第3讲4.1元素周期表与元素周期律-2023-2024学年寒假班高一化学教材知识点精讲练（沪科版2020）

第三讲元素周期律与元素周期表知识梳理考点一元素周期表1．元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映出了各元素之间的相互联系的规律。2．元素周期表的排列规则：(1)把电子层数相同的元素，按原子序数递增顺序自左而右排成横行。(2)把原子最外层电子数相同的各元素，按原子序数递增的顺序自上而下排成纵行。3．元素周期表的结构及相关定义(1)元素周期表的结构(2)周期：具有相同电子层数而又按原子序数递增顺序排列的一系列元素称为一个周期。(3)族：具有相同的最外层电子数，而又按原子序数递增的顺序自上而下排列的一系列元素称为一个族。元素周期表中共18个纵行分16个族，它们在元素周期表中的排列如下：【归纳】主族是由长周期元素和短周期元素共同构成的族，但由长周期和短周期构成的族也不一定是主族元素，如O族元素。只由长周期元素构成的族为副族。1.国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把长式周期表原先的主、副族及族号取消，由左向右改为第l～18列，碱金属为第1列，稀有气体为第18列，按这个规定，下列说法不正确的是()。A．第15列元素的最高价氧化物为R2O5B．第2列元素中肯定没有非金属元素C．第17列元素的第一种元素无含氧酸D．第16、17列元素都是非金属元素【答案】D【解析】本题给出了元素周期表变化的新信息，要求学生用自己学的元素周期表结构知识精选迁移，测试学生的适应性能力。2.2007年3月21日，我国公布了111号元素Rg的中文名称。该元素名称及所在周期是()A．第七周期B．镭第七周期C．铼第六周期D．氡第六周期【答案】A【解析】根据元素周期表可知，镭是88号元素，111号元素应在第七周期，故是)。考点二元素周期表中元素性质的递变规律性质同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子半径逐渐减小逐渐增大电子层结构电子层数同，最外层电子数增多电子层数递增，最外层电子数相同失电子能力(得电子能力)逐渐减小(逐渐增大)逐渐增大(逐渐减小)金属性(非金属性)逐渐减弱(逐渐增强)逐渐增强(逐渐减弱)主要化合价最高正价(+1～+7)，非金属负价=(8族序数)最高正价=族序数(0、F除外)，非金属负价=(8族序数)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气态氢化物形成难易及稳定性形成由难→易，稳定性逐渐增强形成由易→难，稳定性逐渐减弱3.下列说法中错误的是()A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB10个纵行的元素都是金属元素C．除氮以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D．同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同【答案】A、D【解析】本题是对原子结构、同位素、元素周期表的结构等知识的考查。对于原子，其核外电子层数等于该元素所在的周期数，而离子则不然；同一元素的各种同位素的化学性质均相同，但物理性质不同。4.下列说法正确的是()A．同周期主族元素的原子半径以第ⅦA族元素的最大B．所有主族元素的最高正化合价均等于它的族序数C．第1A族、第ⅡA族元素的原子，其半径越大，越容易失去电子D．第ⅥA族、第ⅦA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子【答案】C【解析】同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小，A错；F、Q无正价，B错；同主族元素从上到下失e能力增强，得e能力减弱，故C对，D错。考点三元素周期表中元素性质的递变规律元素周期表中元素的“位、构、性”的关系1．“位、构、性’’的关系结构位置，即有什么样的结构，就可根据结构判断出元素在周期表中的位置。由结构和位置可推出元素及其化合物具有的性质。具体内容如下：(1)核外电子层数=周期序数(2)主族元素的最外层电子数=价电子数=主族序数=最高正价数(3)原子：质子数=原子序数=原子核外电子数=核电荷数(4)最低负化合价绝对值=8主族序数(限第ⅣA～第ⅦA)(5)原子半径越大，失电子越易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物对应的水化物碱性越强，其离子的氧化性越弱。(6)原子半径越小，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，形成的最高价氧化物的对应水化物酸性越强，其离子的还原性越弱。(7)主族元素的最高正价数等于主族序数，等于主族元素原子的最外层电子数，其中氧、氟无最高正价。