高中化学高考一轮复习人教版元素周期表和周期律（学生版）

高中化学高考一轮复习人教版（2019）必修第一册元素周期表和周期律【问题查找】1、最近媒体报道了一些化学物质，如：爆炸力极强的N5、比黄金还贵的18O2、太空中的甲醇气团等。下列说法中正确的是()A．18O16O是由极性键形成的极性分子B．甲醇(CH3OH)属于离子化合物C．N5和N2是氮元素的两种同位素D．由N5变成N2是化学变化2、a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是()A．原子半径：d>c>b>a B．4种元素中b的金属性最强C．c的氧化物的水化物是强碱 D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强3、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是()A．X的简单氢化物的热稳定性比W强B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L–1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（）A．原子半径的大小W<X<YB．元素的非金属性Z>X>YC．Y的氢化物常温常压下为液态D．X的最高价氧化物的水化物为强酸[5、W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是（）A．单质的沸点：W>XB．阴离子的还原性：W>ZC．氧化物的水化物的酸性：Y<ZD．X与Y不能存在于同一离子化合物中【要点精讲】【学习目标】1、掌握原子结构、同位素概念的理解2、元素的原子结构、在周期表中位置、基本性质三者间的关系3、了解化学键的定义，离子键、共价键的形成【目标分解】1、掌握原子结构、同位素等概念1.1掌握原子外层电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化1.2掌握同位素的定义1.3掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系2、元素的原子结构、在周期表中位置、基本性质三者间的关系2.1熟悉元素周期表的结构(周期、族)，知道金属、非金属在周期表中的位置2.2以第三周期元素为例，掌握同周期元素性质递变规律与原子结构的关系2.3以IA、VIIA元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律与原子结构的关系2.4掌握常考元素（如C、N、O、Na、Mg、Al、Si、S、Cl等）的化学性质2.5掌握金属最高价氧化物、非金属最高价氧化物对应的水化物酸碱性比较2.6掌握非金属的氢化物的稳定性和沸点高低比较3、了解化学键的定义，离子键、共价键的形成3.1熟悉化学键的定义3.2掌握离子键和共价键的性质3.3掌握离子化合物、共价化合物的区分精讲一、原子结构与同位素一、原子结构与同位素1．构成原子或离子的微粒间的数量关系(1)质子数(Z)＋中子数(N)＝质量数(A)＝原子的近似相对原子质量(2)原子的核外电子数＝核内质子数＝核电荷数(3)阳离子核外电子数＝核内质子数－阳离子所带电荷数(4)阴离子核外电子数＝核内质子数＋阴离子所带电荷数2．元素、同位素、核素之间的联系和区别精讲二、元素的原子结构、在周期表中位置、基本性质一、元素周期律及其实质1．定义：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。2．实质：是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。核外电子排布的周期性变化，决定了元素原子半径、最外层电子数出现周期性变化，进而影响元素的性质出现周期性变化。3．以第3周期或第VIIA族为例，随着原子序数的递增元素性质同周期元素（左→右）同主族元素（上→下）(1)．最外层电子数逐渐增多（1e—→8e—）相同(2)．原子半径逐渐减小（稀有气体最大）逐渐增大(3)．主要化合价最高正价：+1→+7；最低负价4→1；最低负价＝主族序数－8最高正价相同；最低负价相同（除F、O外）最高正价＝主族序数(4)．第一电离能呈增大的趋势呈减小趋势(5)．电负性电负性逐渐增大电负性逐渐减小(6)．得失电子能力失能减；得能增。失能增；得能减。(7)．元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强。金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱。(8)．最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱；酸性逐渐增强。碱性逐渐增强；酸性逐渐减弱。(9)．非金属气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱注意：元素各项性质的周期性变化不是简单的重复，而是在新的发展的基础上重复。随着原子序数的增大，元素间性质的差异也在逐渐增大，并且由量变引起质变。二、元素周期表及其结构1．元素周期表：电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，得到的表叫元素周期表。元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律。2．元素周期表的结构(1)周期：具有相同的电子层数的元素按原子序数递增的顺序排列成的横行叫周期。长式周期表有7个周期：1、2、3周期为短周期；4、5、6周期为长周期；7为不完全周期。目前1～7周期元素数目分别为2、8、8、18、18、32、26。周期序数=电子层数。(2)族：最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序排成的纵行叫族（除8、9、10列）。长式元素周期表有18纵行，分为16个族。主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。用族序数后加字母A表示。7个。副族：完全由长周期元素构成的族。用族序数（罗马数字）后加字母B表示。