高中化学-元素周期律

一、元素周期律1.内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。2.实质：元素性质的周期性变化是核外电子排布周期性变化的必然结果。3.

主族元素的周期性变化规律项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)元素的金属性和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第一电离能有逐渐增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增强逐渐减弱离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应的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4.元素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(其中Pb>Sn)非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S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非氧化性酸反应越剧烈，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水化物的酸性越强，则非金属性越强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二、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最低能量。符号：I1，单位：kJ·mol－1。(2)规律①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，从左到右总体呈现逐渐增大的变化趋势。【易错提醒】与元素金属性、非金属性变化规律并不完全一致，如同一周期，随原子序数的递增，元素金属性减弱，非金属性增强，第一电离能增大，但金属性Mg>Al，本来第一电离能应该是Al>Mg，但实际是Mg>Al，非金属性N<O，但第一电离能N>O。②同族元素：从上到下第一电离能变小。③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3…)。三、电负性(1)含义：元素的原子吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子吸引键合电子的能力越强。(2)标准：以最活泼的非金属元素氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)变化规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于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。在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小。四、元素周期表中的有关规律1、原子序数规律(1)同主族、邻周期元素的原子序数差元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差周期序数1234567原子序数差无11111125252、元素化合价规律(1)主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数),但要注意F无正价,O一般不显正价。(2)只有非金属元素才有负价,非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。(3)若某原子的最外层电子数为奇数(m),则正常化合价为奇数,从+1价到+m价,若出现偶数则为非正常化合价,其氧化物为不成盐氧化物,如NO、NO2。(4)若某原子的最外层电子数为偶数(n),则元素的正常化合价为一系列偶数,例如。3、微粒半径大小比较的一般规律(1)同周期(除0族外)，随原子序数的递增,原子半径由大到小，如Na>Mg>Al；(2)同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如Li<Na<K;Li+<Na+<K+；(3)具有相同核外电子排布的微粒，核电荷数越大,微粒的半径越小（阴前阳下，径小序大），如Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-；(4)同种元素形成的微粒，阳离子<原子<阴离子,价态越高,微粒的半径越小，如H+<H<H-;Fe3+<Fe2+<Fe。4、元素种类判断规律（1）周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为；偶数周期为。如第3周期为种，第4周期为种。（2）族“m-2”

非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝（族序数－2）的绝对值5、对角线规律金属与非金属分界线对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期（如Li和Mg、Be和Al、B和Si）。6、相似规律：（1）相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律；（2）同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。（3）对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向（），对角相邻的两主族元素（都是金属或非金属）性质（金属性或非金属性）相近．②元素周期表中左上右下（）相邻的两金属元素的离子半径相近．7、递变规律：（1）同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增多，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。（2）同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。（3）三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C等。8、“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：①＜1时为金属，值越小，金属性越强；②＞1时是非金属，越大非金属性越强；③＝1时多为两性元素五、元素位—构—性的关系1．元素“位—构—性”综合关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。2．三者的推断关系(1)结构与位置的互推①明确四个关系式a．电子层数＝周期序数。b．质子数＝原子序数。c．最外层电子数＝主族序数。d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。最低负价＝－|8－最外层电子数|。②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律a．各周期所能容纳元素种数。b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。c．同族上下相邻元素原子序数的关系。(2)性质与位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：①元素的金属性、非金属性。②气态氢化物的稳定性。③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。④金属与H2O或酸反应的难易程度。(3)结构和性质的互推①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。3.应用——元素推断的一般思路4.推断题要点总结(1)结构与位置互推是解题的核心①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。(2)熟记常见元素及其化合物的特性①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。③地壳中含量最多的元素：O。④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