第二節

元素周期律第三章物質結構元素周期律第5課時元素周期表和元素周期律的應用元素周期表和元素周期律的應用01“位”“構”“性”關系及應用02課堂練習0304

考點

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突破ExamPointsBreakthrough鞏固提升EPB考點突破01元素周期表和元素周期律的應用【情境】奧地利首都維也納一家礦場監督牟勒是第一個提取出碲的人。1782年，牟勒從一種被當地人稱為“奇異金”的礦石中提取出碲。已知：Te與O、S同主族。【問題探究】1．碲的單質是什么狀態的物質？請說明理由。【解析】固態；同主族非金屬單質的熔點從上到下逐漸升高，硫單質是固體，故碲單質也是固體。2．碲元素的常見化合價有哪些？【解析】類比S元素可知，碲元素的主要化合價有－2、＋4、＋6價。3．碲單質有可能作半導體材料嗎？請說明理由。【解析】能作半導體材料；原因是碲位于金屬元素和非金屬元素分界線附近，具有一定的金屬性。4．元素周期表在預測新元素、發現新物質方面起著巨大的作用。隨著社會的發展，對新型農藥的需求量越來越大。若要尋找新型農藥，可在周期表的哪個位置進行探索？【解析】可在氟、氯、硫、磷、砷等元素所在周期表中的位置附近尋找。歸納總結1．元素周期表的金屬區和非金屬區(1)分界線的劃分：沿著周期表中B、Si、As、Te、At和Al、Ge、Sb、Po之間畫一條虛線，虛線左下方是金屬元素，虛線右上方是非金屬元素。(2)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，故元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線。2．元素化合價與元素在周期表中位置的關系(1)主族元素最高正化合價＝主族序數＝最外層電子數，最高正化合價＋|最低負化合價|＝8。(2)非金屬元素的化合價①最高正價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(O、F除外)。②最低負價的絕對值等于使它達到8電子穩定結構所需要得到的電子數。(僅限第ⅣA族～第ⅦA族元素)③最高正價與最低負價的絕對值之和等于8(O、F除外)。3．在科技生產中的應用4．元素周期律在理論上的應用(1)預測未知元素的性質依據：同主族元素性質的遞變規律。如已知鹵族元素的性質遞變規律，可推知未知元素砹(At)的單質應為有色固體，與氫氣難化合，HAt不穩定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。(2)比較元素的性質依據：元素周期律。如比較H2SO4和H2SeO4的酸性強弱，因為S、Se同主族，自上至下，元素的非金屬性逐漸減弱，最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸減弱，故酸性：H2SO4>H2SeO4。(3)解釋實驗現象，如氟氣通入氯化鈉溶液中，不是置換出氯氣，而是與水發生劇烈反應，由元素周期表的遞變規律知氟元素的非金屬性最強，氟氣是氧化性最強的非金屬單質。

易錯點(1)在分界線的左側(第ⅠA族)還包括非金屬元素氫。(2)元素周期表的左下方金屬性最強的元素是銫(Fr是放射性元素，除外)，最高價氧化物對應水化物的堿性最強的是CsOH。右上方非金屬性最強的元素是氟，但最高價氧化物對應水化物的酸性最強的是HClO4。

課堂練習1．元素周期表已成為化學家的得力工具。以下關于周期表的應用錯誤的是A．可以在金屬元素與非金屬元素交界處尋找半導體材料B．可以在非金屬區域尋找優良的催化劑材料C．可以利用周期表尋找合適的超導材料、磁性材料等D．可以根據元素原子的結構預測元素可能具有的性質【答案】B【解析】A．在金屬元素與非金屬元素的交界處的元素具有金屬性、非金屬性，可作半導體材料，故可以在金屬元素與非金屬元素交界處尋找半導體材料，A正確；B．在過渡元素區域尋找優良的催化劑和耐高溫耐腐蝕的合金材料，可以在非金屬區域尋找制農藥和藥物的元素，B錯誤；C．可以利用周期表尋找合適的超導材料、磁性材料等，如Fe3O4等磁性材料，C正確；D．利用“元素周期表”，同一族的元素具有相似的化學性質，可以預測新元素的原子結構和性質，可以根據元素原子的結構預測元素可能具有的性質，D正確；故答案為：B。2．元素周期表可以指導人們進行規律性的推測和判斷，下列說法不正確的是(

