高一化学元素周期表知识讲

高一化学元素周期表【本讲主要内容】元素周期表元素周期表中主族元素性质的递变规律、原子构造、元素性质及元素在周期表中位置三者的关系、元素周期表的构造及应用、元素的推断等。其中元素周期表的构造及应用是学习的重点。【学问驾驭】【学问点精析】一.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〕原子半径渐渐减小渐渐增大电子层构造电子层数一样最外层电子数渐多电子层数递增最外层电子数一样失电子实力得电子实力渐渐减小渐渐增大渐渐增大渐渐减小金属性非金属性渐渐减弱渐渐增加渐渐增加渐渐减弱主要化合价最高正价〔+1→+7〕非金属元素负价=－〔8－族数〕稀有气体化合价为零，主族元素最高正价数等于族序数〔O、F除外〕最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性渐渐增加碱性渐渐减弱酸性渐渐减弱碱性渐渐增加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渐渐变易气态氢化物渐渐稳定气态氢化物形成渐渐困难气态氢化物渐渐不稳定二.原子构造、元素性质及元素在周期表中位置三者的关系1.原子构造及元素在周期表中的位置关系：〔1〕核外电子层数＝周期数〔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〕质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数〔4〕负价一定值＝8－主族数〔限ⅣA～ⅦA〕〔5〕原子半径越大，失电子越易，复原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物的相应水化物碱性越强，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，形成最高价氧化物的相应水化物酸性越强，其离子的复原性越弱。2.周期表及电子排布〔1〕最外层电子数等于或大于3〔小于8〕的一定是主族元素。〔2〕最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素又可能是副族或零族元素氦。〔3〕最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。〔4〕某元素阴离子最外层电子数及次外层一样，该元素位于第三周期。〔5〕电子层构造一样的离子，假设电性一样，则位于同周期，假设电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。3.从元素周期表归纳元素化合价的规律〔1〕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，其中氟无正价。非金属元素除氢外，均不能形成简洁阳离子，金属元素不能形成简洁阴离子。〔2〕主族元素的最高正价数及最低负价数的一定值之和为8，一定值之差为0、2、4、6的主族依次为ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。〔3〕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〔4〕短周期正价改变随原子序数递增，同周期有一个+1到+7价的改变〔ⅠA～ⅦA〕；长周期有两个+1到+7价的改变〔ⅠA～ⅦB，ⅠB～ⅦA〕。三.元素周期表的构造1.周期元素周期表分7个周期，第一、二、三为短周期，元素种类依次为2、8、8；第四、五、六周期为长周期，元素种类依次为18，18，32；第七周期为不完全周期，目前有32种元素。除第一周期外，每一周期的元素都是从碱金属开始，渐渐过渡到卤族元素，最终以稀有气体元素完毕。2.族元素周期表中有18个纵行，分为16个族，其中7个主族、7个副族，还有1个零族和1个第Ⅷ族。过渡元素包括全部副族和第Ⅷ族，都是金属，又称过渡金属。除短周期外；族序数从左到右的依次为：ⅠA→ⅡA→ⅢB→…ⅦB→Ⅷ→ⅠB→ⅡB→ⅢA→…→ⅦA→0族，前后从1→8更迭两次。金属、非金属的分界限位于分界限旁边的元素既能表现一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。如铝既能跟盐酸反响，也能跟NaOH溶液反响生成NaAlO2并放出H2。周期表的左下方金属性最强的元素是〔放射性元素除外〕Cs，右上方非金属性最强的元素是F。