高三化学第五章学案27元素周期律

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学案27元素周期律［考纲要求]1。掌握元素周期律。2.了解金属、非金属在周期表中的位置及其性质的递变规律。3.由元素周期律和元素周期表的关系,了解元素周期表的应用.知识点一元素周期律1．定义元素的________随着________的递增而呈________变化的规律。2．实质元素原子____________________的周期性变化。3．元素周期表中主族元素性质的递变规律内容同周期（从左到右)同主族（从上到下)原子半径电子层结构电子层数相同最外层电子数____电子层数递增最外层电子数____得电子能力失电子能力金属性非金属性主要化合价最高正价＋1→＋7（O、F除外)最低负价：主族序数－8(H除外）最高正价数＝主族序数（O、F除外)最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐____碱性逐渐____酸性逐渐____碱性逐渐____非金属元素气态氢化物的形成及稳定性气态氢化物的形成越来越____，其稳定性逐渐____气态氢化物形成越来越____,其稳定性逐渐________问题思考1．（1)同一主族元素的性质一定都符合元素周期律吗?(2)最外层电子数相同的元素,其化学性质一定相似吗？2．主族序数＝最高正价，这一关系有例外吗?请举出。3．元素的金属性与非金属性与物质的还原性与氧化性是一回事吗？4．元素金属性、非金属性的强弱与得失电子数目的多少有无关系？知识点二元素周期表和元素周期律的应用1．元素周期表中元素的分区沿着周期表中________________与______________之间画一条虚线,为金属元素与非金属元素的分界线.(1)金属元素：位于分界线的________区域，包括所有的________元素和部分________元素。（2）非金属元素：位于分界线的________区域，包括部分主族元素和____族元素。（3)分界线附近的元素，既能表现出一定的________,又能表现出一定的____________.2．元素周期表和元素周律应用的重要意义(1）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。（2)寻找新材料：①半导体材料：在________附近的元素中寻找；②在__________中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；③在周期表中的__________附近探索研制农药的材料。（3）预测元素的性质(根据同周期、同主族性质的递变规律)。一、微粒半径大小的比较1．微粒半径大小的决定因素决定因素是电子层数和核电荷数。电子层数越多，则微粒半径愈____，核电荷数越多,对核外电子层的吸引力越____，微粒半径愈____，比较时应把二者综合考虑。2．具体比较(1）原子半径的比较①同一周期电子层数相同,随着原子序数递增,主族元素原子半径____________。例如:r(Na)>r（Mg）〉r（Al）〉r(Si)〉r(P）>r（S)>r（Cl)。②同一主族最外层电子数相同，随着________递增,原子半径__________。例如：r(Li)〈r(Na)〈r（K）〈r（Rb)〈r(Cs）.（2）离子半径的比较①同种元素电子数越多，半径________。例如：r（Cl－)>r(Cl），r（Fe）>r（Fe2＋）>r（Fe3＋).②电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径______________________________。例如：r（O2－)〉r（F－)〉r(Na＋）>r(Mg2＋)>r（Al3＋）.③带相同电荷的离子，__________越多，半径越大。例如：r（Li＋)<r(Na＋），r(O2－)〈r（S2－).④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例如：比较r(K＋)与r（Mg2＋）可选r(Na＋)为参照：r(K＋）>r(Na＋）〉r（Mg2＋）。典例导悟1已知An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1）－具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是________________,离子半径由大到小的顺序是________________，原子序数由大到小的顺序是________________.二、元素金属性和非金属性强弱的比较方法1．结构决定性质。金属性和非金属性归根结底是由原子结构决定的，则原子半径(电子层数）越大，最外层电子数越少，金属性________,反之,非金属性就________。2．根据元素周期律和元素在周期表中的位置直接判断。3．根据金属活动性顺序表：金属位置越靠前，其金属性越____。4．根据物质之间反应的实验事实判断。请归纳总结哪些实验能够判断元素的金属性或非金属性强弱？典例导悟2X、Y是元素周期表中ⅦA族中的两种元素,下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是(）A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物沸点低C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来听课记录:三、元素“位、构、性”三者之间的关系同一元素的“位"、“构"、“性”三者的关系可表示如下：在具体解题过程中，必须具备以下三个方面的基础：1．结构与位置互推问题是解题的基础（1）掌握四个关系式：①电子层数＝周期序数②质子数＝原子序数③最外层电子数＝主族序数④主族元素的最高正价＝主族序数，最低负价＝主族序数－8（2）熟练掌握周期表中的一些特殊规律①各周期元素种数；②稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；③同族上下相邻元素原子序数的关系等。