元素周期表讲解

第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表第1课时元素周期表学习目标1.简单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位置。一、元素周期表的发展历程门捷列夫核电荷数二、现行元素周期表1.原子序数:(1)含义:按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。(2)原子序数与原子结构的关系。原子序数=核电荷数=_______=___________质子数核外电子数2.周期表中元素的相关信息:元素符号原子序数3.编排原则:电子层数电子层数三、元素周期表的结构1.周期:(1)个数:元素周期表中有__个周期。(2)特点:同周期中元素的_________相同;周期序数=_________。7电子层数电子层数(3)分类。31、2、344、5、6、72.族:(1)个数:元素周期表中有___个纵行,但只有___个族。(2)特点:主族元素的原子族序数=_____________。1816最外层电子数(3)分类。7188ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA8、9、107(4)常见族的特别名称。请将族所含元素与其名称用线连接。1.辨析下列说法的正误:(1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量。()(2)元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵行,即18个族。()(3)元素周期表揭示了原子内部结构的特点和实质。()(4)钠元素和硫元素在同一周期,说明二者具有相同的最外层电子数。()【答案解析】(1)×。分析:现行元素周期表的编排依据是原子的核电荷数。(2)×。分析:元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵行,但有16个族,其中第Ⅷ族占据三个纵行。(3)×。分析:元素周期表的意义是揭示了化学元素间的内在联系,即原子结构和元素性质的递变规律。(4)×。分析:同一周期元素具有相同的电子层数,同一主族元素具有相同的最外层电子数。2.19世纪中叶,门捷列夫的突出贡献是()A.提出原子学说B.提出分子学说C.发现元素周期律D.提出电离学说【解析】选C。门捷列夫发现元素周期律并编制了世界上第一张元素周期表。3.主族元素在周期表中的位置取决于该元素原子的()A.相对原子质量和核外电子数B.电子层数和最外层电子数C.相对原子质量和最外层电子数D.电子层数和次外层电子数【解析】选B。主族元素最外层电子数决定了在元素周期表中的主族序数,电子层数决定了周期序数。4.在周期表中,第3、4、5、6周期元素的数目分别是()A.8,18,32,32B.8,18,18,32C.8,18,18,18D.8,8,18,18【解析】选B。元素周期表中各周期的元素种类数分别是2,8,8,18,18,32,32,故选B。5.元素X的原子有3个电子层,最外层有4个电子。这种元素位于周期表的()A.第4周期第ⅢA族B.第4周期第ⅦA族C.第3周期第ⅣB族D.第3周期第ⅣA族【解析】选D。电子层数等于周期序数,主族元素的最外层电子数等于族序数。一、元素周期表的结构1.周期:行数所含元素种类数每周期的起止元素及其原子序数短周期一121HHe二283LiNe三3811NaAr长周期四41819KKr五51837RbXe六63255CsRn七73287FrUuo210183654861182.族:主族副族第Ⅷ族副族主族0族列序数123456789101112131415161718族序数ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA03.过渡元素。元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。【点拨】元素周期表的特点和记忆口诀(1)元素周期表中主、副族的分界线。①第ⅡA族与第ⅢB族之间,即第2、3列之间;②第ⅡB族与第ⅢA族之间,即第12、13列之间。(2)元素周期表的记忆口诀。横行叫周期,现有一至七;三四分长短,四长副族现;竖行称作族,总共十六族;Ⅷ族最特殊,三列是一族;二三分主副,先主后副族;镧锕各十五,均属ⅢB族。【微思考】(1)最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族吗?一定是金属元素吗?提示:不一定。最外层电子数是2的元素可能是第ⅡA族元素,可能是稀有气体元素氦,也可能是过渡元素。(2)元素周期表中所含元素种类最多的是哪一族?提示:元素周期表中所含元素种类最多的为第ⅢB族,因在第6周期和第7周期包括了镧系和锕系各15种元素,共计32种元素。【过关题组】1.(2014·盐城高一检测)关于元素周期表,下列叙述中不正确的是()A.周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族,共16个族B.周期表中的周期分为短周期、长周期C.过渡元素全部是副族元素D.由短周期元素和长周期元素共同组成的族称为主族(除0族外)【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)周期中一个横行是一个周期,但族中第Ⅷ族包含3个纵行;(2)副族元素只包含长周期。【解析】选C。周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族,共18个纵行,但有16个族,因为第Ⅷ族包含8、9、10三个纵行,A正确;元素周期表中一个横行是一个周期,其中1、2、3周期是短周期,4、5、6、7周期是长周期,B正确;副族元素和第Ⅷ族元素统称过渡元素,C错误;由短周期元素和长周期元素共同组成的族称为主族(除0族外),只由长周期元素组成的族是副族和第Ⅷ族,D正确。2.(2014·邯郸高一检测)下列说法中正确的是()A.每一周期的元素都是从碱金属开始,最后以稀有气体结束B.同一主族元素都是从非金属元素开始,以金属元素结束C.第2、3周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8D.第3周期有4种金属元素和4种非金属元素【解析】选C。第1周期元素是从氢开始的,但是氢并不是碱金属元素,A错;同一主族元素的最外层电子数相同,但不是从非金属元素开始,以金属元素结束,B错误;第3周期只有钠、镁和铝3种金属,D错误。