第2講元素周期律和元素周期表【最新考綱】

1.掌握元素周期律的實質；了解元素周期表的結構(周期、族)及其應用。2.以第三周期為例，掌握同一周期內元素性質的遞變規律與原子結構的關系。3.以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。4.了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質的遞變規律。考點一元素周期表1．原子序數原子序數＝核電荷數＝核外電子數＝質子數。2．編排原則3．結構(1)周期(7個橫行，七個周期)。(2)族(18個縱行，16個族)。①主族：由短周期元素和長周期元素共同組成的族(第18列除外)。②副族：僅由長周期元素組成的族(第8、9、10列除外)。③Ⅷ族：包括8、9、10三個縱列。④0族：第18縱列，該族元素又稱為稀有氣體元素。4．元素周期表中元素的分區(1)分界線：如上圖所示，沿著元素周期表中B、Si、As、Te、At與Al、Ge、Sb、Po的交界處畫一條斜線，即為金屬元素和非金屬元素的分界線(氫元素除外)。(2)金屬元素：位于分界線的左面區域，包括所有的過渡元素和部分主族元素。(3)非金屬元素：位于分界線的右面區域，包括部分主族元素和0族元素。(4)分界線附近的元素，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性。同周期ⅡA族和ⅢA族的原子序數一定相差1嗎？思考提示：不一定。第二、三周期是短周期，同周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數相差1，第四、五周期兩主族間隔了10種過渡元素，故原子序數相差11，第六、七周期兩主族中間還包括了鑭系和錒系，共隔了24種元素，原子序數相差25。(1)周期表18個縱行是16個族，第8、9、10縱行為一族。(2)在描述元素在Ⅷ族時，不要寫成ⅧB。(3)元素周期表中，族序數Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界線，第一次分界時主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界時副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。(4)同周期ⅡA族和ⅢA族原子序數的差值可能為1、11、25。【典例1】

(2015·蘭州模擬)下列有關元素周期表結構的說法中正確的是(

)A．原子最外層電子數為2的元素一定處于周期表ⅡA族B．在元素周期表中金屬和非金屬分界線附近可以尋找合金材料C．某元素原子核外的電子數為63，則它是第六周期副族元素D．除短周期外，其他周期均為18種元素，副族元素沒有非金屬元素解析：A項，也可能為He(0族)；B項，分界線附近可以尋找半導體材料；D項，因為第六、七周期中含有鑭系元素和錒系元素，所以六、七周期都有32種元素。答案：C周期表中原子序數之間的關系(1)同主族、鄰周期元素的原子序數差。①元素周期表中左側元素(ⅠA、ⅡA族)。同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數目。②元素周期表中右側元素(ⅢA～ⅦA族)。同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數目。(2)同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序數差。題組一元素周期表的結構(周期和族)與應用1．下列敘述正確的是(

)A．除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數值上都等于該元素所屬的族序數B．副族元素沒有非金屬元素C．堿金屬元素是指ⅠA族的所有的元素D．周期表中的各主族元素都含有金屬元素和非金屬元素解析：A項，F、O元素無正價；C項，H元素屬于ⅠA族但不屬于堿金屬元素；D項，ⅡA族不含非金屬元素，ⅦA族不含金屬元素。答案：B2．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相對位置如下圖所示，其中R單質在暗處與H2劇烈化合并發生爆炸。則下列判斷正確的是(

)A．非金屬性：Z<T<XB．R與Q的電子數相差26C．氣態氫化物穩定性：R<T<QD．最高價氧化物的水化物的酸性：Q>T解析：根據題目提供的信息可知，R為F，X為S，T為Cl，Z為Ar，Q為Br。A項，非金屬性：Z<X<T；B項，F、Br元素的電子數分別為9、35，相差26；C項，非金屬性：F>Cl>Br，則氣態氫化物的穩定性：HF>HCl>HBr；D項，非金屬性：Cl>Br，則最高價氧化物對應的水化物的酸性：HClO4>HBrO4。答案：B題組二元素位置的確定3．下列各圖為元素周期表的一部分，表中的數字為原子序數，其中M為37的是(

)解析：本題常由于對于元素周期表的結構掌握不實造成錯誤。根據元素周期表中每周期所含有的元素的種類數分別為2，8，8，18，18，32，32，由此分析比較得出C符合題意。答案：C4．第114號和第116號元素的名稱近年才確定。下列有關這兩種元素的說法錯誤的是(

