52元素周期表元素周期律2022年新高考地区选考化学一轮复习讲与练（人教版）（原卷版）

5.2元素周期表元素周期律知识整理知识整理元素周期表一、元素周期表的结构1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。2．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为。＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．编排原则（1）周期：把相同的元素，按的顺序，从左至右排成的横行。（2）族：把相同的元素，按的顺序，由上而下排成的纵列。4．元素周期表的结构（1）元素周期表的结构eq\a\vs4\al(元,素,周,期,表)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周期,(7个))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素种数分别为2、8、8种)),长周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素种数分别为18、18、32、32种)))),\a\vs4\al(族(16个))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期元素和长周期元素共同构成，共7个,副族：完全由长周期元素构成，共7个,第Ⅷ族：第8、9、10三个纵列,0族：第18纵列))))（2）元素周期表结构归纳二、原子结构与周期表的关系1．原子结构与周期表的关系周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6【注意】（1）能层数＝电子层数＝周期数。（2）价电子数＝主族序数。2．每族元素的价电子排布特点（1）主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA价电子排布特点主族ⅤAⅥAⅦA—价电子排布特点—（1）0族：He为1s2；其他为ns2np6。（3）过渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、镧系、锕系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。三、元素周期表的分区1．根据核外电子排布（1）分区（2）各区元素化学性质及原子价电子排布特点分区元素分布价电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He除外)通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(镧系、锕系除外)(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近2.根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。【注意】“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。知识演练知识演练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)我国自主研发的航空母舰装有大量的磁屏蔽材料K2NbO2F5，K2NbO2F5中所含元素均属于主族元素。()(2)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。()(3)第ⅠA族全部是金属元素。()(4)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。()(5)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1。()2．请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：(1)标出周期数和族序数。(2)画出金属与非金属的分界线，写出分界线处金属的元素符号，并用阴影表示出过渡元素的位置。(3)标出镧系、锕系的位置。(4)写出各周期元素的种数。(5)写出稀有气体元素的原子序数。(6)标出113号～118号元素的位置。3．根据前四周期元素原子核外电子排布特点，回答下列问题：(1)价电子层有2个未成对电子的有__________；有3个未成对电子的有__________。(2)未成对电子数与周期数相等的元素有__________________________。素养提升素养提升一、元素周期表结构的相关应用1．在元素周期表中，铂元素如图所示。下列有关说法正确的是()A．铂是非金属元素，在常温下呈固态B.eq\o\al(208,)78Pt和eq\o\al(198,)78Pt的核外电子数相同，互为同位素C．“195.1”是铂的质量数D．由78可以推出Pt为第五周期元素2.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＋10 B．5xC．5x＋14 D．5x＋163．(1)56号元素位于第________周期________族。(2)114号元素位于第________周期________族。(3)25号元素位于第________周期________族。(4)第四周期中，未成对电子数最多的元素是________(填名称)。①它位于______族；核外电子排布式是________________。②它有________个能层，________个能级，________种运动状态不同的电子。③价电子排布式为________________；价电子排布图为________________；属于________区。方法技巧方法技巧元素周期表结构中隐含的两条规律（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，第四、五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六、七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、七周期的第ⅡA族与ⅢA族原子序数之差都为25。（2）同主族、邻周期元素的原子序数差的关系①ⅠA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。②ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。③ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。二、元素位、构与元素推断4．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L能层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：(1)写出M、R的价电子排布式：M__________________、R____________________。(2)写出X、Y的价电子排布图：X__________________、Y________________。(3)写出Z的核外电子排布式：__________________________________。Z的核外未成对电子数为________。5．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：(1)X元素原子基态时的电子排布式为______________，该元素的符号为________。(2)Y元素原子的价电子排布图为__________________，该元素的名称是________。(3)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物稳定性：________________。知识整理知识整理元素周期律及其应用一、元素周期律二、原子半径1．影响因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(能层数：能层数越多，原子半径越大,核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，原子半径越小))2．变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐；同主族元素从上到下，原子半径逐渐。三、电离能1．第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的，符号为I1，单位为。2．变化规律（1）同周期：第一种元素的第一电离能最，最后一种元素的第一电离能最，从左到右呈增大的变化趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)。（2）同族元素：从上到下第一电离能逐渐。（3）同种原子：逐级电离能越来越，即I1<I2<I3……（4）特殊情况当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较低，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如第一电离能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。