元素周期表和周期律.doc

年 级高一学 科化学编稿老师岳阳课程标题元素周期表和周期律一校张琦锋二校黄楠审核张美玲一、考点突破考纲解读考点展示1. 掌握元素周期律的实质，了解元素周期表的结构及其应用。 2. 以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3. 以第A和第A族为例，掌握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、非金属元素在元素周期表中的位置及其性质递变规律。1. 是高考的重点之一，出现概率高。2.主要考查点有原子结构、元素性质递变规律、元素周期表的综合推断。3. 以选择题形式考查原子结构、元素性质递变规律，以填空题形式考查综合推断。4. 用物质结构理论进行现象解释、定性推断、归纳总结、定量计算。二、重难点提示 重点：元素周期表的结构和元素周期律的实质，元素的性质、原子结构和元素在周期表中的位置三者之间的关系难点：同周期、同主族元素性质的递变规律，“位、构、性”三者之间的关系一、本讲主要围绕元素周期表的结构和规律来讲解，现归纳如下：（一）本章主要内容及其相互关系如下图所示。（二）元素周期表1. 元素周期表的结构高考热点： 近五年高考中，元素周期律以选择题形式出现26次，以填空题形式出现8次，平均赋分10分左右。以中等难度题为主，重点考查综合推理能力和原子结构、元素性质递变规律。二、元素周期律的要点点拨核心： “位、构、性”三者之间的关系（一）元素周期表的结构与原子序数的关系1. 同周期相邻元素原子序数差 同周期第A族与第A族元素原子序数差，从第二周期到第七周期依次分别为1，1，11，11，25，25。 2. 同主族及0族上下相邻元素原子序数差 （1）若为第A、A族元素：相差上一周期所含元素种数（2）若为第AA族、0族元素：相差下一周期所含元素种数（二）元素的性质和原子结构以碱金属、卤族元素为例（三）元素周期律（四）元素周期表和元素周期律的应用1. 金属性最强的元素是 ；非金属性最强的元素是 （填元素符号） 2. 在元素周期表中 可寻找半导体材料，农药中含有的_在周期表中位置接近，在元素周期表中 寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料能力提升类（一）元素金属性、非金属性强弱的判断方法1. 比较元素金属性强弱的方法（1）根据元素周期表判断。同周期，从左至右金属性减弱。同主族，自上而下金属性增强。如：NaMgAl，NaCu。（3）根据金属元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度判断。置换反应越易发生的元素金属性越强。如钾与水比钠与水反应剧烈，则KNa（金属性）。（4）根据金属元素最高价氧化物对应的水化物氢氧化物碱性的强弱判断。碱性越强，元素的金属性越强。如：NaOHMg（OH）2Al（OH）3（碱性），则NaMgAl（金属性）。（5）根据金属元素对应的阳离子判断。例1 将甲、乙两种金属的性质相比较，已知甲跟水反应比乙跟水反应剧烈；甲单质能从乙的盐溶液中置换出单质乙；甲的最高价氧化物的水化物碱性比乙的最高价氧化物的水化物碱性强；与某金属反应时甲原子失电子数目比乙的多；甲单质的熔沸点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是 （ ） A. B. C. D. 一点通：运用常见的判断金属性强弱的方法，从不同角度进行判断。答案：C点评：综合考查了金属强弱的判断方法。 2. 比较元素非金属性强弱的方法（1）同周期元素，从左到右非金属性增强。如：ClS。同主族元素，从上到下非金属性减弱。如：ClBr。（2）根据置换反应，活泼非金属单质可置换相对较弱的非金属。如：Cl22NaBr2NaClBr2，则非金属性：ClBr。（3）根据与氢气生成气态氢化物的难易程度，越易化合其非金属性越强。（4）根据氢化物的稳定性，氢化物越稳定其非金属性越强。如：氢化物的稳定性：HFHClHBrHI，则非金属性：FClBrI。（5）根据最高价氧化物的水化物的酸性强弱，酸性越强，非金属性越强。如：HClO4（高氯酸）H2SO4，则非金属性：ClS。（6）根据对应阴离子判断。例2 某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为234，要使溶液中的Cl-、Br-、I-的物质的量之比变为432，则通入Cl2的物质的量是原溶液中I-的物质的量的（ ）A. 1/2 B. 1/3 C. 1/4 D. 1/8一点通：当一种溶液中同时存在Cl-、Br-、I-这三种离子时，通入Cl2，首先被氧化的是I-，只有当I-全部被氧化后，Br-才开始被氧化。这是因为I-的还原性比Br-强（也可换个思维方式：若假设Br-先被氧化生成Br2，而反应“Br22I-2Br-I2”又把Br2变成了Br-，把I-变成了I2）。