高考化学一轮复习讲义（全国版） 第5章 第27讲　元素周期表和元素周期律

第27讲元素周期表和元素周期律复习目标1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。2.以第为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属元素在元素周期表中的位置及其性质递变规律。考点一元素周期表1．元素周期表的编排原则2．元素周期表的结构(1)周期(7个横行，7个周期)短周期长周期周期序数一二三四五六七元素种数28818183232(2)族(18个纵列，16个族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10列，共3个纵列0族第18纵列3.元素周期表中的特殊位置(1)分区①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、与硼、硅、砷、碲、砹、的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(2)过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。(3)镧系：元素周期表第六周期中：57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系：元素周期表第七周期中：89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素：在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素。4．元素周期表的三大应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料(3)用于工农业生产对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。1．门捷列夫编制的第一张元素周期表是按原子序数递增的顺序编排的()2．原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素()3．元素周期表中包含元素种类最多的族是第ⅢB族()4．第ⅠA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子()5．过渡元素都是金属元素，且均由副族元素组成()6．元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一个格，它们是同位素()7．两种短周期元素的原子序数相差8，则周期序数一定相差1()8．在金属与非金属分界线附近可以寻找优良催化剂和耐高温的合金材料()答案1.×2.×3.√4.×5.×6.×7.√8.×一、原子序数与元素周期表的结构1．元素周期表中的特殊位置(1)请在上表中画出元素周期表的轮廓，并标出周期序数和族序数。(2)画出金属与非金属的分界线，写出分界线处金属的元素符号，并用阴影表示出过渡元素的位置。(3)标出镧系、锕系的位置。(4)写出各周期元素的种类。(5)写出稀有气体元素的原子序数。(6)标出113号～118号元素的位置。答案2．元素周期表中的数量应用(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序数分别为m、n，则m、n的关系为__________________。(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是_________________________________________________。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为______________________。(4)下列各表为元素周期表中的一部分，表中数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是________________________________________________________________________。答案(1)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29(2)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32(3)y＝x＋m或y＝x＋n(4)B二、元素周期表结构的应用3．已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a，则下列说法不正确的是()A．Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素答案D解析由于X、Y、Z均为主族元素，结合其位置关系和元素周期表的结构，可推断Y元素一定不在第一周期，即X、Y、Z不可能都在短周期，D错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右侧，则Y、Z的原子序数之和为2a，A正确；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期(或分别位于第四、五、六周期)的右侧，则Y的原子序数为a－17，B正确；若Y、X、Z分别位于四、五、六周期的右侧，则Z的原子序数为a＋31，C正确。4.A、B、C均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为()A．Be、Na、Al B．B、Mg、SiC．O、P、Cl D．C、Al、P答案C解析设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，由(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8，所以A为O元素，B为P元素，C为Cl元素。元素周期表中原子序数之间的关系(1)同主族、邻周期元素的原子序数差元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差周期序数1234567原子序数差无1111112525(3)直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系①②③④考点二元素周期律1．元素周期律2．主族元素的周期性变化规律项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构电子层数相同依次增加最外层电子数依次增加1个相同原子半径逐渐减小逐渐增大元素性质金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱主要化合价最高正价：＋1→＋7(O、F除外)负化合价：主族序数－8(H为－1价)相同，最高正价数＝主族序数(O、F除外)化合物性质最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱碱性逐渐增强氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱3.金属性、非金属性强弱的判断方法(1)金属性强弱比较本质原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn＋＋Y→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强⑥元素在周期表中的位置，左边或下方元素的金属性强(2)非金属性强弱比较本质原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强④元素在周期表中的位置，右边或上方元素的非金属性强4.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有些性质是相似的，如。1．同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小()2．第二周期元素从左到右，最高正价从＋1价递增到＋7价()3．第ⅠA族元素的金属性不一定比第ⅡA族的强()4．元素的氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强()5．金属元素与水或酸反应越剧烈，其金属的还原性越强()6．Be(OH)2与Al(OH)3的化学性质相似()答案1.×2.×3.√4.×5.√6.√1．