四、电负性1．含义：元素的原子在化合物中的能力大小的一种度量。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中的能力越强。2．标准：以最活泼的非金属元素氟的电负性为作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。3．变化规律（1）金属元素的电负性一般(填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金属元素的电负性一般1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。（2）在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐；同主族从上到下，元素的电负性逐渐。五、主族元素周期性变化规律项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐减小逐渐增大元素主要化合价最高正价由＋1→＋7(O、F除外)最低负价由－4→－1最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8原子得失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能总体上呈增大的趋势第一电离能逐渐减小元素的电负性电负性逐渐增大电负性逐渐减小元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱单质氧化性、还原性氧化性逐渐增强，还原性逐渐减弱氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱非金属简单气态氢化物的稳定性生成由难到易，稳定性逐渐增强生成由易到难，稳定性逐渐减弱六、对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与其的主族元素的有些性质是相似的。例如：七、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、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱三反应置换反应：强的置换弱的(既适合金属，也适合非金属)与水或非氧化性酸反应越强烈，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化合越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强两池原电池：一般情况下，负极材料的金属性强于正极材料电解池：在阳极先放电的阴离子，其对应元素的非金属性较弱，在阴极先放电的阳离子，其对应元素的金属性较弱氧化性金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强八、元素周期表和元素周期律的应用1．根据在元素周期表中的位置推断未知元素。2．预测元素的性质(由递变规律推测)（1）比较不同周期、不同主族元素的性质。如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3。填(“＞”“＜”或“＝”)（2）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Be(OH)2溶；再如已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢化合，HAt稳定，水溶液呈酸性，AgAt溶于水等。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。知识演练知识演练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。（1）改编]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是氧。()（2）元素Mn与O中，第一电离能较大的是Mn。()（3）B和N相比，电负性较大的是N。()（4）C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C。()（5）某正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其元素在周期表中位于第Ⅷ族。()（6）价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素。()（7）元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。()（8）在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价。()（9）元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。()（10）元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。()2．（1）比较微粒半径：①F－________O2－(填“＞”“＝”或“<”，下同)。②Na________Mg________Cl；③F－________Cl－________Br－；④S2－________S。（2）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。（3）第三周期所有元素的第一电离能大小顺序为_____________________________。（4）F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为____________，电负性大小顺序为_______________。方法技巧方法技巧“三看”法快速判断简单微粒半径的大小一看电子层数：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，半径越大。素养提升素养提升一、元素的金属性与非金属性1．下列事实能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子强的是________(填序号)。①HCl的溶解度比H2S大②HCl的酸性比H2S强③HCl的稳定性比H2S大④HClO4的酸性比H2SO4强⑤Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS⑥Cl2能与H2S反应生成S⑦在周期表中Cl处于S同周期的右侧⑧还原性：Cl－＜S2－2．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是()选项事实结论A与冷水反应，Na比Mg强烈金属性：Na>MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性：Ca>MgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性：S>CDt℃，Br2＋H22HBrK＝5.6×107I2＋H22HIK＝43非金属性：Br>I3．(双选)下列实验不能作为相应判断依据的是()A．向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱C．硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱D．Mg、Al、NaOH溶液组成的原电池，根据电极现象判断Mg与Al的金属性强弱方法技巧方法技巧规避金属性和非金属性判断中的易错点（1）关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸性或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。（2）关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，可依据元素原子在化学反应中得失电子的难易而非得失电子的多少。二、原子结构与元素性质的综合应用4．根据信息回答下列问题：(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12～17号元素的有关数据缺失)。①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________<Al<________；(填元素符号)②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族。(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出常见元素的电负性。元素AlBBeCClFLi电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负