2020届高三化学第一轮复习教案基本概念和基本理论：元素周期律和周期表

元素周期律和周期表一、备考目标：1、掌握元素周期表的结构、元素周期律 2、 学会用等量代换原理寻找等电子微粒 3、比较各种简单微粒半径的大小.4、理解原子结构与元素周期律和周期表之间的内在联系。二、要点精讲（一）元素周期表的结构： （1）周期：具有相同电子层的一系列元素列为一个周期： 周期序数原子核外电子层数 （2）族：具有相同最外层电子数（主族）或价电子数（副族）的一系列元素称为一族. 元素种数 第一周期 (2种)元 素 周 期 表 三个短周期 第二周期（8种） 第三周期（8种） 七个周期 第四周期（18种） （七个横行） 三个长周期 第五周期（18种） 第六周期（32种） 一个不完全周期 第七周期（21种） 七个主族（A - A） 十六个族 七个副族（B - B） （十八个纵行） 一个八族（）(含3个纵行) 一个零族（稀有气体）主族元素:由长、短周期元素组成的族.主族序数最外层电子数元素最高正化合价 (非金属元素:8|负化合价|).或 (非金属元素: 最高正化价+|负化合价| = 8 零族元素: 原子最外层电子已达稳定结构,故稀有气体在通常情况下难以发生化学反应:但与F2可在一定条件下反应，生成如XeF4等化合物，所以其惰性是相对的。 副族元素:全部由长周期元素组成的族. 副族序数价电子数最高正化合价价电子:用来参与化学反应的最外层电子以及次外层或倒数第三层的部分电子.（二）性质递变规律:（1）同周期元素递变性: Na Mg Al 与冷水反应: 剧烈 缓慢 与热水反应: 更剧烈 明显且溶液呈碱性 与H(酸溶液)反应: 很剧烈 剧烈 较为缓和 Mg(OH)2 Al(OH)3 与酸(H)反应: 可溶(Mg(OH)22HMg22H2O) 可溶(Al(OH)33HAl33H2O) 与碱(OH)反应: 不溶 可溶(Al(OH)3OHAlO22H2O) Si P S Cl 与H2化合条件 高温下，很少部分化合 高温 加热 光照或点燃 氢化物稳定性 极不稳定 不稳定 较不稳定 稳定 最高氧化物 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 及其水化物 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 酸性 弱酸 中强酸 强酸 最强的酸(水溶液中) 结论: Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱, 非金属性逐渐增强(2)同主族元素递变性: 族 A A A A A A A O 周期 非金属性逐渐增强FB 1 金 非 稀BeSiAl 2 属 金 有AsGe 3 性 属 气TeSb 4 逐 性 体CsPoAt 5 渐 逐 元 6 增 渐 素 7 强 金属性逐渐增强 增 强 小结：元素周期表中同周期，则主族元素性质的递变规律项 目同周期（从左到右）同主族（从上到下）价电子数（最外层电子数）由1逐渐增到7相同主要化合价最高正价由 +1+7负价由 4最高正价相同原子半径逐渐减小（惰性气体除外）逐渐增大金属性与非金属性金属性减弱非金属性增强金属性增强非金属性减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱酸性增强碱性增强酸性减弱非金属的气态氢化物生成由难到易稳定性由弱到强生成由易到难稳定性由强到弱得失电子能力失电子由 大小得电子由 小大得电子由 大小失电子由 小大(三)构、位、性的相互关系 性 质 位同化学性质同 位近化学性质近 主族最外层电子数最高正价（除O、F） 左右 递变性 核电荷数和核外电子数决定电子得失能力 上下 递变性、相似性 原子序数质子数核电荷数 位 置 主族序数最外层电子数 结 构 周期序数电子层数 (四)判断金属性或非金属性的强弱金属性强弱非金属性强弱最高价氧化物水化物碱性强弱最高价氧化物水化物酸性强弱与水或酸反应，置换出H的易难与H2化合的易难及生成氢化物稳定性活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属活泼非金属单质能置换出较不活泼非金属单质 (五)比较微粒半径的大小无论是原子还是离子（简单）半径，一般由原子核对核外电子的吸引力及电子间的排斥力的相对大小来决定.故比较微粒半径大小时只需考虑核电荷数、核外电子排斥情况.具体规律小结如下： 1. 核电荷数相同的微粒，电子数越多，则半径越大.即同种元素：阳离子半径原子半径阴离子半径 如:H+HH-; FeFe2+ Fe3+ Na+Na; ClCl-2. 电子数相同的微粒，核电荷数越多则半径越小即具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大，则半径越小如： (1)与He电子层结构相同的微粒: H-Li+Be2+ (2)与Ne电子层结构相同的微粒： O2-F-Na+Mg2+Al3+ (3)与Ar电子层结构相同的微粒: S2-Cl-K+Ca2+3. 电子数和核电荷数都不同的微粒：(1)同主族的元素,无论是金属还是非金属,无论是原子半径还是离子半径从上到下递增.(2)同周期:原子半径从左到右递减.如NaCl(3)同周期元素的离子半径比较时要把阴阳离子分开.同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素形成的阳离子半径.如Na+Cl-如第三周期,原子半径最小的是Cl,离子半径最小的是Al3+(4)如既不是同周期,又不是同主族,比较原子半径时,要寻找到合适的中间者.如Ge、P、O的半径大小比较，可找出它们在周期表中的位置，（ ）中元素为中间者. （N） O （Si） P Ge因为GeSiPNO,故GePO（六）周期表的应用：（1）根据周期表中的位置寻找元素及新物质（农药、半导体、催化剂等）（2）预测元素的性质： 比较不同周期，不同族邻位元素的性质； 推知未知元素的某些性质；（3）判断气态氢化物的分子构型和分子极性： 第A族：正四面体，非极性分子 第A族：三角锥形，极性分子，溶于水呈弱碱性 第A族：折线形（V型），极性分子，水溶液呈弱酸性（除） 第A族：HR直线形，极性分子，水溶液呈强酸性（HF为弱酸）三、知识点小结1、等电子微粒 2、比较各种微粒半径的大小3、推断元素在元素周期表的位置典题分析：例1、（2020四川）下列叙述中正确的是（ ）A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B除点周期外，其他周期均有18个元素C副族元素中没有非金属元素 D碱金属元素是指A族的所有元素解析：本题考查了元素周期表的有关知识。