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第3课时元素周期表及其应用1．掌握元素周期表的编排原则及结构。(重点)2．知道同主族、同周期元素原子核外电子排布，元素化学性质的递变规律。(重点)3．了解元素周期表中金属元素、非金属元素的分布。4．了解元素周期表的意义及应用。知识点一元素周期表的结构1．编排原则相同量递变量横行__________从左到右递增纵行最外层电子数从上到下递增原子序数电子层数电子层数2.元素周期表的结构(1)周期(即横行)：类别周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数周期11H～2He2123Li～10Ne82311Na～18Ar83周期419K～36Kr184537Rb～54Xe185655Cs～86Rn3267,87Fr～26(未满)7短长(2)族(个纵行，个族)：1816(3)元素周期表与原子结构的两个重要关系：元素周期表周期序数＝主族序数＝原子结构电子层数最外层电子数[自我诊断]1．ⅠA族和0族元素自上而下相邻周期原子序数的差值各是多少？答案：ⅠA族自上而下，相邻周期原子序数的差值为2、8、8、18、18、32；0族自上而下，相邻周期原子序数的差值为8、8、18、18、32。知识点二元素周期表中元素性质的递变规律1．同周期、同主族元素性质的递变规律同周期(从左向右)同主族(从上而下)原子结构最外层电子数相同增多电子层数增多相同原子半径减小增大元素主要化合价最高正价：＋1→＋7最低负价：－4→－1(O、F除外)最高正价＝主族序数同周期(从左向右)同主族(从上而下)得失电子的能力得电子_____减弱失电子_____增强金属性与非金属性金属性减弱______非金属性增强______非金属元素的气态氢化物生成难易_________易→难稳定性______减弱最高价氧化物的水化物碱性减弱______酸性增强______增强减弱增强减弱难→易增强增强减弱[特别提醒]O无最高正价，F无正价。2．金属元素和非金属元素的分区(1)分界线：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1234567(2)规律：①金属性最强的元素为(除放射性元素)；②非金属性最强的元素为F；③分界线附近的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的。Cs非金属性[自我诊断]2．下列各组物质按碱性依次减弱的顺序排列的是()A．LiOH、NaOH、CsOHB．Ba(OH)2、Ca(OH)2、Mg(OH)2C．Ca(OH)2、KOH、Ba(OH)2D．Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH解析：选项A中Li、Na、Cs均为同一主族元素(ⅠA)，这三种元素的金属性渐强，所以它们的氢氧化物的碱性递增；选项B中Ba、Ca、Mg均为同一主族元素(ⅡA)，这三种元素的金属性渐弱，所以它们的氢氧化物的碱性也依次减弱；选项C中Ca与K处于同一周期，Ca与Ba又处于同一主族，元素的金属性：KCa、BaCa，不成规律不能比较；选项D中Al、Mg、Na均处于同一周期，这三种元素的金属性逐渐增强，则它们的氢氧化物的碱性也逐渐增强。答案：B知识点三元素周期表的应用1．在金属与非金属的分界线附近寻找，如锗、硅、硒等。2．在过渡元素中寻找各种优良的(如铂、镍等)和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如制造火箭和飞机的钛、钼等)。3．合成农药用的元素在周期表的，如S、P、Cl、N等。4．还可以预测新元素、新物质等。半导体材料催化剂右上角[自我诊断]3.CCTV－1《焦点访谈》栏目中曾报道“铊中毒事件”，铊再次成为公众关注的焦点。铊的相关信息如图所示，其中“6s26p1”表示铊原子有6个电子层，最外层有3个电子。下列有关卡片信息解读不正确的是()A．铊的元素符号为TlB．铊原子的质子数为81C．铊位于第6周期ⅢA族D．铊的金属性比铝的金属性弱解析：铊原子有6个电子层，最外层有3个电子，所以它位于元素周期表的第6周期ⅢA族，原子序数为81，因为它和铝位于同一主族，原子序数比铝的大，原子核对最外层电子的吸引能力弱，容易失去最外层的3个电子，金属性比铝的强。答案：D要点一由原子序数推断元素在周期表中的位置[典例1]X＋的核外电子数分别为2、8、8，则X元素在周期表中的位置是()A．第3周期0族B．第4周期ⅠA族C．第3周期ⅠA族D．第3周期ⅦA族[解析]X＋有2＋8＋8＝18个电子，则X原子有19个电子，是19号元素K。[答案]B1．由1～20号元素的原子序数确定元素的位置(1)流程：原子序数―→画出原子结构示意图―→确定位置。(2)应用关系：电子层数＝元素周期数，最外层电子数＝主族序数。(3)注意事项：周期数可用阿拉伯数字书写，主族用“A”表示。模式：第××周期××A族。2．稀有气体元素原子序数定位法(1)稀有气体元素及其信息：稀有气体元素HeNeArKrXeRn周期数123456原子序数21018365486差值8ˇ8ˇ18ˇ18ˇ32ˇ(2)判断方法：用某元素的原子序数减去比它小且相近的稀有气体元素的原子序数，即得该元素所在的纵行数。第1、2纵行为ⅠA、ⅡA族，第3～7纵行为ⅢB～ⅦB族，第8～10纵行为Ⅷ族，第11、12纵行为ⅠB、ⅡB族，第13～17纵行为ⅢA～ⅦA族，第18纵行为0族。这种元素的周期数比相近的原子序数小的稀有气体元素的周期数大1，如26号元素在周期表中的位置推断：26－18＝8，即第4周期Ⅷ族。1．据国外有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nd……的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。判断其中116号元素应位于周期表中的()A．第6周期ⅣA族B．第7周期ⅥA族C．第7周期Ⅶ族D．第8周期ⅥA族解析：解答此题应熟悉元素周期表的结构，周期表中第7周期填满后为118种元素，由此推出116号元素应位于第7周期ⅥA族。答案：B要点二由位置推断元素的性质[典例2]下列递变规律正确的是()A．O、S、Na、K原子半径依次增大B．Na、Mg、Al、Si的还原性依次增强C．HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强D．KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性依次增强[解析]A中，O、S属于同主族元素，S比O的原子半径大；而S和Na是同周期元素，Na比S的原子半径大；Na、K是同主族元素，K比Na的原子半径大，因此A正确。B中的四种元素同属于第3周期，Na、Mg、Al、Si随原子序数的递增，它们的金属性依次减弱，非金属性依次增强，因此单质的还原性应依次减弱，故B错。C中首先要知道“比较非金属氢化物稳定性的强弱，须首先比较对应元素的非金属性强弱；元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性就越强”，由于F、Cl、S、P的非金属性依次减弱，所以HF、HCl、H2S、PH3的稳定性应依次减弱，故C错。D中比较氢氧化物的碱性强弱，须知道对应金属的金属性强弱，由于K、Ca、Mg、A1的金属性依次减弱，所以KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性应依次减弱，故D错。[答案]A1．由主族序数和周期数来推断元素的性质(1)一般，主族序数－2＝本主族中非金属元素的种数(ⅠA除外)。(2)若主族元素的族序数为m，周期数为n，则mn1时，为金属，mn值越小，金属性越强；mn1时，为非金属，mn值越大，非金属性越强；mn＝1时是两性元素(H元素除外)。2．由递变规律来推断元素性质族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA12345672．运用元素周期律分析，下列说法错误的是()A．Ra是第7周期ⅡA族的元素，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强B．As是第4周期ⅤA族的元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱C．Cs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈D．Cl的核电荷数比Al的核电荷数大，Cl的原子半径比Al的原子半径小解析：同主族元素，随原子序数的增大，自上而下元素的金属性增强，非金属性减弱，第ⅡA族元素Mg和Ra，原子序数MgRa，则碱性Ra(OH)2Mg(OH)2，A项正确；第ⅤA族元素N和As，原子序数NAs，则单质的氧化性N2As，其对应阴离子的还原性N3－As3－，B项错误；C项中Cs比Na更易失电子，其与水反应比钠更剧烈，C项正确；Al和Cl同周期，且原子序数AlCl，则原子半径AlCl，D项正确。答案：B要点三“位置、结构、性质”之间的关系[典例3](2015·福建高考卷)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是()A．原子半径：WZYXB．最高价氧化物对应水化物的酸性：XWZC．最简单气态氢化物的热稳定性：YXWZD．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等[解析]根据题中信息知X为N，Y为O，Z为Si，W为P。原子半径：ZWXY，故A错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3H3PO4H2SiO3，故B正确；最简单气态氢化物的热稳定性：H2ONH3PH3SiH4，故C正确；N、P、Si的最高化合价分别与其主族序数相等，故D正确。[答案]A3．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列叙述正确的是()A．X、Y元素的金属性：XYB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来解析：由元素的化合价和原子半径可以推知四种元素分别为Mg、Al、N、O，金属性：MgAl，A错；N2与O2化合时生成的是NO，B错；Al2O3只能溶于强酸和强碱，而氨水是弱碱，C错；NH3在纯氧气中燃烧可以得到N2，D正确。答案：D探究周期表中相邻元素原子序数关系[典例](1)甲、乙是周期表中同一主族相邻的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是()A．x＋2B．x＋4C．x＋8D．x＋18(2)某一周期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()A．只有x＋1B．可能是x＋8C．可能是x＋2D．可能是x＋1或x＋11或x＋25[解析](1)若甲为H，则乙可能是Li，Li原子序数符合x＋2；若甲为第2周期的元素，或第3周期的Na、Mg，则对应的乙元素的原子序数为x＋8；若甲为第3周期ⅢA～0族元素或第4周期的元素或第5周期的Rb、Sr，则对应的乙元素的原子序数为x＋18。但不可能出现同族元素之间原子序数之差为4的情况。(2)当ⅡA族与ⅢA族是第2、3周期时，原子序数是连续的。而到了第4、5、6周期出现了过渡元素及镧系元素，则原子序数是不连续的。[答案](1)B(2)D[随堂训练]1．下列有关元素周期表的叙述正确的是()A．有16个族，就是有16个纵行B．所含元素种类最多的族为第Ⅷ族C．金属元素的种类多于非金属D．第n周期n主族的元素均为金属解析：周期表中有16个族，18个纵行；所含元素种类最多的族为ⅢB族，第1周期ⅠA族为非金属。答案：C2．我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，如曾作为我国几年前十大科技成果之一的RN就是一种合成纳米材料，已知该化合物的Rn＋核外有28个电子，则R元素位于元素周期表中的()A．第3周期ⅤA族B．第4周期ⅢA族C．第5周期ⅢA族D．第4周期ⅤA族解析：由Rn＋核外有28个电子，又因为纳米材料化学式为RN，因而n＝3，所以R原子核外共有31个电子，R元素处于第4周期ⅢA族。答案：B3．某元素原子的最外电子层上只有2个电子，该元素()A．一定是ⅡA族元素B．一定是金属元素C．最高正价一定是＋2价D．可能是金属元素，也可能是非金属元素解析：ⅡA族元素，部分过渡元素和He元素最外层电子数皆为2，He为非金属元素，ⅡA族和过渡元素全部为金属元素；最外层电子数为2的过渡元素中最高正价一般超过＋2价。答案：D4．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：(1)