1-第二单元　元素周期表与元素周期律

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1、栏 目 索 引选 考 专 用 化 学第 二 单 元 元 素 周 期 表 与 元 素 周 期 律 栏 目 索 引题 组 一 元 素 周 期 律1.原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。原子序数=数=质子数=原子的核外电子数。2.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的变化。(2)具体表现 a.随着原子序数的递增,元素的原子最外层电子排布呈现由的周期性变化(第一周期元素除外)。核电荷18 栏 目 索 引b.随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由的周期性变化(稀有气体元素除外)。c.随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现最高正价由(O、F除外)、最低负价

2、由的周期性变化,且同一元素(主族元素)化合价有如下关系:最高正价+最低负价的绝对值=(H、O、F除外)。3.实质原子排布呈现周期性变化决定了元素性质的周期性变化。大小+1+7 -4-18核外电子 栏 目 索 引题 组 二 元 素 周 期 表(一)元素周期表的结构(7个周期,16个族) :2:8:8(7 :18) :18:32:32: A A , 7(18 : B B B B , 7) : , B B0 : 第一周期种元素第二周期种元素第三周期种元素周期个第四周期种元素横行第五周期种元素第六周期种元素第七周期种元素主族族族共个主族族个副族族族、族、族共个副族纵行第族三个纵行位于族与族中间族稀有气

3、体元素 栏 目 索 引(二)元素在周期表中的位置与原子结构、元素性质的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。 栏 目 索 引 栏 目 索 引内容同周期元素(左右)同主族元素(上下)电子层数增多最外层电子数由1个8个(第一周期除外) 原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)逐渐增大元素的主要化合价最高正价由+1+7(A族A族)(氧、氟除外)同一元素的|最低负价|+最高正价=8(氢、氧、氟除外)最高正价=(氧、氟除外)金属性与非金属性金属性减弱非金属性金属性非金属性减弱单质还原性与氧化性还原性减弱氧

4、化性增强还原性增强氧化性减弱(三)元素周期表中主族元素性质的递变规律相同相同族序数增强增强 栏 目 索 引非金属元素气态氢化物的生成及稳定性生成由难到易稳定性由到生成由易到难稳定性由强到弱原子得、失电子能力失:强弱得:弱强得:强弱失:弱强弱强 栏 目 索 引 题 组 一 元 素 周 期 律1.四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,若mn,则下列叙述正确的是()a-b=n-m元素的原子序数abcd元素非金属性ZR最高价氧化物对应水化物的碱性XYA.正确B.只有正确C.正确D.正确 栏 目 索 引答 案 A由题意可知,

5、a-m=b-n=c+n=d+m,且mn,则abcd;四种主族元素中X、Y为Z、R下一周期的金属元素,由a-m=b-n得a-b=m-n,最高价氧化物对应水化物的碱性YX;Z、R为X、Y上一周期的非金属元素,且元素的原子序数cd,元素非金属性ZR。 栏 目 索 引2.原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种短周期元素,X、W原子的最外层电子数与其电子层数相等,X、Z的最外层电子数之和与Y、W的最外层电子数之和相等。甲的化学式为YX3,是一种有刺激性气味的气体;乙的化学式为YZ3;丙是由X、Y、Z组成的盐。下列说法正确的是()A.原子半径:WYZ,而离子半径:ZYWB.向W的氯化物水溶液中滴加过量Z与钠

6、形成的化合物,可生成化合物Na 3WZ6C.测得丙的水溶液呈酸性,则溶液中丙盐阳离子浓度大于酸根离子浓度D.甲沸点远高于乙,可能是甲分子间存在氢键所致 栏 目 索 引答 案 D短周期中原子的最外层电子数与其电子层数相等的有H、Be、Al三种,结合X、Y、Z、W原子序数依次增大及甲(YX3)是一种有刺激性气味的气体,可推知X为H,Y为N,W为Al;再由X、Z的最外层电子数之和与Y、W的最外层电子数之和相等进而推出Z为F。、F-、Al3+半径大小应为: F-Al3+,A错。丙为NH4F,其水溶液呈酸性,说明N比F-水解程度大,则N浓度比F-浓度小,C错。NH 3与NF3组成和结构相似,但NH3沸点

