高考化学一轮复习 第5章 物质结构 元素周期律 第2讲 元素周期律和元素周期表课件

第2讲元素周期律和元素周期表【最新考纲】

1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构(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的递变规律。考点一元素周期表1．原子序数原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。2．编排原则3．结构(1)周期(7个横行，七个周期)。(2)族(18个纵行，16个族)。①主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族(第18列除外)。②副族：仅由长周期元素组成的族(第8、9、10列除外)。③Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。④0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。4．元素周期表中元素的分区(1)分界线：如上图所示，沿着元素周期表中B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po的交界处画一条斜线，即为金属元素和非金属元素的分界线(氢元素除外)。(2)金属元素：位于分界线的左面区域，包括所有的过渡元素和部分主族元素。(3)非金属元素：位于分界线的右面区域，包括部分主族元素和0族元素。(4)分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。同周期ⅡA族和ⅢA族的原子序数一定相差1吗？思考提示：不一定。第二、三周期是短周期，同周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数相差1，第四、五周期两主族间隔了10种过渡元素，故原子序数相差11，第六、七周期两主族中间还包括了镧系和锕系，共隔了24种元素，原子序数相差25。(1)周期表18个纵行是16个族，第8、9、10纵行为一族。(2)在描述元素在Ⅷ族时，不要写成ⅧB。(3)元素周期表中，族序数Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界线，第一次分界时主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界时副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。(4)同周期ⅡA族和ⅢA族原子序数的差值可能为1、11、25。【典例1】

(2015·兰州模拟)下列有关元素周期表结构的说法中正确的是(

)A．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表ⅡA族B．在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料C．某元素原子核外的电子数为63，则它是第六周期副族元素D．除短周期外，其他周期均为18种元素，副族元素没有非金属元素解析：A项，也可能为He(0族)；B项，分界线附近可以寻找半导体材料；D项，因为第六、七周期中含有镧系元素和锕系元素，所以六、七周期都有32种元素。答案：C周期表中原子序数之间的关系(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。题组一元素周期表的结构(周期和族)与应用1．下列叙述正确的是(

)A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B．副族元素没有非金属元素C．碱金属元素是指ⅠA族的所有的元素D．周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素解析：A项，F、O元素无正价；C项，H元素属于ⅠA族但不属于碱金属元素；D项，ⅡA族不含非金属元素，ⅦA族不含金属元素。答案：B2．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，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<T<XB．R与Q的电子数相差26C．气态氢化物稳定性：R<T<QD．最高价氧化物的水化物的酸性：Q>T解析：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<X<T；B项，F、Br元素的电子数分别为9、35，相差26；C项，非金属性：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的水化物的酸性：HClO4>HBrO4。答案：B题组二元素位置的确定3．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：本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2，8，8，18，18，32，32，由此分析比较得出C符合题意。答案：C4．第114号和第116号元素的名称近年才确定。下列有关这两种元素的说法错误的是(

)A．两种元素位于同一周期B．116号元素位于ⅥA族C．两种元素都是活泼的非金属元素D．114号元素的原子半径比116号元素的大解析：根据0族元素第六周期(86号)，第七周期(118号)，故114号、116号分别在第七周期的ⅣA和ⅥA族，A、B正确；114号元素和1116元素处于同一周期，则114号元素半径大于116号元素，D正确。答案：C考点二元素周期律及其应用1．元素周期律元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2．元素周期律的实质元素原子核外电子排布的周期性变化。3．主族元素的周期性变化规律碳酸的酸性强于次氯酸，能否说明C的非金属性强于Cl?思考提示：不能，因为非金属性的强弱比较需要元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，而氯的最高价氧化物对应的水化物是HClO4而不是HClO。【典例2】

(2015·北京卷)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是(

)A．酸性：H2SO4>H3PO4B．非金属性：Cl>BrC．碱性：NaOH>Mg(OH)2D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3元素金属性和非金属性的强弱比较(1)结构比较法。最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强；最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。(2)位置比较法。题组一元素性质的强弱比较1．(2014·上海卷)2014年是门捷列夫诞辰180周年。下列事实不能用元素周期律解释的只有(

