第五章第二讲元素周期律和元素周期表.

全局性掌控本讲是本章的核心部分，在高考中占有重要的位置，年年必考．主要命题形式：先推断元素，然后再根据它们在周期表中的位置，推测元素的性质及比较粒子半径大小等；元素的金属性及非金属性的比较也是高考命题考查的主要内容，如氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸碱性等；另外，判断生成氢化物及最高价氧化物的化学式是否正确也是常考点．对元素周期表结构的考查，以2009年天津高考题为最典型，估计这种考查形式将继续体现，同时会渗透元素化合物、化学理论等内容；结合元素周期表及原子结构，考查金属性及非金属性，将是2012年高考命题的主要方式，同时融合元素及化合物的知识、化学原理及理论知识，也极可能是2012年高考命题的新形式.选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”×1.同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同(2009·山东高考T11－D)√2.酸性：HClO4H2SO4H3PO4(2010·全国卷ⅠT6－C)选项式诊断诊断判断正误，在诊断一栏内打“√”或“×”√3.碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3(2010·全国卷ⅠT6－D)×4.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律(2010·福建高考T8－D)√5.元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果(2010·山东高考T11－D)一、元素周期律1．内容元素的性质随着的递增，而呈变化的规律．原子序数周期性2．具体表现同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子序数电子层数最外层电子数依次(从至)(He除外)原子半径依次递增依次增大相同依次增加增多18相同逐渐减小逐渐增大同周期(从左到右)同主族(从上到下)主要化合价最高正价由到价最低负价由到一般相同金属性非金属性＋1＋7－4－1逐渐减弱逐渐增强逐渐增强逐渐减弱3．实质决定了元素性质的周期性变化．原子核外电子排布呈现周期性变化二、元素周期表1．结构(1)周期(七个横行，七个周期)短周期长周期序号1234567元素种数28不完全周期最多容纳种元素0族元素原子序数21086818183218365432(2)族(18个纵列，16个族)主族列序121314151617族序ⅠAⅡAⅤA副族列序345671112族序第Ⅷ族第共三个纵列0族第纵列(稀有气体元素)ⅢAⅣAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB8、9、10182.经验规律(1)全部是金属元素的族有第A族、所有副族及第Ⅷ族．(2)第n周期的最后一种金属元素处于第n主族(n＞1)．(3)若主族元素所处的周期为n，主族数为m，则有一般规律：m＞n的元素为非金属元素，的元素为金属元素(n＞1)．(4)A、B两种元素分属同周期的ⅡA族和ⅢA族，若A的原子序数为x，则B的原子序数可能为：第2、3周期x＋1；第4、5周期x＋11；第6周期.Ⅱm≤nx＋25同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1吗？提示：不一定．第2、3周期是短周期，同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数相差1，第4、5周期两主族间隔了10种过渡元素，故原子序数相差11，第6、7周期中间还包括了镧系和锕系，共隔了24种元素，原子序数相差25.三、元素周期表的应用1．认识同周期(以第3周期为例)元素性质的递变规律同一周期元素从左到右金属性，非金属性．(1)Na、Mg、Al的金属性由强到弱的顺序为.(2)Si、P、S、Cl的非金属性由强到弱的顺序为.依次减弱Na＞Mg＞Al依次增强Cl＞S＞P＞Si2．认识同主族元素的性质及递变规律同主族元素从上而下金属性，非金属性．(1)ⅠA族(碱金属)元素的金属性：.(2)ⅦA族元素的非金属性：.依次增强依次减弱Li＜Na＜K＜Rb＜CsF＞Cl＞Br＞I3．指导科研与生产(1)科学预言方面的意义在于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)对工农业生产的指导意义在于在周期表中一定的区域内寻找新的物质．①在和的交界处寻找半导体材料．②在中寻找优良的催化剂．金属元素非金属元素过渡元素(3)对探矿有指导意义的地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系：①相对原子质量的元素在地壳中含量较多．②原子序数为的元素在地壳中含量较多．③处于地球表面的元素多数呈现高价态．④一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈．较小偶数碱金属1．下列关于元素周期表的说法中正确的是()A．元素周期表有8个主族B．ⅠA族的元素全部是金属元素C．元素周期表有7个周期D．短周期是指第1、2周期答案：C2．下列说法正确的是()A．SiH4比CH4稳定B．O2－半径比F－的小C．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱解析：C、Si均为ⅣA族元素，非金属性C＞Si，故气态氢化物CH4比SiH4稳定，A错；O2－与F－电子层结构相同，但O的核电荷数少，所以O2－半径比F－大，B项错；Na与Cs同主族，Cs金属性强，C项正确；P和As属同主族，P的非金属性比As强，H3PO4的酸性比H3AsO4强，D项错．答案：C3．某单质X能从含元素Y的盐溶液中置换出Y单质，由此可知()A．当X、Y均为金属时，X一定比Y活泼B．当X、Y均为非金属时，Y一定比X活泼C．当X是金属时，Y一定是金属D．当X是非金属时，Y可能是金属，也可能是非金属解析：依据元素的金属性和非金属性强弱的比较方法可知，A项正确，B项错误．由金属与稀酸反应可生成H2，知C项错误．D项中虽然存在非金属可以置换金属，但都是在非溶液状态下，故D项错误．答案：A4．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是()A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B．第3周期主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构D．同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同解析：处于元素周期表梯形线两侧的元素都具有金属性和非金属性，故A不正确；短周期元素中如H－、Li＋、H＋不具有8电子结构，故C错误；最外层电子数相同，决定其有相似的化学性质，但由于其电子层数的不同，原子半径的差异，导致其化学性质有递变性，故D错误．