)A．若aX2＋和bY－的核外電子層結構相同，則原子序數：a＝b＋3B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推斷出元素的非金屬性：Cl>FC．鍺與硅位于金屬與非金屬的交界處，都能作半導體材料D．S和Se分別位于第ⅥA族的第三、四周期，則氫化物的穩定性：H2S>H2Se【解析】選B

aX2＋的核外電子數為a－2，bY－的核外電子數為b＋1，由二者核外電子層結構相同可知a－2＝b＋1，則a＝b＋3，A項正確；HCl和HF不是最高價含氧酸，所以不能根據二者酸性強弱來判斷元素非金屬性的強弱，B項錯誤；鍺與硅位于金屬與非金屬的交界處，都可以作半導體材料，C項正確；同一主族元素從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，S的非金屬性比Se強，則氫化物的穩定性：H2S>H2Se，D項正確。3．科學家預測原子序數為114的元素，具有相當穩定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，稱為類鉛。關于它的性質，預測錯誤的是(

)A．它的最外層電子數為4B．它的最高價氧化物對應的水化物是強酸C．它具有＋2、＋4價D．它的金屬性比鉛強【解析】選B由題意知，該元素位于第ⅣA族鉛元素下面，金屬性比鉛強，D正確，B不正確；因處于第ⅣA族，其原子最外層有4個電子，A正確；由第ⅣA族元素常見化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C正確。EPB考點突破02“位”“構”“性”關系及應用【情境】人工合成氨是科學史上的里程碑之一。一百多年來，工業合成氨需要高溫高壓的苛刻條件，而自然界的生物固氮是在常溫常壓下進行的。因此高效的人工模擬生物固氮成為催化科學領域的圣杯。【問題探究】若要研制新型的高效催化劑，應該在元素周期表的什么位置尋找合適的元素？

【答案】在元素周期表中的過渡元素部分尋找合適的催化劑。歸納總結1．同一元素的“位、構、性”關系可表示如下具體表現為：(1)結構與位置的關系(2)結構與性質的關系(3)位置、結構和性質的關系2．主族元素在周期表中的特殊位置(1)族序數等于周期數的元素：H、Be、Al；(2)族序數等于周期數2倍的元素：C、S；(3)族序數等于周期數3倍的元素：O；(4)周期數是族序數2倍的短周期元素：Li；(5)周期數是族序數3倍的短周期元素：Na；(6)最高正價與最低負價代數和為零的短周期元素：C、Si；(7)最高正價是最低負價絕對值3倍的短周期元素：S；(8)除H外，原子半徑最小的元素：F；(9)最高價不等于族序數的元素：O、F。3．元素“位、構、性”規律中的特例(1)絕大多數原子的原子核是由質子和中子構成的，只有氕(H)無中子。(2)元素周期表中的周期一般是從金屬元素開始，但第一周期例外，是從氫元素開始。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物種類最多。(4)非金屬單質一般不導電，但石墨是導體，晶體硅是半導體。(5)氟無正價，氧無最高正價；在Na2O2中氧顯－1價；在NaH中氫顯－1價。

