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1、第15講元素周期律與元素周期表,一、元素周期律及應(yīng)用 1.原子序數(shù):按元素在周期表中的順序給元素編號,得到原子序數(shù)。原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子的核外電子數(shù)。 2.元素周期律 (1)內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。 (2)具體表現(xiàn) a.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子最外層電子排布呈現(xiàn)由18的周期性變化(第一周期元素除外)。,教材研讀,b.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大小的周期性變化(稀有氣體元素除外)。 c.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的主要化合價呈現(xiàn)最高正價由+1+7(O、F除外)、最低負價由-4-1的周期性變化,且同一元素(主族元素)化合價有如下關(guān)系:最

2、高正價+最低負價的絕對值=8(H、O、F除外)。 3.實質(zhì) 原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化決定了元素性質(zhì)的周期性變 化。,自測1判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“”。 (1)同周期元素,從左到右,原子半徑逐漸減小,離子半徑也逐漸減小( ) (2)電子層數(shù)越多,粒子半徑越大( ) (3)在主族元素中,最高正化合價均等于主族序數(shù)( ) (4)元素的氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強,非金屬性越強;堿性越強,金屬性越強( ) (5)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強,其水溶液的酸性越強,還原性越弱() (6)元素的原子得電子越多,非金屬性越強;失電子越多,金屬性越強( ),,,,,,,自測2(1)下列

3、事實能說明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強的是 。 HCl的溶解度比H2S大HCl的酸性比H2S強HCl的穩(wěn)定性比H2S大HCl的還原性比H2S弱HClO4的酸性比H2SO4強Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3,而S與鐵反應(yīng)生成FeSCl2能與H2S反應(yīng)生成S在周期表中Cl、S同周期且Cl在S的右側(cè)還原性:Cl-AC 。,解析(1)元素原子得電子能力的強弱與元素氫化物的溶解性無關(guān),所以不符合題意;氫化物的酸性強弱和元素原子得電子能力強弱無必然聯(lián)系,所以也不符合題意。(2)由金屬B的最高價氧化物的水化物的堿性比A的最高價氧化物的水化物的堿性強,可判斷失電子能力BA;又根據(jù)A與C形成原電池時,C作正極

4、,可判斷失電子能力AC,故三種金屬元素的原子失電子能力BAC。,二、元素周期表及應(yīng)用 1.元素周期表的結(jié)構(gòu)(7個周期,16個族) 2.元素在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的重要規(guī)律 (1)元素周期表中主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,(2)由元素周期表歸納電子排布規(guī)律 a.最外層電子數(shù)等于或大于3且小于8的一定是主族元素。 b.最外層電子數(shù)小于3的可能是A族、A族元素,也可能是副族元素、第族元素或零族元素氦。 c.某元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多,則該元素一定位于第二周期。 d.某元素陰離子的最外層電子數(shù)與次外層相同,則該元素位于第三周期。 e.電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,若電性相同,則對應(yīng)的元素位于

5、同周期;若電性不同,則陽離子對應(yīng)的元素位于陰離子對應(yīng)的元素的下一周期。 (3)由元素周期表歸納元素化合價的變化規(guī)律,a.主族元素的最高正價等于主族序數(shù),等于主族元素原子的最外層電子數(shù)(氧、氟除外)。 b.最高正價與最低負價的絕對值之和為8,絕對值之差為0、2、4、6的主族元素依次位于A、A、A、A族。 c.非金屬元素的相鄰正價一般相差2,如氯元素正化合價有+7、+5、+3、 +1;某些金屬元素也符合此規(guī)律,如錫元素正化合價有+4、+2。,3.元素周期表的應(yīng)用 (1)預(yù)測元素的性質(zhì):常見題目是給出一種不常見的主族元素,推測該元素及其單質(zhì)或化合物所具有的性質(zhì)。 (2)啟發(fā)人們在一定區(qū)域內(nèi)尋找某些物

