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第二节元素周期律 第四章物质结构元素周期律 考纲 网络 掌控全局 梳理 判断 突破点面 梳理基础 一 原子的核外电子排布1 电子层的表示方法及能量变化 近远 低高 2 原子核外电子的排布规律 1 核外电子一般总是尽量先排布在 的电子层里 2 每个电子层最多容纳的电子数为 个 3 最外层最多容纳电子数不超过 个 K层为最外层时不超过 个 4 次外层最多容纳的电子数目不超过 个 倒数第三层不超过 个 3 原子核外电子层排布的表示方法 原子或离子结构示意图 下面为钠的原子结构示意图 能量最低 2n2 8 2 18 32 二 元素周期律1 定义 元素的性质随着 的递增而呈 变化的规律 2 实质 元素原子 的周期性变化 3 主族元素的变化规律 原子核 电子层 电子数 原子序数 周期性 核外电子排布 相同 增多 1 相同 减小 增大 增强 减弱 减弱 增强 减弱 增强 增强 减弱 1 7 主族序数 8 主族 增强 减弱 减弱 增强 易 增强 难 减弱 减弱 增强 4 元素周期律和元素周期表应用的重要意义 1 为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索 2 寻找新材料 半导体材料 与 交界处的元素 优良的催化剂 耐高温 耐腐蚀的特种合金材料 高效农药 含 等元素的化合物 金属 非金属 过渡元素 过渡元素 F Cl S P 判断正误 正确的打 错误的打 1 多电子原子中 在离核较近的区域内运动的电子能量较高 2 元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 3 元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果 4 碱性 NaOH Mg OH 2 Al OH 3 5 2012 天津高考 短周期第 A与 A族元素的原子间构成的分子 均满足原子最外层8电子结构 6 2012 朝阳一模 S P Cl得电子能力和它们相应的最高价氧化物对应水化物的酸性均依次增强 7 除零族元素外 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 热点一 热点 典例 融会贯通 元素金属性和非金属性强弱的比较 1 元素金属性强弱的判断依据 1 根据金属单质与水 或酸 反应的难易程度 越易反应 则对应金属元素的金属性越强 2 根据金属单质与盐溶液的置换反应 A置换出B 则A对应的金属元素的金属性比B对应的金属元素的金属性强 3 根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱 单质的还原性越强 对应阳离子的氧化性越弱 元素的金属性越强 Fe对应的是Fe2 而不是Fe3 4 根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 碱性越强 则对应金属元素的金属性越强 5 根据电化学原理 不同金属形成原电池时 作负极的金属活泼 在电解池中的惰性电极上 先析出的金属其对应的元素不活泼 2 元素非金属性强弱的判断依据 1 根据非金属单质与H2化合的难易程度 越易化合 则其对应元素的非金属性越强 2 根据形成的气态氢化物的稳定性或还原性 越稳定或还原性越弱 则其对应元素的非金属性越强 3 根据非金属之间的相互置换 A能置换出B 则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应的非金属元素的非金属性 4 根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 酸性越强 则对应非金属元素的非金属性越强 5 根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱 单质的氧化性越强 其对应阴离子的还原性越弱 元素的非金属性越强 6 最高价含氧酸形成的盐 