課堂練習1．鍺是一種重要的半導體材料，用于制造晶體管及各種電子裝置，鍺(Ge)是第四周期第IVA族元素，位于周期表中金屬區與非金屬區的交界線上。下列敘述正確的是A．鍺的單質具有半導體的性能 B．鍺是金屬性很強的元素C．鍺化氫(GeH4)穩定性很強 D．鍺酸(H4GeO4)是難溶于水的強酸【答案】A【解析】A．鍺位于金屬元素與非金屬元素的分界線附近，金屬性和非金屬性都較弱，反應中既不易得到電子，也不易失去電子，常用于做半導體材料，故A正確；B．位于周期表中金屬區與非金屬區的交界線上，金屬性和非金屬性都較弱，故B錯誤；C．主族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，鍺化氫(GeH4)穩定性很弱，故C錯誤；D．鍺和硅位于同一主族，主族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，則硅的非金屬性強于鍺的，非金屬性越強，對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強，所以鍺酸的酸性比硅酸弱為弱酸。硅酸不溶于水，推知鍺酸(H4GeO4)難溶于水，故D錯誤；故答案為A。2．運用元素周期律分析下面的推斷，其中錯誤的是A．鈹(Be)的氧化物的水化物可能具有兩性B．砹元素位于鹵素族，(At2)為有色固體；HAt不穩定；AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸C．鍶元素位于第IIA族，硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體D．鋰在空氣中點燃生成Li2O2【答案】D【解析】A．元素周期表中Be和Al處于對角線位置上，處于對角線的元素具有相似性，所以Be(OH)2具有兩性，A正確；B．同一主族元素具有相似性，所以鹵族元素性質具有相似性，根據元素的性質、氫化物的性質、銀鹽的性質可推知砹(At)為有色固體，HAt不穩定，砹化銀不溶于水也不溶于稀酸，B正確；C．同主族元素性質具有相似性，鍶元素位于第IIA族，鋇和鍶位于同一主族，性質具有相似性，硫酸鋇是不溶于水的白色固體，所以硫酸鍶也是不易溶于水的白色固體，C正確；D．Li的金屬性比Na弱，在空氣中點燃無法生成過氧化物，會生成Li2O，D錯誤；答案選D。【解析】選B由5種元素在周期表中的位置可以推知：Z為Al，X為N，Y為O，W為S，Q為Cl。Y原子的電子總數是8，其K層有2個電子，電子總數是K層電子數的4倍，A項正確；原子半徑大小順序為r(Z)>r(W)>r(Q)>r(X)>r(Y)，B項錯誤；氯氣能與硫化氫發生置換反應生成氯化氫和硫單質，C項正確；根據同周期元素性質遞變規律可知非金屬性：短周期中F元素非金屬性最強，但是F無正價，沒有含氧酸，故短周期中Cl元素的最高價氧化物對應水化物的酸性最強，D項正確。EPB考點突破03鞏固提升01練習與應用1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結構和元素性質。下列說法正確的是A．核外電子排布相同的微粒化學性質也相同B．主族元素的最高正價等于該元素原子的最外層電子數C．在金屬元素與非金屬元素的交界處尋找優良的催化劑D．短周期第IVA與VIIA族元素的原子間構成的分子，均滿足原子最外層8電子結構【答案】D【解析】A．核外電子排布相同的微粒化學性質不一定相同，如F-、Ne、Na+核外電子排布相同但化學性質不同，故A錯誤；B．主族元素的最高正價不一定等于該元素原子的最外層電子數，如：F無正價，故B錯誤；C．在金屬元素和非金屬元素的交界處尋找半導體材料，故C錯誤；D．短周期第IVA元素：C、Si，易形成4個共用電子對，VIIA族元素：F、Cl，易形成1個共用電子對，短周期第IVA與VIIA族元素的原子間構成的分子：CF4、CCl4、SiF4、SiCl4，均滿足原子最外層8電子結構，故D正確；故選D。練習與應用022．元素周期表中位置靠近的元素性質相近，在一定區域內尋找元素、發現物質的新用途被視為一種相當有效的方法。下列說法正確的是A．在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到催化劑材料B．對氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品種的農藥C．在過渡元素中可尋找制造半導體的元素D．可在第I、IIA族元素中尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素【答案】B【解析】A．在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到制造半導體材料的元素，A錯誤；B．對氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品種的農藥，B正確；C．在過渡元素中可尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素，C錯誤；D．可在過渡元素中尋找制造耐高溫、耐腐蝕合金的元素，D錯誤；故答案為：B。03練習與應用3．關于114號元素(位于元素周期表第七周期第ⅣA族)，下列有關說法錯誤的是A．非金屬性比砹強 B．該元素是一種金屬元素C．該元素的主要化合價為+2、+4 D．該元素是一種放射性元素【答案】A【分析】結合元素周期表結構可知114號元素位于第七周期IVA族，即為碳族元素，【解析】A．與砹同周期且為金屬元素，同周期元素從左向右非金屬性增強，非金屬性比砹弱，A錯誤；B．碳族元素從第三周期開始均為金屬元素，B正確；C．碳族元素，主要化合價為－4價、＋4價、＋2價，因其為金屬，所以主要化合價為+2、+4，C正確；D．從第七周期開始后續元素是放射性元素，D正確；故選A。練習與應用04【解析】選C

A項，虛線左下方的元素均為金屬元素，錯誤；B項，緊靠虛線兩側的元素不一定都是金屬元素，如硅是非金屬元素，錯誤；C項，元素周期表中的金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素往往都既具有金屬性，又具有非金屬性，可在虛線附近尋找半導體材料(如Ge、Si等)，正確；D項，在過渡元素中可尋找耐高溫材料，在非金屬元素中尋找制農藥的元素，錯誤。練習與應用0505【解析】選A

X原子最外層有5個電子，X是N元素；根據X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置可知，Y、Z、W分別是P