表的第4周期ⅧB族（　×　）

（6）每个周期都是从碱金属元素开始到稀有气体元素结束（　×　）

（7）最外层电子数相同的元素不一定在同一主族（　√　）

（8）元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。

（　×　）

（9）两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1。

（　√　）

（10）原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。

（　×　）

（11）元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。

（　×　）

（12）同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1（　×　）

2．

（1）甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素（其中甲在上一周期），若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是__x＋2、x＋8、x＋18、x＋32__。

（2）若甲、乙分别是同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序数分别为m和n，则m和n的关系为__n＝m＋5，n＝m＋15，n＝m＋29__。

（3）若A、B是相邻周期同主族元素（A在B的上一周期），A、B所在周期分别为m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系式为__y＝x＋m或y＝x＋n__。

题组一　元素周期表的结构

1．（2018·河北衡水期中）如图所示各为元素周期表的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是

（　C　）

[解析]　X的原子序数为35，为Br元素，位于周期表中第四周期第ⅦA族。

14号、50号元素分别为Si、Sn，处于第ⅣA族，则X的原子序数不可能为35，不符合；74号、76号元素分别为W、Os，处于第六周期，则X为第五周期的Tc元素，不符合；18号、54号元素分别为Ar、Xe，则X位于周期表中第四周期第ⅦA族，符合；26号、28号元素分别为Fe、Ni，处于四周期，则X在第五周期，不符合。

2．（2018·甘肃天水模拟）如图所示，A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素，下列说法不正确的是

（　A　）

A．A、E原子序数之差可能为2

B．D、E原子序数之差可能为18或32

C．B、C原子序数之差一定是2

D．B、D原子序数之差不可能是7

[解析]　A不可能处于第一周期，故A、E原子序数之差不可能是2，A项错误；若A处于第二周期，那么E处于第三周期，D处于第四周期，那么E、D原子序数相差18，若E为第五周期，那么E、D原子序数相差32，B项正确；B、C处于同一周期，那么E、D原子序数相差32，B项正确；B、C处于同一周期，那么B、C原子序数之差一定是2，C项正确；由以上分析可知B、D可能相差9，可能相差19或33，故不可能相差7，D项正确。

3．（2018·河北衡水模拟）已知X、Y、Z三种主族元素在元素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

（　D　）

Y

X

Z

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

[解析]　由题给信息可知，X、Y、Z只能位于第ⅢA族～第ⅦA族，则：

若X为第四周期元素，Y、Z分别为第三、第五周期元素，由X的原子序数为a可知，Y的原子序数为a－18＋1＝a－17，Z的原子序数为a＋18－1＝a＋17，Y与Z的原子序数之和为2a，A、B正确；若Z为第六或第七周期元素，因存在镧系和锕系元素，则Z的原子序数可能为a＋32－1＝a＋31，C正确。

萃取精华：

元素周期表结构中隐含的两条规律

（1）同主族、邻周期元素的原子序数差

①元素周期表中左侧元素（ⅠA、ⅡA族）

同主族相邻两元素中，Z（下）＝Z（上）＋上一周期元素所在周期的元素种类数目。

②元素周期表中右侧元素（ⅢA～ⅦA族）

同主族相邻两元素中，Z（下）＝Z（上）＋下一周期元素所在周期的元素种类数目。

（2）同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差

周期序数

1

2

3

4

5

6

7

原子序数差

无

1

1

11

11

25

25

原因

增加了过渡元素

增加了过渡元素和镧系或锕系元素

题组二　元素位置的确定

4．（2018·四川成都检测）下列说法中正确的是

（　B　）

A．原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族

B．D－核外有36个电子，则元素D位于第四周期第ⅦA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，甲位于第ⅠA族，原子序数为x，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋19

[解析]　氢和锂两种元素的原子序数之差为2，位于同一主族，故A错误；D－核外有36个电子，则D原子核外有35个电子，为Br元素，Br位于第四周期第ⅦA族，故B正确；同主族相邻两周期元素原子序数差值可能为2、8、18、32等，所以同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能为x＋4，故C错误；第二、三周期，乙的原子序数为x＋2，第四、五周期，乙的原子序数为x＋12，第六、七周期，乙的原子序数为x＋26，故D错误。