)A．兩種元素位于同一周期B．116號元素位于ⅥA族C．兩種元素都是活潑的非金屬元素D．114號元素的原子半徑比116號元素的大解析：根據0族元素第六周期(86號)，第七周期(118號)，故114號、116號分別在第七周期的ⅣA和ⅥA族，A、B正確；114號元素和1116元素處于同一周期，則114號元素半徑大于116號元素，D正確。答案：C考點二元素周期律及其應用1．元素周期律元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性變化的規律。2．元素周期律的實質元素原子核外電子排布的周期性變化。3．主族元素的周期性變化規律碳酸的酸性強于次氯酸，能否說明C的非金屬性強于Cl?思考提示：不能，因為非金屬性的強弱比較需要元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱比較，而氯的最高價氧化物對應的水化物是HClO4而不是HClO。【典例2】

(2015·北京卷)下列有關性質的比較，不能用元素周期律解釋的是(

)A．酸性：H2SO4>H3PO4B．非金屬性：Cl>BrC．堿性：NaOH>Mg(OH)2D．熱穩定性：Na2CO3>NaHCO3元素金屬性和非金屬性的強弱比較(1)結構比較法。最外層電子數越少，電子層數越多，元素金屬性越強；最外層電子數越多，電子層數越少，非金屬性越強。(2)位置比較法。題組一元素性質的強弱比較1．(2014·上海卷)2014年是門捷列夫誕辰180周年。下列事實不能用元素周期律解釋的只有(

)A．堿性：KOH>NaOHB．相對分子質量：Ar>KC．酸性：HClO4>H2SO4D．元素的金屬性：Mg>Al解析：A項同主族自上而下金屬性逐漸增強，最高價氧化物水化物的堿性逐漸增強，A項不符合題意；B項相對分子質量與元素周期律沒有關系，B項符合題意；C項同周期自左向右非金屬性逐漸增強，最高價氧化物對應的水化物的酸性逐漸增強，C項不符合題意；D項同周期自左向右金屬性逐漸減弱，D項不符合題意。答案：B解析：A.同主族的非金屬元素，從上到下非金屬性逐漸減弱，最高價含氧酸的酸性依次減弱，含氧酸不一定是最高價含氧酸，該選項錯誤。B．K＋、Ca2＋、S2－、Cl－的核外電子排布相同，都是，但化學性質不同，如S2－、Cl－具有還原性，而K＋、Ca2＋具有氧化性，該選項錯誤。C．根據“具有相同電子層結構的離子，核電荷數越大微粒半徑越小”可知，半徑：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，該選項錯誤。D．Cl與Cl屬于同種元素，具有相同的核外電子排布：，得電子能力相同，該選項正確。答案：D題組二元素金屬性或非金屬性的強弱判斷依據3．將甲、乙兩種金屬的性質相比較，已知①甲與H2O反應比乙與H2O反應劇烈；②甲單質能從乙的鹽溶液中置換出乙單質；③甲的最高價氧化物對應的水化物堿性比乙的最高價氧化物對應的水化物堿性強；④與某金屬反應時甲原子得電子數目比乙原子得電子數目多；⑤甲單質的熔、沸點比乙的低。能說明甲的金屬性比乙強的是(

)A．①④

B．①②③C．③⑤

D．①②③④⑤解析：比較金屬性強弱的一般方法是看與酸(或水)反應的劇烈程度、最高價氧化物對應的水化物堿性強弱、置換反應，而不能根據其與金屬反應時得電子的數目多少、熔沸點的高低進行比較。答案：B【歸納提升】

(1)判斷元素非金屬性或金屬性的強弱，依據是元素原子在化學反應中得失電子的難易而不是得失電子的多少。(2)根據元素氧化物對應水化物的酸堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱時，必須是其最高價氧化物對應的水化物。(3)金屬離子的氧化性越強相應金屬的金屬性越弱。同理非金屬離子的還原性越強，相應非金屬的非金屬性越弱。4．某研究性學習小組設計了一組實驗驗證元素性質的遞變性規律。(1)甲同學想驗證同周期元素金屬性強弱的規律，最好選用第____周期的____________三種元素。最簡單的實驗是將大小相近的三小塊金屬分別投入相同濃度的稀鹽酸中，觀察現象。應該看到的現象是：①______________________________________，②______________________________________，③______________________________________。(2)乙同學設計實驗驗證非金屬元素的非金屬性越強，對應的最高價含氧酸的酸性就越強。他設計了如圖裝置以驗證氮、碳、硅元素的非金屬性強弱。乙同學設計的實驗可直接證明三種酸的酸性強弱，已知A是強酸，常溫下可與銅反應；B是塊狀固體；打開分液漏斗的活塞后，C中可觀察到有白色沉淀生成。①寫出所選用物質的化學式：A：________；B：________；C：________。②寫出燒杯中發生反應的離子方程式：__________________________________________。解析：(1)為了驗證同周期元素金屬性強弱的規律，最好選用第三周期的鈉、鎂、鋁三種元素，因為與第2、4、5、6周期相比較，第三周期元素變化規律較典型；三種金屬中鈉最活潑，遇鹽酸劇烈反應，產生大量熱量，放出H2，可能會著火或爆炸；金屬鎂與鹽酸劇烈反應，并產生大量氣泡；鋁金屬活動性最弱，與酸反應比鎂緩慢，但也能產生大量氣泡。題組三微粒半徑的大小比較5．X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結構，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑；Z和Y兩元素的原子核外電子層數相同，Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素的原子序數的關系是(