)A．碱性：KOH>NaOHB．相对分子质量：Ar>KC．酸性：HClO4>H2SO4D．元素的金属性：Mg>Al解析：A项同主族自上而下金属性逐渐增强，最高价氧化物水化物的碱性逐渐增强，A项不符合题意；B项相对分子质量与元素周期律没有关系，B项符合题意；C项同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，C项不符合题意；D项同周期自左向右金属性逐渐减弱，D项不符合题意。答案：B解析：A.同主族的非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱，含氧酸不一定是最高价含氧酸，该选项错误。B．K＋、Ca2＋、S2－、Cl－的核外电子排布相同，都是，但化学性质不同，如S2－、Cl－具有还原性，而K＋、Ca2＋具有氧化性，该选项错误。C．根据“具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大微粒半径越小”可知，半径：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，该选项错误。D．Cl与Cl属于同种元素，具有相同的核外电子排布：，得电子能力相同，该选项正确。答案：D题组二元素金属性或非金属性的强弱判断依据3．将甲、乙两种金属的性质相比较，已知①甲与H2O反应比乙与H2O反应剧烈；②甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质；③甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物碱性强；④与某金属反应时甲原子得电子数目比乙原子得电子数目多；⑤甲单质的熔、沸点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是(

)A．①④

B．①②③C．③⑤

D．①②③④⑤解析：比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性强弱、置换反应，而不能根据其与金属反应时得电子的数目多少、熔沸点的高低进行比较。答案：B【归纳提升】

(1)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。(2)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对应的水化物。(3)金属离子的氧化性越强相应金属的金属性越弱。同理非金属离子的还原性越强，相应非金属的非金属性越弱。4．某研究性学习小组设计了一组实验验证元素性质的递变性规律。(1)甲同学想验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第____周期的____________三种元素。最简单的实验是将大小相近的三小块金属分别投入相同浓度的稀盐酸中，观察现象。应该看到的现象是：①______________________________________，②______________________________________，③______________________________________。(2)乙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氮、碳、硅元素的非金属性强弱。乙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，常温下可与铜反应；B是块状固体；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：(1)为了验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第三周期的钠、镁、铝三种元素，因为与第2、4、5、6周期相比较，第三周期元素变化规律较典型；三种金属中钠最活泼，遇盐酸剧烈反应，产生大量热量，放出H2，可能会着火或爆炸；金属镁与盐酸剧烈反应，并产生大量气泡；铝金属活动性最弱，与酸反应比镁缓慢，但也能产生大量气泡。题组三微粒半径的大小比较5．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是(

)A．X>Y>ZB．Y>X>ZC．Z>X>YD．Z>Y>X解析：X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为Z＞Y＞X。答案：D6．(2015·海南卷)下列离子中半径最大的是(

)A．Na＋

B．Mg2＋C．O2－

D．F－解析：这些离子核外电子排布都是2、8的电子层结构。对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径就越小，所以四个选项中离子半径最大的是O2－。答案：C【归纳提升】微粒半径的比较考点三元素“位—构—性”之间的关系及应用1．元素“位—构—性”的关系(1)性质与位置的互推。①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。②根据元素在周期表中的位置关系，可以推断元素的性质，如A、B、C三元素在同一主族中从上往下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。(2)结构与性质的互推。①若元素的最外层电子数小于4，则该元素容易失电子；若该元素的最外层电子数大于4，则该元素容易得电子。②若某元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若某元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。(3)结构与位置的互推。由原子序数确定主族元素位置方法：只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可确定主族元素的位置。①若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的ⅠA族或ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期ⅡA族；②若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA族～ⅢA族，如84号元素应在第六周期ⅥA族。2．元素“位—构—性”的应用(1)寻找新材料。(2)预测元素的性质。①比较不同周期、不同主族元素的性质，如金属性Mg>Al、Ca>Mg，则由碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2>Al(OH)3。②推测未知元素的某些性质。Ⅰ.已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。Ⅱ.根据卤族元素的性质递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。元素周期表中“序、层”和“序、价”两规律(1)“序、层”规律。①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，即阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。(2)“序、价”规律。在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。“位—构—性”三者关系中，有哪些等量关系？思考提示：①电子层数＝周期数。②质子数＝原子序数＝核外电子数。③最外层电子数＝主族序数＝元素的最高正价。④非金属的最低负价＝最高正价－8(O、F除外)。【典例】

(2015·浙江卷)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是(

)A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性解析：根据W元素的核电荷数为X元素的2倍以及元素周期表的位置得出X、Y、Z、W依次是O，Si，P，S。选项A，O、S、P元素非金属性依次递减，所以其气态氢化物热稳定性依次减弱，错误。选项B，S元素在自然界中能以游离态存在，错误。选项C，SiO2为原子晶体熔化克服的作用力是共价键，错误。选项D，正确。答案：D题组“位—构—性”的关系及其应用1．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是(

)A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B．原子半径的大小顺序为rX>r