5．（2018·安徽黄山检测）短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的相对位置如图所示，已知它们的最外层电子数之和为21，下列说法正确的是

（　D　）

X

Y

Z

W

A.X、Y、Z、W中至少有一种是金属元素

B．元素的最高化合价：

W>Z>Y

C．简单离子半径由大到小的顺序：

W>Z>Y>X

D．W的单质可以置换出Z的单质

[解析]　若该四种元素都在第二周期，则为B、N、O、F，A项错误；F没有正价，B项错误；N3－半径大于O2－半径，C项错误；根据2F2＋2H2O===4HF＋O2或Cl2＋H2S===2HCl＋S↓可知，D项正确。

6．（2018·试题调研）若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是

（　B　）

A．n＝m＋1　B．n＝m＋18

C．n＝m＋25　D．n＝m＋11

[解析]　对于第一、二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。

萃取精华：

确定主族元素位置的0族元素定位法

原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。

考点二　元素周期律及其应用

Z

1．元素周期律

2．同周期、同主族元素性质的递变规律

同周期（从左到右）

同主族（从上到下）

原子结构

电子层数

电子层数__相同__

电子层数逐渐__增多__

最外层电子数

最外层电子数逐渐__增多__

最外层电子数__相同__

原子半径

逐渐__减小__

逐渐__增大__

元素性质

得电子能力

逐渐__增强__

逐渐__减弱__

失电子能力

逐渐__减弱__

逐渐__增强__

金属性

逐渐减弱

逐渐__增强__

非金属性

逐渐__增强__

逐渐__减弱__

主要化合价

最高正价：

由＋1→＋7（O、F除外）最低负价：

主族序数－8

最高正价数＝主族序数（O、F除外）

化合物的性质

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难易及稳定性

气态氢化物的形成越来越__容易__，其稳定性逐渐__增强__

气态氢化物形成越来越__困难__，其稳定性逐渐__减弱__

气态氢化物的还原性

依次__减弱__

依次__增强__

3.元素周期律的应用

（1）比较不同主族、不同周期元素及化合物的性质

如金属性Mg>Al，Ca>Mg，则碱性Mg（OH）2__>__Al（OH）3，Ca（OH）2__>__Mg（OH）2，即Ca（OH）2__>__Al（OH）3（填“>”“<”或“＝”）。

（2）推测未知元素及化合物的某些性质

①同主族元素性质相似（因为最外层电子数均相同）；

②元素周期表中位于对角线位置的元素性质相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等；

③相邻元素性质差别不大。

4．“三看”法快速判断简单粒子半径大小。

一看电子层数：

最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。

二看核电荷数：

当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。

三看核外电子数：

当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。

X

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

（1）酸性：

H2SO3>H2CO3，所以非金属性：

S>C（　×　）

提示：

利用酸的酸性判断元素非金属性强弱时，一定要用最高价氧化物对应水化物即最高价含氧酸的酸性强弱判断，H2SO3不是S的最高价含氧酸。

（2）酸性：

HCl>H2S，所以非金属性：

Cl>S（　×　）

提示：

HCl、H2S均属于气态氢化物，只能用气态氢化物的稳定性来判断元素非金属性强弱，一定不能用其酸性来判断。

（3）同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小（　×　）

（4）元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强（　×　）

（5）金属M、N分别与氯气反应生成MCl、NCl2，可知M的金属性小于N的金属性（　×　）

提示：

金属性强弱与失电子的多少无关，与失电子的难易程度有关。

（6）同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱（　×　）

提示：

没有注明最高价，错误。

（7）Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径依次减小（　×　）

提示：

核外电子排布相同的粒子，核电荷数越大半径越小，所以Ca2＋半径最小，错误。

（8）第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7（　×　）

提示：

第二周期元素中F元素无正价，O元素一般不显正价，错误。

（9）同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大（　×　）

提示：

第ⅦA族中Cl－、Br－、I－的还原性依次增强，但因三种阴离子对应的酸均为强酸，所以三种阴离子均不水解，错误。

（10）科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷（As）元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素（　√　）

提示：

As与P在同一主族，性质相似，正确。

2．

（1）同主族从上到下，酸性：

HF>HCl>HBr，这种比较方法正确吗？

__不正确。

同主族从上到下，非金属性减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱。

酸性：

HClO4>HBrO4，而氢化物的酸性：

HF

__。

（2）酸性：

H2SO3>H2CO3>HClO，能否说明非金属性：

S>C>Cl?

