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第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表(共3课时)第一章第一节第1课时元素周期表新情境·激趣入题方法警示探究新知识·预习探究新思维·名师讲堂新提升·达标作业新考题·随堂自测新情境·激趣入题在前人研究元素分类的基础上，1869年俄国化学家门捷列夫经过研究揭示了元素性质变化的内在规律，并据此列出了第一张元素周期表，这就是现代元素周期表的雏形。元素周期表逐渐成为化学家研究元素及其化合物所不可缺少的工具，也为他们探索发现新元素提供了思路，成为化学发展史上重要的里程碑之一。到1905年，维尔纳(1913年诺贝尔奖获得者)制成了现代形式的元素周期表，而当时还不知道原子序数的实在物理意义。1913年，英国物理学家莫斯莱发现，门捷列夫周期表里的原子序数原来是原子的核电荷数。那么，我们现在普遍使用的元素周期表有怎样的结构？表中的各元素之间又有怎样的内在联系？究竟还有多少种元素没有被发现？元素周期表的终点又在哪里呢？下面让我们一起走进教材第一节元素周期表的学习吧！新知识·预习探究●学习目标1．初步了解元素周期表的发展历程。2．了解元素周期表的编排原则及结构。3．能描述元素在元素周期表中的具体位置。●新知预习1．元素周期表的编排原则(1)按□1________递增顺序从左到右排列；(2)将□2________相同的元素排成一横行，共有□3________个横行。(3)把□4________相同的元素按□5________递增顺序从上到下排成一纵行，共有□6________列。2．元素周期表的结构(1)周期(横行)——“3短4长”“3短”——三个短周期，即第□7_________周期；“4长”——四个长周期，即第□8________周期。(2)族(纵行)——“18个纵行16个族”(3)元素位置与原子结构的关系周期序数＝□15________，主族序数＝□16________。3．常见族的特别名称第ⅠA族(除H外)□17________元素，第ⅦA族□18________元素，0族□19________元素，第□20________族和□21________族称为过渡元素。自我校对：□1原子序数□2电子层数□3七□4最外层电子数□5电子层数□618□71、2、3□84、5、6、7□9ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、□10ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB□118、9、10□1218□138□142□15电子层数□16最外层电子数□17碱金属□18卤族□19稀有气体□20第Ⅷ族□21所有副●自主探究1．元素周期表提供了每种元素的哪些信息？提示：在元素周期表中，每一种元素均占据一格。对于每一格，均包含元素的原子序数、元素符号、元素名称、外围电子排布、相对原子质量(或质量数)等内容。此外，在周期表中，还用不同的颜色来表示金属、非金属或过渡元素等。若元素符号呈红色表明该元素是放射性元素。2．第一个元素周期表是谁排成的？跟现在的元素周期表排列方式一样吗？提示：历史上第一个元素周期表是1869年，俄国化学家门捷列夫排成的；他是将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，将化学性质相似的元素放在一个纵行。通过分类、归纳，制成了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系。第一个元素周期表与现在使用的元素周期表排列方式不一样。主要区别是元素周期表中元素的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数。即现在我们使用的元素周期表是按元素原子的核电荷数由小到大的顺序排列而成的。知识点1●思维导图元素周期表的结构●教材点拨1．元素周期表的发展历程2．原子序数人们按照核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种序号叫原子序数。在发现原子的组成及结构之后，人们发现，原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数3．现行元素周期表的编排原则(1)在周期表中，把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行。(2)再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。4．元素周期表的结构元素周期表周期7个横行短周期第一周期共2种元素第二周期共8种元素第三周期共8种元素长周期第四周期共18种元素第五周期共18种元素第六周期含镧系15种元素，共32种元素第七周期：未排满，最多容纳32种元素含锕系15种元素又称不完全周期现有26种元素元素周期表族16个纵行主族7个，由长周期、短周期共同构成，共7列。分别用ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA表示0族1个，共1列，第18列，稀有气体元素第Ⅷ族1个，共3列，在第8、9、10三个纵行副族7个，共7列，分别用ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB表示温馨提示：(1)周期表中有许多特例，请留心：①第Ⅷ族包括第8、9、10三列，既不属于主族也不属于副族。②镧系、锕系均包括15种元素，且都在第ⅢB族，故该族元素种类最多。③从第ⅢB族到第ⅡB族(第3～12列，共10个纵行60多种元素)的元素统称为过渡元素，因其全部为金属元素，因此通常也叫做过渡金属。(2)族序数为Ⅱ、Ⅲ的地方是主族和副族的分界线，第一次分界时主族在副族的前面，第二次分界时副族在主族的前面。“第一次”是指ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧ依次排列。“第二次”是指ⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0依次排列。5．镧系和锕系镧系1位置：第6周期，第ⅢB族。2结构特点：最外层和次外层电子层结构及元素的化学性质十分相似。3元素种数：从57号元素镧La到71号元素镥Lu共15种元素。锕系1位置：第7周期，第ⅢB族。