答案：B5．同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为()A．6B．12C．26D．30解析：同一主族相邻周期的两种元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32这几个数．此题两种元素的原子序数之差可能是这几个数或其中相邻几个数之和，所以选C项．答案：C6．根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题：(1)属于金属元素的有________种，金属性最强的元素与氧反应生成的化合物有_____(填两种化合物的化学式)．(2)属于稀有气体的是___________(填元素符号，下同)．(3)形成化合物种类最多的两种元素是______________．(4)第3周期中，原子半径最大的是(稀有气体除外)____．(5)推测并比较Si、N最简单氢化物的稳定性强弱___________________________________________．答案：(1)7K2O、K2O2(KO2也可以)(2)He、Ne、Ar(3)C、H(4)Na(5)NH3的稳定性强于SiH4[师之说]元素金属性、非金属性强弱比较的一般方法金属性比较本质原子越易失去电子，金属性就越强判断依据(1)同周期从左到右金属性减弱；同主族从上到下金属性增强(2)在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强(3)单质与水或与非氧化性酸反应置换出氢气，反应越剧烈，金属性越强金属性比较本质原子越易失去电子，金属性就越强判断依据(4)单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强(5)最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强(6)若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X金属性强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性就越强判断依据(1)同周期从左到右非金属性增强；同主族从上到下非金属性减弱(2)单质与H2化合越容易，形成的气态氢化物越稳定，非金属性越强(3)单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性就越强判断依据(4)最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强(5)若An－＋B―→Bm－＋A，则B比A非金属性强[例1]下列叙述中能肯定A金属比B金属活泼性强的是()A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子少B．A原子电子层数比B原子的电子层数多C．1molA与酸反应生成的H2比1molB与酸反应生成的H2多D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能[答案]D[名师精析]不在同一周期，最外层电子数多少不能说明金属性强弱；不在同一主族，电子层数的多少也不能说明金属性强弱；等物质的量金属分别与酸反应生成H2多少与金属性强弱无必然联系；A与H2O反应，而B不能，说明A的金属性比B强．(1)从原子结构的角度说明金属性①Mg＞Al；②K＞Na时都必须有两个要点：前者电子层数相同，原子半径Mg＞Al；后者最外层电子数相同，原子半径K＞Na.(2)一个金属原子失电子的多少与该金属元素的金属性强弱无关．[学之用]1．下列说法正确的是()A．铁的电子层数多于镁的电子层数，故铁的金属性强于镁B．PH3比NH3稳定C．镁和镭属于第ⅡA族元素，镭失电子能力比镁强D．氯和溴属于第ⅦA族元素，HClO4酸性比HBrO4的弱解析：A项，虽然铁的电子层数比镁的多，但相比而言，镁更易失电子，故镁的金属性强于铁，A错；B项，P与N属于同主族元素，非金属性：N＞P，故NH3比PH3稳定，B错；D项，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故HClO4酸性比HBrO4的强，D错．答案：C2．有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：1将X与Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀2将片状的X、W分别投入等浓度盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈3用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的是()A．Z的阳离子氧化性最强B．W的还原性强于Y的还原性C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X作负极解析：由1知金属性：X＞Y，由2知金属性：W＞X，由3知金属性Y＞Z，即金属性由强到弱的顺序为：W＞X＞Y＞Z.由3还可得出Z阳离子的氧化性大于H＋的，即在金属活动顺序表中Z排在H之后，但Z与Cu的位置无法判断，所以Z与Cu的金属性强弱无法比较，故C项不正确．答案：C[师之说][例2](2010·广东高考)短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如右表所示．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＞乙甲乙丙丁戊[名师精析]A项，同一周期，原子半径从左到右逐渐减小；B项，同一主族，从上到下，元素的金属性逐渐增强；C项，金属性越强，对应的氢氧化物碱性越强；D项，同一周期，最外层电子数从左到右逐渐增加．[答案]C(1)确定题给元素在周期表中的相对位置是解答此类题的关键．(2)记住稀有气体元素的原子序数(He～Rn：2、10、18、36、54、86)是确定已知原子序数的主族元素在元素周期表中位置的关键．①若比相应的稀有气体元素多1个或2个电子，则应处在下周期的ⅠA族或ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第7周期ⅡA族；②若比相应的稀有气体元素的原子序数少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族，如84号元素应在第6周期ⅥA族．[学之用]3．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是()A．X的原子序数比Y的小B．X原子的最外层电子数比Y的多C．X的原子半径比Y的大D．X元素的最高正价比Y的高解析：由题意可知X、Y、Ar三元素在元素周期表中的大致位置为：第3周期YAr第4周期X由此可知A、B、D错．答案：C4．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X