(8)主族元素的最高正价数与最低负价数的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族依次为第ⅣA、第VA、第ⅥA、第ⅦA族。(9)非金属元素的正价一般相差2，如氯元素正化合价有+7、+5、+3、+1等，某些金属也符合此规律，如锡元素正化合价有+4、+2价。(10)短周期正价变化随原子序数递增，同周期有一个+1到+7价的变化(第3周期第ⅠA～第ⅦA)；长周期有两个+1到+7价的变化(第4、5周期第ⅠA～第ⅦB，第ⅠB～第ⅦA)。5.1999年1月，俄美科学家联合小组宣布合成出114号元素的一种同位素，该同位素原子的质量数为298。以下叙述不正确的是()A．该元素属于第七周期B．该元素位于ⅢA族C．该元素为金属元素，性质与82Pb相似D．该同位素原子含有114个电子，184个中子【答案】D【解析】先根据稀有气体元素的原子序数推断出114号为元素周期表中的第七周期、第ⅣA族，位于铅之下，故性质与Pb性质相似。该原子有298114=184个中子。【归纳】根据原子序数，推断新元素在元素周期表中的位置，及根据新元素所属族推断其性质是一种重要的考查形式，可以以稀有气体的原子序数为参照进行推断。6.下列物质中，碱性最强的是()A．Al(OH)3B．Ba(OH)2C．Ca(OH)2D．Mg(OH)2【答案】B【解析】比较元素及其单质化合物的性质，首先要把元素在周期表中的位置确定，然后分析元素金属性或非金属性的强弱。若元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强；若元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。因而为B。7.下列气态氢化物稳定性依次减弱的是()A．HI>HBr>HCl>HFB．HF>HCl>HBr>HIC．H2S>HCl>PH3>SiH4C．H2O>H2S>HCl>HBr【答案】B【解析】先确定元素在周期表中的位置，然后按同周期或同主族元素的性质递变规律分析，元素非金属性越强，其对应的气态氢化物越稳定。考点四元素周期表中的递变规律(“三角”规律)。若A、B、C三元素位于元素周期表中如图所示位置，则有关的各种性质均可排出顺序。(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。3．元素周期表中的相似规律：(1)同主族元素性质相似；(2)元素周期表中位于对角线位置(图中A、D位置)的元素性质相似，如Li与Mg、Be与Al、B与Si等；(3)相邻元素性质差别不大。8.X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z处于同一周期，X原子的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Y原子少1。下列说法正确的是()A．元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<XB．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C．3种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定D．原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X【答案】A.D【解析】由X原子的电子层结构推知X为氧，由于X、Y属同主族短周期元素，所以Y为硫，又因Z与Y同周期，且核外电子数比Y少1，故Z为磷，由三者在周期表中的位置关系，结合元素周期律很容易找到答案。A、D。9.在1～18号元素中的连号元素单质的熔点情况如下图所示：(1)c点代表的单质是，其熔点高的主要原因是。(2)图中的a点所代表的元素符号是，它的氢氧化物是。(3)写出b点所代表元素所在周期中的各元素之间能组成盐类的化学式(8种)。【答案】(1)碳；原子间形成牢固的共价键，需较高温度才能破坏共价键，熔化为液体(2)Be；Be(OH)2(3)LiF、BeF2、Li2CO3、BeCO3、LiNO3、LiNO2、Be(NO3)2、Be(NO2)2【解析】从图形连号元素的熔点曲线观察，c点熔点最高，即c是碳，则a是铍，b是硼，k是硅。碳、硼、硅熔点高。d、e、f、g的单质是气体N2、O2、F2、Ne，熔点低。h、i、j分别是Na、Mg、Al。考点五元素周期律定义及原子半径的变化规律定义：元素的性质随着原子序数的递增而呈现的周期性变化规律即元素周期律。原子半径的周期性变化规律：随着元素原子序数的递增，电子层数相同的元素的原子半径呈现出从大到小的周期性变化规律。(见下表)原子序数原子半径的变化3～90.152nm→0.071nm大→小11～170.186nm—}0.099nm大→小【归纳】影响原子、离子半径大小的因素①电子层数相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，原子半径越小。