2024年新高一化学暑假讲义讲义19 元素周期律（学生版）

第十九讲元素周期律1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化规策2.以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯为例，掌握同周期主族元素金属性和非金属性的递变规律3.理解元素周期律及其本质。元素性质的周期性变化规律1.随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化（第一周期元素除外）。2.随着原子序数的递增，同周期的元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。3.随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现由+1到+7、最低负价呈现由-4到-1的周期性变化。4.元素金属性和非金属性的周期性变化（1）探究第三周期元素性质的递变①镁与水反应

加一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放在试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象。开始阶段无明显现象，加热至液体沸腾，镁条表面产生大量气泡，溶液变为红色。镁能够与沸水反应，生成氢气和氢氧化镁：Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑；镁与水反应不如与钠反应剧烈②氢氧化铝的性质向试管中加入2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再产生白色絮状Al(OH)3沉淀为止。Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)（制备氢氧化铝）将Al(OH)3沉淀分装在两支试管中，向一支试管中滴加2mol/L盐酸，另一支试管中滴加2mol/LNaOH溶液。边滴边振荡，观察现象。白色絮状沉淀既能溶于盐酸，又能溶于氢氧化钠溶液。Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O两性氧化物：既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物。如Al(OH)3。用2mL1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述实验，观察现象。白色沉淀溶于盐酸，不溶于氢氧化钠溶液。Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓③钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性NaOHMg(OH)2Al(OH)3分类强碱中强碱(属于弱碱)两性氢氧化物碱性强弱NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3结论金属性：Na>Mg>Al④硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应的水化物酸性非金属性SiPSCl最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3结论非金属性：Cl>S>P>Si（2）第三周期主族元素性质递变性规律eq\o(→,\s\up11(NaMgAlSiPSCl),\s\do4(金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强))规律：同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，故金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。二、元素周期律1．内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2．实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布呈现周期性的变化的必然结果。3.元素的金属性、非金属性强弱判断规律(1)金属性强弱的判断依据①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。②元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则其金属性越强。如：碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3金属性：Na>Mg>Al③金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，则A的金属性强于B。④在金属活动性顺序表中，前面的金属性强于后面的。⑤金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。如：氧化性Cu2+>Fe2+，还原性Fe>Cu。(2)非金属性强弱的判断依据①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。②非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。如：气态氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI非金属性：F2>Cl2>Br2>I2③元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则其非金属性越强。如：酸性：HClO4>H2SO4非金属性：Cl>S④非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。⑤非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。如：还原性：I->Br->Cl-氧化性：Cl2>Br2>I2注意：判断元素非金属性强弱的“两个不能”(1)不能根据氢化物水溶液的酸性判断元素的非金属性强弱，应该根据氢化物的热稳定性或还原性判断。(2)不能根据元素含氧酸的酸性判断元素的非金属性强弱，应该根据最高价氧化物对应的水化物的酸性判断。三．元素周期表和元素周期律的应用1.元素周期表的分区将元素周期表按金属元素和非金属元素分区。如图所示，虚线左下方是金属元素（第IA族氢元素除外），虚线右上方是非金属元素，最右一个纵列是稀有气体元素。 注意：①周期表的左下方是金属性最强的元素Cs(钫是放射性元素，不考虑)，最高价氧化物对应水化物最强的是CsOH；右上方是非金属性最强的元素F（稀有气体不考虑）,但最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4。②由于元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线，因此，位于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。2.元素周期表和元素周期律的应用（1）根据同周期、同主族元素性质的递变规律判断元素性质的强弱（或大小）。（2）应用于元素“位置—结构—性质”的相互推断。（3）预测新元素：为新元素的发现，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。（4）寻找新物质：①在金属与非金属分界处可以寻找半导体材料。②研究氟、氯、硫、磷、砷附近元素，制造新农药。③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。四．元素的“位置——结构——性质”之间的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。1.掌握四个关系式①核外电子层数＝周期数。②质子数＝原子序数。③主族元素原子最外层电子数＝主族序数。④主族元素的最高正价＝族序数，|最低负价|＝主族序数－8（O、F除外）。2.熟练掌握周期表中的一些特殊规律①各周期元素种类数(分别为2、8、8、18、18、32、32)。②稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分别在一到七周期)。③同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32、32)。④同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。3.解答短周期主族元素推断题的突破口(1)位置与结构①周期数等于族序数2倍的元素是锂(Li)。②最高化合价等于最低化合价绝对值3倍的元素是硫(S)。③次外层电子数等于最外层电子数4倍的元素是镁(Mg)。④族序数与周期数相同的元素是氢(H)、被(Be)、铝(Al);族序数是周期数2倍的元素是碳(C)、硫(S);族序数是周期数3倍的元素是氧(O)。⑤没有中子的元素是氢(H)。(2)含量与物理性质①地壳中含量最高的元素是氧(O),其次是硅(Si)。②地壳中含量最高的金属元素是铝(Al)。③单质为人工制得纯度最高的元素是硅(Si)。④单质为天然物质中硬度最大的元素是碳(C)。⑤气态氢化物最易溶于水的元素是氮(N),气态氢化物溶于水显碱性的元素是氮(N)。⑥对应氢化物沸点最高的非金属元素是氧(O)。⑦常温下，单质是有色气体的元素是氟(F)、氯(Cl)。⑧所形成的化合物种类最多的元素是碳(C)。⑨在空气中，最高价氧化物的增加会导致“温室效应”的元素是碳(C)。⑩最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的元素是氯(Cl)。(3)化学性质与用途①单质与水反应最剧烈的非金属元素是氟(F)。②简单气态氢化物与最高价氧化物对应的水化物能发生化合反应的元素是氮(N),反应的化学方程式为NH3+HNO3=NH4NO3.五．短周期元素微粒半径规律“一看”电子层数：当电子层数不同时，一般电子层数越多，半径越大。如r(Na)>r(Li)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。如r(Na)>r(Mg)“三看”核外电子数：当核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。如r(Fe2+)>r(Fe3+)1．下列对于第二周期主族元素的叙述正确的是（）A．从左到右，原子得电子能力逐渐减弱 B．从左到右，元素的非金属性逐渐增强C．从左到右，元素的最高正价依次升高 D．从左到右，原子半径依次增大2．元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n－2，则在气态氢化物中R元素的化合价为（）A．12－3n B．3n－12 C．3n－10 D．6－3n3．下列物质性质的比较中，正确的是A．金属性：Al>Mg B．稳定性：H2O>H2SC．酸性：H2SO4>HClO4 D．碱性：NaOH>KOH4．下列各组中的性质比较，正确的是（）①酸性：HClO4>HBrO4>HIO4②碱性：Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2③还原性：F->Cl->Br-④稳定性：HCl>H2S>PH3⑤熔沸点：AsH3>PH3>H2OA．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①②④⑤5．下列能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是①HCl比稳定②的还原性比的强③能与反应生成S④HCl的溶解度比的大⑤与Fe反应生成，S与Fe反应生成FeS⑥HC的酸性比的强A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．①②③④⑤⑥6．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：元素符号XYZRT原子半径/nm0.1600.0890.1020.1430.074主要化合价+2+2-2、+4、+6+3-2根据表中信息，判断以下说法正确的是（）A．单质与稀硫酸反应的速率大小：B．X、R的最高价氧化物对应水化物均能溶于NaOH溶液C．元素最高价氧化物对应的水化物的碱性：D．相同条件下，气态氢化物的稳定性：7．X、Y、Z是同周期的三种元素，已知其最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法正确的是（）A．元素的非金属性：X>Y>Z B．原子半径：X>Y>ZC．气态氢化物稳定性：X<Y<Z D．原子序数：Z>Y>X8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y在短周期中原子半径最大，Z是地壳中含量最高的金属元素，X和W同主族，W的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。下列说法正确的是（）A．简单气态氢化物的稳定性：X＜WB．原子半径由小到大的顺序：r（X）＜r（Z）＜r（W）C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞ZD．X与Y只能形成一种化合物9．下列叙述中能肯定说明金属A比金属B的活泼性强的是（）A．A原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少B．A原子电子层数比B原子的电子层数多C．1molA从酸中置换生成的H2比1molB从酸中置换生成的H2多D．常温时，A能从酸中置换出氢，而B不能10．如表是元素周期表的一部分，针对表中的①~⑩号元素，用元素符号或化学式回答以下问题：主族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②三③④⑤⑥⑦⑧四⑨⑩（1）在③~⑦号元素中，原子半径最大的是___（填元素符号），其离子的结构示意图为___。（2）①~⑩号元素中，最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是___（填化学式，下同），碱性最强的是__，呈两性的氢氧化物是__；三者相互反应的离子方程式为__、__、_。（3）元素②的一种原子的质子数比中子数少1，则mg此原子形成的简单离子中含有的电子的物质的量为___mol。（4）在⑦与⑩的单质中，化学性质较活泼的是__，可用什么化学反应说明该事实（写出反应的化学方程式）：__。1．下列关于物质性质变化的比较，不正确的是A．离子半径大小：S2－＞O2－＞Na＋B．气态氢化物稳定性：HBr＜HCl＜HFC．碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOHD．还原性强弱：F－＞Cl－＞Br－＞I－2．下列递变规律不正确的是：A．Na、Mg、Al还原性依次减弱 B．I2、Br2、Cl2氧化性依次增强C．C、N、O原子半径依次增大 D．P、S、Cl最高正价依次升高3．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误是

