鲁科版必修2 第1章第2节 元素周期律和元素周期表（第2课时） 学案 (2).doc

第2课时元素周期表目标导航1.认识元素周期表的结构及周期、族等概念。2.了解a、a族和过渡金属元素的某些性质和用途。3.理解元素原子结构与元素在周期表中位置之间的关系。一、元素周期表1元素周期表与元素周期律的关系元素周期表是元素周期律的具体表现形式。2元素周期表中的方格与分区(1)元素信息以铁元素为例说明：(2)元素周期表分区分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。3元素周期表的编排原则(1)横行(2)纵列4元素周期表的结构(1)周期：横行(共7个：三短三长一不全)周期分类短周期长周期周期序数1234567(不完全周期)元素种类28818183226(未满)周期序数与原子结构的关系周期序数原子核外电子层数(2)族：纵行(共16个：七主、七副、0、族)族主族0族副族族构成周期由长周期元素和短周期元素共同构成仅由长周期元素构成列序1,2,13171837,11,128,9,10族序数a，a，a，a，a，a，a0b，b，b，b，b，b，b主族序数与原子结构关系主族序数原子最外层电子数【议一议】1对元素周期表中元素的原子结构特点和原子半径变化规律进行如下讨论。(1)同一周期的元素在原子结构上有什么特点？(2)同一主族元素在原子结构上有什么特点？(3)主族元素的最高正价数(f和o除外)与主族序数有什么关系？答案(1)同一周期的元素的原子电子层数相同，最外层电子数递增。 (2)同一主族元素的原子最外层电子数相同，电子层数递增。 (3)主族元素的最高正价数(f和o除外)主族序数。2原子序数为x的元素位于元素周期表中的第a族，则原子序数为x1的元素位于元素周期表的哪一族？答案a族或b族。原子序数为x1的元素应位于a族右侧相邻的族，在短周期中为a族，长周期中为b族。3同周期a族与a族元素的原子序数之差一定是1吗？请举例说明。答案不一定。具体举例如下：周期aa2、3nn14、5nn116nn254.se与o同主族，且se原子比o原子多两个电子层，则se的原子序数为_，se的最高价氧化物对应的水化物化学式为_。答案34h2seo4解析se位于第4周期，且与o、s同主族，se的原子序数比s多18，s的原子序数比o多8，所以se的原子序数为881834。se与s位于同一主族，se最高化合价为6价，所以其最高价氧化物对应的水化物与硫的相似，为h2seo4。二、元素周期表中的重要元素和焰色反应1a族元素(碱土金属元素)(1)具体元素：铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钡(ba)、镭(ra)。(2)原子结构：原子最外层有2个电子。(3)物理性质：形成的单质都呈银白色，具有良好的导电性。含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时会产生绚丽的颜色，这些元素的化合物可用于制造焰火。(4)化学性质：该族元素的原子容易失去两个电子，因此它们的化学性质比较活泼。(5)存在形态：在自然界中均以化合态存在。2a族元素(1)具体元素：氮(n)、磷(p)、砷(as)、锑(sb)、铋(bi)等元素。(2)原子结构：原子最外层有5个电子。(3)存在形态：单质磷在空气中易被氧化，自然界中没有游离态的磷元素。3过渡元素(1)具体元素：副族和族 (元素周期表中第312列)元素。(2)原子结构：过渡元素原子最外层都有12个电子，全部为金属元素。(3)物理性质：多数单质坚硬，有光泽；过渡元素的单质都具有良好的导电性。(4)化学性质：多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不反应。4焰色反应(1)概念：某些金属或它们的化合物在高温时火焰呈现特征颜色的反应，如钠呈黄色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。焰色反应是金属元素特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。(2)操作步骤：【议一议】1原子最外层有2个电子的元素一定是第a族元素吗？哪一族全部是金属元素？哪一族全部是非金属元素？答案不一定。原子最外层电子数为2的元素包括a族、氦及部分过渡元素。第a族、族及全部副族元素全部为金属元素，第a族、0族全部为非金属元素。2元素周期表中所含元素种类最多的族是a族吗？说明理由。答案不是，是b族。因为第3列第6周期和第7周期包括镧系和锕系各15种元素。