(统考版)2023版高考化学一轮复习第五章物质结构、元素周期律第2讲元素周期表和元素周期律学生用书

第2讲元素周期表和元素周期律考纲要求1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)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递变的规律。考点一元素周期表基础梳理·自我排查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＝________＝__________＝______。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)短周期长周期序号一二三四五六七元素种数____________________________0族元素原子序数____________________________(2)族(18个纵行，16个族)主族列121314151617族____ⅡA____ⅣA____ⅥA____副族列345671112族____ⅣBⅤBⅥBⅦB____ⅡBⅧ族第__________，共3个纵行0族第____纵行(3)元素周期表的分区族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01234567①分界线：如上图所示，沿着元素周期表中__________与____________的交界处画一条斜线，即为________和____________的分界线(氢元素除外)。②分界线附近的元素，既能表现出一定的______，又能表现出一定的__________。4．元素周期表中的特殊位置(1)过渡元素：元素周期表中部从____族到____族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。(2)镧系：元素周期表第____周期中，57号元素镧到71号元素镥共____种元素。(3)锕系：元素周期表第____周期中，89号元素锕到103号元素铹共____种元素。(4)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。[思考](1)甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序数分别为m、n，则m和n的关系为____________________。(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是____________________。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，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________________。[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)元素周期表中共有18个纵行，16个族()(2)同主族元素的最外层电子数一定相同()(3)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素()(4)ⅠA族全部是金属元素()(5)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素()(6)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1()(7)某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第五周期ⅦA族()微点拨1.在描述元素在Ⅷ族时，不要写成ⅧB。2．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。3．元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素，形成化合物种类最多的为ⅣA族。考点专练·层级突破练点一元素周期表中的结构信息1．1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族B．在过渡元素中寻找半导体材料C．俄罗斯专家首次合成了116178D．ⅠA族的元素全部是金属元素2．铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。元素周期表中铟的数据如图，下列说法完全正确的是()A．铟元素的质量数是114.8B．铟元素的相对原子质量是114C．铟元素是一种副族元素D．铟原子最外层有3个电子3．结合如图所示元素周期表，回答下列问题：(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期第________族。(2)f元素位于第________周期第________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量：______________。练点二元素周期表局部判断4.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为()A．Be、Na、AlB．B、Mg、SiC．O、P、ClD．C、Al、P5.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＋10B．5xC．5x＋14D．5x＋166．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是()A.Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素7．部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法不正确的是()A．B只能得电子，不能失电子B．原子半径：Ge>SiC．As可作半导体材料D．Po处于第六周期ⅥA族规律技巧同周期主族元素原子序数差的关系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)第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六周期为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。考点二元素周期律基础梳理·自我排查1.元素周期律2．元素周期律的具体内容项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐____逐渐____电子层数____逐渐____原子半径逐渐____逐渐____离子半径阳离子逐渐____阴离子逐渐____r(阴离子)__r(阳离子)逐渐____性质化合价最高正化合价由____→____(O、F除外)负化合价＝________________________________________________________________________相同最高正化合价＝______(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐____非金属性逐渐____金属性逐渐____非金属性逐渐____离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐____阴离子还原性逐渐____阳离子氧化性逐渐____阴离子还原性逐渐____气态氢化物稳定性逐渐____逐渐____最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐____酸性逐渐____碱性逐渐____酸性逐渐____3．元素周期律(表)的现实意义(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素(2)预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同主族、不同周期元素的性质如金属性Mg>Al，Ca>Mg，则碱性MgOH2>AlOH3②推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知BeOH(3)启发人们在一定区域内寻找新物质①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强()(2)P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强()(3)O、S、P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()(4)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7()(5)同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强()(6)在主族元素中，最高正化合价均等于主族序数()(7)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强()考点专练·层级突破练点一微粒半径大小的比较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＋2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A．原子序数：D>C>B>AB．原子半径：B>A>C>DC．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－<D－3．下列各组微粒中微粒半径由大到小的是()A．O、Cl、S、PB．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋D．Li、Na、K、Cs方法总结“三看”法快速判断简单粒子半径大小一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越小。练点二元素性质综合判断4．根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)：(1)金属性：K________Na________Mg，非金属性：F________O________S。(2)碱性：Mg(OH)2______Ca(OH)2________KOH。(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。(4)热稳定性：CH4______NH3________H2O。(5)还原性：HBr________HCl，I－________S2－。(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋。5．