高考化学复习元素周期表和元素周期律

1元素周期表和元素周期律元素周期律：（1）元素原子核外电子排布的周期性变化：随着原子充数的增加，元素排列呈周期性变化原子序数电子层数最外层电子数1～21个由1～2个达到稳定结构3～102个由1～8个达到稳定结构11～183个由1～8个达到稳定结构19，20～31，364个由1～8个达到稳定结构37，38～49，545个由1～8个达到稳定结构55，56～81，866个由1～8个达到稳定结构87～887个结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。（2）元素原子半径的周期性变化：原子序数原子半径的变化3～90.512nm0.071nm大小11～170.186nm0.099nm大小结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现周期性的变化：电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小（除稀有气体外）（3）元素主要化合价的周期性变化：原子序数主要化合价的变化1～2＋103～10＋1＋5－4－1011～18＋1＋7－4－10结论：随着原子序数的递增，元素主要化合价呈现周期性的变化。注：①元素重要化合价的变化中O一般无正价，F无正价，最高正价与最低负价的关系；②最高正化合价＋|最低负化合价|＝8（仅适用于非金属元素）③金属无正价④有些非金属有多种化合价，如：C元素有＋2，＋4，－4价（在有机物中也可以有－3，－2，－1价）；S元素有＋4，＋6，－2价；Cl元素有－1，＋1，＋3，＋5，＋7价；N元素有－3，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5价。（4）元素的金属性和非金属性的周期性变化：电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径递减，核对核外电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，即元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。①．元素的金属性：指元素气态原子失去电子的能力。元素金属性强弱判断的实验依据：2a.金属单质跟水或酸反应置换出氢气的难易程度：越容易则金属性越强，反之，金属性越弱；b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：最高价氢氧化物的碱性越强，这种金属元素金属性越强，反之，金属性越弱；c.金属单质间的置换反应例：比较1：①镁与2mL1mol/L盐酸反应②铝与2mL1mol/L盐酸反应32222l6l2ll3g2HClMgClHAHCACH＋＝＋反应比较容易M＋＝＋反应更加容易所以金属性：lMgA＞比较2：⑴钠与水反应（回忆）⑵镁与水反应【实验5-1】2222222()22()NaHONaOHHMgHOMgOHH冷＝碱性：2aOHMg(OH)N＞金属性：NaMgAl＞＞②元素的非金属性：指元素气态原子得到电子的能力。元素非金属性强弱判断的实验依据：a.非金属元素单质与氢气化合的难易程度及生成氢化物的稳定性强弱：如果元素的单质跟氢气化合生成气态氢化物容易且稳定，则证明这种元素的非金属性较强，反之，则非金属性较弱；b.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强则对应的元素的非金属性越强；c.非金属单质间的置换反应非金属性：lrFC＞＞B＞I对于同一周期非金属元素：如2ilSPSC、、、等非金属单质与2H反应渐趋容易，其气态氢化物的稳定性为：432ilSHPHHSHC＜＜＜上述非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为：32334244ilHSOHPOHSOHCO＜＜＜非金属性：ilSPSC＜＜＜结论：aglilNMASPSC金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强(5)元素周期律的实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。换言之，元素性质的周期性变化是由元素原子核外电子排布的周期性变化所决定的。元素周期律的实质：元素原子核外电子排布的周期性变化规律3．例题精讲【例1】(2003年全国高考题)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．K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子为偶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D．M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M层电子数相等【解析】A项为H元素，根据最外层电子数=主族序数，B和D项最外层电子数为1、3、5、7，也为主族序数。对于C项如最外层电子数为8，则与说法不符。【答案】C【命题意图】本题考查原子结构与周期表结构的关系。周期数=电子层数,主族数=最外层电子数2.元素周期律的迁移应用该类题目的主要特点是，给出一种不常见的主族元素，分析推测该元素及化合物可能或不可能具有的性质。解答该类题目的方法思路是：先确定该元素所在主族位置，然后根据该元素性质变化规律进行推断判断。【例2】（1997年全国高考题）已知Be的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是()A.铍的原子半径大于硼的原子半径B.氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D.单质铍跟冷水反应产物为氢气【解析】由Be的原子序数为4，可推知它位于第二周期、第ⅡA族。根据其位置及同周期、同主族元素原子结构和性质的递变规律，其原子半径大于B，A正确；碱性Be(OH)2比Ca(OH)2弱，C正确；Be的金属性小于Mg，已知Mg跟冷水不反应，Be就更不可能，故D错误；Be原子的最外层电子数是2个，在BeCl2分子中Be最外层2个电子跟Cl共用两对电子，其最外层电子数为4个，B错误。【答案】A、C【命题意图】本题考查同周期、同主族元素原子结构和性质的递变规律，根据元素周期律预测元素的性质。3.确定“指定的几种元素形成的化合物”的形式4该类题目的主要特点是，给出几种元素的原子结构或性质特征，判断它们形成化合物的形式。解答该类题目的方法思路是：推价态、定元素、想可能、得形式。该类题目也可由化合物形式判断元素的原子序数。