3a族或a族元素相邻周期的原子序数之差，aa族或0族元素相邻周期的原子序数之差各有什么特点？答案a和a族元素相邻周期的原子序数之差原子序数小的元素所在周期的元素种类数。aa族和0族元素相邻周期的原子序数之差原子序数大的元素所在周期的元素种类数。一、元素周期表的结构1元素周期表的结构特点周期周期序数元素种类族族与列的关系短周期12种主族a、a第1、2列28种a、a、a、a、a第1317列38种副族b、b第11、12列长周期418种b、b、b、b、b第37列518种0族第18列632种族第8、9、10列726种【关键提醒】(1)第1周期只有两种元素，不相邻且分别位于两个端点。(2)第8、9、10列为族，而不是b族。(3)当列序个位数小于或等于7时，则该列对应a族或b族，且个位数值即为族序数。(4)b族元素种类最多，共32种元素。(5)元素周期表中的特殊位置过渡元素：元素周期表中从b族到b族10列元素，都是金属元素。镧系：元素周期表第6周期第b族中，从57号元素镧到71号元素镥共15种元素。锕系：元素周期表第7周期第b族中，从89号元素锕到103号元素铹共15种元素。2主族元素在周期表中位置与原子结构的关系(1)原子序数原子核内质子数原子核外电子数核电荷数。(2)周期序数原子核外电子层数。(3)主族序数原子最外层电子数。3主族元素主要化合价与在周期表中位置的关系(1)主族序数元素最高正价数(o、f除外)8|最低负价|。(2)|最低负价|8主族序数(限a族)。(3)最高正价|最低负价|0(h、a族)，2(a族)，4(a族)，6(a族) (o、f除外)。4原子最外层电子数与元素位置的关系(1)最外层电子数为12的元素：a族、a族、副族、0族(he)。(2)最外层电子数为37的元素一定是主族元素。(3)最外层电子数为8的元素为0族元素(he除外)。(4)最外层电子数比次外层电子数多的元素，一定是第2周期元素。(5)阴离子最外层电子数与次外层电子数相等的元素位于第3周期。5同构规律稀有气体与同周期非金属元素的阴离子、下一周期金属的阳离子具有相同的电子层结构。【例1】下图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()a元素位于第2周期a族b原子的最外层电子数为6c所在族序数比多8d元素的最高化合价解析元素周期表中最右上方的元素为氦，最后一列为0族，推知和位于a族，和位于a族，位于a族，进一步推知为n，为o，为f，为s，为cl。答案b【解题感悟】要熟悉周期表的结构特征，包括各族(列序)的相对位置，b(镧系、锕系)和族(8、9、10列)的特殊性，过渡元素位置(周期和族)，金属与非金属的分区等。变式训练1关于周期表的知识，下列说法正确的是()a周期表共有七个主族，七个副族，一个0族，一个第族，所以共有16个纵列b元素周期表中，元素种类最多的周期是第4周期c第7周期叫做不完全周期d碱金属元素就是a族元素答案c解析周期表共有七个主族，七个副族，一个0族，一个第族，其中第族有3个纵列，所以共有18个纵列，a错误；第4周期有18种元素，而第6周期有32种元素，b错误；第7周期未排满，叫不完全周期，c正确；a族元素是由氢元素和碱金属元素组成的，d错误。二、原子序数与元素在周期表中位置的关系1同周期序差规律(1)短周期元素原子序数差族序数差。(2)分布在过渡元素同侧的两元素：原子序数差族序数差。(3)分布在过渡元素两侧的两元素：第4(或5)周期元素原子序数差族序数差10；第6(或7)周期元素原子序数差族序数差24。(4)同周期a和a族两元素原子序数的关系：第2或第3周期的a与a族原子序数之差都为1，如4be5b；第4或第5周期的a与a族原子序数之差都为11，如38sr49in；第6或第7周期的a与a族原子序数之差都为25，如56ba81tl。2同主族序差规律(1)第a、a族(过渡元素左侧)，同族相邻周期元素原子序数差上一周期元素种类数。如：12mg20ca，原子序数之差为mg元素所在第3周期的元素种数8。(2)第aa族(过渡元素右侧)，同族相邻周期元素原子序数差下一周期元素种类数。如：13al31ga，原子序数之差为ga元素所在第4周期的元素种数18。3由原子序数确定元素在周期表中的位置(1)原子结构示意图法推断根据：周期数原子电子层数，主族序数原子最外层电子数。适用范围：主族元素，适合原子序数较小的元素位置推断。(2)0族定位法0族元素原子序数与周期序数稀有气体元素henearkrxernx (未知)周期序数1234567原子序数21018365486118比大小，定周期；求差值，定族数若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2，则该元素处于相邻近0族元素下一周期的a族或a族。