2019届高三化学一轮创新设计：元素周期律和元素周期表ppt精编课件92页.ppt

1 掌握元素周期律的实质 2 了解元素周期表 长式 的结构 周期 族 及其应用 3 了解金属 非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律 4 以第3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 5 以 A族和 A族为例 掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系 第二讲元素周期律和元素周期表 1 元素周期表的结构和元素周期律 2 元素 位置 结构 性质 关系的综合应用 3 元素的综合推断 一 元素周期律1 定义元素的性质随的递增而呈变化的规律 2 实质元素原子的结果 原子序数 周期性 核外电子排布周期性变化 3 具体表现 依次递增 依次增大 相同 依次增加 增多 1 8 相同 逐渐减小 逐渐增大 1 7 4 1 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 结合碱金属和卤素知识 回答下列问题 1 通过哪些事实可以比较元素的金属性强弱 提示通过单质与水 或酸 反应置换出氢的难易程度 以及它们的最高价氧化物的水化物 氢氧化物的碱性来比较 越容易置换出氢 说明元素的金属性越强 氢氧化物的碱性越强 说明元素的金属性越强 另外通过单质间的置换反应也可以比较 2 通过哪些事实可以比较元素的非金属性强弱 提示通过与氢气生成氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性或最高价氧化物的水化物的酸性来比较 越容易与氢气化合 生成的氢化物越稳定 说明元素的非金属性越强 最高价氧化物的水化物的酸性越强 说明元素的非金属性越强 另外通过单质间的置换反应也可以比较 二 元素周期表1 原子序数对于一个原子 原子序数 2 元素周期表 1 编排原则 把相同的元素按递增顺序从左到右排成一横行 共有个横行 把不同横行中相同的元素按递增的顺序从上到下排成一纵行 共有纵行 核电荷数 质子数 核外电子数 质量数 中子数 电子层数 原子序数 7 最外层电子数 电子层数 18 2 周期 2 8 8 18 18 32 2 10 18 36 54 3 族 主族 由元素和元素共同组成的族 第18列除外 短周期 长周期 A A A A A A A 副族 仅由元素组成的族 第8 9 10列除外 族 包括三个纵列 0族 第纵列 该族元素又称为元素 长周期 B B B B B B B 8 9 10 18 稀有气体 4 分区 分界线 沿着元素周期表中与的交界处画一条虚线 即为金属元素区和非金属元素区的分界线 各区位置 分界线左下方为 分界线右上方为 分界线附近元素的性质 既表现的性质 又表现的性质 硼 硅 砷 碲 砹 铝 锗 锑 钋 金属元素区 非金属元素区 金属元素 非金属元素 5 元素周期表中的特殊位置 过渡元素 元素周期表中部从族到族10个纵列共六十多种元素 这些元素都是金属元素 镧系 元素周期表第周期中 57号元素镧到71号元素镥共15种元素 锕系 元素周期表第周期中 89号元素锕到103号元素铹共15种元素 超铀元素 在锕系元素中92号元素轴 U 以后的各种元素 B B 6 7 元素周期表在科研 生产等方面有哪些指导意义 提示 1 科学预言方面的意义在于为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索 2 对工农业生产的指导意义在于在周期表中一定的区域内寻找新的物质 3 对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系 三个 规律微粒半径的大小比较一看电子层数 同主族元素的微粒 电子层数越多 半径越大 二看核电荷数 在同周期中的原子 核电荷数越大 半径越小 三看电子数 在电子层数和核电荷数均相同时 电子数越多 半径越大 三角 规律元素周期表中的 三角 规律若A B C三种元素位于元素周期表中如右图所示位置 则有关的各种性质均可排出顺序 但D不能参与排列 1 原子半径 C A B 2 金属性 C A B 3 非金属性 B A C 两条规律元素周期表中元素的电子排布和化合价规律 1 从元素周期表归纳电子排布规律 最外层电子数等于或大于3 小于8 的一定是主族元素 最外层有1个或2个电子 则可能是 A A族元素 也可能是副族或0族元素氦 最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期 某元素的阴离子最外层电子数与次外层相同 则该元素位于第3周期 电子层结构相同的离子 若电性相同 则位于同周期 若电性不同 则阳离子位于阴离子的下一周期 2 从元素周期表归纳元素化合价规律 