6、質(zhì)(農(nóng)藥、半導(dǎo)體、催化劑等)。,自測3請在下表中畫出元素周期表的輪廓,并在表中按要求完成下列問題: (1)標出族序數(shù)。 (2)畫出金屬與非金屬的分界線,并用陰影表示出過渡元素的位置。 (3)標出鑭系、錒系的位置。 (4)寫出各周期元素的種類。 (5)寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。 (6)標出113號118號元素的位置。,,答案,自測4判斷正誤,正確的劃“”,錯誤的劃“”。 (1)最外層電子數(shù)為2的元素一定在第A族( ) (2)元素周期表中第族元素種類最多( ) (3)第三、四周期同主族相鄰元素的原子序數(shù)之差都是18( ) (4)同周期的A族元素與A族元素的原子序數(shù)之差都相同( ) (5)115號

7、元素位于第七周期第A族( ) (6)原子序數(shù)之差為2的兩種元素不可能位于同一主族( ) (7)位于同一主族的甲、乙兩種元素,甲的原子序數(shù)為x,則乙的原子序數(shù)可能為x+4( ) (8)位于同一周期的甲、乙兩種元素,甲位于A族,原子序數(shù)為x,乙位于A族,則乙的原子序數(shù)可能為x+19( ),,,,,,,,,考點突破,考點一元素金屬性、非金屬性強弱的比較,考點三元素“位、構(gòu)、性”的關(guān)系及應(yīng)用,考點二微粒半徑大小的比較,1.比較元素金屬性強弱的方法 (1)金屬與水(或非氧化性酸)的反應(yīng)越容易,其對應(yīng)元素的金屬性越強。 (2)最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強,則對應(yīng)金屬元素的金屬性越強。 (3)在金屬活動

8、性順序中,金屬的位置越靠前,其金屬性越強。 (4)同一周期,金屬元素越靠前,其金屬性越強;同一主族,金屬元素越靠下,其金屬性越強。 (5)金屬與鹽溶液的置換反應(yīng),若A元素的單質(zhì)能置換出B元素的單質(zhì),則A元素的金屬性強于B元素。,考點一元素金屬性、非金屬性強弱的比較,(6)一般金屬陽離子的氧化性越強,則對應(yīng)金屬元素的金屬性越弱。(注: 氧化性Fe3+Cu2+Fe2+,金屬性FeCu) (7)電化學(xué)原理:不同金屬形成原電池時,通常作負極的金屬的金屬性強;通常在電解池中的陰極上先析出的金屬的金屬性弱。 2.比較元素非金屬性強弱的方法 (1)非金屬單質(zhì)與H2越易化合,則其對應(yīng)元素的非金屬性越強。 (2

9、)形成的氫化物越穩(wěn)定,則其對應(yīng)元素的非金屬性越強。 (3)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,其對應(yīng)元素的非金屬性越強。,(4)同一周期(稀有氣體元素除外),非金屬元素越靠后,其非金屬性越強;同一主族,非金屬元素越靠上,其非金屬性越強。 (5)非金屬之間的置換反應(yīng),若A元素的單質(zhì)能置換出B元素的單質(zhì),則A 元素的非金屬性強于B元素。,2.比較元素非金屬性強弱的方法 (1)非金屬單質(zhì)與H2越易化合,則其對應(yīng)元素的非金屬性越強。 (2)形成的氫化物越穩(wěn)定,則其對應(yīng)元素的非金屬性越強。 (3)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強,其對應(yīng)元素的非金屬性越強。,典例1(2015北京理綜,7)下列有關(guān)性質(zhì)的比較

10、,用元素周期律解釋 的是() A.酸性:H2SO4H3PO4 B.非金屬性:ClBr C.堿性:NaOHMg(OH)2 D.熱穩(wěn)定性:Na2CO3NaHCO3,D,答案DA項,硫的非金屬性強于磷,故最高價氧化物的水化物的酸性:H2SO4H3PO4;B項,同主族元素,從上到下,非金屬性減弱,故非金屬性:ClBr;C項,鈉的金屬性強于鎂,故堿性:NaOHMg(OH)2;D項,Na2CO3的熱穩(wěn)定性強于NaHCO3,但二者的熱穩(wěn)定性與元素周期律無關(guān)。,1-1根據(jù)元素周期表和元素周期律,判斷下列敘述的是() A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2ONH3SiH4 B.氫元素與其他元素可形成共價化合物或離子化合物