【互动探究】(1)若题1中C选项改成过渡元素全部是金属元素对吗?提示:对,过渡元素包括副族元素和第Ⅷ族元素,全部都是金属元素。(2)题2中C选项改为第3、4周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8,对吗?提示:不对,在第ⅠA族和第ⅡA族中,第3、4周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8,在第ⅢA族～第ⅦA族中,第3、4周期上下相邻元素的原子核外电子数相差18。【变式训练】(2014·南昌高一检测)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中X的原子序数为35的是()【解析】选A。同主族中相邻两元素的差可能是2,8,18,32。据此可以判定四个选项中X的原子序数分别是35,34,33,33。故选A。二、元素周期表在元素推断中的应用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)。应用规律:周期序数=电子层数主族序数=最外层电子数原子序数=核电荷数=核外电子数,例如:X元素是第3周期第ⅠA族元素,则该元素原子有3个电子层,最外层电子数是1,即钠元素。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推断。若设族序数与周期数的比值是x,则有:x的取值1/31/2123对应的元素NaLiH、Be、AlC、SO(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。【点拨】同主族不相邻两元素的原子序数的差元素周期表中1～7周期的元素种类数分别是2,8,8,18,18,32,32,故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1H和19K的原子序数差是2+8+8=18。【微思考】(1)Y元素原子序数是16,依据该元素的原子结构确定它在周期表中的位置是什么?提示:原子序数是16,则该元素的原子结构示意图是,它在周期表中的位置是第3周期第ⅥA族。(2)在短周期中族序数是周期数2倍的元素与族序数是周期数3倍的元素能形成哪些物质?提示:前者元素可能是碳或硫,后者元素是氧,因此形成的化合物可能是CO、CO2、SO2、SO3。【过关题组】1.据短周期元素的信息回答问题。元素信息A第3周期第ⅥA族B周期数是族序数的1/3C原子序数是11DD3+与Ne电子数相同(1)写出A、B的元素符号________、________,C、D元素的名称________、________。(2)写出B、C单质在加热时的反应方程式________________。(3)从原子结构的角度分析A与B的________相同,C与D的________相同。【解题探究】(1)元素的周期数和族序数分别由元素原子结构的哪些因素决定?提示:元素原子的电子层数决定了周期数,最外层电子数决定了族序数。(2)Ne的核外电子数是多少?D3+表示D原子得到还是失去3个电子?提示:Ne的核外电子数是10。D3+表示D原子失去3个电子。【解析】短周期是1、2、3周期(前18号元素),据“周期数=电子层数,族序数=最外层电子数”“原子序数=核电荷数”可推出A是硫,B是氧,C是钠,D3+与Ne电子数相同,即D是13号元素铝。钠与氧气在加热时反应为2Na+O2Na2O2。从原子结构的角度分析,硫与氧的最外层电子数相同,钠与铝的电子层数相同。答案:(1)SO钠铝(2)2Na+O2Na2O2(3)最外层电子数电子层数2.某元素的原子结构示意图为,则该元素在周期表中的位置是()A.第3周期第ⅤA族B.第2周期第ⅦA族C.第2周期第ⅤA族D.第3周期第ⅦA族【解析】选C。据原子结构示意图可知该元素有两个电子层,最外层电子数是5,故选C。【方法规律】确定微粒核外电子数的方法对原子而言:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数对阳离子Ax+而言:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数+x对阴离子Ax-而言:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数-x微粒具有相同的电子层结构意味着微粒的核外电子数相同。【变式训练】已知X、Y、Z3种主族元素在周期表中的相对位置如图所示,且X的原子序数为a,下列说法不正确的是()A.Y、Z的原子序数之和可能为2aB.Y的原子序数可能为a-17C.Z的原子序数可能为a+31D.X、Y、Z一定是短周期元素YXZ【解析】选D。由3种主族元素的相对位置可知,Y可分别处在第2、3、4、5周期,X分别处在第3、4、5、6周期,Z分别处在第4、5、6、7周期;若Y是第3周期元素,则Y的原子序数为a-17,Z的原子序数为a+17,A项正确;若Y是第3周期元素或第4周期元素,则B项正确;若X为第5或第6周期元素,则C项正确;D不正确。【备选要点】确定元素在周期表中位置的方法——区间定位法对于原子序数较大的元素可采用区间定位法。首先要牢记各周期对应的0族元素的原子序数,从第1周期到第7周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118。(1)比大小定周期:比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相近的0族元素,那么,该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。(2)求差值定族数。①若元素的原子序数比相应的0族元素多1(或2),则该元素应处在0族元素所在周期的下一周期的ⅠA(或ⅡA)族。②若元素的原子序数比相应的0族元素少1～5时,则该元素位于与0族元素同一周期的ⅦA族～ⅢA族。③若元素的原子序数比相应的0族元素差其他数,则由相应的差数得出相应的族序数。(3)实例。①35号元素据183536,则35号元素在第4周期,36-35=1,故35号元素在36号元素左侧第一格,即ⅦA族,因此35号元素在第4周期第ⅦA族。②87号元素据8687118,则87号元素在第7周期,87-86=1,故87号元素在86号元素下一周期第一格,即第ⅠA族,因此87号元素在第7周期第ⅠA族。【微思考】(1)37号元素在周期表中什么位置?提示:36号元素是稀有气体元素氪(在第4周期),那么37号元素就是在第5周期第ⅠA族。(2)卤族元素碘的原子序数是多少?提示