因为O、F无正价，所以A错误；在元素周期表中，只有第4、5周期为18种元素，第6、7周期有32种元素，所以B错误；所有的副族元素和第族为金属元素，所以C正确；碱金属不包括第A的氢元素，所以D错误。答案：C例2、（2020四川） X、Y、Z三者均为短周期元素，已知X元素有一种同位素不含中子，Y元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Z元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列化学式XYZ3、X2YZ2、X2YZ3、X2Y2Z2、X2Y2Z4、X4Y2Z2中，并非都存在的一组分子是ABCD解析：X元素有一种同位素不含中子，则X元素为H元素；Y元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，根据核外电排布规律，可知Y元素原子核外共有2个电子层，电子数分别为2、4，即Y元素为C元素；Z元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，即Z元素为O元素。所以这三种元素组成的物质就是碳元素的含氧酸和含氧衍生物，碳元素的含氧酸有：无机酸碳酸H2CO3，含氧衍生物有很多，其中题目中的X2YZ2为甲酸、X2Y2Z2为乙二醛、X4Y2Z2为醋酸（或乙酸）。因此根据题意答案为A选项。答案：A例3、（2020山东卷）下列说法正确的是（ ）ASiH4比CH4稳定BO2-半径比F-的小CNa和Cs属于第A族元素，Cs失电子能力比Na的强DP和As属于第A族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱解析：选项A中C与Si属于同主族元素，其氢化物的稳定性逐渐减弱，即CH4比SiH4稳定；选项B中O2与F的电子层结构相同，根据电子层相同，核电荷数小的，离子半径大，所以O2半径大于F半径；选项C中Na与Cs同主族，随着核电荷数的增大，原子失去电子的能力逐渐增强，即失去电子的能力：CsNa；选项D中根据同主族元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，所以酸性：H3PO4H3AsO4。答案：C。例4（2020广东卷）下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是（ ）原子序数为15的元素的最高化合价为3A族元素是同周期中非金属性最强的元素第二周期A族元素的原子核电荷数和中子数一定为6原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期A族ABCD解析：中最外层电子数为5，所以它的最高价为5；C原子的核电荷数为6，由于C元素存在同位素原子，所以中子数就不一定为6。答案：C 例5、已知118号元素的离子aW3+、bX+、cY2、dZ都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（ ）A、质子数cb B、离子的还原性Y2ZC、氢化物的稳定性H2YHZ D、原子半径XW解析：因aW3+、bX+、cY2、dZ具有相同的电子层结构，则有a-3=b-1=c+2=d+1，故质子数cB，离子的还原性Y2Z，氢化物的稳定性H2YHZ，原子半径XW 。答案：B例6、同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为（ ） A6 B12 C26 D30解析：根据周期表的结构可知：第1、2、3、4、5、6、7、周期所包含的元素种类数依次为2、8、8、18、18、32、32，同一主族的两种元素的原子序数相差等于2、8、8、18、18、32、32之某一个数或相邻几个数之和。A、B项明显不对，对C项：26=8+18；而D项中的30不能用2、8、8、18、18、32、32相邻几个数组成。答案：C例7、R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是（m、n均为正整数） ( )A若R（OH）为强碱，则W（OH）也为强碱B若HXO为强酸，则Y是活泼非金属元素C若Y的最低化合价为2，则的最高正化合价为6D若X的最高正化合价为5，则五种元素都是非金属元素解析：根据同一周期元素性质递变规律可知：同周期从左至右（除第一周期），原子半径随原子序数的递增而减小（稀有气体除外），金属单质熔点递增，非金属单质熔点递减；元素的金属性递减，非金属性递增；金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性递减，非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性递增；因R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，若R（OH）为强碱，则W（OH）不一定为强碱，若HXO为强酸，则Y必定是活泼非金属元素；若Y的最低化合价为2，则的最高正化合价应为7；若X的最高正化合价为+5，则R可以是Al；故A、C、D错，答案B例8、下列叙述正确的是 （ ） A同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高 B同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子 C同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点一定越高 D稀的气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高解析：本题涉及元素周期律的同主族、同周期、氢化物、稀有气体等方面。