元素周期表和元素周期律.docx

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元素周期表和元素周期律

第二节　元素周期表和元素周期律

考纲定位

全国卷5年考情

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递变的规律。

5．熟悉常见元素的化合价，能根据化合价书写化学式，或根据化学式判断元素化合价。

2017年：

Ⅰ卷T12、T27（4）；Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T12

2016年：

Ⅰ卷T13；Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T12

2015年：

Ⅰ卷T12；Ⅱ卷T9

2014年：

Ⅰ卷T10；Ⅱ卷T27

（1）

2013年：

Ⅰ卷T9

考点1|元素周期表的结构及其应用

（对应学生用书第96页）

[考纲知识整合]

1．元素周期表的编排原则

提醒：

原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数

2．元素周期表的结构

（1）周期（7个横行⇒7个周期）

短周期（三短）

长周期（四长）

序号

1

2

3

4

5

6

7

元素种数

2

8

8

18

18

32

32

0族元素

原子序数

2

10

18

36

54

86

118

（2）族（18个纵行，16个族）

主族

列

1

2

13

14

15

16

17

族

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

副族

列

3

4

5

6

7

11

12

族

ⅢB

ⅣB

ⅤB

ⅥB

ⅦB

ⅠB

ⅡB

Ⅷ族

第8、9、10，共3个纵行

0族

第18纵行

（3）元素周期表中的特殊元素位置

①过渡元素：

元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素，这些元素都是金属元素。

②镧系：

元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。

③锕系：

元素周期表第七周期中，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。

⑤碱金属元素：

ⅠA（氢除外），卤族元素（ⅦA），氧族元素（ⅥA），氮族元素（ⅤA），碳族元素（ⅣA）。

（4）分区

①分界线：

沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，即为非金属元素区和金属元素区的分界线。

②各区位置：

分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。

提醒：

巧记周期表结构口诀

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①，一零再一遍②。

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。

[注]　①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；

②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。

3．元素周期表中原子序数的定量关系

（1）同主族、邻周期元素的原子序数之差

①元素周期表中左侧元素（ⅠA、ⅡA族）：

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

（2）同周期的ⅡA和ⅢA的原子序数差可能为1、11、25。

（3）奇偶关系

①原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。

②原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。

4．元素周期表的三大应用

（1）科学预测：

为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。

（2）寻找新材料

（3）用于工农业生产

探矿（地球化学元素的分布与他们在元素周期表中的位置关系对其有指导意义），研制农药材料等。

[高考命题点突破]

命题点1　元素周期表的结构与位置推断

1.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（　　）

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

D　[X与上、下相邻元素原子序数差可能为8、18、32等，故A、B、C正确；若X、Y、Z为短周期元素，则Y为He，不是主族元素，D不正确。

]

2．在元素周期表中的前四周期，两两相邻的5种元素如图所示，若B元素的核电荷数为a。

下列说法正确的是（　　）

A．B、D的原子序数之差可能为2

B．E、B的原子序数之差可能是8、18或32

C．5种元素的核电荷数之和为5a＋10

D．A、E的原子序数之差可能是7

C　[由题中所给5种元素的位置关系可以看出D一定不是第一周期元素（因为如果D是第一周期元素，则D一定属于元素周期表最左边的第ⅠA族元素或最右边的0族元素），所以A选项错误；由题意可知5种元素在前四周期，所以D、B、E分别为第二、三、四周期的元素，由元素周期表的结构可知5种元素一定在过渡元素右边，所以D、E的原子序数分别为a－8、a＋18，A、C的原子序数分别为a－1、a＋1，即只有C选项正确。

]