2结构特点：最外层和次外层电子层结构及元素的化学性质十分相似。3元素种数：从89号元素锕Ac到103号元素铹Lr共15种元素。6．元素周期表记忆口诀(1)七个周期横着看，三短四长七不全；纵看共有十八列，七主七副零Ⅷ三；副族元素中间站，主族元素靠两边；镧系锕系各十五，全部属于ⅢB族；若分金属非金属，硼砹之间划连线。(2)七个横行七周期，二八十八三十二。第六周期有镧系，锕系元素在第七。纵行花开十八朵，主族副族均占七。Ⅷ族三列八九十，0族元素是气体。(3)横行称周期，现有一至七；三四分长短，第七尚不全。纵行称作族，总共十六族；一八一次现，一零再一遍；Ⅷ族搞特殊，三行算一族；二三分主副，先主后副族；镧系和锕系，蜗居不如意；十五挤一室，均属ⅢB族。●典例透析【典例1】(2013·试题调研)下列关于元素周期表的说法中，正确的是()A．元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的B．元素周期表共有7个周期16个族C．过渡元素都是金属元素，第ⅠA族都是金属元素D．最外层电子数相同的元素都在同一族【解析】元素周期表是按照元素原子的核电荷数大小排列而成的，A项不正确；元素周期表共有7个周期16个族，B正确；第ⅠA族中氢元素不是金属元素，C项不正确；最外层电子数相同的元素不一定都在同一族，如氦元素最外层电子数为2，但它位于0族，D项不正确。【答案】B●变式训练1．(2013·试题调研)若将长式元素周期表原先的主、副族号取消，从左往右改为18列，碱金属为第1列，稀有气体为第18列，按此规定，下列说法不正确的是()A．只有第2列元素的原子最外层有2个电子B．第14列元素形成化合物种类最多C．第3列元素种类最多D．第16、17列元素都是非金属元素答案：AD点拨：长式元素周期表中各族元素的排列顺序为ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ族、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素应分别与以上各族对应，所以第2列为碱土金属族，其最外层有2个电子，但元素He及多数过渡元素的最外层也是2个电子；第14列为碳族元素，形成化合物的种类最多；第3列为ⅢB族，有镧系和锕系元素，元素种类最多；第16、17列分别为氧族和卤族元素，并非全部为非金属。知识点2●思维导图元素周期表在元素推断中的应用●教材点拨1．利用元素的位置与原子结构的关系推断本方法常用于确定原子序数小于18的元素。(1)应用关系。等式一：周期序数＝电子层数等式二：主族序数＝核外电子数等式三：原子序数＝核电荷数＝核外电子数(2)实例。①X元素是第3周期第ⅠA族元素，则该元素原子有三个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第3周期第ⅥA族。2．利用元素在周期表中的位置关系推断(1)利用短周期中族序数与周期数的关系突破。特殊位置元素族序数等于周期数H、Be、Al族序数等于周期数的2倍C、S族序数等于周期数的3倍O周期数是族序数的2倍Li周期数是族序数的3倍Na(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差。(3)同主族相邻两元素原子序数的差的情况。①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数的差等于上周期元素所在周期的元素种类数；②若为ⅢA族至0族元素，则原子序数的差等于下周期元素所在周期的元素种类数。3．利用离子电子层结构相同的“阴上阳下”推断具有相同电子层结构的离子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、dMn－的电子层结构相同，在周期表中位置关系为…cZdMbYaX…则它们的原子序数关系为：abdc温馨提示：(1)书写元素在周期表中的位置的模式“第X周期第YA族”，其中Y必须用罗马数字表示。(2)1～7周期的元素种类分别是2,8,8,18,18,32,32(若填满)，同主族不相邻的两种元素的原子序数的差是这几个数的和或差，如3Li和19K的原子序数的差是8＋8＝16。●典例透析【典例2】(2013·试题调研)下列各表中的数字代表的是原子序数，表中数字所表示的元素与它们在元素周期表中的位置相符的是()【解析】首先要熟记元素周期表的一些特性：在第四、五、六、七周期，第ⅡA族与第ⅢA族不相邻，然后了解各周期最多容纳的元素种类为2、8、8、18、18、32、32。A项中的“20”、“5”分别位于第ⅡA族、第ⅢA族，两族之间应隔着10个纵行。由各周期最多容纳的元素种类可推知B项中“5”位于第ⅢA族，15位于第ⅤA族，B项错误。C项“1”位于第一周期，“11”位于第三周期，C项错误。D项中的“8”、“10”分别位于第二周期第ⅥA族、0族，之间的“9”是第ⅦA族。“9”、“10”下面相邻的同族元素均比上一周期多8分别为“17”、“18”，0族第四周期元素应比第三周期元素原子序数多18，为36。【答案】D【典例3】(2013·经典习题选萃)X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三种元素原子的最外层电子数之和为17，核内质子数之和为31，则X、Y、Z是()A．Mg、Al、SiB．Li、Be、MgC．N、O、SD．P、S、O【解析】方法一情况分析法X、Y、Z在周期表中的相对位置有以下四种情况：如为①，设Y的原子序数为y，则x＝y－1，z＝y＋8，则x＋y＋z＝y－1＋y＋y＋8＝3y＋7＝31，得y＝8，则x＝7，z＝16，所以选项C符合。如为②，同理可得y－1＋y＋y－8＝31，y＝403不合理，舍去。如为③，同理可得y＝223不合理。如为④，解得y＝383不合理。验证C中最外层电子数之和为17，所以符合。方法二数学处理法若xX、yY、zZ为相邻的三种元素，X、Y同周期，Y、Z同主族：x＋y＋z＝m，则会有y＝m±83。若余1时，x＝y＋1，z＝y±8。若无余数，则无解。若缺1时，则x＝y－1，z＝y±8。若将上题中m＝31代入，则y＝31＋83＝13无余数，无解。若y＝31－83＝8缺1，则x＝8－1＝7，z＝8＋8＝16，所以Y为O、X为N、Z为S。方法三代入验证法排查A～D四选项，A项Mg、Al同周期，但Al、Si不同主族，排除A项。B选项中，三者最外层电子数之和为5，不等于17，排除B项。C项符合可选。D项三者质子数之和为15＋16＋8＝39，不等于