如元素87x,87861，则x在第7周期第a族；若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少15时，则该元素处于相邻近0族元素所在周期的aa族，如84x应在第6周期第a。4根据核外电子排布规律推断元素在周期表中的位置(1)“阴上阳下”规律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。如：a、b、c、d为短周期元素，其简单离子a、b2、c、d2具有相同电子层结构，则a、b、c、d在元素周期表的相对位置为(2)奇偶规律原子序数为奇(偶)数的主族元素位于奇(偶)数族，元素(f和o除外)的最高正价为奇(偶)数。【例2】俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子成功合成第115号元素的原子。该原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是()a115号元素在第6周期b113号元素在第7周期a族c115号和113号元素都是非金属元素d镅元素和115号元素不在同一周期解析根据同族元素原子序数的序差规律，可以推知稀有气体rn的原子序数为86,86rn的同族下一周期元素原子序数为118,95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号比118号原子序数少3，应在第a族，同理，113号元素在第a族；113号元素和115号元素都是金属元素。答案b变式训练2短周期元素a、b、c在周期表中的位置如右图所示。已知b、c两元素的原子序数之和是a元素的4倍，则a、b、c是()abe、na、albb、mg、sico、p、cldc、al、p答案c解析设a的原子序数为x，则b和c的原子序数分别为x7、x9，所以4xx7x9，x8，故a为o, b为p，c为cl。1下列关于元素周期表的说法不正确的是()a元素周期表有7个横行，每一个横行是一个周期b元素周期表有18个纵列，每一个纵列是一个族c第a族元素全部是金属元素d前六周期第a族元素全部是非金属元素答案b解析元素周期表有7个横行，是七个周期，a正确；元素周期表有18个纵列，8、9、10三个纵列为一族，其余每个纵列为一族，共16个族，b错误；第a族元素铍、镁、钙、锶、钡、镭都是金属元素，c正确；第a族元素氟、氯、溴、碘、砹都是非金属元素，d正确。2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原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族c若m和r2的核外电子层结构相同，则原子序数：mrd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答案c解析 元素原子的最外层电子数不一定等于元素的最高化合价，如氟没有正化合价，氦没有2价，过渡元素最外层有1或2个电子，但最高正价多数高于1和2价，a不正确；be和he的最外层电子数都是2，但不属于同一族，b不正确；若m和r2的核外电子层结构相同，原子序数m r，c正确；过渡元素是指副族和族元素，d不正确。3下图是元素周期表中的一部分，图中数字为原子序数，其中m的原子序数为37的是()答案b解析a中m在第4周期，b、c、d中m在第5周期，均比上一周期同族元素原子序数大18。a项m的原子序数应为36，b项m的原子序数应为37，c项m的原子序数应为45，d项m的原子序数应为38。4短周期元素x、y、z在周期表中的位置关系如图所示，下列说法中正确的是()az一定是活泼金属bz原子的最外层电子数是6cy的最高正价为7价dx是非常活泼的非金属元素答案b解析由于短周期为1、2、3周期，结合题图所示知，x元素所在的周期为第1周期，故x元素为he元素，则y元素为f元素，z元素为s元素。he为稀有气体，化学性质稳定；f没有正价，s原子最外层有6个电子。5.如图所示，a、b、c、d、e为元素周期表中前4周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是()a元素b位于第a族，有6、2价两种常见化合价b五种元素中，元素e的性质最稳定c元素c和d的最高价氧化物对应的水化物的酸性：cdd元素c和e的气态氢化物的稳定性：ce答案d解析图中，a为稀有气体元素氦，是5种元素中性质最稳定的；b是氧元素，没有6价；c的非金属性比d弱，因此c的最高价氧化物对应的水化物的酸性比d的弱；c的非金属性比e强，因此c的气态氢化物的稳定性比e的强。