主族元素的最高正价等于主族序数 且等于主族元素原子的最外层电子数 O除外 其中氟无正价 主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8 绝对值之差为0 2 4 6的主族元素分别位于 A A A A族 我的闪记 元素周期表的结构为 七横七周期 三短三长一不全 十八纵行十六族 七主七副一 一0 从左到右族的分布 A A B B B B B B B A A A A A 0 0族原子序数He2 Ne10 Ar18 Kr36 Xe54 Rn86 同周期第 A和第 A原子序数的差值可能为 1 11 25 必考点39元素金属性和非金属性的比较方法 典例1 某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律 设计了如下系列实验 1 将钠 钾 镁 铝各1mol分别投入到足量的0 1mol L 1的盐酸中 试预测实验结果 与盐酸反应最剧烈 与盐酸反应最慢 2 将NaOH溶液与NH4Cl溶液混合生成NH3 H2O 从而验证NaOH的碱性大于NH3 H2O 继而可以验证Na的金属性大于N 你认为此设计是否合理 并说明理由 利用下图装置可以验证非金属性的变化规律 3 仪器A的名称为 干燥管D的作用是 4 实验室中现有药品Na2S KMnO4 浓盐酸 MnO2 请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫 装置A B C中所装药品分别为 装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成 离子方程式为 5 若要证明非金属性 C Si 则A中加 B中加Na2CO3 C中加 溶液 观察到C中溶液的现象为 解析 4 由题中所给药品可知可用Na2S与氯气发生置换反应判断非金属性强弱 因为无加热装置 所以只能选择KMnO4与浓盐酸反应制取氯气 5 由B中药品Na2CO3可知 用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性强弱 所以A中加入硫酸 B C装置中加入相应的盐 答案 1 钾铝 2 不合理 用碱性强弱比较金属性强弱时 一定要用元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较 NH3 H2O不是N元素最高价氧化物对应的水化物 3 分液漏斗防止倒吸 4 浓盐酸KMnO4Na2SS2 Cl2 S 2Cl 5 硫酸Na2SiO3有白色胶状沉淀产生 判断元素金属性 或非金属性 的强弱的方法很多 但也不能滥用 有些是不能作为判断依据的 如 通常根据元素原子在化学反应中得 失电子的难易判断元素非金属性或金属性的强弱 而不是根据得 失电子的多少 通常根据最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱 而不是根据其他化合物酸碱性的强弱来判断 应用1 甲乙丙丁戊短周期金属元素甲 戊在元素周期表中的相对位置如表所示 下列判断正确的是 A 丙的单质能从丁的硫酸盐溶液中置换出丁的单质B 金属性 甲 丙C 氢氧化物碱性 丙 丁 戊D 丙与戊最高价氧化物的水化物间发生的反应 不能证明丙和戊的金属性强弱 解析本题考查元素周期表和元素周期律 意在考查考生对元素周期律的理解和应用能力 根据题意可知甲 乙 丙 丁 戊分别为Li Be Na Mg Al 钠与硫酸镁溶液的反应为2Na 2H2O 2NaOH H2 2NaOH MgSO4 Mg OH 2 Na2SO4 A项错误 根据同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强 则金属性 甲丁 戊 由于元素的金属性越强 其氢氧化物碱性越强 故氢氧化物的碱性 丙 丁 戊 通过反应NaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O可以证明钠元素的金属性比铝元素强 C项正确 D项错误 答案C 必考点40微粒半径大小比较的常用规律1 同周期元素的微粒同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴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Na Mg Al Si Na Mg2 Al3 S2 Cl 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Li Na K Li Na K 3 电子层结构相同的微粒电子层结构相同 核外电子排布相同 的离子半径 包括阴 阳离子 随核电荷数的增加而减小 如O2 F Na Mg2 Al3 4 同种元素形成的微粒同种元素原子形成的微粒电子数越多 半径越大 如Fe3 Fe2 Fe