④主族序数与原子序数、化合价的关系。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。3．结构和性质的互推问题是解题的要素（1)最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。(2)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。典例导悟3（1)已知某元素原子的结构示意图为,则该元素在周期表中的位置是____________________；该元素的非金属性应比氯元素________，形成的氢化物是________，最高正化合价是________.（2)已知某元素位于第五周期ⅡA族，则其原子结构示意图为________________,属于________元素(填“金属”或“非金属”)，形成的碳酸盐的化学式是________,该碳酸盐________溶于水。(3)已知某元素X能形成稳定的X2－，其气态氢化物具有臭鸡蛋气味，则该元素原子的最外层电子数是________，处于元素周期表中________号位置。题组一元素周期律1．（2010·山东理综，11)下列说法正确的是（)A．形成离子键的阴、阳离子间只存在静电吸引力B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性均依次减弱C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果2．(2010·全国理综Ⅰ，6）下列判断错误的是（)A．沸点：NH3〉PH3>AsH3B．熔点:Si3N4>NaCl〉SiI4C．酸性：HClO4>H2SO4〉H3PO4D．碱性：NaOH>Mg（OH）2>Al（OH)33．（2010·上海,20）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列叙述正确的是(）A．X、Y元素的金属性X〈YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来4．（2009·广东，11）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。下列推测不正确的是(）A．同周期元素中X的金属性最强B．原子半径X＞Y,离子半径X＋＞Z2－C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强题组二元素性质、结构与其在周期表中位置的关系5．(2010·全国理综Ⅱ，12）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y＋、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素）。下列关于这些元素的叙述错误的是(）A．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中,均有直线形分子C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性6．（2009·山东理综，11）元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是()A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构D．同一主族的元素的原子,最外层电子数相同，化学性质完全相同7．(2009·江苏，8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大.X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是（)A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子,其半径依次增大B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmY＞XmRD．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸题组一微粒半径大小的比较1．关于同一种元素的原子或离子，下列叙述正确的是(）A．原子半径比阴离子半径小B．原子半径比阴离子半径大C．原子半径比阳离子半径小D．带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大2．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述中不正确的是(）A．X原子的原子序数比Y的大B．X原子的最外层电子数比Y的多C．X原子的半径比Y的大D．X元素的最高正价比Y的低题组二元素金属性和非金属性的比较3．（2011·沈阳模拟)下列推断正确的是(）A．根据同浓度的两元素含氧酸钠盐(正盐）溶液的碱性强弱，可判断该两元素非金属性的强弱B．根据同主族两非金属元素氢化物沸点高低，可判断该两元素非金属性的强弱C．根据相同条件下两主族金属单质与水反应的难易，可判断两元素金属性的强弱D．根据两主族金属原子最外层电子数的多少,可判断两元素金属性的强弱4．下列事实不能作为实验判断依据的是（)A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱B．在MgCl2与AlCl3溶液中分别加入过量的氨水，判断镁与铝的金属活动性强弱C．碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠溶液显中性，判断硫与碳的非金属活动性强弱D．Br2与I2分别与足量的H2反应,判断溴与碘的非金属活动性强弱5．有X、Y两种元素，原子序数≤20，X的原子半径小于Y的，且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数）.下列说法正确的是（)A．若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2D．