比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“＜”填空)：①Na＞Mg＞Cl②Li＜Na＜K③Na＋＞Mg2＋＞Al3＋④F－＜Cl－＜Br－⑤Cl－＞O2－＞Na＋＞Mg2＋⑥Fe2＋＞Fe3＋“三看”法快速判断简单微粒半径的大小一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越大，半径越大。2．(1)比较不同周期、不同主族元素的性质①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法金属性：Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性：Ca(OH)2＞Mg(OH)2＞Al(OH)3。②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法非金属性：C＞Si，O＞C，则氢化物稳定性：H2O＞CH4＞SiH4。(2)预测未知元素的某些性质①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。②已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)的化合物的性质：HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。3．下列实验不能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3比较镁、铝的金属性强弱C测定等物质的量浓度的H2CO3、H2SO4溶液的pH比较碳、硫的非金属性强弱DFe、Cu分别放入盐酸中比较铁、铜的金属性强弱答案B解析Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易即可判断出氯、溴的非金属性强弱，A项正确；MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，无法比较二者的金属性强弱，B项错误；H2CO3、H2SO4分别为C、S的最高价氧化物对应的水化物，酸性越强，元素非金属性越强，所以通过测定相同浓度的溶液的pH可判断二者非金属性强弱，C项正确；利用Fe、Cu放入盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱，D项正确。4．(2021·天津，12改编)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是()A．X的非金属性比Q的大B．Q的简单离子半径比R的大C．Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强D．Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强答案B1．(2020·江苏，9)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是()A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱C．原子半径r：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)D．原子的最外层电子数n：n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)答案A解析金属性：Na＞Mg，故碱性：NaOH＞Mg(OH)2，A项正确；氯和溴均属于卤族元素，同一主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，得电子能力：Cl2＞Br2，B项错误；同一周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，则r(Br)>r(Na)＞r(Mg)＞r(Cl)，C项错误；氯和溴属于同一主族，最外层电子数相等，D项错误。2．(2021·北京，4)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOHC．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3D．非金属性：F＞O＞N答案A3．(2020·北京，4)已知：33As(砷)与P为同族元素。下列说法不正确的是()A．As原子核外最外层有5个电子B．AsH3的电子式是C．热稳定性：AsH3＜PH3D．非金属性：As＜Cl答案B解析As与P为同族元素，为第ⅤA族元素，则其原子核外最外层有5个电子，A说法正确；AsH3属于共价化合物，电子式与氨气相似，为，B说法不正确；非金属的非金属性越强，其气体氢化物越稳定，非金属性：As＜P，热稳定性：AsH3＜PH3，C说法正确；同周期元素，原子序数越大，非金属性越强，非金属性：As＜P＜Cl，D说法正确。4．(2019·海南，7改编)下列有关化学元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表共有18列，有18个族B．ⅦA族元素的非金属性自上而下依次减弱C．主族元素均呈现与其族数相同的最高化合价D．第二周期主族元素的原子半径自左向右依次增大答案B解析元素周期表共有18个纵列，但只有16个族，A错误；由于同一主族的元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子获得电子的能力逐渐减弱，所以第ⅦA族元素的非金属性自上而下依次减弱，B正确；主族元素一般呈现与其族数相同的最高化合价，但O、F非金属性强，O没有与族序数相等的最高正化合价，F没有正价，C错误；第二周期主族元素的原子半径自左向右依次减小，D错误。5．[2019·天津，7(1)(2)]氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：(1)砷在元素周期表中的位置_____________________________________________________。eq\o\al(288,115)Mc的中子数为____________。(2)氮和磷氢化物性质的比较：热稳定性：NH3________PH3(填“＞”或“＜”)。答案(1)第四周期第ⅤA族173(2)＞6．对角线规则的应用。(1)[2020·全国卷Ⅲ，35(1)]根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似。(2)[2019·全国卷Ⅲ，35(1)]在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________。答案(1)Si(2)Mg7．原子半径或离子半径大小的判断及原因。(1)[2019·全国卷Ⅱ，35(3)]比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)[2018·全国卷Ⅰ，35(2)]Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________。(3)[2020·全国卷Ⅲ，35(1)]氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是________。答案(1)小于(2)Li＋核电荷数较大(3)B课时精练1．IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)宣布，第112号化学元素正式名称为“Copernicium”，元素符号为“Cn”，以纪念著名天文学家哥白尼，该元素的一种核素含有的中子数为165。下列关于Cn的说法正确的是()A．Cn位于第六周期第ⅡB族B．Cn是过渡元素C．Cn是非金属元素D．Cn元素的近似相对原子质量为277答案B2．门捷列夫创制了元素周期表，他还成功预言了11种元素。下列部分预言元素与相关元素不是同族元素的是()A．“类硅”(32Ge)与Si B．“类铝”(31Ga)与AlC．“类硼”(21Sc)与B D．“亚碘”(85At)与I答案C3.如图为元素周期表中元素X的信息。下列关于X的说法正确的是()A．属于过渡元素B．质量数为74.92C．处于第四周期第ⅢA族D．非金属性比氮弱答案D4．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是()A．同主族元素的含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径依次减小D.eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子能力相同答案D解析同主族元素的最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱，A错误；核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K＋与Cl－，B错误；当核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，半径大小顺序应为S2－＞Cl－＞K＋＞Ca2＋，C错误；同种元素的原子得电子能力相同，D正确。