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第2节元素周期律和元素周期表…………三年30考高考指数:★★★★★1.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.掌握元素周期律的实质。3.掌握同一周期、同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。一、元素周期表1．原子序数原子序数=___________=质子数=_____________2．元素周期表的两个编排原则元素的_________相同(1)周期→横行左→右：__________递增核电荷数核外电子数电子层数原子序数元素的______________相同(2)族→纵行上→下：__________递增3．元素周期表的结构——3短4长“7”不全，7主7副Ⅷ和0(1)7个周期(7个横行)。最外层电子数电子层数①每周期最多容纳元素数目第四周期18种元素。第一周期2种元素。周期短周期长周期第二周期8种元素。第三周期8种元素。第五周期18种元素。第六周期32种元素。第七周期最多容纳32种元素。②每周期0族元素及其原子序数周期123456元素氦(He)氖(Ne)氩(Ar)氪(Kr)氙(Xe)氡(Rn)元素原子序数____________________10183654862(2)16个族(18个纵行)。①主族：由短周期元素和长周期元素组成的族。列序121314151617族序____________________________ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA②副族：完全由长周期元素组成的族。③第Ⅷ族：包含____________________。④0族：又称稀有气体元素，为第____纵行。列序345671112族序___________________________________ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB第8、9、10三个纵行18二、元素周期律1.元素周期律“一增一变”元素的性质随着_________________而呈周期性变化的规律。2.元素周期律的实质元素原子_____________的周期性变化。原子序数的递增核外电子排布3.主族元素的周期性变化规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构元素的性质电子层数相同依次增加最外层电子数依次增加1个相同原子半径逐渐减小逐渐增大金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价：+1→+7负化合价：主族序数-8最高正价数=主族序数(O、F除外）内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)化合物性质最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱碱性逐渐增强氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱三、元素周期表和元素周期律的应用1.元素周期表的分区(1)分界线：金属元素与非金属元素(氢除外)分界线是沿着_______________与___________________。Al、Ge、Sb、PoB、Si、As、Te、At(2)各区位置。族1234567ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0周期稀有气体元素BAlSiGeAsSbTePoAt元素元素非金属金属①金属性最强的元素位于元素周期表左下角，是____元素。②非金属性最强的元素位于元素周期表右上角，是__元素。2．科学预测为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。FrF3．寻找新材料将下面左右两侧对应内容连线。①分界线附近元素②过渡元素③氟、氯、硫、磷等元素a.优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料b.研制农药的材料c.半导体材料1.最外层电子数相同的元素一定都在同一族。()【分析】最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如：He、Be、Fe分别在不同的族。2.Fe元素位于周期表的第ⅧB族。()【分析】Fe元素位于周期表中的第Ⅷ族，Ⅷ族既不是主族也不是副族。××3.元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。()【分析】长式周期表为了使周期表紧凑，将镧系和锕系元素放在同一格内，但镧系和锕系元素各自的质子数不同，它们不是同位素。4.电子层数多，原子半径不一定大。()【分析】原子半径不只与电子层数有关，与电子排布也有关。电子层数多，原子半径不一定大，如：Li原子半径为0.134nm，Cl原子半径为0.099nm。×√5.所有主族元素的最高正价都等于最外层电子数。()【分析】氟元素没有正价。6.周期表中每一周期第1列是最强的金属元素,最后一列是最强的非金属元素。()【分析】第1周期第1列是非金属元素,各周期的最后一列是稀有气体,第17列才是最强的非金属元素。××元素金属性和非金属性强弱的判断依据1.元素金属性强弱的判断依据(1)根据元素在周期表中的位置。①同周期元素，从左到右，金属性逐渐减弱；②同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强。(2)根据金属活动性顺序表：一般排在前面的金属金属性较强，如金属性AlFe。(3)根据原电池反应：原电池中作负极的金属一般金属性较强。(4)根据相关物质的性质。依据结论单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易越易者金属性越强单质与盐溶液的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)。如根据Fe+Cu2+====Fe2++Cu可知，金属性FeCu可总结为：“易失碱强，金属性强”依据结论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。如由碱性NaOHAl(OH)3可知，金属性NaAl2.元素非金属性强弱的判断依据(1)根据元素在周期表中的位置。①同周期元素，从左到右，非金属性逐渐增强；②同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱。(2)根据相关物质的性质。