6推算原子序数为34、53、88的元素在周期表中的位置。原子序数345388周期族答案原子序数345388周期457族aaa解析34号元素原子比kr(36)少2个电子，共有4个电子层，最外层电子数为6，位于第4周期第a族；53号元素原子比xe(54)少1个电子，共有5个电子层，最外层电子数为7，位于第5周期第a族；88号元素原子比87号元素钫多1个电子，共有7个电子层，最外层电子数为2，位于第7周期第a族。分层训练基础过关题组1元素周期表的结构1下列元素在元素周期表“金属区与非金属区分界线”上的是()abe和albf和clcas和sbdli和na答案c解析沿着硼、硅、砷、碲、砹和铝、锗、锑、钋的交界处画一条虚线，该虚线将元素进行分区，左侧为金属元素，右侧为非金属元素。2第a族相邻周期的a、b两种元素所在周期分别最多可排m和n种元素，且b在a的上一周期，当a的原子序数为x时，b的原子序数为()axnbxmcxmdxn答案c解析根据题意，a、b在周期表中的相对位置如图，由b到a增加的原子序数是b的右边和a的左边，因a的左边可能含过渡元素，故b到a增加的原子序数为m，则b的原子序数为xm。3长式周期表共18列，碱金属族为第1列，稀有气体为第18列。则下列说法不正确的是()a只有第2列元素的原子最外层有2个电子b第15列元素的最高价氧化物是r2o5c第17列元素中的第一种元素没有最高价含氧酸d第16列元素含有非金属元素和金属元素，第17列都是非金属元素答案a解析元素周期表中从左向右依次排列的族序为a、a、bb、b、b、aa、0族，则第2列为a族，最外层有2个电子，但最外层电子数为2的还有稀有气体的氦元素及部分过渡元素，a不正确；第15列元素为第a族元素，最高化合价为5价，故b正确；第17列为a族元素，第一种元素为氟，氟没有正价，即没有最高价含氧酸，故c项正确；第16列为a族，包含o、s、se、te、po五种元素，其中po为金属，d正确。4已知a为第a族元素，b为第a族元素，它们的原子序数分别为m和n，且a、b为同一周期的元素，则n不可能为()am1 bm11cm25dm10答案d解析第a族、第a族短周期中相邻原子序数差1；4、5周期中由于中间有副族和第族元素的存在，故第a族、第a族原子序数差11；6、7周期中由于镧系、锕系元素的存在，两者相差25。题组2元素在周期表中位置的推断5短周期元素x、y的原子序数相差2。下列有关叙述中正确的是()ax与y不可能位于同一主族bx与y一定位于同一主族cx与y一定位于同一周期dx与y可能位于同一周期答案d解析短周期元素x、y的原子序数相差2，可能位于同一主族，如h与li，也可能同一周期如li与b，也可能既不同周期又不同主族，如f与na。6a元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，b元素原子最外层电子数是内层电子总数的一半，则a、b元素()ab元素一定是锂元素b一定是第2周期元素c可能是第2、3周期元素da、b两元素不能形成化合物答案c解析a元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，是氧元素；b元素原子最外层电子数是内层电子总数的一半，可以是磷元素，也可以是锂元素。因此a、b错误，c正确；可能形成的化合物有p2o5、li2o等，d错误。7原子序数为x的元素e在周期表中位于a、b、c、d四种元素中间(如图所示)，则a、b、c、d四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)()a4xb4x6c4x10d4x14答案b解析在a、b、c、d四种元素中，同周期的a、c两种元素的原子序数之和为2x，又因同主族各周期相邻的两元素之间的原子序数相差8、18、32。所以四种元素中，同主族的b、d两种元素的原子序数之和可能为2x、2x10或2x14。则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x10或4x14，故只有b项不可能。题组3元素周期表与原子结构关系8下列关于元素周期律和元素周期表的叙述不正确的是()a同一主族的元素，从上到下电子层数逐渐增多b同周期主族元素(除0族元素外)从左到右，原子半径逐渐减小c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7d主族元素在周期表中所处的位置，取决于该元素的电子层数和最外层电子数答案c 解析第2周期中的f元素没有正化合价，c不正确；周期序数该周期元素原子所具有的电子层数，主族序数最外层的电子数，d正确。