考点10元素周期表与元素周期律（学生版）

考点10元素周期表与元素周期律1．简单了解元素周期表的发展历程。2．了解周期和族的编排原则，掌握元素周期表的结构。3．以碱金属元素和卤族元素为例，掌握同主族元素的相似性和递变性，并能运用原子结构理论初步解释。4．以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯为例，了解同周期主族元素性质的递变规律。5．认识原子结构与物质性质的因果关系，能够利用元素在周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。6．体会元素周期表在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。考点一元素周期表编排与结构1．发展历程2．编排原则(1)周期：把_________相同的元素，按__________________的顺序，从_____至_____排成的横行。(2)族：把_______________相同的元素，按_______________的顺序，从_____至______排成的纵行。3．结构(1)周期(7个横行→7个周期)周期分类短周期长周期周期序数1234567元素种类2________________________________________周期序数与原子结构的关系周期序数＝原子电子层数(2)族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)族主族0族副族Ⅷ族构成周期由长周期元素和短周期元素共同构成仅由长周期元素构成列序1，2，13～17183～7，11，128，9，10族序数ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅣA，ⅤA，ⅥA，ⅦA0ⅢB，ⅣB，ⅤB，ⅥB，ⅦB，ⅠB，ⅡB_______族序数与原子结构关系主族序数＝_____________________常见族的别称第ⅠA族(除氢)：_______元素；第ⅦA族：_______元素；0族：稀有气体元素(3)同周期相邻主族元素的原子序数之差。周期ⅡAⅢA2、3nn＋14、5nn＋116、7nn＋25考点二元素周期表的表现特征1．元素信息——以铁元素为例说明。2．元素周期表的特殊位置①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素，都是_______元素。②镧系：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素到71号元素共_______种元素。③锕系：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素到103号元素共_______种元素。考点三碱金属元素1．原子结构特点元素核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm锂(Li)_______1_______0.152钠(Na)______________0.186钾(K)______________0.227铷(Rb)______________0.248铯(Cs)______________0.2652．相似性(1)化学性质最外层都有_____个电子→易______________电子→单质具有强_______性，都以_______态存在碱金属单质都能与_______等非金属单质反应。②碱金属单质都能与水反应，其通式为____________________________。(2)物理性质_______色金属(Cs略带金色光泽)，质地_______，有延展性，密度较小，熔点较低，电和热的良导体。3．递变性(Li→Cs)(1)化学性质①②与O2的反应的程度越来越_______。③与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生_______爆炸，Rb与Cs遇水发生_______爆炸。④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐_______，CsOH的碱性_______。(2)物理性质密度逐渐_______(K反常)，熔沸点逐渐________。4．特殊性(1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。(2)碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。(3)碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。5．元素金属性强弱的判断标准金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn＋＋Y→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强考点四卤族元素1．原子结构元素核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径氟(F)_____________________从上到下由_______到_______氯(Cl)______________溴(Br)354碘(I)5352．Cl2、Br2、I2的物理性质的比较气体物理性质Cl2_______有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大Br2______________液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发I2________固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大3．卤族元素性质的相似性4．卤族元素性质的递变性(1)物理性质递变(2)化学性质的递变5．氯、溴、碘单质间的置换实验内容操作方法实验现象化学方程式氯置换溴将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管无色变_______色_____________________氯置换碘将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管无色变_______色_____________________溴置换碘将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管无色变_______色_____________________结论氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，即氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即氯、溴、碘单质的氧化性强弱为Cl2_____Br2_____I26．