元素周期律

元素周期律1、复习重点1．同周期元素及其化合物性质的递变规律；2．同主族元素及其化合物性质的递变规律，理解元素周期律的实质3．.理解元素周期律与原子结构的关系。4．.能根据元素周期律预测元素的性质。2．难点聚焦元素周期律：（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：a.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例：222222()l2HCllr2HBrr2()HFHFHCHIHI2加热22阴暗处混合爆炸，HF最稳定＝（混合气体光照爆炸，HC稳定）H+B（混合加热反应，HB较稳定）H+I缓慢反应，很不稳定非金属性：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：酸性区2[OH]T碱性区-T1[H]+中性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：碱性区T12TpHpOH中性酸性区非金属性：7pHHClHAC加水加水NaOH3NH·H2O7pH结论：7HClpH32HACV2OHNaOH7NH·pHOHVHO2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。【答案】A【命题意图】本题考查1—18元素的原子核外电子排布的特点及核外电子排布规律。[例4]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5]铜有两种天然同位素6329Cu和6529Cu，参考铜的原子量(63.5)估算6529Cu的百分含量约是A.20%B.25%C.50%D.66.7%E.75%[解析]用十字交叉法可求得两种同位素的原子个数比650.5(65Cu)63.5631.5(63Cu)即65Cu与63Cu的原子个数比为1:3，所以6529Cu%=%25%100311，故应选B。[例6]若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2:3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是A.1B.2C.5D.6[解析]设两种元素的符号分别为X和Y，则化合物的化学式为X2Y3，即X为+3价，Y为-2价，在短周期元素中满足此要求的X元素有5B、7N、13Al，Y元素有8O和16S，原子序数差值见下表X原子序数差Y51378351161139本题正确答案为D。[例7]X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是A.XYZB.YXZC.ZXYD.ZYX[解析]对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，现X元素的阳离子半径大于Y，故核电荷数应是YX。Z和Y的电子层数相同，则它们在同一周期，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，现Z的原子半径小于Y，则核电荷数是ZY。综合以上关系得ZYX。本题正确答案为D。六、原子结构知识的综合推断[例8]周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为41。则这三种元素是A______、B_______、C________、D_________(填元素符号)。[解析]本题采用平均值法解答比较简单。由A、B、C三元素为相邻元素以及它们的平均质子数41/3≈1418，可知A、B、C三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值19/3≈6.37，推知其中必有最外层电子数为7的元素，所以A、B、C三种元素应分布在ⅥA、ⅦA族，经推断A为S，B为Cl、C为O符合题意。[例9]已知某主族金属元素X的原子核内质子数和中子数之比为1:1，含该金属阳离子0.192g的溶液恰好能将20mL0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32-全部沉淀，推断X是什么元素及在周期表中的位置。[解析]周期表中质子数与中子数相等的金属元素只有Mg和Ca两种，它们都是+2价金属。设金属的相对原子质量为M，由关系式X2+～Na2CO3得：M:1=0.192:(0.4×0.02)，解得M=24。则X为镁，位于第3周期第ⅡA族。4．实战演练一、选择题1.下列原子序数所代表的元素中，全属于主族元素的是()A.222611B.131538C.293116D.1821312.（2001年全国高考题）下列说法错误的是()A.原子及其离子核外电子层数等于该元素所在的周期数B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素C.除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同3.某周期ⅡA族元素的原子序数为x，则同周期的ⅢA族元素的原子序数不可能是(A)x+1(B)x+2(C)x+11(D)x+254.科学家根据元素周期律和原子结构理论预测，原子序数为114的元素属于第七周期ⅣA族，称为类铅元素.下面关于它的原子结构和性质预测正确的是()A.类铅元素原子的最外层电子数为4B.其常见价态为+2、+3、+4C.它的金属性比铅强D.它的原子半径比铅小5.下列各组顺序的排列不正确的是()A离子半径：Na+＞Mg2+＞Al3+＞F-B热稳定性：HCl＞H2S＞PH3＞AsH3C.酸性强弱：HAlO2＜H2SiO3＜H2CO3＜H3PO4D.溶点：NaCl＞SiO2＞Na＞CO26.已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b,它们的离子Xm+和Yn-的核外电子排布相同,则下列关系式正确的是（）(A)a=b+m+n(B)a=b-m+n(C)a=b+m-n(D)a=b-m-n7.若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2:3的化合物,则这种元素的原子序数之差不可能是(A)1(B)3(C)5(D)68.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是().(A)X的原子序数比Y的小(B)X原子的最外层电子数比Y的大(C)X的原子半径比Y的大(D