同种阳离子 碱性越弱对应的非金属元素的非金属性越强 特别提醒1 元素的性质与单质的性质一般是一致的 但是单质的性质还受单质结构的影响 如元素的非金属性N P 但是N2的性质非常稳定 而白磷却易自燃 这是由于N2分子中有氮氮三键 结构稳定造成的 2 元素金属性 非金属性为元素的化学性质 与元素单质及其化合物的物理性质 如沸点 溶解性等无关 例1 2012 杭州师大附中月考 下列有关叙述 非金属单质N能从M的化合物中置换出非金属单质M M原子比N原子容易得到电子 两元素的阴离子在电极上放电时 N 优先于M 气态氢化物水溶液的酸性HmM HnN 氧化物水化物的酸性HmMOx HnNOy 单质熔点M N 能说明非金属元素M比N的非金属性强的是 A B C D 解析 非金属性越强 得电子能力越强 阴离子还原性越弱 氢化物越稳定 最高价氧化物对应水化物酸性越强 由此可得到答案为B 答案 B 1 2012 北京高考 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 C1 D 酸性 H3AsO4 H2SO4 H3PO4 解析 同周期元素 从左向右原子半径依次减小 Cl原子半径小于P A错误 同周期元素 从左向右 非金属性依次增强 氢化物的稳定性依次增强 AsH3的稳定性小于HBr B错误 同主族元素 自上而下 非金属性依次减弱 最高价氧化物对应水化物酸性依次减弱 H3AsO4的酸性弱于H3PO4 D错误 答案 C 热点二 位 构 性 之间的关系 1 明确四个关系式 1 电子层数 周期序数 2 质子数 原子序数 3 最外层电子数 主族序数 4 主族元素的最高正价 族序数 F除外 最低负价 主族序数 8 2 掌握由原子序数确定元素位置的方法 首先熟记各周期0族元素原子序数 然后拿已知元素原子序数去比较 1 若b a 1 2 则B元素处于A元素的下周期第 A或第 A族 如38号元素比第四周期氪的原子序数 36 多2 故该元素处在第五周期第 A族 2 若a b 1 5 则B元素处于A元素所在周期的第 A 第 A族 如49号元素比第五周期的氙 54号 原子序数少5 因此该元素处在第五周期第 A族 3 掌握原子序数差规律 1 同周期第 A和第 A族元素原子序数之间的关系 前三周期的所有元素中相邻元素的原子序数差值为1 第四 五周期的差值为11 第六 七周期为25 2 同族的上下周期元素原子序数之间的关系 若为第 A 第 A的元素 原子序数的差值等于上一种元素所在周期所能够排列的元素种类数 若为第 A至0族的元素 原子序数的差值等于下一种元素所在周期所能够排列的元素种类数 特别提醒原子序数是奇数 或偶数 的主族元素 其所在主族序数必为奇数 或偶数 例2 2012 北京房山一模 X Y Z W为四种短周期元素 有关这四种元素的说法中一定正确的是 A Y的氢化物与W的氢化物反应的产物只含有共价键B 1molW的单质参加氧化还原反应时转移的电子数为2molC 0 3molCu分别与足量HYO3和H2ZO4的稀溶液反应均产生0 2mol气体D X与Z形成XZ2时各原子均满足8电子稳定结构 解析 X Y Z W为四种短周期元素 由原子半径可推知这四种元素在第二 三周期 结合化合价可知 X应为C Y为N Z为S W为Cl Y的氢化物 NH3 与W的氢化物 HCl 反应生成氯化铵 除了共价键还有离子键 A错误 1molCl2的单质参加氧化还原反应 完全还原成Cl 时转移的电子数为2mol 如果发生自身的氧化还原则不是 如与碱反应 B错误 Cu不与稀硫酸反应 C错误 CS2类似于CO2 各原子均满足8电子稳定结构 D正确 答案 D 2 2012 潮州二模 短周期元素X Y Z M R在周期表中的相对位置如图所示 下列说法正确的是 A X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定B 原子半径的大小顺序为 r R r M r Z C 元素的最高价氧化物对应水化物的酸性R强于MD 离子R 和Z3 的电子层结构相同 解析 由周期表的结构可知 