四.主族元素的氢化物、氧化物及其对应水化物的化学式ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA氢化物RH4〔C2H2…〕RH3H2RHR最高价氧化物R2OROR2O3RO2R2O5RO3R2O7〔F除外〕氧化物的特例Na2O2CON2O、NONO2…SO2Cl2OCl2O3…最高价氧化物对应水化物ROHR(OH)3或H3RO3H2RO3〔H4SiO4〕H3RO4〔HNO3〕H2RO4HRO4酸或碱的特例HAlO2H2C2OCH3COOH等H3PO3HPO3等H2SO3HClOHClO3等五.元素、核素和同位素1.概念辨析元素是具有一样核电荷数〔即质子数〕的同一类原子的总称。元素的种类由质子数确定，及中子数、核外电子数无关。如H和D+属于同种元素。核素是核内具有确定数目质子和中子的原子。核素的种类是由质子数和中子数共同确定的，及核外电子无关。如和是同种核素。同位素是同种元素的不同核素。如、、三种核素的质子数一样、同属氧元素，但中子数不同，是不同的核素和同位素。因此，只有同种元素的不同核素才是同位素，不同元素的核素不是同位素。元素只能论种类不能计个数，而原子既能论种类又能计个数。2.由不同同位素构成的物质的性质和特点〔1〕不同同位素的质子数一样，核外电子数也一样，只是中子数不同，因此其化学性质根本一样。〔2〕不同同位素构成的单质〔如H2和D2〕是不一样的单质，但其化学性质根本一样。〔3〕不同同位素构成的化合物〔如D2O和Ｔ2O〕是不同的化合物，其物理性质不同，但化学性质根本一样。六.元素周期表的应用1.同周期元素从左到右金属性渐渐减弱，非金属性渐渐增加，元素最高价氧化物所对应的水化物碱性渐渐减弱，酸性渐渐增加。以第三周期为例：2.同一主族从上到下金属性渐渐增加，非金属性渐渐减弱。如ⅠA族：从Li→Cs，最高价氧化物的水化物碱性增加，CsOH为最强碱；ⅦA：F→I，最高价含氧酸〔F无含氧酸〕酸性渐渐减弱，氢化物的稳定性渐渐减弱。F2及H2结合最简洁，生成的HF最稳定，非金属性最强。3.第ⅣA族所形成的化合物种类最多〔多为有机物〕，第ⅢB族包括的元素种类最多〔包括Sc、Y、镧系、锕系，其中Sc、Y、镧系为十七种稀土元素〕。4.第ⅠA族及ⅦA族，第ⅡA族及ⅥA族所形成的化合物为AB型〔NaCl、MgO〕，此外属于AB型的物质还有Na2O2、H2O2、C2H2、C6H6、CO、NO等；第ⅠA族及ⅥA族所形成的化合物为AB2型，N2O也是；ⅢA族及ⅦA族所形成的化合物为AB3型，此外NH3、PH3、PCl3、SO3、CH3—CH3也是；ⅢA族及ⅤA族所形成的化合物为A2B3型，此外N2O3也是；ⅣA及ⅦA族所形成的化合物为AB4型，如CCl4、CH4等。5.在元素周期表中，金属和非金属交界限旁边的元素可作半导体材料；制特种合金、耐高温、耐腐蚀的合金，一般在过渡元素中找；制催化剂的元素一般也在过渡元素中找。七.元素的推断元素的推断多为文字表达题。考察该学问点的题型主要有选择题、填空题、推断题等涉及学问面广，常给出如下条件：构造特点，性质特点，定量计算。推断题主要考察学生根底学问的驾驭状况和运用根底学问的实力。1.定性推断第一：给出元素的某些性质特点：①短周期元素1～18号元素。②在自然界含量最多的元素—氧。③在自然界含量最多的金属元素—铝。④最活泼的非金属—F。⑤最活泼的金属—Cs。⑥常温下呈液态的金属—Hg。⑦常温下呈液态的非金属单质—Br2。⑧焰色反响〔K—紫，Na—黄，Ca—砖红〕。⑨单质气体最轻的—H2。⑩非金属单质的晶体硬度最大的—金刚石。原子难于形成离子的—C、Si。通常形成化合物种类最多的—C。典型的变价金属—Fe〔+2，+3〕Cu〔+1，+2〕。第二，给出元素原子的构造特点①最外层电子数是次外层电子数的2倍、3倍，说明其原子只有2个电子层分别为②最外层电子数等于最内层电子数，对主族元素而言，是第ⅡA主族元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba。③某元素的阴离子或阳离子和稀有气体原子的电子层构造一样。阴离子的电子层构造和本周期稀有气体原子电子层构造一样。阳离子的电子层构造和上周期稀有气体原子电子层构造一样。如O2－、Ｆ－和同周期Ne电子层构造一样，Na+、Mg2+、Al3+电子层构造和上周期稀有气体Ne电子层构造一样。④被推断的各元素原子电子层和电子数的关系。2.定量推断主要根据最高价氧化物中氧元素养量分数或气态氢化物中H的质量分数确定出元素的原子量，由此确定元素。