同周期元素的半径递变从周期表左往右依次减小，但单质分别属于金属晶体（Li），原子晶体（C），分子晶体（O2）变化规律完全不同。同主族元素从上往下，半径不断变大，碱金属，卤素，碳族元素的单质熔点变化都不相同，碱金属全体减小，卤素增大，而碳族前半族和后半族递变规律不同。同周期，半径越往右越小，越往非金属变化，越难失去电子。同主族的氢化物，由于有氢键的作用，H2O的沸点比H2S高。但相对分子质量后者大。D虽有“一定”这样的绝对的说法，但由于惰性气体单质晶体结构相同，却是正确的。例9、SO42-和 S2O82-结构中，硫原子均位于由氧原子组成的四面体的中心，且所有原子的最外层电子均满足8电子结构。下列说法正确的是（ ） AASO42-的电子式为 BS2O82-中没有非极性键CS2O82-比SO42- 稳定 DS2O82-有强氧化性解析：以原子结构为切入点，考查有关微粒的结构，由每个原子最外层电子数画电子式推出结论。SO42-的电子式应用中括号并表明电荷数，因S2O82-中有过氧非极性键而表现出强氧化性，因而S2O82-不如SO42- 稳定。答案：D 例10、 下列各组元素递变情况错误的是（ ）A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多B. P、S、元素最高正化合价依次升高C. N、O、F原子半径依次增大D. Na、K、Rb的金属性依次增强解析：根据元素周期律可知，随原子序数递增，元素原子的核外电子排布、原子半径、元素的化合价、元素的金属性、非金属性呈现周期性变化。答案：C例11、若短周期中的两种元素可形成原子个数比为的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是（ ）A. 1B. 3C. 5D. 6解析：根据化合物的形式确定形成化合物元素原子序数之差的可能性，是高考中一个重要的考点。可根据经验法求解，也可举出常见的实例求解。解法一：经验法：除B、族、N元素、少数具有多种奇偶数的元素外，若原子序数是奇数（偶数），则处于奇数（偶数）族，主族元素最外层电子数也是奇数（偶数），具有奇数（偶数）价。按此规律，原子个数比为时，可形成化合物或，价数之差为奇数，原子序数之差也是奇数。解法二：举例法：短周期元素能形成或的化合物有：A与A族元素、A和A族元素（显价），A和A族元素（），有关元素的原子序数为，：原子序数差1；、等原子序数差3；原子序数差5，无差值为6的化合物。答案：D例12、已知A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。 X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。 室温下单质A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。 化合物D受热催化分解，可制得元素Y的单质。（1）元素X是 ，Z是 。（2）写出中反应的化学方程式： 。（3）写出中反应的化学方程式： 。解析：这是一道综合题。由、可知X是非金属元素，说明A处于中间价态，初步判断是A族元素，在已学知识中，+碱，含有的物质受热分解可制得比的原子序数小的元素Y单质。答：（1） K （或写氯、钾）（2）（3）演练提高一、选择题1短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如右图，其中正确的是AZ一定是活泼金属元素BX的最高价氧化物的水化物是一种强酸C 1molY 的单质跟足量水反应时，发生转移的电子为2molD由Z单质形成的晶体属于分子晶体2第二周期的元素与氢元素所形成的常见分子或离子中，电子总数为10的有 A6种以上B5种C4种D3种3第三周期元素R，它的最外层达到饱和时所需电子数小于次外层和最内层电子数之差，并且等于最内层电子数的正整数倍，则关于R的正确说法 常温下能稳定存在的R的氧化物都能与NaOH溶液反应；R的最高价氧化物对应水化物都是强酸；R的单质固态时属于同一类型的晶体；R 的气态氢化物都能受热分解。A仅BCD4下面的推断，错误的是A铍是一种轻金属，它的氧化物的水化物可能具有两性B砹是一种有色固体，HAt很不稳定，AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体C硫酸锶（SrSO4）是难溶于水和盐酸的白色固体D硒化氢（H2Se）是无色、有毒，比H2S稳定的气体5下列有关物质性质的比较顺序中，不正确的是 A热稳定性：HFHClHBrHIB微粒半径：K+Na+Mg2+Al3+C酸性：HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3D熔点：LiNaKRb6下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是ANaF BMgI2 CBaI2 DKBr7在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于其它三种元素，若从中选出氟元素，选择的理由正确的是 A最高价氧化物对应水化物酸性最强B单质与冷水反应最剧烈C单质固态时为分子晶体，熔、沸点较低D在氧化物：OF6，P2O5，SiO2，Fe2O3中，OF6最稳定8已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-均是具有相同电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是 A原子半径CDABB原子序数bacdC离子半径DCABD单质的还原性ABCD9下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是 A六氟化氙（XeF6）B次氯酸（HClO）C氯化硫（S2Cl2） D三氟