3．下列关于元素的位置判断正确的是________（填序号）。

（1）L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

（2）L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

（3）M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

（4）116号元素位于第七周期ⅥA族

（5）

均表示了元素在元素周期表中的相应位置

（6）26号、27号元素均在ⅧB族

【答案】　

（1）（3）（4）

（1）熟记0族元素的相应周期数和原子序数

元素符号

He

Ne

Ar

Kr

Xe

Rn

Uuo

原子序数

2

10

18

36

54

86

118

周期数

一

二

三

四

五

六

七

（2）确定主族元素在周期表中位置的方法：

原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。

命题点2　元素周期表的应用

4．元素周期表中，常用于制造半导体材料的是（　　）

A．位于周期表中部的过渡元素

B．金属元素和非金属元素分界线附近的元素

C．右上方区域的非金属元素

D．左下方区域的金属元素

B　[在金属元素和非金属元素分界线附近的元素常用于制造半导体材料。

]

5．（2018·郑州模拟）国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。

下列有关这两种元素的说法错误的是（　　）

A．114号元素与Si在同一主族，可以作半导体材料

B．116号元素与S在同一主族，最外层电子数为6

C．114号元素的非金属性比116号元素的非金属性弱

D．116号元素为一种金属元素

A　[114号元素金属性比Pb还强，不能作半导体材料。

]

6．X、Y为短周期元素，可形成化合物XY3，则X、Y的原子序数之差可能为______________________。

【解析】　XY3化合物可能为BF3（4），BCl3（12），AlF3（4），AlCl3（4），SO3（8），NH3（6），PH3（14），NCl3（10），PCl3

（2），NF3

（2），PF3（6）。

【答案】　2、4、6、8、10、12、14

考点2|元素周期律及应用

（对应学生用书第97页）

[考纲知识整合]

1．元素周期律

2．主族元素的周期性变化规律

内容

同周期（从左到右）

同主族（从上到下）

原子结构

电子层数

相同

依次增加

最外层电子数

依次增加1个

相同

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

元素的性质

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

一般，最高正价：

＋1→＋7负化合价：

－4→－1

最高正价数＝主族序数（O、F除外）负化合价＝主族序数－8

化合物性质

最高价氧化物

对应水化物

酸性逐渐增强

碱性逐渐减弱

酸性逐渐减弱

碱性逐渐增强

气态氢化物

稳定性逐渐增强

还原性逐渐减弱

稳定性逐渐减弱

还原性逐渐增强

离子的氧化性、还原性

阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱

阳离子氧化性逐渐减弱，阴离子还原性逐渐增强

提醒：

金属性是指金属气态原子失电子能力的性质，金属活动性是指单质在水溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外。

如金属性Pb>Sn，而金属活动性Sn>Pb。

3．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比较不同主族、不同周期元素的性质

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难溶；再如：

已知卤族元素性质的递变规律，可推知元素砹（At）应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。

4．金属性和非金属性强弱的判断方法

三表

元素周期表：

金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”

金属活动性顺序：

按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱（其中Pb>Sn）

非金属活动性顺序：

按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱

三反应

置换反应：

强的置换弱的，适合金属也适合非金属

与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强

与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强

氧化性

金属离子的氧化性越弱，对应金属性越强

还原性

非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应非金属性越强

[应用体验]

1．正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）同一周期主族元素，从左到右的化合价均从＋1递增至＋7。

（　　）

（2）非金属氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。

（　　）

（3）因为非金属性：

Cl>S，故HClO的酸性比H2SO4的强。

（　　）

（4）酸性：

HClO4>HBrO4与热稳定性：

HCl>HBr，二者均可证明非金属性：

Cl>Br。

（　　）

（5）HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次增强。

（　　）

（6）非金属性越强，其单质的活泼性一定越强。

（　　）

【提示】　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×

2．根据元素周期律比较下列各组性质（填“＞”或“＜”）

（1）金属性：

K____Na____Mg；

非金属性：

F____O____S。

（2）碱性：

Mg（OH）2____Ca（OH）2____KOH。

（3）酸性：

HClO4____H2SO4____HClO。

（4）热稳定性：

CH4____NH3____H2O。

（5）还原性：

HBr____HCl____H2S；I－____S2－。

（6）氧化性：

Na＋____Mg2＋____Al3＋。

【提示】　

（1）>　>　>　>　

（2）<　<　（3）>　>

（4）<　<　（5）>　<　<　（6）＜　＜

[高考命题点突破]