显然，只要溶液中还存在I-，Br-就不可能被氧化。现在，通入Cl2后，溶液中还存在I-，所以肯定没有Br-参加反应，Br-的物质的量保持不变，仍取原来的“3 mol”（假设原Cl-、Br-、I-的物质的量为2 mol、3 mol、4 mol）。Cl-的物质的量从2 mol变为4 mol，增加了2 mol，则通入Cl2的物质的量为1 mol。故通入Cl2的物质的量是原溶液中I-的物质的量的1/4。答案：C点评：考查卤素单质氧化性强弱。（二）粒子半径的大小比较1. 看层数2. 看质子数3. 层同、质子同粒子的半径比较例3 A、B、C、D四种元素，A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等；B的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；C元素原子的最外层电子数比次外层少2个；C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C。（1）B元素的名称_，原子结构示意图为_。（2）A、B形成的化合物的化学式为_，B在元素周期表中的位置是_。（3）C的元素符号为_，C的最高价氧化物的化学式是_。（4）D的阳离子的结构示意图_，D的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_。一点通：由关于A的描述（周期数族序数原子序数）可推知A为H。由关于B的描述可知B的最高正化合价为5，则B在第二周期第A族，为N。由关于C的描述知C的原子结构示意图是，即C为S。由二者形成D2C，且离子结构相同，可知D为K。 答案：（1）氮 （2）NH3 第二周期第A族 （3）S SO3 （4）KOH点评：考查原子结构、元素周期表的综合掌握。 综合运用类推断元素的思路根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件，可推算出原子序数，判断元素在周期表中的位置等。1. 稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。2. 元素周期表中特殊位置的元素（1）主族序数等于周期数的元素：（2）主族序数等于周期数2倍的元素：（3）主族序数等于周期数3倍的元素：（4）周期数是主族序数2倍的元素：（5）周期数是主族序数3倍的元素：（6）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：（7）最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：（8）除H外，原子半径最小的元素：（9）短周期中离子半径最大的元素：3. 常见元素及其化合物的特性（1）形成化合物种类最多的元素（2）空气中含量最多的元素（3）地壳中含量最多的元素（4）单质最轻的元素（5）单质在常温下呈液态的非金属元素（6）最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素（7）元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素（8）元素的单质在常温下与水反应放出气体的短周期元素例1 为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器已略去，气密性已检验；已知浓盐酸与高锰酸钾固体常温下即可反应生成氯气）。实验过程：. 打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。. 当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。. 当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a。. .（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。（2）B中溶液发生反应的离子方程式是 。（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程的操作和现象是 。（4）过程实验的目的是 。（5）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下 ，得电子能力逐渐减弱。 一点通：利用卤素的化学性质（置换的顺序）和碘的特性解题，考虑实验过程的干扰因素。 答案：湿润的淀粉KI试纸变蓝；Cl22Br-2Cl-Br2；打开活塞b，将少量C中溶液放入D中，关闭活塞b，取下D，振荡小试管，静置后D分层，若下层变为紫红色，则证明溴的氧化性强于碘；确认C的黄色溶液中无Cl2，排除Cl2对溴置换碘的干扰；原子半径增大。