H H H 典例2 已知短周期元素的离子 aA2 bB cC3 dD 都具有相同的电子层结构 则下列叙述正确的是 A 原子半径A B D CB 原子序数d c b aC 离子半径C D B AD 单质的还原性A B D C 解析将四种离子分成阳离子与阴离子两类 分析原子序数及离子半径 阳离子aA2 bB 因具有相同的电子层结构 故原子序数a b 离子半径AD 再将其综合分析 因四种离子具有相同的电子层结构 故A B位于C D的下一周期 其原子序数为a b d c 离子半径AA C D 单质的还原性B A C D 答案C 以上规律对于原子 离子之间的半径比较均适用 稀有气体元素的原子半径与同周期中相邻非金属元素的原子半径不具有可比性 因测定依据不同 应用2 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三种元素的原子序数的关系是 A X Y ZB Y X ZC Z X YD Z Y X 解析根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小 这是正向思维 而此题是已知原子和离子半径的大小 要判断原子序数大小的关系 这是逆向思维 已知电子层结构相同的阳离子 核电荷数大的半径小 具有相同的电子层数的原子 随着原子序数增大 原子半径递减 根据题意 X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径 则X的原子序数小于Y的原子序数 Z和Y元素的原子核外电子层数相同 且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径 则Z元素的原子序数大于Y元素的原子序数 由此得出三种元素原子序数的关系为Z Y X 答案D 必考点41 位 构 性 的综合判断与应用1 由原子序数确定元素位置的规律只要记住了稀有气体元素的原子序数 He 2 Ne 10 Ar 18 Kr 36 Xe 54 Rn 86 就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置 1 若比相应的稀有气体元素多1或2 则应处在下周期的第 A族或第 A族 如88号元素 88 86 2 则应在第七周期第 A族 2 若比相应的稀有气体元素少1 5时 则应处在同周期的第 A族 第 A族 如84号元素应在第六周期第 A族 3 若预测新元素 可与未发现的稀有气体元素 118号 比较 按上述方法推测知 114号元素应为第七周期第 A族 2 性质与位置互推问题是解题的关键熟悉元素周期表中同周期 同主族元素性质的递变规律 主要包括 1 元素的金属性 非金属性 2 气态氢化物的稳定性 3 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 4 金属与H2O或酸反应的难易程度 3 结构和性质的互推问题是解题的要素 1 最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因 2 原子半径决定了元素单质的性质 离子半径决定了元素组成化合物的性质 3 同主族元素最外层电子数相同 性质相似 4 判断元素金属性和非金属性的方法 典例3 X Y Z L M五种元素的原子序数依次增大 X Y Z L是组成蛋白质的基础元素 M是地壳中含量最高的金属元素 回答下列问题 1 L的元素符号为 M在元素周期表中的位置为 五种元素的原子半径从大到小的顺序是 用元素符号表示 2 Z X两元素按原子数目比1 3和2 4构成分子A和B A的电子式为 B的结构式为 3 硒 Se 是人体必需的微量元素 与L同一主族 Se原子比L原子多两个电子层 则Se的原子序数为 其最高价氧化物对应的水化物化学式为 该族2 5周期元素单质分别与H2反应生成1mol气态氢化物的反应热如下 表示生成1mol硒化氢反应热的是 填字母代号 a 99 7kJ mol 1b 29 7kJ mol 1c 20 6kJ mol 1d 241 8kJ mol 1 4 用M单质作阳极 石墨作阴极 NaHCO3溶液作电解液进行电解 生成难溶物R R受热分解生成化合物Q 写出阳极生成R的电极反应式 由R生成Q的化学方程式为 解析本题考查元素推断 元素周期律 反应热和电化学知识 由蛋白质的元素组成可知 X Y Z L分别是氢 碳 氮 氧元素 M是地壳中含量最高的金属元素 即为铝 1 氢是元素周期表中原子半径最小的元素 碳 氮 氧同周期 从左往右原子半径逐渐减小 铝处于碳元素的左下角 故原子半径最大 2 氮 氢按原子数目比1 3形成氨气 而写N2H4的结构式可以从H2O2的结构式得到启示 位 构 性 推断的核心是 结构 即根据结构首先判断其在元素周期表中的位置 然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质 