__不能。

因为硫的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4不是H2SO3，氯的最高价氧化物对应的水化物是HClO4不是HClO。

应根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱比较其非金属性强弱__。

（3）若A、B、C三种元素位于元素周期表中如右图所示位置，则有关的各种性质均可排出顺序（但D不能参与排列）。

①原子半径：

__C>A>B__。

②金属性：

__C>A>B__。

③非金属性：

__B>A>C__。

题组一　元素金属性和非金属性的比较

1．（2018·试题调研）下列有关元素及其化合物性质的比较正确的是

（　A　）

A．原子半径：

F

B．稳定性：

H2O

C．酸性：

H2SiO3

D．碱性：

KOH

[解析]　同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，因此原子半径F

PH3

H2SiO3

Mg（OH）2

2．（2018·山东泰安检测）如图为元素周期表中短周期的一部分。

E原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1。

下列叙述中不正确的是

（　B　）

A

B

C

D

E

A.A与B形成的阴离子可能有AB

、A2B

B．C和E的氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱

C．AD2分子中每个原子的最外层均为8电子结构

D．A、D、E的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强

[解析]　由元素在周期表中的位置可知，A、B、C位于第二周期，D、E位于第三周期，E原子的电子层数为n，则n＝3，其最外层电子数为2n＋1，故E原子最外层电子数为7，则E为Cl；可推知A为C、B为O、C为F、D为S。

C与O形成的阴离子可能有CO

、C2O

，故A正确；非金属性F>Cl，故稳定性HF>HCl，还原性HF

每个原子的最外层均为8电子结构，故C正确；非金属性C

碳酸<硫酸<高氯酸，故D正确。

3．（2018·福建福州检测）如图是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

（　B　）

A．常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高

B．X元素形成的简单气态氢化物比W元素形成的简单气态氢化物稳定

C．氯离子的还原性比Y2－的还原性强

D．Y元素的非金属性比W元素的非金属性弱

[解析]　根据五种元素在周期表中的位置可知，X为N元素，W为P元素，Y为S元素，Z为Br元素，R为Ar元素。

常压下五种元素的单质中，P、S为固体，而Br2为液体，则Br2的沸点不是最高的，故A错误；X的非金属性强于W，则X元素形成的简单气态氢化物比W元素形成的简单气态氢化物稳定，故B正确；Y2－为S2－，非金属性Cl>S，则氯离子的还原性比硫离子弱，故C错误；同周期元素的非金属性，从左到右逐渐增强，故S元素的非金属性比P元素的非金属性强，故D错误。

4．（2018·河北衡水高三检测）

（1）下列事实能说明氯元素原子的得电子能力比硫元素原子强的是__③④⑤⑥⑦⑧⑨__（填序号）。

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－

（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相连后投入稀疏酸中，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__B>A>C__。

[解析]　

（1）元素原子得电子能力的强弱与元素氢化物的溶解性无关，所以①不符合题意；氢化物的酸性强弱和元素原子得电子能力强弱没有固定的对应关系，所以②也不符合题意。

（2）由B的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的最高价氧化物对应水化物的碱性强，可判断失电子能力B>A；又根据A与C形成原电池，C作正极，可判断失电子能力A>C，故三种金属元素的原子失电子能力：

B>A>C。

萃取精华：

金属性和非金属性强弱的判断方法

题组二　粒子半径大小的比较

5．（2018·湖南怀化质检）元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。

下列推测正确的是

（　C　）

A．同周期元素中Z的非金属性最强

B．原子半径X>Y，离子半径X＋>Z2－

C．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强

D．由X、Y、Z组成的化合物只有一种

[解析]　X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构，推出X为Na或K，则Z为O或S，因为X、Y属于同周期，且原子序数之和为36，即X为Na，Z为O，Y为Cl。

