2011届高考化学一轮复习课件：第16讲 元素周期律

第16讲元素周期律轻松学教材一、原子核外电子排布1.原子核外电子能量不同,运动的区域不同能量低的电子在离核1较近的区域运动能量高的电子在离核2较远的区域运动2.核外电子排布的原则(1)电子一般尽先排布在能量较3低的电子层里,然后才依次排在能量4较高的电子层里(2)各电子层最多容纳电子数为52n2(3)最外层上排布的电子数不超过68个(K层为最外层时,最多容纳的电子数不超过72个);次外层不超过818个,倒数第3层不超过932个二､元素周期律1.元素周期律10元素的性质随原子序数递增呈现周期性变化,这个规律叫元素周期律｡2.元素周期律的实质元素的性质随原子序数的递增呈周期性变化的实质是11元素原子的核外电子排布的周期性变化｡3.元素周期表中主族元素性质的递变规律三､元素周期律和元素周期表的应用1.元素周期表中元素的分区——金属元素区域和非金属元素区域31非金属元素位于元素周期表的右上角区域,32金属元素位于元素周期表的左下角区域,金属与非金属之间有一条左上､右下走向的分界线｡最强的非金属元素是33F,最强的金属元素是34Cs(Fr除外),位于分界线附近的元素既能表现出一定的35金属性,又能表现出一定的36非金属性｡2.元素周期律和元素周期表应用的重要意义(1)科学预言:为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索｡(2)寻找新材料①半导体材料:37金属与38非金属交界处的元素;②优良的催化剂:39过渡元素;③耐高温､耐腐蚀的特种合金材料:40ⅢB族到ⅡB族的过渡元素;④高效农药:含41Cl､P､S､N､As等元素的化合物｡体验热身1.(2009·福州模拟)根据某元素的原子结构示意图做出如下推理,其中与事实不符的是()A.该原子不如氮原子和硫原子的得电子能力强B.该元素形成的单质均很稳定C.该元素位于元素周期表的第ⅤA族D.该元素最高价氧化物对应的水化物是中强酸答案:B解析:由图示知该元素是P元素,位于元素周期表第ⅤA族,由同周期同主族元素性质递变规律知它不如氮原子和硫原子的非金属性强,故A､C对;其最高价氧化物对应的水化物是H3PO4,属于中强酸,故D对｡2.类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用,但类推得出的结论是否正确最终要经过实践的验证｡以下类推的结论正确的是()A.由“Cl2+H2O===HCl+HClO”反应可推出“F2+H2O===HF+HFO”反应也能发生B.HCl的水溶液是强酸,推出HF的水溶液也是强酸C.由“2Fe+3Cl2===2FeCl3”反应可推出“2Fe+3I2===2FeI3”反应也能发生D.Na､K在周期表中属于同一主族,化学性质相似,Na常温下与水剧烈反应,故K常温下也能与水剧烈反应答案:D解析:A中2F2+2H2O===4HF+O2;B中HF是弱酸;C中Fe+I2===FeI2;D中K比Na的金属性更强,Na与水剧烈反应,则K也能,且比Na更剧烈｡3.有三种金属元素A､B､C,在相同条件下,B的最高价氧化物对应的水化物的碱性比A的最高价氧化物对应的水化物的碱性强;A可以从C的盐溶液中置换出C｡则这三种金属元素的原子失电子能力由强到弱的顺序是()A.ABCB.BACC.BCAD.CBA答案:B解析:由金属B的最高价氧化物对应的水化物的碱性比金属A的最高价氧化物对应的水化物的碱性强可判断失电子能力BA,又据金属A可从金属C的盐溶液中置换出金属C知AC,故三种元素失电子能力由强到弱的顺序为BAC｡4.运用元素周期律分析下面的推断,其中错误的是()A.已知Ra是第七周期第ⅡA族的元素,故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强B.已知As是第四周期第ⅤA族的元素,故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强C.已知Cs原子半径比Na的原子半径大,故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈D.已知Cl的核电荷数比Al的核电荷数大,故Cl的原子半径比Al的原子半径小答案:B解析:AsH3的稳定性比NH3的稳定性差｡5.已知X､Y､Z､W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是()Ｘ…ＹＺ…ＷA.Z元素的原子半径可能比Y元素的小B.Z元素的最高化合价可能比Y元素的高C.W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强D.Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性一定比W的强答案:B解析:Z元素在Y的下一周期,其原子半径比Y的大,选项A错误;Y和W属同一主族,其氢化物的稳定性YW;根据周期表中元素性质的递变规律可知,Z与W的最高价氧化物对应水化物的酸性是W的强｡若Z为ⅣA族的Si,Y为ⅦA族的F,则Si的最高价为+4,F的最高价为0,选项B正确｡6.根据元素周期表1~20号元素的性质和递变规律,回答下列问题｡(1)属于金属元素的有______种,金属性最强的元素与氧反应生成的化合物有_____________________________(填两种化合物的化学式)｡(2)属于稀有气体元素的是__________(填元素符号,下同)｡(3)形成化合物种类最多的两种元素是__________｡7K2O､K2O2､KO2､KO3(任选两个)He､Ne､ArH､C(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体除外)________｡(5)推测Si､N最简单氢化物的稳定性:__________大于__________(填化学式)｡(6)某元素的最高价氧化物对应水化物属于强酸,且能与该元素气态氢化物反应生成正盐,则该元素为________｡NaNH3SiH4N解析:前20号元素是H､He､Li､Be､B､C､N､O､F､Ne､Na､Mg､Al､Si､P､S､Cl､Ar､K､Ca｡其中金属七种｡金属性最强的元素是K,它与氧生成的化合物是K2O､K2O2､KO2､KO3｡属于稀有气体的是He､Ne､Ar｡形成化合物种类最多的两种元素是C､H,因为所有的烃类化合物都是由C､H构成的｡根据元素周期律可知:同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,因此第三周期中Na的原子半径最大｡