也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置 进而推断出其结构 应用3 A B C D四种短周期元素 原子序数依次增大 A D同族 B C同周期 A B组成的化合物甲为气态 其中A B的原子数之比为4 1 由A C组成的两种化合物乙 丙都是液态 乙中A C原子数之比为1 1 丙中A C原子数之比为2 1 由D C组成的两种化合物丁和戊都是固体 丁中D C原子数之比为1 1 戊中D C原子数之比为2 1 写出下列物质的化学式 甲 乙 丙 丁 戊 解析根据原子个数比为4 1的气态化合物 直觉将甲猜为CH4 再根据乙 丙分别是由A C元素形成的原子数之比的1 1 2 1的液态化合物 直觉将乙猜为H2O2 丙猜为H2O 根据A D同主族 顺推A B C D四种元素分别为氢 碳 氧 钠 最后根据B C同周期 D C形成原子个数比为1 1 2 1的固体化合物 分别为Na2O2 Na2O符合实际 则猜想正确 答案CH4H2O2H2ONa2O2Na2O 1 序 层 规律 1 若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同 则 阴前阳后 阴离子在前一周期 阳离子在后一周期 阳离子的原子序数大 2 同周期元素的简单阳离子与阴离子相比 阴离子比阳离子多一个电子层 阴离子原子序数大 2 序 价 规律在短周期元素中 元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致 价奇序奇 价偶序偶 当场指导1 X和Y是短周期元素 二者能形成化合物X2Y3 若Y的原子序数为n 则X的原子序数不可能是 A n 8B n 3C n 1D n 5 据以上分析 可知答案为A 另解 由化学式X2Y3知 X Y的原子序数 一个为奇数一个为偶数 根据 序 价 规律可判断A项正确 答案A 2 X Y Z是三种主族元素 如果Xn 阳离子与Yn 阴离子具有相同的电子层结构 Zn 阴离子半径大于Yn 阴离子半径 则三种元素的原子序数由大到小的顺序是 A Z X YB X Y ZC Z Y XD X Z Y解析根据 序 层 规律可知 X元素在Y元素的下一周期 Z元素在X同周期或下几个周期 故三种元素的原子序数大小顺序为Z X Y 答案A Hold住考向 名师揭秘高考对本讲内容的考查空间很大 知识面很广 以元素化合物为载体 综合应用元素周期表和元素周期律 可集判断 实验 计算于一体 题型稳定 1 选项正误判断 1 A族金属元素是同周期中金属性最强的元素 2012 山东 9B 2 A族元素的阴离子还原性越强 其最高价氧化物对应水化物的酸性越强 2012 山东 9D 3 第 A族元素从上到下 其氢化物的稳定性逐渐增强 2011 天津 2C 4 同周期元素 除0族元素外 从左到右 原子半径逐渐减小 2011 天津 2B 5 根据主族元素最高正化合价与族序数的关系 推出卤族元素最高正价都是 7 2011 安徽 11B 6 HF HCl HBr HI的热稳定性和还原性均依次减弱 2010 山东 11B 2 2012 北京理综 9 已知33As 35Br位于同一周期 下列关系正确的是 A 原子半径 As Cl PB 热稳定性 HCl AsH3 HBrC 还原性 As3 S2 Cl D 酸性 H3AsO4 H2SO4 H3PO4解析A项 原子半径As P Cl B项 非金属性Cl Br As 所以热稳定性HCl HBr AsH3 D项 非金属性S P As 故酸性H2SO4 H3PO4 H3AsO4 答案C 3 2011 福建理综 7 依据元素周期表及元素周期律 下列推断正确的是 A H3BO3的酸性比H2CO3的强B Mg OH 2的碱性比Be OH 2的强C HCl HBr HI的热稳定性依次增强D 若M 和R2 的核外电子层结构相同 则原子序数 R M 解析A项 元素B和C在同一周期 元素的非金属性 C B 故最高价含氧酸的酸性 H2CO3 H3BO3 A项错误 B项 Be和Mg在同一主族 元素的金属性 BeBe OH 2 B项正确 C项 Cl Br I在同一主族 元素的非金属性 Cl Br I 元素的非金属性越强 其形成的气态氢化物就越稳定 C项错误 D项 电子层结构相同时 原子序数 R M 答案B 1 2012 福建理综 8 短周期元素R T Q W在元素周期表中的相对位置如图所示 其中T所处的周期序数与族序数相等 下列判断不正确的是 A 最简单气态氢化物的热稳定性 R QB 最高价氧化物对应水化物的酸性 QQ RD 含T的盐溶液一定显酸性 解析由各元素的相对位置可以判断R在第二周期 T Q W三种元素在第三周期 再根据T所处的周期序数与族序数相等可判断T为Al 则R为N Q为Si W为S 最简单气态氢化物的热稳定性 NH3 SiH4 故A正确 最高价氧化物对应水化物的酸性 