元素非金属性强弱的判断标准非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强考点五同周期元素金属性和非金属性的变化规律1．Na、Mg、Al的比较NaMgAl变化规律(同周期：左→右)单质与水(或酸)反应与冷水_______反应，生成H2与冷水几乎不反应，与沸水_______反应，生成H2；与酸反应_______，生成H2与酸反应_______，生成H2从水或酸中置换H2能力逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的碱性强弱NaOH_______碱Mg(OH)2_______碱Al(OH)3_______氢氧化物最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱2．Si、P、S、Cl的比较SiPSCl变化规律(同周期：左→右)单质与氢气反应的条件_______较高温度加热_______或_______与H2化合能力逐渐增强气态氢化物的热稳定性SiH4_______PH3_______H2S______HCl_______氢化物稳定性逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸性强弱H2SiO3[来源:学|科|网_______酸H3PO4_______酸H2SO4_______酸HClO4强酸(比H2SO4_______)最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强3．结论：随着原子序数的递增，同周期主族元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐_______，呈现周期性的变化。理论解释：在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左到右，核电荷数依次_______，原子半径逐渐_______，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐_______，因此元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强。4．元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。(2)实质：元素周期律是______________发生周期性变化的必然结果。【知识拓展】(1)元素的性质包括：原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。(2)物质的性质包括：物理性质(颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等)和化学性质(氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等)。【归纳总结】同周期元素原子结构和元素性质变化规律内容同周期从左到右(0族除外)原子结构电子层数相同，最外层电子数1个→7个(第一周期除外)，原子半径逐渐减小元素性质原子得失电子能力失电子能力减弱，得电子能力增强金属性和非金属性金属性减弱，非金属性增强单质性质还原性减弱，氧化性增强离子性质阳离子氧化性增强，阴离子还原性减弱主要化合价最高正价：＋1→＋7(O、F除外)最低负价：－4→－1非金属气态氢化物的形成与性质生成由难到易，稳定性增强，还原性减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性增强，碱性减弱考点六元素周期律和元素周期表的应用1．根据元素性质变化规律对元素进行分区族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01234567考向一元素周期表的结构【例1】关于元素周期表的下列中说法中，不正确的是()A．元素周期表揭示了化学元素间的内在联系B．在元素周期表中，主族所表示的是由长周期元素和短周期元素共同组成的纵行C．元素周期表中周期数等于该周期内原子的电子层数D．元素周期表有18个纵行，共18个族【答案】D【解析】A项，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一，A正确；B项，副族元素与Ⅷ族不含短周期元素，除0族外，短周期元素和长周期元素共同组成的族称为主族，B正确；C项，在元素周期表中，电子层数相同的原子位于同一周期，因此元素周期表中周期数等于该周期内原子的电子层数，C正确；D项，元素周期表有7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族，共有16个族，D错误；故选D。【例2】门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种当时尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位(如图)，结合现代周期表及化学的发展和认知，下列说法错误的是()A．①所代表的元素位于第四周期ⅢA族B．①②所代表的元素的金属性：①>②C．表中处于同一横行的元素在现代元素周期表中位于同一竖列D．②所代表的元素既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性【答案】C【解析】由图可知，①与B、Al同主族，则①为Ga元素，②与C、Si同主族，则②为Ge元素。A项，①为Ga元素，位于第四周期ⅢA族，故A正确；B项，Ga位于第四周期ⅢA族，Ge位于第四周期ⅣA族，同一周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，则金属性：Ga>Ge，故B正确；C项，由图可知，表中处于同一横行的元素在现代元素周期表中不一定位于同一竖列，如同一横行的Mg和Zn，在现代元素周期表中不是同族元素，故C错误；D项，②为Ge元素，Ge元素位于元素周期表的金属元素与非金属元素的交界处，既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性，故D正确；故选C。