命题点1　元素周期律及其应用

1.元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如右表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。

则下列判断正确的是（　　）

A．非金属性：

Z

B．气态氢化物的还原性：

R>T>Q

C．气态氢化物稳定性：

R

D．最高价氧化物的对应水化物的酸性：

T>Q

D　[根据题目提供的信息可知，R为F，X为S，T为Cl，Z为Ar，Q为Br。

A项，非金属性：

Z

HF

F>Cl>Br，则气态氢化物的稳定性：

HF>HCl>HBr；D项，非金属性：

Cl>Br，则最高价氧化物对应水化物的酸性：

HClO4>HBrO4。

]

2．根据下表（部分短周期元素的原子半径及主要化合价）信息，下列叙述正确的是（　　）

元素代号

A

B

C

D

E

原子半径/nm

0.186

0.143

0.089

0.104

0.074

主要化合价

＋1

＋3

＋2

＋6、－2

－2

A．D的氢化物的还原性比E的氢化物的弱

B．B的最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物

C．最高价氧化物对应水化物的碱性A

D．氢化物的稳定性D>E

B　[由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。

]

3．下表为元素周期表中短周期的一部分，下列说法正确的是（　　）

①

②

③

④

⑤

⑥

A．①～⑥不可能出现金属元素

B．气态氢化物的稳定性：

②>③

C．原子半径：

①>②>③>④

D．④的最高价氧化物对应的水化物可能为两性物质

D　[若①为B，则④为Al，A项错误。

同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，则气态氢化物的稳定性：

②＜③，B项错误。

同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径：

④＞①＞②＞③，C项错误。

④可能是Al，Al（OH）3为两性物质，D项正确。

]

（1）对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但是氧无最高正价、氟无正价。

（2）判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。

（3）根据元素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时，必须是其最高价氧化物的水化物。

命题点2　元素性质判断的实验探究

4．下列实验操作不能达到实验目的的是（　　）

选项

实验操作

实验目的

A

Cl2、Br2分别与H2反应

比较氯、溴非金属性强弱

B

向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气

比较镁、铝的金属性强弱

C

Na、Mg分别与H2O反应

比较Na、Mg的金属性强弱

D

Fe、Cu分别与稀盐酸反应

比较铁、铜金属性强弱

B　[A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg（OH）2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al（OH）3，但无法比较二者的金属性强弱；C项，根据Na、Mg分别与H2O反应的剧烈程度不同，可确定金属性强弱；D项，利用Fe、Cu分别与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。

]

5．根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是（　　）

【导学号：

97500091】

事实

推测

A

12Mg与水反应缓慢，20Ca与水反应较快

56Ba（ⅡA族）与水反应会更快

B

Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料

ⅣA族的元素单质都是半导体材料

C

HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解

HBr的分解温度在二者之间

D

Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应

P与H2在高温时能反应

B　[同主族金属元素由上至下金属性增强，与水反应剧烈程度增强，A正确；半导体材料通常位于元素周期表中金属元素和非金属元素的分界处，ⅣA族元素单质并不都是半导体材料，B错误；同主族非金属元素由上至下非金属性减弱，气态氢化物的热稳定性减弱，C正确；同周期非金属元素从左到右非金属性增强，与氢气化合难度减小，D正确。

]

6.某同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。

他设计了如图装置以验证硫、碳、硅元素的非金属性强弱。

该同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，B是粉末固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。

（1）写出所选用物质的化学式：

A：

________；B：

________；C：

________。

（2）写出烧杯中发生反应的离子方程式：

_______________________________

________________________________________________________________。

【解析】　该同学的实验是利用强酸制弱酸的原理。

非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。

由题意可推测，A为H2SO4，B为Na2CO3，C为Na2SiO3或K2SiO3。

【答案】　

（1）H2SO4　Na2CO3　Na2SiO3（或K2SiO3）

（2）CO2＋SiO

＋H2O===H2SiO3↓＋CO

（或2CO2＋SiO

＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO

）