H2SiO3Si N 故C正确 含有铝的盐溶液也可能显碱性 如NaAlO2溶液 故D错误 答案D 2 2011 山东理综 13 元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置 下列说法正确的是 A 元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价B 多电子原子中 在离核较近的区域内运动的电子能量较高C P S Cl得电子能力和最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强D 元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 解析A项 对于主族元素来说 元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价数 O F除外 故A错误 B项 离核较近的区域内运动的电子能量较低 故B错误 C项 非金属性 P S Cl 故得电子能力 最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强 故C正确 D项 位于金属与非金属分界线附近的元素既有金属性又有非金属性 而过渡元素包括所有的副族元素和第 族元素 故D错误 答案C 3 2011 江苏 5 短周期元素X Y Z W Q在元素周期表中的相对位置如下图所示 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rX rY rZ rW rQC 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酸性比Q的强 解析由元素在元素周期表中的位置可推知X Y Z W Q分别为N O Al S Cl 元素X N 的最高正价 5与元素Z Al 的最高正价 3的数值之和为8 原子半径的大小顺序为rZ rW rQ rX rY Y2 和Z3 的核外电子数和电子层数均相同 非金属性 W S Q Cl 故最高价氧化物对应的水化物的酸性 W S Q Cl 答案A 2012 天津理综 7 X Y Z M G五种元素分属三个短周期 且原子序数依次增大 X Z同主族 可形成离子化合物ZX Y M同主族 可形成MY2 MY3两种分子 请回答下列问题 1 Y在元素周期表中的位置为 2 上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 写化学式 非金属气态氢化物还原性最强的是 写化学式 3 Y G的单质或两元素之间形成的化合物可作水消毒剂的有 写出其中两种物质的化学式 4 X2M的燃烧热 H akJ mol 1 写出X2M燃烧反应的热化学方程式 5 ZX的电子式为 ZX与水反应放出气体的化学方程式为 解析由题意可推知 X为H Y为O Z为Na M为S G为Cl 1 O元素位于周期表的第二周期第 A族 2 上述元素中 Cl元素的最高价氧化物对应的水化物 HClO4 的酸性最强 S元素的非金属性弱于O元素和Cl元素 故H2S的还原性比H2O和HCl强 3 符合要求的消毒剂有O3 Cl2 ClO2 常见考点 常见元素的性质 同周期 同主族元素性质的递变规律 实验方案的设计与评价 常考题型 综合实验题 名师详析 探究元素性质的递变规律 主要是通过实验事实比较元素的非金属性与金属性的强弱 其实验依据主要有 样题1 同周期元素性质递变规律的实验探究某同学做同周期元素性质递变规律实验时 自己设计了一套实验方案 并记录了有关实验现象如下表 请你帮助该同学整理并完成实验报告 1 实验目的 2 实验用品 仪器 药品 3 实验内容 填写题给信息表中的序号 4 实验结论 5 请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因 6 请你补充两组简单易行的实验方案 证明此周期中另外两种元素的性质递变规律 解析该题综合性很强 以实验探究的形式考查元素周期律的知识 并且以实验方案设计的形式考查学生的分析问题的能力和解决问题的能力 解答该题要认真审题 结合元素化合物的性质和元素周期律的知识 系统分析 填出 3 表中内容 再结合实验要求 得出实验目的 实验所需仪器和药品 综合分析 得出实验结论 结合元素周期律的实质 分析 5 可通过比较其最高价含氧酸的酸性强弱 或最高价含氧酸的钠盐的水解程度大小等方法来证明S和P的非金属性强弱 答案 1 验证第三周期元素从左到右金属性递减 非金属性递增的规律 2 试管 酒精灯 砂纸 镊子 小刀 胶头滴管等镁带 钠 铝条 新制氯水 新制硫化氢饱和溶液 2mol L 1的盐酸 NaOH溶液 蒸馏水 酚酞 AlCl3溶液 3 4 金属性 Na Mg Al 非金属性 Cl S 5 Na Mg Al S Cl原子核外都有三个电子