考向二碱金属元素递变规律【例3】以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述正确的是()①氢氧化物中碱性最强的是CsOH②单质熔点最高的是铯③它们都是热和电的良导体④它们的密度依次增大，且都比水轻⑤它们的还原性依次增强⑥它们对应阳离子的氧化性依次增强A．①③ B．②⑤ C．②④⑥ D．①③⑤【答案】D【解析】①碱金属从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，因此氢氧化物中碱性最强的是CsOH，故①正确；②从上到下，金属的熔点逐渐降低，因此单质熔点最高的是Li，故②错误；③碱金属是是热和电的良导体，故③正确；④碱金属密度具有增大趋势，但钠的密度大于钾的密度，铷、铯密度比水大，故④错误；⑤从上到下金属性增强，它们的还原性依次增强，故⑤正确；⑥从上到下金属性增强，还原性增强，它们对应阳离子的氧化性依次减弱，故⑥错误；因此①③⑤正确，故D正确。故选D。【例4】据报道、德国科学家实现了铷(Rb)原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷在元素周期表中位于第五周期IA族。下列说法不正确的是()A．铷的原子序数为37B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈C．铷的氧化物暴露在空气中易与CO2反应D．铷的氢氧化物是弱碱【答案】D【解析】A项，铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A正确；B项，铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B正确；C项，铷的氧化物为碱性氧化物，则暴露在空气中易与CO2反应，C正确；D项，铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D错误；故选D。考向三卤族元素递变规律【例5】下列有关卤素的说法错误的是()A．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，还原性依次增强C．淀粉－碘化钾溶液在空气中变蓝，4I－＋O2＋2H2O=2I2＋4OH－D．用硝酸酸化的硝酸银溶液能一次鉴别NaCl、NaBr、KI三种失去标签的溶液【答案】A【解析】元素的非金属性强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关，可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较，A错误，故选A。【例6】甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－（X－为Cl－、Br－、I－）离子，向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液为橙色，再加丙溶液，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有A.Br－、Cl－、I－ B.Br－、I－、Cl－C.I－、Cl－、Br－ D.Cl－、I－、Br－【答案】B【解析】向甲中加淀粉溶液和氯水，则溶液为橙色，不显蓝色，说明不存在I－，而是Br－，与Cl2作用生成了Br2单质显橙色；再加丙溶液，无明显变化，说明丙溶液与Br2不反应，则丙溶液中也不存在I－，只能存在Cl－，则乙中存在I－，故选B。考向四元素周期律及应用【例7】下列叙述中不正确的是()A．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B．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素C．在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素D．人们在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料【答案】B【解析】A项，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，即位置决定结构，结构决定性质，正确；B项，过渡元素是第3纵行到第12纵行的元素，包括了七个副族与第Ⅷ族，错误；C项，在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素往往既具有金属性，也具有非金属性，因此可以寻找制备半导体材料的元素，正确；D项，过渡元素均是金属元素，因此人们在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，正确。【例8】元素X、Y、Z的原子序数之和为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．同族元素中Z的氢化物稳定性最强B．原子半径：X＞Y，离子半径：X＋＞Z2－C．同周期元素中X的金属性最强D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强【答案】B【解析】元素X、Y、Z原子序数之和为36，由于第四周期两元素原子序数最小为19＋20＝39，故X、Y、Z为短周期元素，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构，可推知Z处于第二周期，X、Y处于第三周期，结合离子电荷可知，X为Na，Z为O，则Y原子序数为36－11－8＝17，故Y为Cl。A项，同一主族元素，元素原子核外电子层数越少，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性就越强。在第ⅥA族元素中，非金属性最强的元素为O，所以氧的氢化物稳定性最高，正确；B项，同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以原子半径X＞Y，离子半径Z2－＞X＋，错误；C项，同周期自左向右金属性逐渐减弱，则同周期元素中Na的金属性最强，正确；D项，同周期元素中Cl元素的最高价含氧酸的酸性最强，正确。考向五元素综合推断【例9】下图为元素周期表短周期的一部分，其中X元素原子最外层电子数是次外层的两倍。下列说法不正确的是()XYZWA．X的原子半径比Y的大 B．Y元素的非金属性比Z强C．