5．下列事实不能说明X元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是()A．X单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊B．在氧化还原反应中，1molX单质比1mol硫得电子多C．X和硫两元素的气态氢化物受热分解，前者的分解温度高D．X元素的最高价含氧酸的酸性强于硫酸的酸性答案B6．根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是()选项事实推测ACaCO3和BaCO3都难溶于水SrCO3也难溶于水BSi是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料第ⅣA族的元素的单质都可做半导体材料CHCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解HBr的分解温度介于二者之间DSi与H2高温时反应，S与H2加热能反应P与H2在高温时能反应答案B解析同一主族元素的性质相似，CaCO3和BaCO3都难溶于水，因此SrCO3也难溶于水，A项正确；在元素周期表中，位于金属和非金属分界线处的元素单质能做半导体材料，B项错误；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：Cl＞Br＞I，所以氢化物的稳定性：HCl＞HBr＞HI，则HBr的分解温度介于二者之间，C项正确；元素的非金属性越强，其单质与氢气反应越容易，非金属性：S＞P＞Si，所以P与H2在高温时能反应，D项正确。7．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．W、Y对应的简单氢化物的稳定性前者高B．阴离子的还原性：W2－＞Q－C．离子半径：Y2－＞Z3＋D．元素的非金属性：Y＞W答案A解析W、Y对应的简单氢化物分别为H2S和H2O，元素非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：O＞S，所以水的稳定性比H2S高，故A错误、D正确；S和Cl的非金属性：S＜Cl，所以阴离子的还原性：S2－＞Cl－，故B正确；O2－和Al3＋核外电子排布相同，离子半径随核电荷数的增大而减小，所以离子半径：O2－＞Al3＋，故C正确。8．下列有关元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族B．在过渡元素中寻找半导体材料C．俄罗斯专家首次合成了eq\o\al(178,116)X原子，116号元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA族D．第ⅠA族的元素全部是金属元素答案C解析元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列，因此元素周期表虽然共18个纵列，但共16个族，A错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B错误；第七周期0族元素为118号，则116号元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA族，C正确；第ⅠA族的元素包括H和碱金属元素，D错误。9．下列关于元素周期表应用的说法正确的是()A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索B．在金属与非金属的交界处，寻找可作催化剂的合金材料C．在第ⅠA、第ⅡA族元素中，寻找制造农药的主要元素D．在过渡元素中，可以找到半导体材料答案A解析元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映元素原子的内部结构和它们之间相互联系的规律，为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索，故A正确；在周期表中金属和非金属的分界处可以找到半导体材料，故B错误；通常制造农药的主要元素有F、Cl、S、P等元素，并不在第ⅠA、第ⅡA族元素中，故C错误；在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，并不是半导体材料，故D错误。10．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，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．气态氢化物的稳定性：R<T<QD．最高价氧化物对应的水化物的酸性：T<Q答案B解析Z、T、X分别是Ar、Cl、S，稀有气体元素性质很稳定，同周期主族元素的非金属性随原子序数的增大而逐渐增强，则非金属性：Ar<S<Cl，即Z<X<T，A项错误；R、Q分别是F、Br，原子序数分别为9、35，氟和溴元素的原子序数相差35－9＝26，由于元素的原子序数＝原子的核外电子数，则氟和溴原子的电子数相差26，B项正确；R、T、Q分别为F、Cl、Br，同主族非金属元素的非金属性随原子序数的增大而减弱，则非金属性：F>Cl>Br，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则HF>HCl>HBr即R>T>Q，C项错误；T、Q分别是Cl、Br，非金属性：Cl>Br，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则高氯酸(HClO4)的酸性比高溴酸(HBrO4)的酸性强，即T>Q，D项错误。11．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有2个电子，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W与X位于同一主族。下列说法正确的是()A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)B．r(X2－)>r(Y2＋)C．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强D．W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强答案B解析X是地壳中含量最多的元素，则X为O元素，Y原子的最外层有2个电子，Y的原子序数大于X，则Y为Mg元素，Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，则Z为Si元素，W与X位于同一主族，则W为S元素。A项，原子半径：r(Mg)＞r(Si)＞r(S)＞r(O)，错误；C项，非金属性：Si＜S，则酸性：H2SiO3＜H2SO4，错误；D项，非金属性：S＜O，则热稳定性：H2S＜H2O，错误。12．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XYZMRQ原子半径/(10－10m)1.860.991.431.600.750.74主要化合价最高正价＋1＋7＋3＋2＋5­最低负价­－1­­－3－2下列说法不正确的是()A．由元素X和Q组成的化合物不可能含有共价键B．X、Z、R的最高价氧化物对应的水化物可两两反应C．Y－半径比Q2－半径大D．M(OH)2的碱性比XOH的碱性弱答案A解析根据表中信息及元素化合价、原子半径的递变规律，可以推断X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为Mg，R为N，Q为O。Na和O形成的Na2O2中含有共价键，A错误；Na、Al、N的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HNO3，两两之间可发生反应，B正确；离子半径：Cl－＞O2－，C正确；金属性：Na＞Mg，则Mg(OH)2的碱性比NaOH的碱性弱，D正确。13．短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图(甲不一定在丁、庚的连线上)，戊、己分别是空气、地壳中含量最高的元素。下列判断正确的是()A．甲一定是金属元素B．气态氢化物的稳定性：庚＞己＞戊C．乙、丙、戊的最高价氧化物对应的水化物可以相互反应D．庚的最高价氧化物对应的水化