高中化学必修一 课时4.6 元素周期表和元素周期律的应用20202021学年精品讲义

1、PAGE 元素周期表和元素周期律的应用【学习目标】1、知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式2、掌握“位构性”的关系及其应用【主干知识梳理】一、元素周期表的分区及元素性质的比较分区示意图分界线的划分沿着周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之间画一条虚线，虚线的左下方是金属元素，右上方是非金属元素特点元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性周期表的左下方金属性最强的元素是铯元素(放射性元素除外)；右上方非金属性最强的元素是氟元素；最后一个纵行是0族元素金属元素在分界线的左侧

2、，但分界线的左侧并不都是金属元素，如氢元素属于非金属元素二、元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系：主族元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于8(1)周期序数电子层数(2)最高正价最外层电子数主族序数8|最低负价| (其中，F无正价，O无最高正价)(3)最低负价主族序数8(4)元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系最高正价|最低负价|6420主族族序数AAAA三、元素周期表和元素周期律中的规律和应用1、元素周期表中的规律(1)“三角形

3、”规律：所谓“三角形”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，如图所示。【应用】处于A、B、C位置上的元素，可排列出其原子结构、性质等方面的规律。例如：原子序数CBA；原子半径CAB。 A、B、C若为非金属元素，则非金属性BAC；单质的氧化性BAC；阴离子的还原性Cn8An8Bn7(设A为n族，则B为n1族，下同)；气态氢化物的稳定性H7nBH8nA H8nC。A、B、C若为金属，则其失电子能力CAB；单质的还原性CAB；阳离子的氧化性B(n1)AnCn；最高价氧化物对应的水化物的碱性：C(OH)nA(OH)nB(OH)n1(2)“对角线”规律：有些元素在周期表中虽然既非同周期，又非同主

4、族，但其单质与同类化合物的化学性质却很相似，如：Li和Mg、Be和Al、B和Si等。这一规律称为“对角线”规律如图所示：【应用】根据已知元素及其化合物的性质，推导未知元素及其化合物的性质。(3)“相似”规律：同族元素性质相似；左上右下对角线上元素性质相似；同位素的化学性质几乎完全相同2、“位”、“构”、“性”之间的关系在解题中的应用(1)“位”、“构”、“性”的关系“位”、“构”、“性”的关系对关系图的理解从元素的原子结构推测元素在周期表中的位置及有关性质从元素在周期表中的位置推测元素的原子结构及相关性质元素的一些主要性质又能反映元素的原子结构和元素在周期表中的位置(2)结构与位置互推问题是解

5、题的基础掌握四个关系式：a核外电子层数周期数 b质子数原子序数原子核外电子数核电荷数 c最外层电子数主族序数d主族元素的最外层电子数主族序数最高正价数 (O、F元素除外)e最低负价的绝对值8主族序数(仅限第AA族)熟练掌握周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数；稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系等(3)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：元素的金属性、非金属性气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸、碱性(4)结构和性质的互推问题是解题的要素最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性原子半径决定了元素

6、单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质同主族元素最外层电子数相同，性质相似判断元素金属性和非金属性的方法【微点拨】元素“位构性”规律中的特例绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(eq oal(1,1)H)无中子元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显1价；在NaH中氢显1价3、预测新元素：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索4、启发人们在一定区域内寻找新物

7、质在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新农药在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料5、预测元素的性质(由递变规律推测) 比较不同周期、不同主族元素的性质如：金属性MgAl，CaMg，则碱性Mg(OH)2Al(OH)3，Ca(OH)2Mg(OH)2 推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶又如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等【课后作业】1、已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是()A单质有氧化性 B

8、最高正价一定为7价C是非金属元素 D同周期元素中原子半径最小 2、运用元素周期律分析，下列说法错误的是()ARa是第7周期A族的元素，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强BAs是第4周期A族的元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱CCs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈DCl的核电荷数比Al的核电荷数大，Cl的原子半径比Al的原子半径小3、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3第A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A B

9、 C D4、镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是()ALi2SO4能溶于水 BLiOH是易溶于水、受热不分解的强碱CLi遇浓硫酸不产生“钝化”现象 DLi2CO3受热分解，生成Li2O和CO25、科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期A族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是()A它的最外层电子数为4 B它的最高价氧化物的水化物是强酸C它具有2、4价 D它的金属性比铅强6、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的变化如图。已知W的一

10、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的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是 ()A对应的简单离子的半径：XW B对应的简单气态氢化物的稳定性：YQ B最高价氧化物对应水化物的酸性：QQR D单质T与NaOH溶液不反应10、目前，人类已经发现的非金属元素除稀有气体元素外共有16种，下列对这16种非金属元素的判断不正确的是()都是主族元素，原子的最外层电子数都大于3 单质在反应中都只能作氧化剂 对应的含氧酸都是强酸 氢化物常温下都是气态，所以又叫气态氢化物 氧化物与水反应都不会再生成气体A全部 B只有 C只有 D只有11、

11、锗(Ge)是第四周期A族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，下列叙述正确的是()A锗是一种金属性很强的元素 B锗的单质具有半导体的性能C锗化氢(GeH4)稳定性很强 D锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸12、如图是元素周期表的一部分，关于元素X、Y、Z的叙述正确的是()X的气态氢化物与Y的最高价氧化物对应的水化物能发生反应生成盐Y、Z的气态氢化物的水溶液的酸性：YSeP B还原性：S2Se2BrCSe在元素周期表中位于第四周期A族 DSe、Br位于同一主族22、根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是()A气态氢化物的稳定性：H2ONH3SiH4B氢元素与其他元素可形