或由原子量确定质量数，再由质量数减去中子数求出质子数以确定元素。如某元素最高价氧化物分子式为RO3，则氢化物分子式为H2R。另外由金属和酸或和水作用产生的H2的量进展计算。有如下量的关系：ⅠA2R～H2；ⅡAR～H2；ⅢA2R～3H2。3.元素推断的思维途径和方法①娴熟驾驭元素的性质特点，原子构造特点，充分运用“构〞——“位〞——“性〞的互相关系。②建立合理的思维形式。4.有关推断必备学问〔1〕主族元素在周期表中的特别位置：①族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。②族序数等于周期数2倍的元素：C、S。③族序数等于周期数3倍的元素：O。④周期数是族序数2倍的元素：Li。⑤周期数是族序数3倍的元素：Na。⑥最高正价及最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。⑦最高正价是最低负价一定值3倍的短周期元素：S。⑧除H外，原子半径最小的元素：Ｆ。⑨短周期中其离子半径最大的元素：S。⑩最高正价不等于族序数的元素：O、F。〔2〕主族元素性质、存在、用处的特别性。①形成化合物最多的元素；或单质是自然界硬度最大的物质的元素；或气态氢化物中含氢质量分数最大的元素：C。②空气中含量最多的元素；或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。③地壳中含量最多的元素；或气态氢化物的沸点最高的元素；或氢化物在通常状况下呈液态的元素：O。④地壳中含量最多的金属元素：Al。⑤最活泼的非金属元素；或无正价的元素；或无含氧酸的非金属元素；或无氧酸可腐蚀玻璃的元素；或气态氢化物最稳定的元素；或阴离子的复原性最弱的元素：F。⑥最活泼的金属元素；或最高价氧化物的水物碱性最强的元素；或阳离子氧化性最弱的元素：Cs。⑦最易着火的非金属元素的单质，其元素是：P。⑧最轻单质的元素：H，最轻的金属元素：Li。单质中常温下呈液态的非金属元素：Br，金属元素：Hg。⑩最高价氧化物及其水化物既能及强酸反响，又能及强碱反响的元素：Be、Al。eq\o\ac(○,11)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物起化合反响的元素：N；能起氧化、复原反响的元素：S。eq\o\ac(○,12)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反响生成该元素单质的元素：S。eq\o\ac(○,13)元素元素：Li、Na、Ｆ。eq\o\ac(○,14)常见的能形成同素异形体的元素有C、P、O、S。【解题方法指导】[例1]X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有及氩元素一样的电子层构造。以下表达正确的选项是〔〕A.X的核电荷数比Y的小B.X的最高价氧化物一定是X2O，Y的气态氢化物为H2YC.X的离子半径比Y的大D.X的最高正价比Y的小解析：由题给条件可知，X应比氩多一个电子层，而Y及氩有一样的电子层，从而推断出X的核电荷数比Y的大。且X的最高正价要小于Y，由于X离子和Y离子具有一样的电子层数，而核电荷数X大于Y。所以X的离子半径应小于X，而X的最高价氧化物可能是X2O，也可能是XO，而Y的氢化物不一定就是H2Y。答案：D[例2]两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比为1∶2。假设两种元素的原子序数分别为p和q，则对以下p和q可能的关系概括得最完全的是〔〕①p+q=15②p=q+5③p=q－5④p+q=22A.①④B.①③④C.①②③④D.①②④解析：①两种“短周期元素〞，说明这两种元素的原子序数都小于18；②化合物中，原子个数比为1∶2，有两种形式：XY2或X2Y。其中XY2型的化合物，常见的有CO2、SO2、NO2以及ⅡA和ⅦA族元素之间形成的化合物，如MgCl2、BeF2等。常见X2Y型的化合物如IA及ⅥA族之间的化合物如H2O、Na2O及N2O等。答案：C。[例3]在周期表主族元素中，甲元素及乙、丙、丁三元素上下或左右严密相邻。甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数。这四种元素原子的最外层电子数之和为20。据此可以推断：元素甲为______，元素丙为______，元素乙和丁所形成化合物的分子式为______或______。