第18讲元素周期表与元素周期律.docx

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第18讲元素周期表与元素周期律

第2讲　元素周期表与元素周期律

考纲要求

1.掌握元素周期律的实质。

2.了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。

3.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。

4.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。

5.以第ⅠA族和第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。

考点一　元素周期表及其应用

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＝核电荷数＝质子数＝核外电子数

2．编排原则

3．元素周期表的结构

（1）周期（7个横行，7个周期）：

短周期

长周期

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

11

12

3

4

5

6

7

族

ⅠB

ⅡB

ⅢB

ⅣB

ⅤB

ⅥB

ⅦB

Ⅷ族

第8、9、10共3个纵行

0族

第18纵行

周期表结构巧记口诀

横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七未满。

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。

说明：

①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；

②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。

4．应用

（1）根据元素周期表中的位置寻找未知元素。

（2）寻找新材料

【多维思考】

1．在元素周期表中金属元素和非金属元素是如何分区的？

提示：

沿元素周期表中Al、Ge、Sb、Po与B、Si、As、Te、At画一条线，则左下为金属元素区（H除外）、右上方为非金属元素区。

2．最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素吗？

提示：

一定。

元素周期表结构中隐含的两条规律

1．同周期主族元素原子序数差的关系

（1）短周期元素原子序数差＝族序数差；

（2）两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。

两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；

（3）四、五周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，六周期ⅡA与ⅢA族原子序数之差为25。

2．同主族、邻周期元素的原子序数差的关系

（1）ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；

（2）ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；

（3）ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。

考向　元素周期表的结构

1．下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是（　　）

解析：

本题常因对元素周期表的结构掌握不牢固易造成错误。

根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类分别为2、8、8、18、18、32，分析比较得出C符合题意。

答案：

C

2．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＋10　　　　　　B．5x

C．5x＋14D．5x＋16

解析：

答案：

A

3．若A、B是相邻周期同主族元素（A在B上一周期），A、B所在周期分别有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的关系为________。

解析：

当A、B在ⅠA族和ⅡA族时，y＝x＋m，当A、B在ⅢA～ⅦA族时，y＝x＋n。

答案：

y＝x＋m或y＝x＋n

考点二　元素周期律及应用

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）预测元素及化合物的性质（根据递变规律）

①已知Ca（OH）2微溶，Mg（OH）2难溶，可推知Be（OH）2难溶。

②已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹（At）应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，AgAt不溶于水等。

（2）科学预测

为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。

【感悟测评】

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）元素的性质随相对原子质量的递增呈现周期性的变化。

（　　）

（2）第三周期主族元素最高正化合价等于它所处的主族序数。

（　　）

（3）同周期元素非金属性P

H3PO4

（　　）

（4）同主族元素非金属性：

F>Cl>Br>I，则酸性：

HF>HCl>HBr>HI。

（　　）

（5）第ⅦA族最高正价都为＋7价。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×

一、元素金属性和非金属性强弱的判断

1．根据元素在周期表中的位置

2．根据金属活动性顺序表

金属的位置越靠前，其金属性越强。

3．实验依据

（1）元素金属性强弱的比较

①根据金属单质与水（或酸）反应置换氢的难易程度：

Na、Mg、AlNa>Mg>Al

②根据金属单质与盐溶液的置换反应：

Fe置换出Cu⇒Fe>Cu

③根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：

碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3⇒金属性：

Na>Mg>Al

（2）元素非金属性强弱的比较

①根据非金属单质与H2化合的难易程度：

Cl2、Br2、I2Cl2>Br2>I2

②根据形成的氢化物的稳定性或还原性：

稳定性：

H2O>H2S⇒非金属性：

O>S

③根据非金属之间的相互置换：

Cl2置换出Br2⇒Cl>Br

④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：

酸性：

H2SO4>H2CO3>H2SiO3⇒非金属性：

S>C>Si

二、“位、构、性”之间的关系及应用

　同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：

1．由原子序数确定元素位置的规律

根据稀有气体元素的原子序数（He－2、Ne－10、Ar－18、Kr－36、Xe－54、Rn－86），就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。

若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素（118号）比较，按上述方法推测知：

114号元素应为第七周期第ⅣA族。

2．性质与位置互推问题是解题的关键

熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：

（1）元素的金属性、非金属性。

（2）气态氢化物的稳定性。

（3）最高价氧化物对应水化物的酸碱性。

（4）金属与H2O或酸反应的难易程度。

3．结构和性质的互推问题是解题的要素

（1）最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。

（2）原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。

（3）同主族元素最外层电子数相同，性质相似。

（4）判断元素金属性和非金属性的方法。

考向一　粒子半径大小比较

1．比较下列微粒半径大小，用“>”或“<”填空。

（1）Na________Mg________Cl

（2）Li________Na________K

（3）Na＋________Mg2＋________Al3＋

（4）F－________Cl－________Br－

（5）Cl________O2－________Na＋________Mg2＋

（6）Fe2＋________Fe3＋

答案：

（1）>　>　

（2）<　<　（3）>　>　（4）<　<

（5）>　>　>　（6）>

2．已知aAn＋、bB（n＋1）＋、cCn－、dD（n＋1）－是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是（　　）

A．离子半径：

A>B>C>D

B．原子序数：

b>a>c>d

C．原子半径：

D>C>B>A

D．四种元素一定属于短周期元素

解析：

由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：

……

D

C

A

B

……

原子序数b>a>c>d；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径A>B>D>C；A和B可以为第四周期元素。

答案：

B

【速记卡片】　微粒半径大小的比较依据

（1）同种元素的微粒

①r（阴离子）>r（原子）>r（阳离子）

②r（低价离子）>r（高价离子）

（2）同周期

①原子序数越大，元素原子半径越小。

②r（阴离子）>r（阳离子）。

（3）同主族

从上到下，原子半径、离子半径逐渐增大。

（4）电子层结构相同的微粒

原子序数越大，微粒半径越小。

考向二　元素的金属性、非金属性强弱比较

3．（2018·山东青岛统考）下列能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子得电子能力强的是（　　）

①HCl的溶解度比H2S的大

②HCl的酸性比H2S的强

③HCl的稳定性比H2S的强

④还原性：

Cl－

⑤HClO4的酸性比H2SO4的强

⑥Cl2能与H2S反应生成S

⑦Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS

A．②④⑤⑥　　　　　B．②⑤⑥⑦

C．③④⑤⑥⑦D．全部

解析：

元素的非金属性越强，其得电子能力越强。

比较元素非金属性强弱的依据有：

单质与H2化合的难易程度；简单气态氢化物的稳定性；最高价含氧酸的酸性强弱；单质之间的置换反应；对应阴离子的还原性强弱；单质与变价金属反应时，氧化金属的程度等。

答案：

C

4．下列实验不能达到实验目的的是（　　）

序号

实验操作

实验目的

A

Cl2、Br2分别与H2反应

比较氯、溴的非金属性强弱

B

向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3

比较镁、铝的金属性强弱

C

测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH

比较C、S的非金属性强弱

D

Fe、Cu分别与稀盐酸反应

比较Fe、Cu的金属性强弱

解析：

A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出Cl、Br的非金属性强弱，正确；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，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，错误；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性H2CO3