7个。第Ⅷ族：第8、9、10纵行。0族：第18列稀有气体元素。(3)镧系元素：周期表中[行6，列3]的位置，共15种元素。(4)锕系元素：周期表中[行7，列3]的位置，共15种元素。均为放射性元素(5)过渡元素：第Ⅷ族加全部副族共六十多种元素的通称，因都是金属，又叫过渡金属。三、原子结构、元素的性质、元素在周期表中的位置间的相互关系元素在周期表中位置与元素性质的关系(1)分区线附近元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性。(2)对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，其相似性甚至超过了同主族元素，被称为“对角线规则”。实例：①锂与镁的相似性超过了它和钠的相似性，如：LiOH为中强碱而不是强碱，Li2CO3难溶于水等等。②Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物均表现出明显的“两性”；Be和Al单质在常温下均能被浓H2S04钝化；A1C13和BeCl2均为共价化合物等。③晶体硼与晶体硅一样，属于坚硬难熔的原子晶体。2．原子结构与元素性质的关系(1)与原子半径的关系：原子半径越大，元素原子失电子的能力越强，还原性越强，氧化性越弱；反之，原子半径越小，元素原子得电子的能力越强，氧化性越强，还原性越弱。(2)与最外层电子数的关系：最外层电子数越多，元素原子得电子能力越强，氧化性越强；反之，最外层电子数越少，元素原子失电子能力越强，还原性越强。(3)分析某种元素的性质，要把以上两种因素要综合起来考虑。即：元素原子半径越小，最外层电子数越多，则元素原子得电子能力越强，氧化性越强，因此，氧化性最强的元素是氟F；元素原子半径越大，最外层电子数越少，则元素原子失电子能力越强，还原性越强，因此，还原性最强的元素是铯Cs（排除放射性元素）。(4)最外层电子数≥4，一般为非金属元素，易得电子，难失电子；最外层电子数≤3，一般为金属元素，易失电子，难得电子；最外层电子数=8（只有二个电子层时=2），一般不易得失电子，性质不活泼。如He、Ne、Ar等稀有气体。3．原子结构与元素在周期表中位置的关系(1)电子层数等周期序数；(2)主族元素的族序数=最外层电子数；(3)根据元素原子序数判断其在周期表中位置的方法记住每个周期的元素种类数目（2、8、8、18、18、32、32）；用元素的原子序数依次减去各周期的元素数目，得到元素所在的周期序数，最后的差值（注意：如果越过了镧系或锕系，还要再减去14）就是该元素在周期表中的纵行序数（从左向右数）。记住每个纵行的族序数知道该元素所在的族及族序数。4．元素周期表的用途(1)预测元素的性质：根据原子结构、元素性质及表中位置的关系预测元素的性质；①比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等。如：碱性：Ra(OH)2>Ba(OH)2；气态氢化物稳定性：CH4>SiH4。②比较同周期元素及其化合物的性质。如：酸性：HClO4>H2SO4；稳定性：HCl>H2S。③比较不同周期、不同主族元素性质时，要找出参照物。例如：比较氢氧化镁和氢氧化钾的碱性，可以把氢氧化钠作为参照物得出氢氧化钾的碱性强于氢氧化镁。④推断一些未学过的元素的某些性质。如：根据ⅡA族的Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可以推知Be(OH)2更难溶。(2)启发人们在一定范围内寻找某些物质①半导体元素在分区线附近，如：Si、Ge、Ga等。②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料、主要在过渡元素中找。如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。例题1、短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()WXYZA．氢化物沸点：W<Z B．氧化物对应水化物的酸性：Y>WC．化合物熔点：Y2X3<YZ3 D．简单离子的半径：Y<X四、元素的金属性或非金属性强弱的判断1．元素金属性强弱比较方法①与水（或非氧化性酸）反应置换氢的难易。越易，金属性越强。②最高价氧化物的水化物碱性强弱。越强，金属性越强。③互相置换反应(金属活动性顺序表)。金属性较强的金属可以把金属性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。注意，较活泼的金属不能活泼到和盐溶液中的水反应。④单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子的先后）。一般地来说，阳离子氧化性越弱，电解中在阴极上越难得电子，对应金属元素的金属性越强。⑤原电池反应中正负极。负极金属的金属性强于正极金属。⑥一般来说，元素第一电离能越小，电负性越小，则其金属性越强。⑦金属活动性顺序：K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au2．元素非金属性强弱比较方法①与H2化合的难易及氢化物的稳定性。越易化合、氢化物越稳定，则非金属性越强。②最高价氧化物的水化物酸性强弱。酸性越强，则非金属性越强。③单质的氧化性或离子的还原性。阴离子还原性越弱，则非金属性越强。④互相置换反应。非金属性强的元素可以把非金属性弱的元素从其盐中置换出来。五、微粒（原子及离子）半径大小比较规律(1)影响原子（或离子）半径大小的因素①电子层数越多，半径越大；②．电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。(2)具体规律①同主族元素的原子半径（或离子半径）随核电荷数的增大而增大。如：F<Cl<Br<I；Li<Na<K<Rb<Cs。②同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）。如：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。③电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：F>Na+>Mg2+>Al3+。