9下列说法正确的是()a同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性b第3周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数c短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构d同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同答案b解析金属与非金属分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，a不正确；第3周期元素原子的主族序数原子的最外层电子数元素的最高正价数，b正确；短周期元素形成离子后，可以是最外层2个或8个电子的稳定结构，c不正确；主族元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定，同一主族元素原子的最外层电子数相同，所以化学性质相似，但元素的化学性质还与电子层数有关，由于电子层数不同，所以原子半径不同，因而原子核吸引电子的能力也就不同，d不正确。10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a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答案d解析a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，a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。能力提升11结合元素周期表，回答下列问题：(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。(2)表中所列元素，属于短周期元素的有_(填字母，下同)；属于主族元素的有_；g元素位于第_周期第_族；i元素位于第_周期第_族。(3)元素f是第_周期第_族元素，请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。(4)元素周期表体现了元素周期律，元素周期律的本质是原子核外电子排布的_，元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系为_。 (5)se与o同主族，且se原子比o原子多两个电子层，则se的原子序数为_。答案(1)(2)a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f304b(3)3a(4)周期性变化元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数，元素的周期数即为原子核外的电子层数(5)34解析(1)根据元素周期表的结构知，第1周期有2种元素，分列于第1和18纵列；第2、3周期各有8种元素，分列于第1、2、1318列，第4、5、6、7周期为长周期，包括118 列，由此可画出元素周期表的边界。(2)画出元素周期表的边界，容易找出周期表中各元素的位置。(3)第3周期第a族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。(4)决定元素性质周期性变化的本质原因是原子核外电子排布周期性变化；元素原子结构与元素在元素周期表中的位置关系为元素所在周期序数等于其原子的电子层数，元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定元素在元素周期表中的位置。同一周期元素原子的电子层数相同，同一主族元素原子的最外层电子数相同。(5)se位于第4周期，且与o、s同主族，se的原子序数比s多18，s的原子序数比o多8，所以se的原子序数为881834。12a、b、c、d、e、f六种短周期元素分别位于三个周期，它们的原子序数依次增大。a与d同主族，b与e同主族，c与f同主族。且c与f能形成原子个数比为21的化合物m和原子个数比为31的化合物n。已知e元素为地壳中含量居第2位的元素，d为金属。(1)写出下列元素符号：a_，b_，c_，d_，e_，f_。(2)m能在一定条件下生成n，写出反应的化学方程式：_。(3)写出f在元素周期表中的位置：_。(4)写出工业上用b来制备单质e的