点评：综合考查了同学们的实验技能和语言表述能力。例2 有A、B、C、D、E五种元素，它们可能是原子或离子，且均为短周期元素，A和B可形成BA型化合物，且A元素单质与H2在暗处能剧烈化合并发生爆炸。金属B的原子核内质子数比它前一周期同主族元素原子的质子数多8个；C元素有三种同位素C1、C2、C3，其中在自然界里含量最多的是C1，C3原子的质量数是C1的3倍，C2原子的质量数是C1的2倍。D的气态氢化物的水溶液显碱性，而其最高价氧化物对应的水化物为强酸。E离子的核外电子数比质子数多2个，且与B离子具有相同的电子层结构。（1）写出A元素名称：_，C2粒子的符号：_。（2）画出E离子的结构示意图：_。（3）写出B与E的单质在常温下化合的化学方程式：_。（4）写出B在周期表中的位置：_，D单质的化学式_。一点通：由题意知A为F，则B为Na；C应为H，则C1为H，C2为H，C3为H；D的气态氢化物的水溶液显碱性应为NH3H2O，则D为N元素；由题意知E离子可表示为E2，与Na具有相同的电子层结构，则E2为O2，E为氧元素。答案：（1）氟 H （3）4NaO22Na2O（4）第三周期第A族 N2点评：元素周期表及其有关规律的应用是高考中重点考查的。思维拓展类（一）周期表中相邻元素的原子序数关系例1 右图为周期表的一部分，已知A、B、C、D、E五种元素原子核外共有85个电子，E位于周期表中第四周期，则B元素是（ ）A. P B. Si C. Cl D. S一点通：因E在第四周期，设B的原子序数为x，则A的为x1，C的为x1，D的为x8，E的为x18，则（x1）x（x1）（x8）（x18）85，x15，故B为P。答案：A点评：考查对周期表结构的准确认识。 （二）确定元素在周期表中的位置例2 俄罗斯科学家在杜布纳的联合核子研究所会同美国科学家一起合成了门捷列夫元素周期表中的第114号元素，该元素的质量数为289。该元素在周期表中的位置是：第七周期；第八周期；主族元素；副族元素；A族；A族；B族；A族（ ）A. B. C. D. 一点通：利用各周期元素种类数或0族定位法进行判断。答案：A 点评：考查采用多角度解题的能力。 例3 下列叙述正确的是（ ）A. 除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B. 除短周期外，其他周期均为18种元素C. 副族元素没有非金属元素D. 碱金属元素是指第A族的所有元素一点通：选项A中，F和O元素除外；选项B中，第六周期为32种元素，如果第七周期填满也为32种元素；选项D中，第A族元素包括H，而碱金属元素中无H。答案：C 点评：要掌握元素周期表的结构，并能利用信息进行知识的迁移。由原子序数确定元素在元素周期表中的位置时常依据“0族定位法”。 1. 首先要确定各周期0族元素的原子序数周期数一 二 三 四 五 六 0族元素的原子序数 2 10 18 36 54 86 2. 其次要熟悉周期表中每个纵行对应的族的序数（即所有族由左到右的顺序）族 A A B B B B B 纵行 1 2 3 4 5 6 7 810 族 B B A A A A A 0 纵行 11 12 13 14 15 16 17 18 3. 具体方法（1）比大小定周期比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。（2）求差值定族数 若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的A族或A族，如88号元素，88862，则其应在第七周期A族。若某元素原子序数比相应的0族元素少15时，则应处在同周期的AA族，如84号元素，应在第六周期A族。 若预测新元素在周期表中的位置，可与未发现的0族元素（118号）比较，按上述方法推测，如114号元素应为第七周期A族。1. 同主族元素在原子结构上有什么相似之处？又有什么递变规律？这决定着元素的性质有什么相似之处和递变规律？解答此问题的关键是抓住“位、构、性”的内在联系进行分析。元素周期表与元素原子结构特点和元素的性质之间有着密切的关系，元素在周期表中的位置反映了该元素原子结构的特点以及由此决定的元素的性质，故可以根据元素在周期表中的位置，推测它的原子结构和有关性质。“同主族元素”这一位置关系，决定了这些元素的最外电子层上的电子数是相同的，因此决定了它们的最高正价和最低负价都分别相同，它们的同类化合物的化学式一般相似，结构相似，性质也相似。但同主族内，随着原子序数的递增，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，核对外层对电子的吸引力逐渐减小，因此，得电子的能力逐渐减弱，失电子的能力逐渐增强。2. 元素、原子、核素和同位素四个概念有什么区别和联系？ 