短周期元素X Y Z M R这五种元素在第二 第三周期 分别为X为N Y为O Z为Al M为S R为Cl O的非金属性比N强 O的氢化物也比N的氢化物稳定 A错 同周期元素 原子半径从左往右依次变小 B错误 非金属性越强 元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强 C正确 离子R 比Z3 多一个电子层 D错误 答案 C 热点三 元素在元素周期表中的位置确定 1 由原子结构的特点确定 根据原子序数 核电荷数 电子层数 周期数 最外层电子数 主族序数来确定元素在元素周期表中的位置 再根据主族元素的名称和顺序确定元素的名称 2 由元素形成的离子的电子层结构确定 根据稀有气体原子的电子层结构与同周期的主族非金属元素形成的简单阴离子的电子层结构相同 与下一周期的主族金属元素形成的简单阳离子的电子层结构相同来确定 3 根据原子序数确定元素在周期表中的位置的思维程序 首先要熟记每周期中稀有气体元素的原子序数 比大小 定周期 若该原子序数比最邻近的稀有气体原子序数小 则该元素与该稀有气体元素同周期 若该原子序数比最邻近的稀有气体原子序数大 则该元素在稀有气体元素所在周期的下一周期 求差值 定族数 若某元素原子序数比相应稀有气体元素多1或2 则该元素处于该稀有气体元素所在周期的下一周期的 A族或 A族 若比相应稀有气体元素少1 5 则该元素处于稀有气体元素所在周期的 A A族 对于过渡元素族序数的确定另行考虑 4 根据元素的特殊性质进行推断 如钠元素的焰色反应 氢气在氯气中燃烧的火焰颜色 铝既能和酸反应也能和强碱反应等等 例3 2012 大纲高考 元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同 且X的离子半径小于负二价硫的离子半径 X元素为 A AlB PC ArD K 解析 Al的离子半径和钙离子的核外电子排布不同 A错误 P形成的简单离子的半径大于负二价硫的离子半径 B错误 Ar不能形成简单离子 C错误 答案 D 3 2012 合肥八中质检 若以R M分别代表一种元素 下列说法正确的是 A 若存在简单阴离子R 则R一定属于 A族B 若存在简单阴离子R2 则R一定属于 A族C 若存在简单阳离子M 则M一定属于 A族D 若存在简单阳离子M2 则M一定属于 A族 解析 能形成简单阴离子R 除了 A族元素 也可能是H A错误 只有 A族元素能形成简单阴离子R2 B正确 能形成简单 1 2价的阳离子 除了 A A族元素 B B族元素也可以 C D错误 答案 B 实验 操作 提高素养 实验课题 同周期元素性质的递变规律探究 1 实验目的 探究第三周期元素金属性和非金属性的递变规律 2 实验原理 1 利用置换反应比较Cl和S的非金属性强弱 2 利用Na Mg Al与H2O或H 反应的剧烈程度比较Na Mg Al的金属性强弱 3 测定同浓度H2SO4和H3PO4的pH 把H3PO4滴入Na2SiO3溶液中比较H3PO4和H2SiO3的酸性强弱 从而比较Si P S的非金属性强弱 3 探究活动 1 探究Na Mg Al的金属性强弱 见下表 2 探究Cl S P Si的非金属性强弱 见下表 4 操作提示 1 钠要取 黄豆粒 大小 且要用试纸擦干其表面的煤油 放在大的烧杯或玻璃水槽中进行实验 2 镁条 铝条最好取形状 大小一样的且放入等体积等浓度的盐酸中进行实验 3 氯水和H2S溶液均要新制的 4 测溶液的pH的操作 把一小片pH试纸放在干净的表面皿上 用干净的玻璃棒 或胶头滴管 蘸取一滴待测液点在pH试纸的中央 待变色后立即与标准比色卡进行比较 5 实验小结 金属性 Na Mg Al 非金属性 Cl S P Si 例4 2011 汕头模拟 双选 根据下列实验现象 所得结论正确的是 解析 A项 活泼金属作负极 正极上有气泡产生 B项 不能确定置换出碘的是氯还是溴 C项 溶解度大的沉淀转化成溶解度小的沉淀 D项 比较非金属性强弱 要看非金属最高价氧化物对应的水化物酸性强弱 故选A C两项 答案 AC 4 