【例3】（1999年全国高考题）X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这3种元素组成的化合物的化学式不可能是()A.XYZB.X2YZC.X2YZ2D.X2YZ3【解析】原子最外层电子数为1、4、6的短周期元素分别是：“1”——H、Li、Na，“4”——C、Si，“6”——O、S。可将H、C、O三元素作为代表，它们可组成的物质有：H2CO3、HCHO、HCOOH等，将其与题中选项对照，即得答案。二、周期表1．位、构、性三者关系结构决定位置，结构决定性质，位置体现性质。2．几个量的关系周期数=电子层数主族数=最外层电子数=最高正价数|最高正价|+|负价|=83．周期表中部分规律总结⑴最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素；最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族(He)元素；最外层电子数为8的元素是稀有气体元素(He除外)。⑵在周期表中，第ⅡA与ⅢA族元素的原子序数差别有以下三种情况：①第1～3周期(短周期)元素原子序数相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差15。⑶每一周期排布元素的种类满足以下规律：设n为周期序数，则奇数周期中为2)1(2n种，偶数周期中为2)2(2n种。⑷同主族相邻元素的原子序数差别有以下二种情况：①第ⅠA、ⅡA族，上一周期元素的原子序数+该周期元素的数目=下一同期元素的原子序数；②第ⅣA～ⅦA族，上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目=下一周期元素的原子序数。⑸设主族元素族序数为a，周期数为b，则有：①a/b1时，为金属元素，其最高氧化物为碱性氧化物，最高氧化物对应的水化物为碱；②a/b=1时，为两性元素(H除外)，其最高氧化物为两性氧化物，最高氧化物对应的水化物为两性氢氧化物；③a/b1时，为非金属元素，其最高氧化物为酸性氧化物，最高氧化物对应的水化物为酸。无论是同周期还是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性就越强；反之，a/b的值越大，元素的非金属性越强，其最高氧化物对应水化物的酸性就越强。⑹元素周期表中除第Ⅷ族元素以外，原子序数为奇(或偶)数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇(或偶)数。⑺元素周期表中金属和非金属之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素(H除外)，分界线两边的元素一般既有金属性，也有非金属性。⑻对角线规则：沿周期表中金属与非金属分界线方向对角(左上角与右下角)的两主族元素性质相似，这一规律以第二、三周期元素间尤为明显。结构确定决定反映反映推测位置性质推断53．例题精讲例1今有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷按C、A、D、E的顺序增大。C、D都能分别与A按原子个数比1：1或2：1形成化合物。CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4。⑴写出五种元素名称AB,C，D,E。⑵画出E的原子结构简图，写出电子式D2A2,EB4。⑶比较EA2与EB4的熔点高低。⑷写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程。【解析】此题的关键在于分析EB4中E元素只能是ⅣA族元素C或Si。因B的原子序数不最小，则B不可能为H元素，E的价态应为+4，B应为ⅦA族元素，且只能为F，如果无Cl元素，则原子序数比E还大。而E只能为Si，即EB4为SiF4,从CB的化合物的形式可知C为+1价，则由C2A可知A为-2价，只能为O。能与O按原子个数比1：1或2：1形成化合物的元素只能是H或Na。【答案】⑴氧，氟，氢，钠，硅⑵略⑶SiO2SiF4⑷2Na+2H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2Na++H2↑【命题意图】本题考查主族元素的化合价与原子序数的关系，以及有关元素周期表中各关系式的具体应用。例2砹(At)是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是A.HAt很稳定B.易溶于某些有机溶剂C.AgAt不溶于水D.是有色固体[解析]由题意，砹在周期表中与碘相邻，故它的性质与碘具有相似性，但它的非金属性应比碘弱。HAt的稳定不如HI，故选项A错误；碘易溶于某些有机溶剂，则砹也应溶解；AgI不溶于水，则AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固体，根据相似性砹也是有色固体。本题正确选项为A。例3：两种短周期的元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数可能是哪些？（1）m-4；（2）m+4；（3）m+8；（4）m-2；（5）m+6。在解题中应首先根据抽象化学式XY3确定X、Y可能的化合价XY3或XY3，依据X、Y可能的化合价找到它们在周期表中的位置X位于ⅢA族或ⅤA，Y位于ⅦA或ⅠA，再根据它们在周期表中位置推断出具体元素进行组合，这样从抽象的化学式XY3落实到具体实例：BF3、AlF3、BCl3、AlCl3、NH3、PH3。此时要注意思维的严谨性，记住特殊实例：PCl3、SO3。最后再用具体实例代替抽象的XY3，逐一进行核对得出X可能的原子序数，以上答案均可能。6此类型题的特点主要集中在短周期元素的范围内进行讨论，有时还强调属于离子型或共价型化合物，主要考查思维的敏捷性和全面性。短周期元素两两形成化合物的类型与实例归纳如下：类型ABAB2A2BAB3A2B3A3B2离子型ⅠA与ⅦAⅡA与ⅦAⅠA与ⅥAⅢA与ⅦAⅢA与ⅥAⅡA与ⅤA共价型H与ⅦAⅣA与ⅥAH与ⅥAH与ⅤAB与ⅥA特例CO、NOSO2、NO2N2OPCl3、SO3N2O3例4：X、Y是除第一周期外的短周期元素，它们可以形成离子化合物XmYn，且离子均具有稀有气体原子的结构，若X的原子序数为a，则Y的核电荷数不可能是：A．a+8-m-nB．a+16-m-nC．a-m-nD．a-8+m+n根据化学式XmYn推算X、Y两元素的化合价分别为+n、-m，此时所形成的阳离子Xn+和阴离子Ym-均具有稀有气体原子的结构，所对应的稀有气体原子有以下三种情况：同一种原子，则有a-n=b+m；相差一周期，则a-n+8=b+m；相差两周期，则a-n+16=b+m。故答案D错误。练习1．下列说法正确的是()A．L层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素B．同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差一定为1C．同