②核电荷数相同时，核外电子数越大，原子核对核外电子的吸引力越小，原子半径越大，反之越小。如r(O)≤r(O2)。③核外电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，半径越小。如r(O2)>r(Na+)。④最外层电子数相同时，电子层教越多，最外层电子离核越远，原子半径越大。如r(Na)<r(K)。考点六元素的主要化合价的周期性变化规律随着元素原子序数的递增，元素的主要化合价呈现出从+1～+7、4～1的周期性变化规律。3～18号元素的主要化合价见下表：LiBeBCNOFNe+1+2+3+44+5321NaMgAlSiPSClAr+1+2+3+44+53+62+71同主族，元素的化合价基本相同。主族元素的最高正化合价等于它所在主族的序数。非金属元素的最高正化合价和它的负化合价绝对值的和等于8。一般情况下，氧和氟由于非金属性很强，在化合物中不表现出正的化合价，即只有一2和一1价。10.A和B两种元素可以形成A2B型化合物，它们的原子序数分别是()(A)11和16(B)12和17(C)6和8(D)19和8【答案】A、D【解析】根据化学式推测元素的化合价及元素可能的原子序数。A2B化合物中A的化合价可为+1，B的m合价可为一2。从选项分析，由原子序数可写出A、B的原子结构，根据原子的最外层电子数可判断其化合价。11.若118号元素中的两种元素可以形成原子个数比为2：3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是()(A)1(B)3(C)5(D)6【答案】D【解析】能形成原子个数比为2t3的化舍物有A2B3、A3B2或C4H6。A2B3：A为+3价，B为一2价，118号元素中有：B、A1、N、P为+3价，一2价的有：O、S，组成化合物：B2O3，A12O3，B2S3，A12S3，N2O3，P2O3(一般不易生成)；原子序数之差分别为：3，5，11，3，1，7。A3B2：A为+2价，B为一3价，118号元素中有Be、Mg为+2价，N、P为一3价。组成化合物：Be3N2，Mg3N2，Be3P2，Mg3P2；原子序数之差为3，5，11，3。故118号元素中两种元素可以形成原子个数比为2：3的化合物时，这两种元素的原子序数之差不可能是6。考点七原子核外电子排布的周期性变化规律随着元素原子序数的递增，每隔一定数目的元素，元素原子核外最外层电子重复出现1个递增到8个(第一层例外)，呈现周期性变化的规律。(见下表)原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1～211～223～1021～8811～1831～883．元素周期律的本质元素周期律的本质是原子核外电子排布的周期性。随着原子序数的递增，增加的核电荷对核外电子产生的引力大于因电子数增加后与其它电子间的斥力，导致电子层数相同的元素原子半径减小，对核外电子的吸引力增加而越难失去电子，故金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。12.元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质是()(A)元素的相对原子质量逐渐增大，量变引起质变(B)原子的电子层数增多(C)原子核外电子排布呈周期性变化(D)原子半径呈周期性变化【答案】C【解析】决定元素性质的是元素原子的结构，即原子核外电子的排布，由核外电子排布可推论出该原子舌6半径大小如何?最外层电子多少?从而可以进一步掌握它的性质。所以正确的选项是C。A选项中元素的相对原子质量是由该元素中各同位素的相对原子质量计算出来的平均值。而不同相对原子质量的同位素原子可对应同一元素，该元素的性质是固定的，所以此说法不合理。B选项错在只有原子的电子层数增多不能确定周期性变化。D选项错在原子半径本身属于元素性质的一个方面，所以它不可能是引起元素周期性变化的本质。13.下列不随原子序数的递增而呈周期性变化的是(A)原子半径(B)化合价(C)原子核外电子数(D)原子最外层电子数【答案】C【解析】元素的原子随原子序数的递增(即核电荷数的递增)，重复出现从金属→非金属→惰性气体。原子的最外层电子重复出现从1→7→0。元素化合价重复出现从+1→+7→0。考点八金属性和非金属性元素的金属性和非金属性的强弱取决于元素原子得失电子能力的强弱。得电子能力越强，则元素的非金属性越强；失电子能力越强，则元素的金属性越强。金属性强弱的判断依据：元素单质跟水(或酸)反应置换出氢的难易程度，以及它最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。如果元素的单质跟水(或酸)反应置换出氢气容易，而且它的氢氧化物碱性强，这种元素金属性就强，反之则弱。非金属性强弱的判断依据：最高价氧化物对应的水化物的酸