某同学探究同周期元素性质的递变规律 并讨论影响化学反应速率的因素 选用的试剂如下 镁条 铝条 铝粉 钠 新制Na2S溶液 新制氯水 0 5mol L 1盐酸 3mol L 1盐酸 酚酞试液 其设计的实验方案及部分实验现象如下表 请回答下列问题 1 实验 中可以说明该反应是放热反应的现象是 2 由实验 可得出决定化学反应快慢的主要因素是 3 实验 的现象是产生浅黄色沉淀 离子方程式为 根据实验 的现象可得到的结论是 4 实验 中 因为铝粉消失所用的时间短 因此 该同学得出结论 铝比镁易失电子 该结论是否正确 填 是 或 否 通过实验 说明要加快化学反应速率可采取的措施可以是 或 解析 1 钠熔化成闪亮的小球 是由于该反应放热 且钠的熔点低 2 决定反应的快慢 内因是反应物本身的性质 是最主要的 外因有温度 压强 浓度 催化剂 接触面积等等 3 氯气的氧化性很强 能将S2 氧化成硫单质 4 由于铝粉表面积大 接触面积大 反应快 不能说明铝比镁更容易失电子 答案 1 钠熔化成闪亮的小球 2 反应物本身的性质 3 S2 Cl22Cl S 氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性 4 否增大反应物的浓度增加固体反应物的表面积 巩固 演练 基础达标 1 下列说法正确的是 A P和S属于第三周期元素 P原子半径比S小B Na和Rb属于第 A族元素 Rb失电子能力比Na强C C和Si属于第 A族元素 SiH4比CH4稳定D Cl和Br属于第 A族元素 HClO4酸性比HBrO4弱 B 2 下列各组物质的性质比较 正确的是 A 酸性 HCl HBr HIB 氢化物稳定性 NH3 PH3 H2OC 碱性 NaOH Mg OH 2 Ca OH 2D 氧化性 F2 Cl2 Br2 I2 解析 A项应为HI HBr HCl B项应为H2O NH3 PH3 C项应为Ca OH 2 Mg OH 2 答案 D 3 2012 茂名二模 甲 乙 丙 丁四种元素位于同一短周期 原子序数依次增加 已知 甲最外层电子数最少 丁氢化物水溶液是一种常见强酸 丙的最外层电子数是最内层电子数的两倍 下列判断正确的是 A 原子半径 甲 乙B 最外层电子数 乙 丙C 电解甲和丁形成化合物的水溶液可获得甲单质D 丙的氧化物能溶于甲的氧化物的水化物 解析 同一周期 原子半径从左往右逐渐减小 乙在甲的右边 应比甲小 A错 丙比乙的原子序数大 最外层电子数比乙的多 B错 在短周期元素中 氢化物溶于水具有强酸性的只有Cl 可见这四种元素位于第三周期 而甲是第三周期中最外层电子数最少的元素 Na 电解氯化钠溶液不可能得到钠单质 C错 丙最外层电子是最内层电子的两倍 可推知是硅 SiO2是一种酸性氧化物 能与NaOH反应 D正确 答案 D 4 2012 韶关二模 双选 X Y Z T是四种原子序数递增的短周期元素 其部分性质或结构如下 下列说法正确的是 A 原子半径大小顺序 T Z Y XB Y Z分别形成的氢化物的稳定性 Z YC T的单质与Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液能反应D 由X Y和Z三种元素构成的强电解质 对水电离均起抑制作用 解析 X形成的简单阳离子没有电子 可知X为H 氢化物和最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的短周期元素只有N 族序数是周期序数的3倍的只有O 而T只能是Al A中正确的半径大小顺序应为Al N O H A不正确 非金属性O N 氢化物稳定性水强于氨气 B正确 Al能与稀硝酸反应 C正确 X Y和Z三种元素可以形成铵盐 对水的电离能起促进作用 D错误 答案 BC 5 W X Y Z是四种常见的短周期元素 其原子半径随原子序数变化如下图所示 已知W的一种核素的质量数为18 中子数为10 X和Ne原子的核外电子数相差1 Y的单质是一种常见的半导体材料 Z的电负性在同周期主族元素中最大 1 X位于元素周期表中第 周期第 族 W的原子核外最外层有 个电子 2