7、远高于NF3,是NH3分子间存在氢键所致,D正确。3N 3N 4H 4H 栏 目 索 引3.目前人类已发现的非金属元素除稀有气体元素外,共有16种。下列是对这16种非金属元素的相关判断:都是主族元素,最外层电子数都大于4;单质在反应中都只能作氧化剂;氢化物常温下都是气态,所以又都叫气态氢化物;氧化物常温下都可以与水反应生成对应的酸。其中正确的是()A.只有正确B.只有正确C.只有正确D.均不正确答 案 D16种非金属元素中H、B、C、Si最外层电子数均不大于4,错误;H 2、C都是常见的还原剂,错误;H2O常温下呈液态,错误;SiO2既不溶于水也不与水反应,错误。 栏 目 索 引题 组 二 元

8、 素 周 期 表4.根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确的是()A.周期表中第七周期共有32种元素B.周期表中共有18列,其中形成化合物种类最多的在第14列C.除过渡元素外周期表中最外层电子数相同的元素都位于同一族中D.L层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等答 案 C氦原子的最外层电子数为2,镁原子的最外层电子数也为2,但氦、镁两元素不在同一族。 栏 目 索 引5.短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如下表所示。下列说法中,正确的是()A.W的最高价氧化物对应的水化物是强酸B.Y的原子半径在同周期主族元素中最大C.W的非金属性比Z的弱D.Z的

9、气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强 栏 目 索 引答 案 A根据四种元素在周期表中的相对位置关系,可以推断X为He,Y为F,Z为S,W为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸,A对;同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,因此Y的原子半径在同周期主族元素中最小,B错;同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,因此非金属性WZ,C错;S为A族元素,A族元素中O的气态氢化物最稳定,D错。 栏 目 索 引重 难 一 元 素 周 期 表 的 应 用1.预测元素的性质常见题目是给出一种不常见的主族元素,推测该元素及其单质或化合物所具有的性质,如下图所示: 栏 目 索 引2.启发人们在一定区域内寻找

10、某些物质(农药、半导体、催化剂等)。 栏 目 索 引元素周期表的几个隐含规律1.递变性规律(“三角”规律)若A、B、C三元素位于周期表中如右图所示位置,则有下列性质:(1)原子半径:CAB。(2)金属性:CAB。(3)非金属性:BAC。(但A、D顺序不能判断)2.相似性规律 (1)同主族元素性质相似,如A、C。(2)“对角线”元素性质相似,右上图中A、D位置的元素性质相似,如Li和Mg、Be和Al等。 栏 目 索 引(3)同周期相邻元素性质差别不大。3.元素性质与周期数、族序数的变化规律(1)一般地,主族序数-2=本主族非金属元素的种类(A族除外)。(2)若主族元素所处的周期数为m,族序数为n

11、,则:a.1时,为非金属元素,越大,非金属性越强。c.=1时,为位于周期表中金属元素与非金属元素分界处的金属元素,其最高价氧化物及其水化物常显两性(除氢元素外)。nm nmnm nmnm 栏 目 索 引元素周期表中,越靠近左下角,其金属性越强;越靠近右上角(不包括0族元素),其非金属性越强。其中铯为最活泼的金属元素(钫为放射性元素,常不予比较),氟为最活泼的非金属元素。目前元素周期表中,金属元素约占,非金属元素(包括0族元素)约占。45 15 栏 目 索 引典例1在周期表中金属元素和非金属元素分界线附近能找到()A.制农药的元素B.制半导体的元素C.制催化剂的元素D.制耐高温的合金材料的元素解

12、 析在周期表中金属元素与非金属元素分界线附近的元素既有金 属性,又有非金属性,可用作半导体材料。答 案 B 栏 目 索 引1.依据元素周期表及元素周期律,下列推测正确的是 ()A.H3BO3的酸性比H2CO3的强B.Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D.若M +和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:RM答 案 B 变 式 训 练 栏 目 索 引解 析本题考查元素周期表与元素周期律知识,意在考查考生运用元素周期律判断元素及其化合物性质的能力。硼、碳同周期,硼在碳的左边,故硼酸的酸性弱于碳酸,A项错误;镁、铍同主族,镁在下方,故Mg(OH)2的碱