④同种元素的微粒半径：阳离子<原子<阴离子。如Na+＜Na；Cl＜Cl。⑤同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。如Fe>Fe2+>Fe3+。⑥稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径（测量方法不同）。六、位构性的关系1．从元素周期表归纳电子排布规律(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素．(2)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族元素或0族元素氦．(3)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．(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期．(5)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的规律(1)主族元素的最高正价数等于主族序数，等于主族元素原子的最外层电子数，其中氟无正价．非金属元素除氢外，均不能形成简单阳离子，金属元素不能形成简单阴离子．(2)主族元素的最高正价数与最低负价数的绝对值之和为8，绝对值之差为0、2、4、6的主族依次为ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族．(3)非金属元素的正价一般相差2，如氯元素正化合价有＋7、＋5、＋3、＋1等，某些金属也符合此规律，如锡元素正化合价有＋4、＋2价．(4)短周期元素正价变化随原子序数递增，同周期有一个＋1到＋7价的变化(ⅠA～ⅦA族)；长周期有两个＋1到＋7价的变化(ⅠA～ⅦB族，ⅠB～ⅦA族)．例题2、短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是()A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱C．Y的单质的氧化性比Z的强D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物3．物质中化学键的存在规律(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。(3)在非金属单质中只可能有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。(4)构成稀有气体的单质分子，分子中不存在化学键。(5)完全由非金属元素也可以形成离子键，如NH4Cl等。4．化学键与物质类别关系(1)只含非极性共价键的物质：非金属元素构成的单质，稀有气体除外，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。(2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。(3)既有极性键又有非极性键的物质，如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。(4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。(5)既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。(6)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：如HF等。(7)只含有共价键，而无范德华力的化合物：如原子晶体SiO2、SiC等。(8)无化学键的物质为稀有气体，如Ar等。5．用电子式表示化合物的形成过程(1)离子化合物①AB型如：NaCl：②AB2型如：MgCl2：______________________________________________③A2B型如：Na2S：______________________________________________(2)共价化合物如：H2O：______________________________________________【查漏补缺】1．aXn－和bYm＋为两主族元素的离子，它们的电子层结构相同，下列判断错误的是()A．原子半径X<YB．a＋n＝b－mC．Y的最高价氧化物的化学式为YOmD．X的氢化物的化学式为HnX2．“玉兔”号月球车用eq\o\al(238,94)Pu作为热源材料。下列关于eq\o\al(238,94)Pu的说法正确的是()A.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U互为同位素B.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu互为同素异形体C.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化学性质D.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外层电子数3．下列叙述正确的是()A．元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素B．短周期第ⅣA族与ⅦA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C．C、N、O、H四种元素形成的化合物一定既有离子键又有共价键D．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强4．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，则下列判断正确的是()A.原子半径：丙<丁<戊B．金属性：甲>丙C．氢氧化物碱性：丙>丁>戊D．最外层电子数：甲>乙5．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是()A．