若Y的最高正价为＋m,则X的最高正价一定为＋m题组三“位、构、性”三者关系6．（2010·苏州模拟）X、Y、Z、M是4种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y与M、X与Z位于同一周期。X原子最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比X原子少1。M是同周期中半径最大的元素（除稀有气体元素）。下列说法正确的是（）A．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO3B．Z和M组成的化合物为离子化合物，它与盐酸反应可以生成两种盐C．X、Y、Z元素的气态氢化物中,Y的沸点最高D．四种元素简单离子的半径由大到小依次为Y>X>Z〉M7．如表所示是元素周期表的一部分，下列有关说法正确的是(）eq\o(\s\up7(族)，\s\do5(周期））ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2ab3defghiA.a、b、e、f四种元素的原子半径：e〉f〉b〉aB．h、i两种元素阴离子的还原性：h>iC．a、g两种元素氢化物的稳定性：a〈gD．d、e、f三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强8.（2011·滨州模拟）现有部分元素的性质与原子（或分子）结构如下表:元素编号元素性质与原子（或分子）结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X常温下单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对YM层比K层少1个电子Z第三周期元素的简单离子中半径最小（1)写出元素T的原子结构示意图____________。(2）元素Y与元素Z相比，金属性较强的是________(用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是__________（填序号）。a．Y单质的熔点比Z单质低b．Y的化合价比Z低c．Y单质与水反应比Z单质剧烈d．Y最高价氧化物的水化物的碱性比Z强(3）T、X、Y、Z中有两种元素能形成既有离子键又有非极性共价键的化合物，写出该化合物的电子式：_________________________________________。（4)元素T和氢元素以原子个数比1∶1化合形成化合物Q，元素X与氢元素以原子个数比1∶2化合形成常用作火箭燃料的化合物W，Q与W发生氧化还原反应,生成X单质和T的另一种氢化物,写出该反应的化学方程式:______________________________________.题组四实验探究9．某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象如下表:实验方案实验现象①用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应后的溶液中滴加酚酞（A)浮于水面，熔成一个小球,在水面上无定向移动,随之消失，溶液变红色②向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水(B)产生气体,可在空气中燃烧,溶液变成浅红色③钠与滴有酚酞试液的冷水反应（C）反应不十分强烈，产生可燃性气体④镁带与2mol·L－1的盐酸反应(D）剧烈反应，产生可燃性气体⑤铝条与2mol·L－1的盐酸反应（E)生成白色胶状沉淀，既而沉淀消失⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量（F）生成淡黄色沉淀请你帮助该同学整理并完成实验报告：（1)实验目的：________________________________________________________________________。（2）实验用品:仪器:________________________________________________________________________，药品:________________________________________________________________________.（3)实验内容：(填写题给信息表中的序号)实验方案实验现象有关化学方程式（4)实验结论:________________________________________________________________________。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。学案27元素周期律【课前准备区】知识点一1．性质原子序数周期性2．核外电子排布3。内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子半径逐渐减小逐渐增大电子层结构电子层数相同最外层电子数渐多电子层数递增最外层电子数相同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渐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价：＋1→＋7(O、F除外）最低负价：主族序数－8(H除外)最高正价数＝主族序数（O、F除外)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及稳定性气态氢化物的形成越来越易，其稳定性逐渐增强气态氢化物形成越来越难,其稳定性逐渐减弱知识点二1．硼、硅、砷、碲、砹铝、锗、锑、钋（1）左下方过渡主族(2）右上方0(3)金属性非金属性2．（2）①分界线②过渡元素③氟、氯、磷问题思考1．（1）第ⅠA族的氢元素与碱金属元素的某些性质差别较大。(2)不一定。0族的氦(He)与第ⅡA族元素最外层电子数相同，性质不同。2．第ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA元素的主族序数＝最高正价，但是第ⅥA族的氧元素无最高正价，第ⅦA族氟元素无正价。