依据结论单质与氢气化合的难易或生成氢化物的稳定性越易与氢气化合、氢化物越稳定者，非金属性越强对应单质氧化性的强弱一般地，单质的氧化性越强，其对应非金属元素的非金属性越强。如根据Cl2+2I-====2Cl-+I2可知，非金属性ClI依据结论气态氢化物的还原性或对应阴离子的还原性强弱还原性越强，非金属性越弱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。如由酸性H2SO4H2CO3可知，非金属性SC可总结为：“易得酸强，非金性强”【高考警示钟】(1)元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关，与失去或得到电子的数目无关。如Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，但是金属性NaAl。(2)对于Mg、Al、NaOH溶液形成的原电池中，虽然Al作负极，但不能说明Al的金属性比Mg强。因为金属性强弱的判断是根据金属与酸反应放出H2的难易，此处的电解质溶液为NaOH溶液。(3)判断非金属性强弱时可以根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断，不是最高价氧化物对应的水化物或无氧酸，不能作为判断依据。【拓展延伸】金属性、非金属性强弱判断的其他依据1.金属性判断的其他依据(1)根据金属对应阳离子氧化性的强弱：金属阳离子的氧化性越弱，则金属性越强；金属阳离子的氧化性越强，则金属性越弱。(注意：Fe对应的阳离子为Fe2＋，而不是Fe3＋)(2)根据金属原子失电子吸收的能量高低判断：在一定条件下，吸收的能量越少，失电子越容易，金属性越强；吸收的能量越多，失电子越难，金属性越弱。(3)根据电解池中阴极上阳离子的放电顺序，先放电的阳离子对应金属元素金属性越弱。2.非金属性判断的其他依据(1)根据电解池中阳极上阴离子的放电顺序：先放电的阴离子还原性强，其对应元素的氧化性弱。(2)根据与金属反应后价态的不同：如Fe与S反应生成FeS，Fe与Cl2反应后生成FeCl3，非金属性Cl大于S。【典例1】(2011·江苏高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是()A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B.原子半径的大小顺序为：r(X)r(Y)r(Z)r(W)r(Q)C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)所给元素都为短周期元素，且表格中元素在第二、三周期中。(2)利用稀有气体元素结合周期表的结构确定各元素的名称及结构。【解析】选A。根据五种元素在周期表中的位置关系可知，X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。X(N)的最高正价为+5价，Z(Al)的最高正价为+3价，X(N)、Z(Al)的最高正价之和为8，A对；原子半径r(Al)r(N)，B错；Y2-为O2-，Z3+为Al3+，它们的核外电子数和电子层数均相同，C错；元素W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物(HClO4)弱，D错。主族元素微粒半径大小的比较1.原子半径的三种比较方法(1)同一周期元素原子，原子序数越大，原子半径越小。例如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)(2)同一主族元素原子，电子层数越多，原子半径越大。例如：r(I)r(Br)r(Cl)r(F)(3)不同周期，不同主族元素的原子。原子半径可根据同主族与同周期原子半径的比较规律解决。如比较r(K)与r(Mg)原子半径，可利用同主族r(K)r(Na)，然后利用同周期r(Na)r(Mg)可得出r(K)r(Mg)。2.离子半径的四种比较方法(1)同种元素的粒子，电子数越多，半径越大。例如：r(Cl-)r(Cl)；r(Fe)r(Fe2+)r(Fe3+)(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(K+)r(Na+)r(Li+);r(S2-)r(O2-)(4)所带电荷、电子层数都不相同的离子，可选一种离子参照比较。例如：比较r(K+)与r(Mg2+)的大小，可选r(Na+)作参照：r(K+)r(Na+)，r(Na+)r(Mg2+)，故r(K+)r(Mg2+)。【高考警示钟】(1)该部分考试中容易出错的地方是电子层结构相同的微粒半径的比较。电子层结构相同的微粒半径看核电荷数，核电荷数越大，半径越小；不是核电荷数越大，半径越大。(2)第三周期中离子半径最小的离子为Al3＋，可以用于元素推断中元素种类的确定。(3)不是同周期或同主族元素的微粒，比较半径大小时要借助于参照物。【典例2】已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是()A.离子半径：ABCDB.原子序数：bacdC.原子半径：DCBAD．四种元素一定属于短周期元素【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)首先确定四种元素在周期表中的位置；(2)根据元素性质的递变规律推断性质和微粒半径大小。【解析】选B。由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：原子序数bacd；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径ABDC；A和B可以为第四周期元素。故选B。……DCAB……【技巧点拨】A2-、B-、C＋、D2＋电子层结构相同时的规律总结(1)阴阳离子所对应元素在元素周期表中的位置关系。阴离子在阳离子的前一周期末端，阳离子在阴离子的下一周期前端。(2)确定原子的原子序数关系。如A、B、C、D的位置和原子序数关系见下表。A、B、C、D的原子序数关系为DCBA。……ABCD……(3)确定元素原子的最外层电子数。如A、B、C、D的最外层电子数为6、7、1、2。(4)确定元素原子或离子的半径大小。如：原子半径CDAB，离子半径A2-B-C＋D2＋。(5)确定元素的金属性或非金属性强弱。如金属性：CD，非金属性：BA。元素位置、原子结构、元素性质之间的关系同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：1．结构与位置互推(1)掌握四个关系式。①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=族序数最低负价=族序数-8(2)掌握三个特殊