12、成共价化合物或离子化合物C如图所示实验可证明元素的非金属性：ClCSiD用中文“”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族23、短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是()YZXWA原子半径：XYZC一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物 D最高价氧化物对应水化物的酸性：YW24、现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构TM层上电子数是K层上电子数的3倍X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是7价(1)元素X位于元素周期表的第_

13、周期第_族，它的一种核素可测定文物年代，这种核素的符号是_(2)元素Y的原子结构示意图为_，与氢元素形成一种离子YHeq oal(,4)，写出某溶液中含有该微粒的检验方法_(3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是_(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是_a常温下Z的单质和T的单质状态不同bZ的氢化物比T的氢化物稳定c一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是_，理由是_【元素周期表和元素周期律的应用】答案1、B。解析：某原子的最外层有7个电子，说明位于A

14、族，A族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第A族为非金属元素，故C说法正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。2、B。解析：同主族元素，随原子序数的增大，自上而下元素的金属性增强，非金属性减弱，第A族元素Mg和Ra，原子序数MgMg(OH)2，A项正确；第A族元素N和As，原子序数NAs，则其对应阴离子的还原性N3As3，B项错误；C项中Cs比Na更易失电子，其与水反应比钠更剧烈，C项正确；Al和Cl同周期，且原子序数AlCl，D项正确。3、C。解析：原子序数为15的元素

15、是P，最高化合价为5价，错误；在元素周期表中，同一周期随原子序数递增非金属性逐渐增强，正确；C的质子数为6，但中子数不一定为6，因为C存在14C、13C等同位素，错误；原子序数为12的元素为Mg，正确。4、B。解析：根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性质推测相应的Li及其化合物的性质。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。5、B。解析：由题意知，该元素位于A族铅元素下面，金属性比铅强，D正确；它的最高价氧化物的水化物应是碱

16、，B不正确；因处于A族，其原子最外层有4个电子，A正确；由A族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知，C正确6、D。解析：根据题目所给信息可推出W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl。核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小，可知对应的简单离子的半径：NaY2，则非金属性：XY，C正确；非金属元素氢化物水溶液酸性的强弱不能作为元素非金属性强弱的判断依据，D错误。9、A。解析：X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z为磷元素。它们在周期表中的位置如图。元素非金属性由弱到强的顺序为PSO，A项正确；S元

17、素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4，B项错误；非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，因此X的气态氢化物最稳定，C项错误；根据元素周期律，原子半径由大到小的顺序为PSO，D项错误。10、D。解析：短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：R(N)T(Al)Q(Si)W(S)氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：AlSiP，同一

18、主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：PN，即AlSiPN，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。10、A。解析：H元素原子最外层电子数为1，错误；H2、I2、S等都可作还原剂，错误；HClO为弱酸，错误；H2O常温下为液态，错误；3NO2H2O=2HNO3NO，错误，故选A项。11、B。解析：依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物稳定性：CH4SiH4GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4稳定性很弱；最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3H4SiO4H4GeO4，H4SiO4难溶于水，故H4GeO4为难溶于水的弱酸；因为锗处于元素周期表

19、中金属区与非金属区的交界线上，所以锗单质应具有半导体的性能。12、A。解析：根据元素周期表的结构，可知R为He，X为N，Y为S，Z为Br；2NH3H2SO4=(NH4)2SO4；氢硫酸的酸性小于氢溴酸；Br2在常温下是液体，能与铁粉反应；Br的原子序数为35，S的原子序数为16；Br处于第四周期，该周期包括18种元素。13、B。解析：第三周期的Al元素，既有金属性，又有非金属性，故A错误；H最外层无电子，Li最外层有2个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，故C错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同；故D错误。14、B。解析：根据图示元素的

20、位置关系，结合Z原子的最外层电子数是K层电子数的3倍，可以推出Z为S，从而可以确定X为N，Y为O，W为Cl。N的最常见气态氢化物NH3的水溶液显碱性，A项错误；非金属性：ClS，因此最高价氧化物的水化物的酸性：HClO4H2SO4，B项正确；O的非金属性强于S的，因此O2与H2反应较S与H2反应剧烈，C项错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此N的原子半径大于O的，D项错误。15、C。解析：构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。16、C。解析：A项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；B项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；C项，元素周期

21、表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，也具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，正确；D项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。17、A。解析：短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是6，最低负价为2，则R是第A族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。18、C。解析：A项，硒元素与氧元素同主族，原子最外层有6个电子，原子核外有4个电子层，则其原子序数是2818634，正确；B项，Se最外层有6个电子，最

22、高正化合价为6价，最高价氧化物的化学式为SeO3，正确；C项，同一主族自上而下，元素的非金属性减弱，所以Se比S的非金属性弱，错误；D项，Se与S同主族，其气态氢化物化学式为H2Se，正确。19、A。解析：X为N元素，处于第二周期A族，A项错误，B项正确；非金属性：NP，则X的氢化物比PH3稳定，C项正确；N元素的常见化合价有3、2、3、5等，D项正确。20、A。解析：因X的原子半径小于Y且X、Y原子的最外层电子数相同，则推知X、Y属同主族，且X在Y的上一周期，因此A项中若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱，A正确；B项中HnXOm为强酸，其氢化物溶于水不一定显酸性，如HNO3NH3，B错；C项中X元素单质是X2，但Y元素单质不一定为Y2，如O2和S，C错；D项中若Y的最高正价为m，而X的最高正价不一定为m，如F无正价，而Cl的最高正价为7，D错。21、C。解析：由图示信息可