3．不是一回事，例如氮元素和磷元素，氮元素的非金属性强于磷元素，但N2却比白磷的氧化性弱,氮原子间存在三键很稳定。4．元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难易，而不是得失电子的多少.如Mg比Na失电子数多，但Na比Mg更容易失电子,故Na的金属性比Mg强。【课堂活动区】一、1.大大小2．(1)①逐渐减小②电子层数逐渐增大（2)①越大②越小③电子层数二、1。越强越强3.强4．（1)判断金属性强弱的实验有：①根据金属单质与水(或酸）反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强.②根据金属单质与盐溶液的置换反应:A置换出B，则A对应的金属元素比B对应的金属元素金属性强。③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱,元素的金属性越强(Fe对应的是Fe2＋，而不是Fe3＋)。④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱:碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。⑤根据电化学原理:不同金属形成原电池时,作负极的金属活泼；在电解池中的惰性电极上,先析出的金属其对应的元素不活泼。(2）判断非金属性强弱的实验有：①根据非金属单质与H2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。②根据形成的氢化物的稳定性或还原性：越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。③根据非金属之间的相互置换：A能置换出B，则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应的非金属元素的非金属性。④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，则对应非金属元素的非金属性越强。⑤根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱：单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，元素的非金属性越强。典例导悟1．A〉B〉D>CD〉C〉A〉BB〉A〉C〉D解析根据核电荷数＝离子核外电子数＋离子所带电荷数，可得原子序数大小顺序为：B>A>C〉D.根据离子半径大小比较的规律，可得离子半径大小顺序为:D〉C>A〉B。结合原子半径大小比较的规律，可得原子半径大小顺序为：A〉B>D〉C。2．C[本题是ⅦA族元素非金属性的比较，因此必须与本族元素的特性联合考虑。A选项中X原子电子层数多于Y，因此在同族中X在Y的下方,根据同主族元素由上向下，非金属性减弱可知,X的非金属性比Y弱，故A错误;B是氢化物的沸点问题,Y的氢化物如果是HF，X的氢化物是HCl,由于氢键的存在导致沸点反常，虽然Y的氢化物沸点比X的氢化物沸点高，但是Y的非金属性却高于X的非金属性,B选项有一定的干扰能力；C项比较的是氢化物的稳定性，X的氢化物稳定，说明其非金属性强，举例如：稳定性HF>HCl〉HBr>HI;D中Y单质能够将X的离子从其盐溶液中置换出来，说明Y的非金属性强于X，与题干相反。]3．(1）第四周期ⅦA族弱HBr＋7(2)金属SrCO3不(3）616【课后练习区】高考集训1．D[离子键是阴、阳离子之间的静电作用而形成的，包括静电吸引力和排斥力，故A错；F、Cl、Br、I随着原子序数的递增，非金属性逐渐减弱,故其氢化物的热稳定性依次减弱，还原性依次增强，B项错误;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，C项错误；元素周期律的根本原因是元素原子核外电子排布的周期性变化的结果，D项正确。］2．A[由于PH3的沸点小于AsH3的沸点，A项错误；Si3N4、NaCl、SiI4其晶体类型分别为原子晶体、离子晶体和分子晶体，三者的熔点依次降低，B项正确；非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强，故C、D正确。]3．D［由半径和主要化合价可确定这四种元素为NOMgAl金属性Mg〉Al，故A错；N2＋O2eq\o（→，\s\up7(放电))2NO，故B错;Al（OH)3只溶于强碱，而不溶于氨水，故C错;因O2的非金属性比N2强，故反应4NH3＋3O2eq\o（=，\s\up7(一定条件)）2N2＋6H2O可以发生。]4．B［分析题设信息可知，X、Y、Z分别为Na、Cl、O三种元素.则同周期中Na的金属性最强，HClO4的酸性最强，而氧族元素组成的氢化物中H2O的稳定性最高。离子半径Na＋＜O2－，B错误。]5．D6。B7．C[X是原子半径最小的元素，即为H元素,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则为O元素，R、Y同族,则R为S元素；Z、W原子核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等,结合Z、W、R处于同一周期，且原子序数Z、W、R依次增大，则推出Z为Na元素，W为Al元素。］考点集训1．A[同种元素的阴离子半径大于原子半径，如r(Cl－)〉r（Cl）；同种元素的原子半径大于阳离子半径,如r（Na)〉r(Na＋)；同一种元素的阳离子，电荷越多，半径越小，如r（Fe3＋)〈r（Fe2＋)。］2．B3．C［元素非金属性的强弱与最高价含氧酸的酸性对应,A错;氢化物沸点高低与元素的非金属性强弱没有必然联系，B错;当电子层数相同时,才可以根据最外层电子数的多少判断金属性的强弱,D错.］4．B［A选项符合由金属与水反应判断金属活动性强弱的依据;C选项由盐溶液的酸碱性,判断出碳酸是弱酸,硫酸是强酸，进而推知硫的非金属性比碳强；D选项符合由非金属单质与氢气反应难易判断非金属活动性强弱的依据。B所述的反应与金属活动性强弱无关。