■2011化学高考5-2第二节元素周期律.ppt

第二节 元素周期律 1. 了解原子核外电电子排布规则规则 。 2理解元素周期律的实质实质 及应应用。 3掌握元素性质质、原子结结构和元素在周期表 中位置三者的关系。 4掌握元素金属性、非金属性强弱的表现现及 其递变规递变规 律。 1电子层：是根据电电子在核外运动动的不同 来划分的。电电子离核越远远， 能量越 。划分的七个电电子层为层为 。 2电子分层排布规律 核外电电子尽先排布在 的电电子层层里，再依次排布在 的电电子层层里。 K层层最多容纳纳的电电子数为为 ； 区域 高K、L、M、N、O、P、Q 能量最低能量较高 2 除K层层外，其他各层为层为 最外层时层时 ，最多容纳纳的电电子数为为 。 次外层层最多容纳纳的电电子数为为 ； 第n层层最多容纳纳的电电子数为为 。 延伸：(1)电子层实质层实质 上是一个“区域”，或者说说是一个“空间间范围围”，它与宏 观观上“层层”的含义义完全不同。 (2)核外电电子排布的规规律是互相联联系的，不能孤立地理解。例如，当M 层层是最外层时层时 ，最多可排8个电电子，当M层层不是最外层时层时 ，最多可排18个电电 子。 8 18 2n2 (3)通常把最外层层有8个电电子(K层为层为 2个电电子)的结结构，称为为相对稳对稳 定结结构。 稀有气体的原子就是上述结结构，一般不与其他物质发质发 生化学反应应。当元素的 原子最外层电层电 子数小于8时时(K层层小于2)是不稳稳定结结构。在化学反应应中，不稳稳 定结结构总总是通过过各种方式(如得失电电子、共用电电子等)趋趋向达到相对稳对稳 定结结构 。 1元素周期律的涵义 元素的性质随着 的递增，而呈 变化的规律。 2元素周期律的具体内容 (1)随着原子序数的递增，元素的原子最外层电子排布呈现 的周期性变化。 (2)随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现 的周期性变化 (0族除外)。 元素原子序数周期性 1个8个 大小 (3)随着原子序数的递递增，元素的主要化合价呈现现最高正价 ，最低负负 价从一个周期的中部开始 的周期性变变化，且对对于非金属元素有关系 ：|最高正价|最低负负价| (F无正价，O无最高正价)。 (4)随着原子序数的递递增，每隔一定数目的元素，呈现现元素的金属性 ， 元素的非金属性 的周期性变变化。 17 41 8 渐弱 渐强 3元素周期律的实质 呈现现周期性变变化决定了元素性质质的周期性 变变化。 4元素金属性和非金属性变化的规律性 (1)元素金属性、非金属性强弱的判断依据 金属性强弱的判断依据：单质单质 跟 的难难易程度 (或反应应的剧剧烈程度)，反应应越易，说说明相应应元素的金属性就越 ；最高 价氧化物 强弱，碱性越强，说说明相应应元素的金属性 也就越 ，反之则则 。 元素原子的核外电子排布 水或酸置换出氢气 对应水化物的碱性 强弱 强 非金属性强弱的判断依据：单质单质 跟 的难难易程度、条件及生成的氢氢 化物的 ，越容易跟H2化合，生成的氢氢化物也就越 ，氢氢化物的还还 原性也就越 ，说说明相应应元素的非金属性也就越 ； 对应对应 水化物 性的强弱，酸性越强，说说明相应应元素的非金属性越 。 (2)元素金属性和非金属性变变化的规规律性：研究1118号元素的金属性、非金 属性的变变化情况。 氢气化合 稳定性稳定 弱强最高价氧化物 酸强 钠钠、镁镁、铝铝的金属性变变化情况： 原子序数111213 元素符号NaMgAl 单质与水 反应的情况 与 反应 与 反应较慢与沸水反应很慢 单质与盐酸 反应的情况 剧烈快慢 单质与水或酸置换 出氢气的难易 最高价 氧化物 化学式Na2OMgOAl2O3 类别碱性氧化物碱性氧化物两性氧化物 最高价氧 化物 对应的 水化物 化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3 类别 碱 碱 化物 碱性强 弱变化 元素金属性 冷水剧烈沸水 强中强两性氢氧 硅、磷、硫、氯的非金属性变化情况： 原子序数14151617 元素符号SiPSCl 单质与 氢气反 应情况 条件高温 磷蒸气与 氢气能反应 需加热 或 时 发生 反应难易 氢化物 的化学式 PH3H2SHCl 氢化物 的稳定性 氢化物 的还原性 光照点燃 爆炸 SiH4 最高价 氧化物 化学式 类别均为酸性氧化物 最高价 氧化物 对应的 水化物 化学式H3PO4H2SO4 名称硅酸磷酸硫酸高氯酸 酸性强弱 酸 酸 酸比硫酸更 的酸 酸性强弱变化 元素非金属性 SiO2P2O5SO3Cl2O7 H2SiO3 HClO4 弱 中强 强强 常见见元素化合价有哪些规规律？ 提示：(1)金属元素无负负价。 (2)氟无正价，氧除与氧化合外，均为负为负 价。 (3)若主族元素有最高正价和最低负负价，元素的最高正价数等于最外层电层电 子数； 元素的最低负负价与最高正价的关系为为：最高正价|最低负负价|8。(H除外) (4)除某些元素外(如N元素)，原子序数为为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价， 原子序数为为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价，即价奇序奇，价偶序偶。 