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是()元素代号ABCDE原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074主要化合价＋1＋3＋2＋6、－2－2A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等B．离子半径大小A＋<D2－C．最高价氧化物对应水化物的碱性A<CD．氢化物的稳定性D>E6．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同的电子层结构，下列关系正确的是()A．质子数：c>dB．离子的还原性：Y2－>Z－C．氢化物的稳定性：H2Y>HZD．原子半径：X<W7.某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点(最中心的点)代表起点元素。下列正确的是()A．物质YO可能具有较强的氧化性B．图中离O点越远的元素，其原子半径一定越大C．O2X、WO3分子内都含有氢键，所以沸点都较高D．科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素方法总结金属性和非金属性强弱的判断方法三表元素周期表金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”金属活动性顺序表按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐减弱非金属活动性顺序表按F、O、Cl、Br、I的顺序，非金属性逐渐减弱三反应置换反应强的置换弱的，适合金属也适合非金属与水或酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则非金属性越强真题演练·素养通关1.[2021·全国甲卷，11]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是()A．原子半径：Z>Y>X>WB．W与X只能形成一种化合物C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物2．[2021·全国乙卷，11]我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是()A．原子半径大小顺序为W>X>Y>ZB．化合物XW中的化学健为离子键C．Y单质的导电性能弱于Z单质的D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸3．[2020·全国卷Ⅱ，13]一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是()A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构4．[2020·全国卷Ⅲ，13]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是()A．非金属性：W>X>Y>ZB．原子半径：Z>Y>X>WC．元素X的含氧酸均为强酸D．Y的氧化物水化物为强碱5．[2019·全国卷Ⅰ，13]科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是()A．WZ的水溶液呈碱性B．元素非金属性的顺序为X>Y>ZC．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构6．[2019·全国卷Ⅱ，9]今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是()A.原子半径：W<XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z<WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱7．[2019·全国卷Ⅲ，9]X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是()A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物C．X与Z可形成离子化合物ZXD．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸第2讲元素周期表和元素周期律考点一基础梳理·自我排查1．核电荷数核外电子数质子数2．原子序数最外层电子数电子层数3．（1）2881818323221018365486118（2）ⅠAⅢAⅤAⅦAⅢBⅠB8、9、1018（3）B、Si、As、Te、AtAl、Ge、Sb、Po金属元素非金属元素金属性非金属性4．（1）ⅢBⅡB（2）六15（3）七15思考答案：（1）n＝m＋5n＝m＋15n＝m＋29（2）x＋2x＋8x＋18x＋32（3）y＝x＋m或y＝x＋n判断答案：（1）√（2）√（3）×（4）×（5）×（6）√（7）√考点专练·层级突破1．解析：元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列，因此元素周期表虽然共18个纵列，但共16个族，A错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B错误；第七周期0族元素为118号，则116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族，C正确；第ⅠA族的元素包括H和碱金属元素，D错误。答案：C2．解析：该元素的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，和Al处于同一主族，故D正确。答案：D3．答案：（1）a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f三0四ⅡB（2）三ⅥA4．解析：设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，（x＋8－1）＋（x＋8＋1）＝4x，解得x＝8，所以A为O元素，B为P元素，C为Cl元素，故选C。答案：C5．解析：答案：A6．解析：X、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，所以D项错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17，Y与Z的原子序数之和为2a，A、B正确；若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期的右边，则Z的原子序数为a＋31，C正确。答案：D7．解析：B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，又能失电子，故A错误；同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ge>Si，故B正确；As元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，可作半导体材料，故C正确；Po为主族元素，原子有6个电子层，最外层电子数为6，处于第六周期ⅥA族，故D正确。答案：A考点二基础梳理·自我排查1．原子序数核外电子排布2．增大增大相同增多减小增大减小减小>增大＋1＋7－（8－主族序数）主族序数减弱增强增强减弱增强减弱减弱增强增强减弱减弱增强增强减弱判断答案：（1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）×考点专练·层级突破1．答案：（1）>>（2）<<（3）>>（4）<<（5）>>>（6）>2．解析：由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。原子序数大小应为A>B>D>C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B正确；离子半径应为C3－>D－>B＋>A2＋，C错误；还原性为C3－>D－，D错误。答案：B3．解析：比较微粒半径有以下原则：①同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，A为P>S>Cl>O；②同主族元素原子半径从上到下逐渐增大；③核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，Mg2＋>Al3＋；④各层排布都饱和，一般电子层数越多，微粒半径越大。故只有C正确。答案：C4．答案：（1）>>>>（2）<<（3）>>（4）<<（5）><（6）>>5．答案：B6．解析：因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为a>b>d>c，且Y、Z在上一周期，Y在Z的左边，Y的非金属性弱于Z；W、X在下一周期，X在W的左边，X的金属性强于W。质子数d>c，A项错误；非金属性：Y<Z，则离子的还原性：Y2－>Z－，B项正确；非金属性：Z>Y，故氢化物稳定性：HZ>H2Y，C项错误；同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：X>W，D项错误。答案：B7．解析：O点代表氢元素，按照原子序数由小到大由里往外延伸，由图可知，W为N元素，X为O元素，Y为Na元素，Z为P元素，根据元素的种类可知虚线相连的元素处于同一族。A.NaH中氢元素为－1价，具有较强的还原性，故A错误；B.随原子序数增大距离O点的距离增大，而同周期主族元素，随原子序数增大原子半径减小，图中离O点越远的元素，其原子半径不一定越大，故B错误；C.H2O、NH3分子间都含有氢键，所以沸点都较高，而分子内为共价键，故C错误；D.As与N元素处于同主族，性质具有相似性，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素，故D正确。答案：D真题演练·素养通关1．解析：原子半径：Al>S>N>H，A项错误；H和N可形成NH3和N2H4等化合物，B项错误；Al2O3是典型的两性氧化物，与强酸和强碱均能反应生成盐和水，C项错误；H、N、S三种元素形成的（NH4）2S为离子化合物，既含离子键又含共价键，D项正确。答案：D2．解析：氧原子半径小于硫原子半径，而Mg、Al、Si的原子半径依次减小且均比同周期的硫原子半径大，因此原子半径：Mg>Al>Si>O，A项错误；Mg元素的金属性较强而O元素的非金属性很强，二者之间形成的化学键是离子键，B项正确；铝是导体而Si是半导体，故前者导电性强于后者，C项错误；硅酸的酸性弱于碳酸，D项错误。答案：B3．解析：W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24，结合题给化合物的结构式可知，W为H、X为B、Y为N、Z为Na。A项，中H、B、N之间均为共