13、性强,B项正确;同主族元素从上到下,其氢化物的热稳定性依次减弱,C项错误;阴、阳离子电子层结构相同时,阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期,原子序数较小,D项错误。 栏 目 索 引重 难 二 推 断 元 素 的 思 路 方 法根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件,可推算原子序数,判断元素在元素周期表中的位置等,基本思路如下图所示: 栏 目 索 引1.稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同:与He原子电子层结构相同的离子有H-、Li+、Be2+;与Ne原子电子层结构相同的离子有F-、O2-、Na

14、+、Mg2+、Al3+等;与Ar原子电子层结构相同的离子有Cl -、S2-、K+、Ca2+等。2.周期表中特殊位置的常见元素(1)族序数等于周期数的元素:H、Be、Al、Ge等。(2)族序数等于周期数2倍的元素:C、S。(3)族序数等于周期数3倍的元素:O。(4)周期数是族序数2倍的元素:Li、Ca等。(5)周期数是族序数3倍的元素:Na、Ba。 栏 目 索 引(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:C等。(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S。(8)除H外,原子半径最小的元素:F。(9)短周期中离子半径最大的元素:P。3.常见元素及其化合物的特性(1)形成化合物种类最多的

15、元素:C;自然界中硬度最大的物质:金刚石;碳的气态氢化物中氢元素的质量分数最高的物质:CH 4。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。(3)地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素:O。(4)单质最轻的元素:H;单质最轻的金属元素:Li。(5)单质在常温下呈液态的非金属元素:Br;金属元素:Hg。 栏 目 索 引(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素:Al。(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素:N;能起氧化还原反应的元素:S。(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素:Li、Na、F。 栏

16、 目 索 引典例2X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,且互不同族;其中只有两种为金属元素;X原子的最外层电子数与次外层电子数相等;X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。单质Y和W都可与NaOH浓溶液反应。请回答下列问题:(1)Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是。(2)ZW 2的电子式是,它在常温下呈液态,形成晶体时属于晶体。(3)工业生产单质Y的原理是(用化学方程式表示)。 栏 目 索 引(4)单质X与单质Y化学性质相似,则X与NaOH浓溶液反应的化学方程式是。(5)0.1mol的单质W与50mL1.5mol/L的FeBr2溶液反应,则被氧化的Fe2+和Br-的物质的量

17、之比是。 栏 目 索 引解 析本题的关键是先推出四种元素,再根据题意即可顺利求解。因X原子的最外层电子数与次外层电子数相等,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,在短周期中只有Be符合条件;又因为X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9,则W原子的最外层电子数必为7,可能为F、Cl;由单质Y和W都可与NaOH浓溶液反应,且X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素且又互不同族,则Y应是Al,Z为S,W为Cl。0.1mol的Cl 2与0.075mol的FeBr2溶液反应,由于Fe2+的还原性比Br-强,Cl2先氧化0.075molFe2+需Cl20.0375mol,被氧化的Fe

18、2+和Br-的物质的量之比是0.075 (0.1-0.0375)2=0.075 0.125=3 5。 栏 目 索 引答 案 (1)ClSAl(2)分子(3)2Al2O3 4Al+3O2(4)Be+2NaOH Na2BeO2+H2(5)3 5 栏 目 索 引2.W、X、Y、Z是四种常见的短周期主族元素,其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知Y、Z两种元素的单质是空气的主要成分,W原子的最外层电子数与Ne原子的最外层电子数相差1。下列说法正确的是 ()变 式 训 练 栏 目 索 引A.Y、W的最简单氢化物的水溶液都呈酸性B.X、Y与Z中的任意两种元素均可形成两种或两种以上的化合物C.上述四种元素形成的化合物都抑制水的电离D.W的单质可从Z的最简单氢化物中置换出Z的单质 4H答 案 B解 析根据题意知W、X、Y、Z依次是Cl、H、N、O。Cl、N的最简单氢化物分别是HCl、NH3,后者的水溶液呈碱性,A选项错误。H、N、O中任意两种都可以形成两种或两种以上的化合物,如NH3和N2H4,H2O和H2O2,N2O、NO和NO2等,B选项正确。H、N、O可形成NH4NO3,N水解促进水的电离,C选项错误。Cl2不能从H2O中置换出O2,而是发生反应生成HCl和HClO,D选项错误。