元素是具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称，其决定因素是质子数；元素是一类原子的“总称”，只可以论种类，不能论个数，无质量数；元素的相对原子质量是由它的各种天然核素的相对原子质量与原子百分比计算出来的平均值。原子是具有一定质子和一定中子（H除外）的单核中性粒子，它是化学变化中的最小粒子，其决定因素是质子数、中子数和电子数；属微观粒子，可以论种类，也可以论个数；每种原子都有其相应的质量数；其相对原子质量就是用该原子的实际质量与一种126C的原子实际质量的1/12相比而得到的比值。核素，其实就是一种原子。而同位素，是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素（原子）的互称，是不同核素（原子）的一种特殊关系，其决定因素是质子数和中子数；大多数的元素都有几种核素，存在同位素关系，所以导致了元素的相对原子质量是一个平均值。四个概念的关系可用下图表示：3. 你认为原子结构的知识对于理解物质结构和性质的关系有哪些帮助？ 提示：原子的最外层电子数和电子层数直接决定原子得失电子的难易程度，原子最外层电子数越少，电子层数越多，就越容易失电子，单质还原性就越强；原子最外层电子数越多，电子层数越少，就越容易得电子，单质氧化性就越强。元素的化合价与原子的最外层电子数有关，通过分析元素在物质中的化合价，可确定这种元素的化合价在该元素所有化合价中的位置，进而可判断该元素的价态变化情况（是升价还是降价还是既能升价又能降价）。这样就可确定含这种元素的物质是表现氧化性还是表现还原性。（答题时间：60分钟）一、选择题1. 已知元素周期表中前七周期的元素种数如下表所示（第七周期填满时元素种数为32）：周期数一二三四五六七元素种数28818183232分析元素周期数和元素种数的关系，然后预测第八周期最多可能含有的元素种数为（ ）A. 18 B. 32 C. 50 D. 642. 下列各图若为元素周期表的一部分（表中数字为原子序数），其中正确的是（ ）3. 金属元素A的最高正价为n，A的最高价氯化物的相对分子质量为M，其相同价态氧化物的相对分子质量为N，那么n、M、N三者之间可能符合的关系是（ ）A. n B. n C. n D. n4. 下列叙述能说明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. 达到稳定结构时，X比Y得电子数多C. X的氢化物比Y的氢化物稳定D. Y单质可以将X从NaX的溶液中置换出来5. 下列各组性质的比较中，不正确的是（ ）A. 碱性：NaOHMg（OH）2B. 热稳定性：NH3PH3C. 金属性：KNaD. 原子半径：ClS6. 氟、氯、溴、碘四种元素，它们的下列性质的递变规律不正确的是（ ）A. 单质的密度依次增大B. 单质的熔、沸点依次升高C. Cl2可从KBr溶液中氧化出Br2D. F2可从NaCl溶液中氧化出Cl2*7. 元素周期表中同周期或同主族元素，随着原子序数的递增，下列说法正确的是（ ）A. 第A族元素的氢化物沸点逐渐升高B. 第A族元素的原子最外层电子数逐渐增多C. 碱金属元素的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强D. 第二周期元素（除稀有气体元素外）的最高化合价数值逐渐增大*8. 金属钛对人体无毒且惰性较高，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法中正确的是（ ）A. Ti和Ti原子中均含有22个中子B. Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第四周期C. Ti元素的相对原子质量为49D. Ti和Ti为同一核素*9. 下列说法中不正确的是（ ）质子数相同的粒子一定是同一元素；质子数相同、电子数相同的两种粒子不可能是一种分子和一种离子；电子数相同的粒子不一定是同种元素；一种元素不可以形成不同的单质；某元素的相对原子质量取整数值就是质量数。A. B. C. D. *10. 现有如下各说法： 在水中氢、氧原子间均以化学键相结合； 金属和非金属化合形成离子键； 离子键是阳离子、阴离子的相互吸引； 根据电离方程式：HClHCl，判断HCl分子里存在离子键； H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子里共价键发生断裂生成H、Cl原子，而后H、Cl原子形成离子键。对上述各种说法判断正确的是（ ）A. 正确 B. 都不正确 C. 正确，其他不正确 D. 仅正确二、非选择题11. X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素，它们满足以下条件：元素周期表中Z与Y相邻，Z与W也相邻；Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。