1元素周期表中的递变规律 同周期同主族 (从左至右)(从上至下) 电子层数相同逐渐增多 最外层电子数逐渐增多相同 原子半径逐渐减小逐渐增大 金属单质与水或酸置换出H2的难易易难难易 最高价氧化物 对应水化物 酸性逐渐增强逐渐减弱 碱性逐渐减弱逐渐增强 非金属气 态氢化物 形成难易难易易难 稳定性逐渐增强逐渐减弱 元素金属性逐渐减弱逐渐增强 元素非金属性逐渐增强逐渐减弱 2.元素的化合价与原子结构、周期表中的位置关系 (1)主族元素的最高正化合价主族序数价电电子数最外层电层电 子数。( 氧、氟除外) (2)主族元素的最低负负化合价最高正化合价8，即主族元素的最高正 化合价和其负负化合价的绝对值绝对值 之和等于8。 3“位、构、性”关系图示 (1)金属和非金属的分界线 族 周期 A A A A A A A 0 1 2 3 4 5 6 7 (2)最强的非金属元素是F，最强的金属元素是Cs(自然界中能稳定存在的)，位于 分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。 【例1】 (2009山东理综，11)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和 元 素的性质质。下列说说法正确的是( ) A同一元素不可能既表现现金属性，又表现现非金属性 B第三周期元素的最高正化合价等于它所处处的主族序数 C短周期元素形成离子后，最外层层都达到8电电子稳稳定结结构 D同一主族的元素的原子，最外层电层电 子数相同，化学性质质完全相同 解析：Al既表现出一定的金属性又表现出一定的非金属性，A错误；Li为 2 子稳定结构，C错误；同一主族元素化学性质相似，有递变性，D错误。 答案：B 1.(2010试题调研，山东青岛4月)X、Y、Z、W均为为短周期元素，它们们在周期 表中相对对位置如右图图所示。若Y原子的最外层电层电 子数是内层电层电 子数的3倍， 下列说说法中错误错误 的是( ) AY的气态氢态氢 化物的稳稳定性较较Z的强 B原子半径：WZYX CW的最高价氧化物对应对应 水化物的酸性较较Z的强 D四种元素的单质单质 中，Z的熔、沸点最高 XY ZW 解析：由信息“Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍”可推知Y为O，则 由周期表中位置可推出X为N，Z为S，W为Cl。由元素周期律可知，同一主 族非金属元素的气态氢化物稳定性自上而下逐渐减弱，A项正确；同周期元 素原子半径自左向右逐渐减小，故B项错误；Cl的非金属性比S的强，因此 HClO4的酸性比H2SO4的强，C项正确；在四种元素的单质中，只有硫的单质 在常温下是固体，其余均为气体，因此硫单质熔、沸点最高。 答案：B 根据原子结结构、元素周期表的知识识及相关已知条件，可推算原子序数，判断 元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下图图所示： 1稀有气体原子的电电子层结层结 构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电电子 层结层结 构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电电子层结层结 构相同：与 He原子电电子层结层结 构相同的离子有H、Li、Be2；与Ne原子电电子层结层结 构 相同的离子有F、O2、Na、Mg2、Al3；与Ar原子电电子层结层结 构相同 的离子有Cl、S2、K、Ca2。 2周期表中特殊位置的元素(120) (1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al (2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S (3)族序数等于周期数3倍的元素：O (4)周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca (5)周期数是族序数3倍的元素：Na (6)最高正价与最低负负价代数和为为零的元素：C、Si (7)最高正价是最低负负价绝对值绝对值 3倍的元素：S (8)除H外，原子半径最小的元素：F (9)短周期中离子半径最大的元素：P 【例2】 (2010试题调研，山东青岛3月)A、B、C、D、E、F六种短周期主 族元素，原子序数依次增大。其中B的单质单质 在常温下为为双原子分子，它与 A的单质单质 可形成分子X，X的水溶液呈碱性；D的简单简单 阳离子与X具有 相同电电 子数，且D是同周期中简单简单 离子半径最小的元素；E元素的原子最外层层比次 外层层少两个电电子，C、F两种元素的原子最外层层共有13个电电 子。则则 (1)B的原子结结构示意图图_； (2)B、C、E分别别与A形成的化合物中最稳稳定的是_(写化学式)； (3)C与D形成的化合物的化学式是_，它的性质质决定了它在物质质的分 类类中应应属于_；请请写出该该化合物的水化物的电电离方程式 _ _； (4)F的单质单质 在反应应中常作_剂剂，该单质该单质 的水溶液与E的低价氧化物反 应应的离子方程式为为 _ _。 