)A．X>Y>ZB．Y>X>ZC．Z>X>YD．Z>Y>X解析：X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，則X的原子序數小于Y的原子序數；Z和Y元素的原子核外電子層數相同，且Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑，則Z元素的原子序數大于Y元素的原子序數。由此得出三種元素原子序數的關系為Z＞Y＞X。答案：D6．(2015·海南卷)下列離子中半徑最大的是(

)A．Na＋

B．Mg2＋C．O2－

D．F－解析：這些離子核外電子排布都是2、8的電子層結構。對于電子層結構相同的離子來說，核電荷數越大，離子半徑就越小，所以四個選項中離子半徑最大的是O2－。答案：C【歸納提升】微粒半徑的比較考點三元素“位—構—性”之間的關系及應用1．元素“位—構—性”的關系(1)性質與位置的互推。①根據元素的性質可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強，則可知A、B、C在同周期中按C、B、A的順序從左向右排列。②根據元素在周期表中的位置關系，可以推斷元素的性質，如A、B、C三元素在同一主族中從上往下排列，則A、B、C的單質氧化性依次減弱或還原性依次增強。(2)結構與性質的互推。①若元素的最外層電子數小于4，則該元素容易失電子；若該元素的最外層電子數大于4，則該元素容易得電子。②若某元素容易得電子，則可推知該元素的最外層電子數大于4；若某元素容易失電子，則可推知該元素的最外層電子數小于4。(3)結構與位置的互推。由原子序數確定主族元素位置方法：只要記住了稀有氣體元素的原子序數(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可確定主族元素的位置。①若比相應的稀有氣體元素多1或2，則應處在下周期的ⅠA族或ⅡA族，如88號元素：88－86＝2，則應在第七周期ⅡA族；②若比相應的稀有氣體元素少1～5時，則應處在同周期的ⅦA族～ⅢA族，如84號元素應在第六周期ⅥA族。2．元素“位—構—性”的應用(1)尋找新材料。(2)預測元素的性質。①比較不同周期、不同主族元素的性質，如金屬性Mg>Al、Ca>Mg，則由堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2，得堿性：Ca(OH)2>Al(OH)3。②推測未知元素的某些性質。Ⅰ.已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶。Ⅱ.根據鹵族元素的性質遞變規律，可推知不常見元素砹(At)應為黑色固體，與氫難化合，HAt不穩定，水溶液呈酸性，AgAt難溶于水。元素周期表中“序、層”和“序、價”兩規律(1)“序、層”規律。①若一種陽離子與一種陰離子電子層數相同，則“陰前陽后”，即陰離子在前一周期，陽離子在后一周期，陽離子的原子序數大。②同周期元素的簡單陽離子與陰離子相比，陰離子原子序數大。(2)“序、價”規律。在短周期元素中，元素的原子序數與其主要化合價的數值在奇偶性上一般一致，“價奇序奇，價偶序偶”。“位—構—性”三者關系中，有哪些等量關系？思考提示：①電子層數＝周期數。②質子數＝原子序數＝核外電子數。③最外層電子數＝主族序數＝元素的最高正價。④非金屬的最低負價＝最高正價－8(O、F除外)。【典例】

(2015·浙江卷)下表為元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W為短周期元素，W元素的核電荷數為X元素的2倍。下列說法正確的是(

)A.X、W、Z元素的原子半徑及它們的氣態氫化物的熱穩定性均依次遞增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游離態存在，它們的最高價氧化物對應的水化物的酸性依次遞增C．YX2晶體熔化、液態WX3氣化均需克服分子間作用力D．根據元素周期律，可以推測T元素的單質具有半導體特性，T2X3具有氧化性和還原性解析：根據W元素的核電荷數為X元素的2倍以及元素周期表的位置得出X、Y、Z、W依次是O，Si，P，S。選項A，O、S、P元素非金屬性依次遞減，所以其氣態氫化物熱穩定性依次減弱，錯誤。選項B，S元素在自然界中能以游離態存在，錯誤。選項C，SiO2為原子晶體熔化克服的作用力是共價鍵，錯誤。選項D，正確。答案：D題組“位—構—性”的關系及其應用1．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法正確的是(

)A．元素X與元素Z的最高正化合價之和的數值等于8B．原子半徑的大小順序為rX>r