请填空：（1）Y、Z和W三种元素是否位于同一周期？_（填“是”或“否”），理由是_。（2）Y是_，Z是_，W是_（填元素符号）。（3）X、Y、Z和W可组成一种化合物，其原子个数之比为8241。写出该化合物的名称及化学式_。12. 同一周期相邻的A、B、C三种元素都是短周期元素。A的最高价氧化物的化学式为A2O。11.6gB的氢氧化物恰好能与200mL 2molL1的盐酸完全反应，B原子核中质子数与中子数相等。回答下列问题：（1）B的相对原子质量是多少？（2）A和C各是什么元素？（3）A、B、C的单质各1mol分别与足量的稀硫酸反应，产生H2最多的是哪种单质？该单质产生的H2的体积在标准状况下是多少升？13. 为了测定某种碱金属的相对原子质量，设计的装置如图。该装置（包括水）的总质量为ag，将质量为bg（不足量）的碱金属放入水中，立即塞紧瓶塞。完全反应后再称量此装置的总质量为cg。则：（1）列出计算该碱金属相对原子质量的数学表达式：_。（2）无水氯化钙的作用是_。（3）如果不用无水CaCl2，求出的相对原子质量比实际相对原子质量“偏大”还是“偏小”？_，理由是_。14. 为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2（利用MnO2与浓盐酸反应可制取Cl2），并将Cl2依次通入NaBr溶液和KI淀粉溶液中。仪器及药品如图所示，试回答：（1）若所制取气体从左向右流动时，上述仪器接口的连接顺序为_接_、_接_、_接_、_接_。（2）实验开始后装置5中反应的化学方程式为_。（3）装置3的作用是_，反应的离子方程式为_。（4）装置1中产生的现象是_，反应的化学方程式为_。15. 把Cl2通入含11gNaBr的溶液中，充分反应后将溶液蒸干，得6.55g残渣。通过计算回答：NaBr是否完全反应？生成的NaCl为多少克？ 1. C 解析：由题表所示的元素周期数和元素种数的关系可归纳出：当周期数n为奇数时，此周期所容纳的元素种数是；当n为偶数时，此周期所容纳的元素种数是。因此第八周期所容纳的元素种数是50。2. D 解析：根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素应在周期表的最左端，即可排除A、B、C选项3. A、B 解析：本题考查由同种金属组成的两种不同化合物中金属的化合价与该两种化合物相对分子质量之间的关系。（1）当n为奇数时，化学式为ACln、A2On，设A的相对原子质量为X，则：X35.5nM2X16nN解得：n（2）当n为偶数时，化学式为ACln、AO，设A的相对原子质量为X，则：X35.5nMX8nN解得：n4. C 解析：非金属性的强弱可以通过其气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、能否发生置换反应等来判断，故C项正确。而通过原子最外层电子数的多少或得电子数的多少不能判断非金属性强弱，故AC项错误。而D项事实说明Y的非金属性比X的强。5. D 解析：依据同主族、同周期元素的性质递变性可知D项错误。6. D 解析：在NaCl溶液中，F2是与H2O反应而不是与NaCl反应。F2与H2O反应的化学方程式为：2F22H2OO24HF。7. C 解析：A元素的氢化物中HF存在氢键，沸点最高，A项错；同一主族元素的原子最外层电子数相等，B项错；第二周期中氟无最高正价，D项错。8. B 解析：Ti和Ti原子中分别含有26个和28个中子，A项错；Ti元素的相对原子质量为47.87，C项错；Ti和Ti为Ti元素的两种核素，互称同位素，D项错。9. B 解析：解题关键在于分析透各概念的区别与联系。构成物质的基本微粒有分子、原子、离子；构成原子的基本微粒有质子、中子、电子；但并不是所有的原子都是由质子、中子、电子构成的，如H无中子。10. B 解析：水分子内存在H、O原子间的相互作用，分子间的H、O原子也相互作用。而化学键只指分子内相邻原子间强烈的相互作用。故叙述不正确。离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间。只有活泼金属和活泼非金属化合时，才可形成离子键。故叙述不正确。在离子化合物中，阴、阳离子间存在相互作用，但不单指吸引力，还有相互排斥的力。故叙述不正确。HCl分子中不存在离子，它属于共价化合物，分子中没有离子键。故叙述不正确。化学反应的本质是旧键断裂、新键形成的过程，但HCl中存在共价键而非离子键。故不正确。 11. （1）否；若三者处于同一周期，则其原子最外层电子数之和不可能为17（2）N；O；S（3）硫酸铵，（NH4）2SO4解析：任取同周期连续相邻的三种元素Y、Z、W，其原子的最外层电子数之和均不可能等于17。根据原子序数