同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,故非金属性有:NCSi｡而元素的非金属性越强,其对应的气态氢化物的稳定性越强,所以NH3的稳定性大于SiH4的稳定性｡由(6)小题题意知该元素为非金属元素,再结合元素及其化合物知识,不难推出该元素为N元素｡重点探究一､元素金属性与非金属性的判断1.元素金属性强弱判断(1)根据在周期表中的位置:同周期元素,从左到右,随原子序数递增,金属性减弱;同主族元素,从上到下,随电子层数递增,金属性增强｡金属性最强的元素为铯(钫除外)｡(2)实验依据:①与水或酸置换出氢气的难易:越易者金属性越强｡②最高价氧化物对应的水化物碱性强弱:碱性越强者金属性越强｡③与盐溶液置换反应:一般活泼金属能置换不活泼金属(钾､钙､钠等极活泼金属除外)｡④金属活动性顺序中:一般排在前面的金属较活泼｡⑤原电池正负极中:一般负极金属较活泼｡2.元素非金属性强弱判断(1)根据在周期表中的位置:同周期元素,从左到右,随原子序数递增,非金属性增强;同主族元素,从上到下,随电子层数递增,非金属性减弱｡非金属性最强的元素为氟｡(2)实验依据:①与氢气化合的难易及生成氢化物的稳定性:越易越稳定者非金属性越强｡②最高价氧化物对应的水化物酸性强弱:酸性越强者非金属性越强｡③与盐溶液的置换反应:活泼非金属可置换出不活泼非金属(F2除外)｡④与同种金属反应的难易:越易反应者非金属性越强｡⑤气态氢化物的还原性强弱:还原性越弱者非金属性越强｡特别提醒:元素的非金属性和金属性强弱的实质是得失电子的难易｡凡是直接或间接地比较变化过程中元素得失电子的难易,即可比较元素非金属性和金属性的强弱｡例如: ,,:232Fe3Cl2FeClFeSFeSClS点燃则非金属性｡【例1】(2008·山东理综)下列说法正确的是()A.SiH4比CH4稳定B.O2-半径比F-的小C.Na与Cs属于第ⅠA族元素,Cs失电子能力比Na的强D.P和As属于第ⅤA族元素,H3PO4酸性比H3AsO4的弱解析:A项中硅与碳处于同主族,非金属性碳大于硅,则CH4比SiH4稳定;B项O2-与F-的核外电子排布相同,但氧的原子序数小,因此O2-半径比F-的大;C项Na和Cs属于第ⅠA族元素,且Cs的金属性强,因此Cs失电子能力比Na的强;D项P和As属于第ⅤA族元素,且非金属性P比As强,因此H3PO4的酸性比H3AsO4的强｡答案:C【方法归纳】解答该题时应用同主族元素金属性､非金属性的变化规律及具有相同电子层结构的离子半径大小比较的规律进行分析｡类比迁移1.X､Y是元素周期表中ⅦA族的两种元素｡下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是()A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来答案:C解析:选项A,ⅦA族元素,原子的电子层数越多,非金属性越弱,错误｡选项B,HF分子间存在氢键,沸点反常,错误｡选项C,符合非金属性强弱的判断标准,正确｡选项D,根据氧化还原反应的规律,若上述反应能发生,则单质的氧化性YX,错误｡二､元素的“位､构､性”关系及其应用元素周期表是元素周期律的具体表现形式｡元素在周期表中的位置､原子结构和元素的性质之间(即“位—构—性”)存在着内在联系:在具体解题过程中,必须具备以下三个方面的基础:1.结构与位置互推问题是解题的基础(1)掌握四个关系式:①原子电子层数=周期数②质子数=原子序数③最外层电子数=主族序数④主族元素的最高正价=族序数,负价=主族序数-8(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律,如各周期元素种数;稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;同族上下相邻元素原子序数的关系等｡2.性质与位置互推问题是解题的关键熟悉元素周期表中同周期､同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性､非金属性｡(2)气态氢化物的稳定性｡(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性｡3.结构和性质的互推问题是解题要素(1)最外层电子数决定了元素原子的氧化性和还原性｡(2)原子半径决定了元素单质的性质,离子半径决定了元素组成化合物的性质｡(3)同主族元素最外层电子数相同,性质相似｡(4)判断元素金属性和非金属性的方法｡特别提醒:很多规律方法只适用于主族元素,而不适用于副族元素,解题时注意不要随意将其适用范围扩大｡在回答､判断､分析问题时要特别注意前提条件,是同周期还是同主族等｡【例2】现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:元素编号元素性质或原子结构TM层上电子数是K层上电子数的3倍X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是+7价(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是__________｡(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH,写出该微粒的电子式__________(用元素符号表示)｡4146C[::](3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是__________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是__________｡a.常温下Z的单质和T的单质状态不同b.Z的氢化物比T的氢化物稳定c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质的性质差异是学习的重要方法之一｡T､X､Y､Z四种元素的最高价氧化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是__________,理由是_________________________｡ClbH2CO3该酸属于弱酸或非氧化性酸解析:根据题目中T､X的电子层上的电子数与电子层数的关系可确定T为S,X为C;常温下Y的氢化物水溶液呈碱性,则Y为N,Z元素最高正价为+7价(短周期中),故Z为Cl｡(),;;146441XC2YHNH元素的一种同位素可测定文物年代则为为(3)常温下Cl2和S的单质状态不同,属于物理性质,不能用于比较其非金属性的强弱;HCl比H2S稳定,说明Cl的非金属性比S的强;Cl2和S都能