z元素位于第3周期ⅣA族 D．W的氧化物的水化物是强酸【答案】D【解析】因为图为元素周期表短周期的一部分，其中X元素原子最外层电子数是次外层的两倍，所以X为C元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为Cl元素。A项，因为X为C元素，Y为O元素，所以X的原子半径比Y的大，故A正确；B项，因为Y为O元素，Z为Si元素，所以Y元素的非金属性比Z强，故B正确；C项，因为Z为Si元素，所以Z元素位于第3周期ⅣA族，故C正确；D项，因为W为Cl元素，W的氧化物的水化物不一定是强酸，如HClO属于弱酸，故D错误；故选D。【例10】现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表。元素相关信息X最外层电子数是核外电子总数的一半Y最高化合价和最低化合价之和为零Z单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近Q同周期元素中原子半径最小下列说法正确的是()A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应B．Y与Q可形成的YQ4分子C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱D．第4周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈固态【答案】B【解析】短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，X最外层电子数是核外电子总数的一半，则X是Be元素；Y的最高化合价和最低化合价之和为零，则Y是C元素；Z元素的单质为淡黃色固体，常存在于火山喷口附近，则Z是S元素，Z、Q在同一周期，且Q是同周期元素中原子半径最小的元素，则Q是Cl元素。根据上述分析可知：X是Be，Y是C，Z是S，Q是Cl元素。A项，X是Be元素，由于Be元素的金属性不强，其单质的金属性比较弱，因此在常温时，X单质不能与水发生剧烈反应，A错误；B项，Y是C，原子最外层有4个电子；Q是Cl，原子最外层有7个电子，二者都是非金属元素，因此Cl与C原子以共用电子对，C最外层有4个电子，因此可以与4个Cl原子形成4个共价键，形成CCl4分子，从而使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，B正确；C项，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就越强。由于元素的非金属性C＜S＜Cl，所以它们最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C错误；D项，Q是Cl元素，在第4周期且与Q同主族元素是Br元素，Br元素的单质Br2在常温常压下呈液态，D错误；故选B。1．下列元素属于第ⅡA族的是()A．钠 B．镁 C．氟 D．硫2．高纯度的锗是一种半导体材料，下图是锗在元素周期表中的信息，下列说法正确的是()A．位于VIA族，处于金属元素与非金属元素分界处B．原子序数为32C．最外层电子数为2D．原子的相对原子质量为72.613．下列关于元素周期表的说法中正确的是()A．金属元素都是过渡元素B．的核外电子数为18，则X位于第4周期IIA族C．第4周期IIA族与IIIA族元素原子序数相差1D．IA族元素都是碱金属元素4．根据元素周期律表无法判断的是()A．稳定性：H2O＞H2S＞PH3 B．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3C．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH D．氧化性：F2＞O2＞N25．X2+的核外电子排布为2、8、8，则X元素在周期表中的位置是()A．第三周期第0族 B．第三周期第ⅡA族C．第三周期第ⅥA族 D．第四周期第ⅡA族6．依据下列说法来判断相应元素的金属性、非金属性强弱，不合理的是()A．非金属气态氢化物的稳定性B．非金属氧化物对应水化物酸性的强弱或单质间的置换反应C．金属单质与氧气，水或酸反应的剧烈程度D．等量Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应时失电子的难易程度7．运用元素周期律分析下面的推断，其中推断错误的是()A．氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁弱B．砹(At)为有色固体，HAt不稳定C．硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体D．硒化氢(H2Se)是无色、有毒，比H2S稳定的气体8．“嫦娥一号”卫星在北京航天飞机控制中心科技人员的精确控制下，准确落于月球东经52.36°、南纬1.50°的预定撞击点。“嫦娥一号”担负的四大科学任务之一是探测下列14种元素的含量和分布情况：K、Th(钍)、U(铀)、O、Si、Mg、Al、Ca、Fe、Ti(钛)、Na、Mn、Cr(铬)、Gd(钆)，其中属于主族元素的有()A．5种 B．6种 C．7种 D．8种9．有关第118号元素295Og说法正确的是()A．原子核外电子数为118 B．原子核内中子数为295C．原子的质量数为177 D．位于第6周期0族10．金属活动性顺序表中K在Na的前面，K与Na在性质上具有很大的相似性。下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中不正确的是()A．K可以被空气中的O2氧化B．K可以与乙醇发生反应生成H2C．K与水的反应不如Na与水的反应剧烈D．K也可放在煤油中保存11．下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是()A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素12．我国自主研发的5G通信芯片主要原料是氮化镓，下图是氮元素在元素周期表中的部分信息及镓(Ga)原子的结构示意图。下列说法错误的是()A．x=18B．氮化镓的化学式为GaNC．镓元素位于第四周期第三主族D．氮原子核电荷数为7，氮元素的相对原子质量为14.0113．在一定条件下，和I发生反应的离子方程式为：，则中R元素的化合价及R在元素周期表中的位置是()A．价，ⅤA族B．价，ⅦA族C．价，Ⅶ族 D．价，ⅤA族14．低合金高强度钢Q460是支撑奥运