同周期从左向右非金属性逐渐增强，即第二周期非金属性最强的是F，A错误；同周期从左向右原子半径逐渐减小，即Na>Cl；核外电子层结构相同的离子，半径随着原子序数的增大而减小，即O2－>Na＋，B错误；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由于F没有正价，因此HClO4酸性最强，C正确；X、Y、Z组成的化合物可以是NaClO、NaClO3、NaClO4等，D错误。

6．（2018·河北唐山模拟）短周期主族元素X、Y、Z在周期表中的位置如右图。

下列说法正确的是

（　C　）

A．Z元素的最高化合价一定大于X元素

B．三种元素原子半径由大到小的顺序一定是Y>X>Z

C．若它们的原子最外层电子数之和为11，则X为金属元素

D．若它们均为金属元素，则Y的最高价氧化物对应水化物的碱性最强

[解析]　Z元素的最高化合价未必大于X元素，如果Z为F元素则无正化合价，故A错误；根据原子半径的变化规律，原于半径由大到小的顺序为X>Y>Z，故B错误；若它们的原子最外层电子数之和为11，设X的最外层电子数为a，则Y、Z的最外层电子数均为a＋1，计算可得a＝3，根据在元素周期表中的位置判断，若X为Al元素，Z、Y分别为C、Si元素，故C正确；如果都是金属元素，由位置判断X的金属性最强，则X的最高价氧化物对应水化物的碱性最强，故D错误。

7．（2018·北京延庆一模）短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。

下列说法正确的是

（　D　）

A．元素Y和元素Z的最高正化合价相同

B．单核阴离子半径的大小顺序为：

r（W）>r（Y）>r（Z）

C．气态氢化物的热稳定性顺序为：

X

D．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

[解析]　X、Y、Z、W均为短周期元素，Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，电子层数为2，最外层电子数为6，则Y为O；由图中的位置可知，X为N，Z为S，W为Cl。

氧元素没有最高正化合价，故A错误；电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多半径越大。

故离子半径S2－>Cl－>O2－，故B错误；非金属性O>N>S，则氢化物的稳定性H2O>NH3>H2S，故C错误；HClO4是最强的含氧酸，故D正确。

8．（2018·山东滨州高三检测）X、Y、Z均为短周期元素，其中两种为金属元素，一种为非金属元素，其原子半径分别为

X

Y

Z

原子半径/nm

0.154

0.130

0.071

X、Y处于同一周期，三种元素形成的简单离子具有相同的电子层结构。

下列说法正确的是

（　C　）

A．原子最外层电子数：

Z>X>Y

B．三种元素可能为同周期元素

C．原子序数：

Y>X>Z

D．离子半径：

X>Y>Z

[解析]　X、Y、Z均为短周期元素，其中两种为金属元素，一种为非金属元素，结合原子半径及X、Y处于同一周期，三种元素形成的简单离子具有相同的电子层结构，则三种元素在周期表中相对位置为

，最外层电子数Z>Y>X，故A、B错误；由位置可知，原子序数Y>X>Z，故C正确；具有相同电子层结构的离子，原子序数大的离子半径小，则离子半径Z>X>Y，故D错误。

9．（2018·天津静海一中等六校检测）已知X＋、Y2＋、Z－、W2－四种离子具有相同的电子层结构。

下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是

（　A　）

A．金属性：

X>Y，还原性：

Z－>W2－

B．原子半径：

X>Y>W>Z

C．离子半径：

Y2＋

D．原子序数：

Y>X>Z>W

[解析]　X＋、Y2＋、Z－、W2－四种离子均具有相同的电子层结构，则X、Y处于同一周期，原子序数：

Y>X；Z、W处于同一周期，且处于X、Y所在周期的上一周期，原子序数：

Z>W，所以原子序数：

Y>X>Z>W，由离子所带电荷可知，X、Y为金属元素，而Z、W为非金属元素。

X、Y处于同一周期，原子序数：

Y>X，所以金属性：

X>Y；Z、W处于同一周期，原子序数：

Z>W，所以非金属性：

Z>W，元素非金属性越强，对应阴离子还原性越弱，所以还原性：

W2－>Z－，故A错误；Z、W处于同一周期，且处于X、Y所在周期的上一周期，原子序数：

Y>X>Z>W，同周期元素原子序数越大，半径越小，所以原子半径：

X>Y