解析：根据元素周期表中元素位—构—性三者之间的关系，利用题给信息，确定打破口：〔1〕可以最外层电子数之和为20揣测，甲的最外层电子数在5左右；〔2〕可以甲元素及乙、丙、丁三元素上下或左右严密相邻，写出四种可能的位置关系，设出甲的序数，结合最外层电子数之和为20求解。答案：甲为N，丙为P，乙和丁的化合物为CO或CO2。【考点打破】【考点指要】元素在周期表中位置、元素原子构造、元素及化合物的性质三者之间关系的综合应用；根据同周期、同主族元素性质的递变规律，对未知物质的构造及性质进展预料。试题多以选择题形式出现，也可能将有关概念包含在简答题或推断题中，这样试题难度就相应较大。在上海高考题中往往每都有一道及原子构造、元素周期表、元素性质相结合的推断题。以最新发觉为题干的信息题也是该部分考题的一个新趋势。【典型例题分析】[例1]氧化性随原子序数的增加而增加的是〔〕A.F－、Cl－、Br- B.Na+、Mg2+、Al3+C.P、S、Cl D.Li+、Na+、K+解析：能得电子的粒子具有氧化性。A项中的阴离子所带电荷数说明，其化合价已达各元素的最低价，不能得电子，故无氧化性；B项中的各离子可得电子，形成相应的金属单质，从它们各自的离子构造示意图可推知，Na+、Mg2+、Al3+离子半径依次减小，得电子实力依次增加，所以，它们的氧化性也依次增加；C项中P、S、Cl半径依次减小，得电子实力依次增加，氧化性也依次增加；D项中从Li+到K+，电子层数增加，半径明显增大，故得电子实力减弱，氧化性减弱。此题考察微粒构造及氧化性的关系以及氧化性大小依次及原子构造的联络。答案：BC[例2]〔06全国理综卷〕X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素，它们满意以下条件：①元素周期表中，Z及Y相邻，Z及W也相邻；②Y、Z和W三种元素的原子最外电子数之和为17.请填空：〔1〕Y、Z和W是否位于同一周期〔填“是〞或“否〞〕：理由是〔2〕Y是Z是W是〔3〕X、Y、Z和W可组成一化合物，其原子个数比为8:2:4:1，写出该化合物的名称及化学式解析：此题是一个相比照拟简洁，但又比较综合的元素周期律问题。主要涉及周期表中的元素位置关系，元素形成物质化学式确定，元素确定等问题。所要求的元素并没有超过短周期的要求。根据条件〔2〕，Y，Z，W最外层电子数之和为17，又Y及Z，Z及M均有相邻关系，短周期又必需是主族元素，故Z，Y，W的最外层电子数必可设为X，X，X+1或X，X，X－1有X+X+X+1=17或X+X+X－1=17，计算结果为：X=6，各元素最外层电子数为6，6，5且Z必为6。Y，Z，W原子序数依次增大，则只能是Y：2，5，N；Z：2，6，O；W：2，8，6，S。在根据X，Y，Z，W组成的化合物中各原子个数比为8:2:4:1，X必为化合价为1的H，形成的化合物为。答案：〔1〕否假如位于同一周期，则其电子数之和应当是3的倍数。〔2〕Y：氮元素Z：氧元素W：硫元素〔3〕名称：硫酸铵化学式：[例3]〔06吉林、黑龙江理综卷〕X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数及它的核外电子总数一样，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则〔1〕X是、Y是、Z是〔2〕由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式〔分子式〕是〔3〕由X、Y、Z中的两种元素组成，且及X2Z分子具有一样电子数的两种离子是和〔4〕X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子的个数比为4∶2∶3，该盐的化学式〔分子式〕是答案：〔1〕氢；氮；氧〔2〕N2O5〔3〕NH4+；OH－〔4〕NH4NO3【综合测试】1.19世纪中叶，门捷列夫的突出奉献是〔〕A.提出原子学说B.发觉元素周期律C.提出分子学说D.发觉氧气2.假如n为第ⅡA族中某元素原子序数，则原子序数为〔n+1〕的元素位于〔〕A.ⅢAB.ⅣAC.ⅢBD.ⅠA3.X、Y是同周期非金属元素，X原子比Y原子半径大，则以下表达正确的选项是〔〕A.X的最高氧化物对应水化物的酸性比Y的强B.X的阴离子比Y的阴离子的复原性强C.X的金属性比Y的弱D.X的气态氢化物比Y的稳定4.紧接在氡下面未被发觉的零族元素的原子序数可能是〔〕A.109B.118C.136D.1375.