解析：根据X的水溶液显碱性，得出B为N，A为H；D的简单阳离子为10e结 构，且在同周期简单离子中半径最小，推出D为Al元素；E的次外层电子数必 须大于2，则E的核外电子排布为 ，E为S元素；F的原子序数比E大 且为主族元素，F只能是Cl元素，C、F两种元素的原子最外层共有13个电子 ，即可推出C为O元素。其余可迎刃而解。 答案：(1) (2)H2O (3)Al2O3 两性氧化物 H2OH Al(OH)3 Al33OH (4)氧化 SO2Cl22H2O=4HSO 2Cl 2(2010改编)a、b、c、d、e、f是原子序数依次增大的六种短周期元素，a 、d同主族，a是原子半径最小的元素，b的最高正价与最低负负价的代数和为为 零，a与c、d与c均可形成原子个数比为为21和11的化合物，d、e的最外层电层电 子数之和等于b的最外层电层电 子数，f是同周期中得电电子能力最强的元素。 (1)画出f元素的原子结结构示意图图_。 a、c、d三种元素形成的化合物中存在的化学键类键类 型有 _ _。 (2)写出d、e两元素的最高价氧化物对应对应 的水化物之间间反应应的离子方程式： _。 (3)写出下列反应应的化学方程式(有机物用结结构简简式表示)。 将化合物b6a6与浓浓硫酸和浓浓硝酸的混合液共热热并保持5560的反应应： _。 将b2a6c和氧气的混合气体通过过加热热的铜铜网的反应应： _ _。 解析：由a是原子半径最小的元素知a为氢元素；a、d同主族且均为短周期元 素，但d不可能为锂(中间有b、c元素)，则d为钠元素，b的最高正价与最低负 价的代数和为零，且原子序数小于d的，则b为碳元素；由氢、钠均可与c形成 原子个数比为21和11的化合物，可知c为氧元素；然后不难得出e为铝元素 、f为氯元素。 答案：(1) 离子键键、共价键键(或极性共价键键) (2)Al(OH)3OH=AlO 2H2O (3) 2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O 1同周期元素的微粒 同周期元素的原子或最高价阳离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀 有气体元素除外)，如NaMgAlSi，NaMg2Al3。 2同主族元素的微粒 同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如LiFNaMg2Al3(上一周期非金属元素形 成的阴离子与下一周期金属元素形成的阳离子有此规律)。 4同种元素形成的微粒 同种元素原子形成的微粒半径大小为：阳离子Y，离子半径XZ2 C同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强 解析：分析题给条件可推知：X是钠(Na)、Y是氯(Cl)、Z是氧(O)。原子半径 XY，但X(Na)与Z2(O2)电子层结构相同，离子半径XZ B氢氢化物的沸点：XW C离子的还还原性：XW D原子及离子半径：ZYX 解析：W的最外层电子数与核外电子总数之比为717，故W为氯元素，则X 为氟元素，Y的原子序数为(917)213，为铝元素，由含Z元素的物质焰色 反应为黄色知其为钠元素。根据元素周期律，Na的金属性比Al强；HF沸点 比HCl高，是因为HF分子间存在氢键；Cl的还原性比F强；原子半径Na AlF，离子半径FNaAl3。 答案：B 【例1】 有常见见A、B、C三种短周期元素，它们们的原子序数逐渐渐增大， B元 素原子最外层电层电 子数是C元素原子最外层电层电 子数的一半，A元素原子最 外层电层电 子数比B元素原子最外层电层电 子数多一个。甲、乙、丙是3种含氧 酸的钠盐钠盐 ，甲中含B元素，乙中含有C元素，丙中含有A元素，甲、丙 溶液pH7，乙溶液pH7，符合要求。丁与戊反应，且 戊为淡黄色固体，则戊为过氧化钠。 本题涉及的物质很多，既有元素推断，又有物质的推导，考生容易混淆，关 键是对于“B元素原子最外层电子数是C元素原子最外层电子数的一半”的理解 ，许多考生不能从中找到信息，于是推断受阻。本题应用了排除法，整合题 目所给的信息，从多种可能中排除了不合理的情况，考查考生思维的缜密性 。 高分策略 【例2】 (2009天津理综，7)(14分)下表为为元素周期表的一部分，请请参照元素 在表中的位置，用化学用语语回答下列问题问题 ： (1)、的原子半径由大到小的顺顺序是_。 (2)、的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺顺序是_。 (3)、中的某些元素可形成既含离子键键又含极性共价键键的化合物 ，写出其中一种化合物的电电子式：_。 (4)由表中两种元素的原子按11组组成的常见见液态态化合物的稀溶液易被催化分 解，可使用的催化剂为剂为 (填序号 )_ _。 aMnO2 bFeCl3cNa2SO3 dKMnO4 (5)由表中元素形成的常见见物质质X、Y、Z、M、N可发发生以下反应应： X溶液与Y溶液反应应的离子方程式为为 _ _。N的单质单质 的化学方程式为为 _ 。常温下，为为使0.1 mol/L M溶液中由M电电离的阴、阳