11、 C.如圖所示實驗可證明元素的非金屬性:ClCSi,D.用中文“”(o)命名的第118號元素在周期表中位于第七周期0族,C,答案C氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2ONH3SiH4,A正確;H2O屬于共價化合物,NaH屬于離子化合物,B正確;題圖所示實驗可證明酸性:HClH2CO3 H2SiO3,但不能據(jù)此得出元素的非金屬性:ClC,C不正確;前六周期共有86種元素,第七周期可排32種元素,故118號元素在第七周期0族,D正確。,1-2短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的簡單氫化物可用作制冷劑,Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后,加入稀鹽酸

12、,有黃色沉淀析出,同時有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是() A.X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強 B.Y的簡單離子與X的具有相同的電子層結(jié)構(gòu) C.Y與Z形成化合物的水溶液可使藍色石蕊試紙變紅 D.Z與X屬于同一主族,與Y屬于同一周期,C,答案C由液氨可作制冷劑可推出W為N;由Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的可推出Y為Na;由Na2S2O3+2HCl 2NaCl+S +SO2+H2O結(jié)合W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大可推出X為O,Z為S。C項,Na2S的水溶液呈堿性,可使紅色石蕊試紙變藍,錯誤。,1.微粒半徑大小的比較規(guī)律,考點二微粒半徑大小的比較,2.“三看”法快速判斷簡單粒子半

13、徑的大小 一看電子層數(shù):最外層電子數(shù)相同時,電子層數(shù)越多,半徑越大。 二看核電荷數(shù):當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小。 三看核外電子數(shù):當(dāng)核電荷數(shù)相同時,核外電子數(shù)越多,半徑越大。,典例2a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同;d與a同族。下列敘述正確的是() A.原子半徑:dcba B.4種元素中b的金屬性最強 C.c的氧化物的水化物是強堿 D.d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強,B,答案Ba、b、c、d為短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層電子數(shù)相同,可以推知a為O;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同,

14、c的原子序數(shù)大于a,則c為Al;d與a同族,則d為S;再結(jié)合原子序數(shù)依次增大,可以推測b為Na或Mg。原子半徑:bcda,A錯;無論b是Na還是Mg,其金屬性都是四種元素中最強的,故B正確;Al(OH)3為兩性氫氧化物,C錯;同主族元素非金屬性自上而下依次減弱,故S的氧化性弱于O2,D錯。,2-1下圖是元素周期表的一部分,下列關(guān)系判斷正確的是(),A.原子半徑:YXW B.氫化物的沸點:WXY C.氫化物的穩(wěn)定性:RYX D.簡單陰離子的還原性:YRZ,D,答案D依據(jù)各元素在元素周期表中的位置可知,W為N,X為O,Z為F,Y為S,R為Cl。A項,原子半徑:NO;B項,氫化物的沸點:H2ONH3

15、H2S;C項,氫化物的穩(wěn)定性:H2OH2S;D項,簡單陰離子的還原性:S2-Cl-F-。,2-2a、b、c、d為短周期元素,a的原子中只有1個電子,b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,d與b同族。下列敘述的是() A.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為+1 B.b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物 C.c的原子半徑是這些元素中最大的 D.d與a形成的化合物的溶液呈弱酸性,A,答案A由題中信息可知,a、b、c、d分別是H、O、Na、S。H與Na形成的二元化合物NaH中,H元素的化合價為-1,A項錯誤;O與其他三種元素可分別形成H2O、H2O2,Na2O、Na2O2,SO2、SO3