居里夫人发觉的镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，以下关于镭的性质描绘不正确的选项是〔〕A.在化合物中呈+2价B.单质能使水分解，放出氢气C.氢氧化物呈两性D.碳酸盐难溶于水6.主族元素〔除H外〕的次外层电子数目为〔〕A.一定是8个B.一定是18个C.一定是2个D.可能是2个、8个或18个7.某元素X的原子核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质及氧气充分反响可得6克化合物XO2，该元素在周期表中的位置是〔〕A.第二周期B.第三周期C.第ⅣA族D.第ⅤA族8.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有及氩原子一样的电子层构造，以下表达正确的选项是〔〕A.X的原子序数比Y的小B.X原子最外层电子数比Y的大C.X的原子半径比Y的大D.X元素的最高正价比Y的小9.假设短周期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行能是〔〕A.1B.3 C.510.放射性原子在人类的生活中的许多地方有着特别的作用，对人类的科学探讨有很大的扶植，其中最主要的作用是作为示踪原子。最近医学界通过用放射性14C〔1〕下面有关14C的表达正确的选项是〔〕A.14C及14B.14C及C60C.14C及C60中D.14C及1〔2〕自然界中存在许多像14C的放射性原子，这些自然放射现象的发觉说明了什么问题〔〕A.原子不行以再分B.原子的核式构造C.原子核还可以再分D.原子核是由质子和中子构成11.及10gH216O所含中子数相等的D216A.gB.C.D.12.有a、b、c、d四种元素，a、b为同一周期元素，c、d为同一主族元素。a的阳离子和d的阴离子具有一样的电子层构造。b的阴离子和c的阴离子电子层构造一样，且c离子的电荷数高于b离子。则以下说法中正确的选项是〔〕①原子序数d＜b＜c＜a②原子序数d＜a＜c＜b③原子序数d＜a＜b＜c④离子半径b＞c＞d＞a⑤离子半径b＞c＞a＞d⑥离子半径c＞b＞d＞aA.③④B.②⑥C.①⑤D.②④13.以下说法正确的选项是〔〕A.不同的核素一定是不同的原子B.H2和D2互为同位素C.全部主族元素的最高正化合价都等于其价电子数D.全部的过渡元素都是金属元素，全部的金属元素也都是过渡元素14.氢元素有三种核素H、D、T，氯元素有两种核素35Cl、37Cl。当用一种仪器分别测定10000个氯化氢分子的质量，所得数值最多有〔〕A.2种B.5种C.6种D.9种15.无机化学命名委员会〔国际组织〕在1989作出确定：把长式周期表原先的主副族号取消，由左到右按原依次编为18列，如碱金属为第一列，稀有气体为第十八列。按这个规定，以下说法正确的选项是〔〕A.第三列元素最多B.第十列中没有非金属元素C.从上到下第一列元素单质熔点渐渐上升，而第十七列元素单质的熔点渐渐降低。D.只有第二列元素的原子最外层有2个电子。16.有A、B、C三种元素。A元素的原子最外层电子数是2；B元素的原子最外层得到2个电子就到达稳定构造；C元素最外层电子数是次外层电子数的3倍。则这三种元素组成的化合物可能是〔〕A.ABC3 B.ABC2 C.ABC4 D.A2BC17.元素X及氢气化合生成的化合物组成为XH3，其最高价氧化物中含氧元素的质量分数为74.07%，原子核内质子数和中子数相等，则以下说法正确的选项是〔〕A.X元素的质子数为14B.最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO4C.X元素的非金属性比氯元素弱D.X的氢化物XH3稳定性比H2O强18.下表是元素周期表的一部分，答复所列有关问题。周期族周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02①②3③④⑤⑥⑦⑧⑨4⑩〔1〕写出以下元素符号：①，⑥，⑦，。〔2〕在这些元素中，最活泼的金属元素是，最活泼的非金属元素是，最不活泼的元素是。〔3〕在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是，碱性最强的是，呈两性的氢氧化物的是，写出三者之间互相反响的化学方程式。〔4〕在这些元素中，原子半径最小的是，原子半径最大的是。〔5〕在③及④中，化学性质较活泼的是，怎样用化学试验证明在⑧及中，化学性质较活泼的是，怎样用化学试验证明