A．Q位于第三周期IA族B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱C．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸D．简单离子半径：4．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下表所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是A．非金属性：Z＜T＜XB．R与Q的电子数相差26C．气态氢化物稳定性：R＜T＜QD．最高价氧化物的水化物的酸性：Q＞T5．如图是元素周期表的一部分，下列叙述不正确的是A．的最高正化合价为价B．的最高价氧化物对应水化物的化学式为C．酸性：D．原子半径：6．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：H2O>NH3B．钠元素的金属性比镁元素的强C．如图所示实验不能证明元素的非金属性：Cl>C>SiD．铊（81Tl）与Al同主族，其单质既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应7．已知短周期元素的离子。、、、()都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是①原子半径：②离子半径：③金属性：④A．②④ B．②③ C．①③ D．全部8．有A、B、C、D、E五种金属元素，在相同条件下，B元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的强；A，B单质均可以从C盐溶液中置换出C；D单质可以与冷水剧烈反应并放出氢气；A，B，C，E四种单质分别投入盐酸中，只有E不放出氢气。则五种金属元素的金属性由强到弱的顺序为()A．D＞B＞A＞C＞E B．A＞B＞C＞E＞DC．D＞B＞E＞A＞C D．D＞E＞B＞A＞C9．如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是A．简单离子的半径：B．Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：C．最高价氧化物对应水化物的酸性：D．由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应10．同一周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断错误的是A．原子半径：X＞Y＞Z B．气态氢化物的稳定性：HX＞H2Y＞ZH3C．元素原子得电子能力：X＞Y＞Z D．阴离子的还原性：Z3－＞Y2－＞X－11．A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如图，