16、等,B項正確;Na元素位于第三周期A族,在四種元素中原子半徑最大,C項正確;氫硫酸是一種弱酸,D項正確。,元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì),元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的主要性質(zhì),故三者之間可相互推斷。,考點三元素“位、構(gòu)、性”的關(guān)系及應(yīng)用,1.結(jié)構(gòu)與位置的互推 (1)掌握三個基本關(guān)系式 質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù) 電子層數(shù)=周期數(shù) 原子的最外層電子數(shù)=主族序數(shù) (2)熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律 各周期所能容納元素種數(shù) 稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置 (3)根據(jù)原子序數(shù)確定主族元素在周期表中的位置 按照原子核外電子排布規(guī)律畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖,然后由電子

17、層數(shù)和最外層電子數(shù)確定其周期序數(shù)和主族序數(shù),如84號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,為,該元素位于第六周期A族。 2.性質(zhì)與位置的互推 (1)根據(jù)元素的性質(zhì)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(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系,可以推斷元素的性質(zhì),如A、B、C三種元素在同一主族中從上往下排列,則A、B、C的單質(zhì)的氧化性依次減弱或還原性依次增強。,3.結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推 (1)通常若元素原子的最外層電子數(shù)小于4,則容易失電子,表現(xiàn)金屬性;若元素原子的最外層電子數(shù)大于4,則容易得電子,表現(xiàn)非金屬性。 (2)同主族元素

18、最外層電子數(shù)相同,性質(zhì)相似。 4.推斷元素的思路 根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及相關(guān)已知條件,可推算原子序數(shù),判斷元素在元素周期表中的位置等。元素推斷題的常見“題眼”(突破口)如下: (1)微粒的電子層結(jié)構(gòu)特征 稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬元素形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,與下一周期的主族金屬元素形成的陽離子的電子層,結(jié)構(gòu)相同:與He原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H-、Li+、Be2+;與Ne原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等;與Ar原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。 (2)周期表中特殊位置和具有特殊性質(zhì)的短周期元素 a

19、.族序數(shù)等于周期數(shù)的元素:H、Be、Al。 b.族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素:C、S。 c.族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素:O。 d.周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素:Li。 e.周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素:Na。 f.最高正價與最低負價代數(shù)和為零的元素:H、C、Si。 g.最高正價是最低負價絕對值3倍的元素:S。,h.除H外,原子半徑最小的元素:F。 (3)常見元素及其化合物的特性 a.形成化合物種類最多的元素:C;自然界中天然存在的硬度最大的物質(zhì):金剛石;碳的氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分數(shù)最高的物質(zhì):CH4。 b.空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。 c.地殼中含量最多的元素、氫化物沸點最

20、高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素:O。 d.形成最輕的單質(zhì)的元素:H;形成最輕的金屬單質(zhì)的元素:Li。 e.單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素:Br;金屬元素:Hg。 f.最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應(yīng),又能與強堿反應(yīng)的短周期元素:Be、Al。,g.元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的短周期元素:N;能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的短周期元素:S。 h.元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。,典例3右圖是周期表中短周期的一部分,若a原子最外層的電子數(shù)比次外層少了3個,則下列說法正確的是() A.a、b、c的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性是cba B

21、.d的最高正價與b的最高正價相等 C.d的氣態(tài)氫化物比c的氣態(tài)氫化物沸點低 D.原子半徑的大小順序是cbad,A,答案A依據(jù)題意及元素周期表中各元素的位置關(guān)系知,a為P,b為S,c為Cl,d為O。A項,a、b、c的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性是HClO4H2SO4H3PO4;B項,O元素?zé)o最高正價,S元素的最高正價為+6價;C項,H2O分子間形成氫鍵導(dǎo)致沸點升高,故H2O的沸點高于HCl;D項,原子半徑的大小順序是PSClO。,3-1短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子的最外層有6個電子,Y是迄今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強的元素,在周期表中Z位于A族,W與X屬于同一主族。下列說法正確的

22、是() A.元素X、W的簡單陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu) B.由Y、Z兩種元素組成的化合物是離子化合物 C.W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強 D.原子半徑:r(X)