离子半径的大小顺序：r(W2－)>r(Q－)>r(Y2－)>r(Z3＋)B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W比Q的强C．元素X的氢化物与Q的氢化物化合的产物中既含共价键又含离子键D．X、Z、W、Q四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应6．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号XYZW原子半径/pm1601437066主要化合价＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列叙述正确的是()A．X、Y元素的金属性X<YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来7．短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半径与原子序数关系如图所示。R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡。下列推断正确的是()A．原子半径和离子半径均满足：Y<ZB．氢化物的沸点不一定是：Y>RC．最高价氧化物对应水化物的酸性：T<RD．由X、R、Y、Z四种元素组成的化合物水溶液一定显碱性【梳理优化】【查漏补缺】1、下列分子中，其中子总数为24的是()A.18O3B.2H217O2C.14N16O2D.14C16O22、下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A．密度：Na＞K B．稳定性：HCl＞HBrC．还原性：I－＞Br－ D．碱性：KOH＞NaOH3、X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是()A．原子的半径：W>Z>Y＞XB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>XC．氢化物稳定性：X>Y>ZD．四种元素的单质中，Z单质熔、沸点最高【举一反三】1、现有下列几组粒子：①N2、CO、C2H2；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－；④POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)。对上述述四组粒子归类正确的是()A．质子数相等、电子数和原子数不相等：①B．质子数和电子数相等、原子数不相等：②C．电子数相等、质子数和原子数不相等：③D．原子数和电子数相等、质子数不相等：④2、下列事实不能用元素周期律解释的是()A．气态氢化物的稳定性：HBr＞HIB．0.1mol·L－1溶液的pH：NaOH＞LiOHC．向Na2SO3溶液中加盐酸，有气泡产生D．Mg、Al与同浓度盐酸反应，Mg更剧烈3、【变式探究】短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序数依次增大，R原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，X元素的焰色反应呈黄色，W元素和Z元素同主族，且Z元素的核电荷数是W的2倍，Y是地壳中除氧外含量最多的非金属元素。下列说法不正确的是()A．W与X形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2B．Y、R、Z最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序：Z>R>YC．W的简单氢化物稳定性比Z的简单氢化物稳定性低D．Y与W形成的化合物YW2的熔点高、硬度大【总结优化】半径比较同一周期（稀有气体除外），从左到右，随着原子序数的递增，元素原子的半径递减；同一族中，从上到下，随着原子序数的递增，元素原子半径递增。(注）：阴阳离子的半径大小辨别规律，由于阴离子是电子最外层得到了电子，而阳离子是失去了电子，所以总的说来(同种元素)：阳离子半径<原子半径阴离子半径>原子半径阴离子半径>阳离子半径(4)或者一句话总结，对于具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，其离子半径越小。（不适合用于稀有气体）【强化巩固】1．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y原子的最外层只有2个电子，Z单质可制成半导体材料，W与X属于同一主族。下列叙述正确的是()A．原子半径由小到大的顺序为Y<Z<X<WB．X的简单氢化物的热稳定性比W的强C．化合物YX、ZX2、WX3中化学键的类型相同D．W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱2．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序数依次增大。X原子核外各层电子数之比为1∶2，Y原子和Z原子的核外电子数之和为20，W和R是同周期相邻元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。请回答下列问题：(1)元素X的最高价氧化物的电子式为______________；元素Z的离子结构示意图为________。(2)单质铜和元素Y的最高价氧化物对应水化物的稀溶液发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________。(3)元素W位于周期表的第________族，其非金属性比R弱，用原子结构的知识解释原因：___________________________________________________________________。(4)R的一种氧化物能使品红溶液褪色，工业上用Y的气态氢化物的水溶液作该氧化物的吸收剂，写出吸收剂与足量该氧化物反应的离子方程式：_______________________。(5)Y和Z组成的化合物ZY，被大量用于制造电子元件。工业上用Z的氧化物、X单质和Y单质在高温下制备ZY，其