2019-2020学年高中化学 专题1 微观结构与物质的多样性 第一单元 原子核外电子排布与元素周期

第3课时元素周期表及其应用专题1微观结构与物质的多样性1.了解元素周期表的结构，认识同周期同主族元素性质的递变规律。2.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质的递变规律。3.理解元素性质、原子结构及元素在周期表中的位置三者之间的关系并掌握其应用。专题1微观结构与物质的多样性元素周期表的结构1．编排依据：______________。2．排列原则(1)横行：____________相同，每个横行称为周期。(2)纵行：_________________相同，每个纵行称为族。元素周期律电子层数最外层电子数3．组成结构(1)周期周期序数1234567元素种类28818183226(未填满)分类短周期长周期，其中第7周期又称不完全周期(2)族族主族0族副族Ⅷ族构成周期由长周期元素和短周期元素共同构成仅由长周期元素构成所含纵行1，2，13～17183～7，11，128，9，10族序数ⅠA，ⅡA，ⅢA～ⅦA0ⅢB～ⅦB，ⅠB，ⅡBⅧ1．判断正误(1)最外层电子数是2的元素，都是ⅡA族元素。()(2)氧元素为第ⅥA族元素，故其最高正价为＋6价。()(3)周期序数＝原子的电子层数，主族序数＝原子的最外层电子数。()(4)若第7周期填满，会包含32种元素。()(5)Fe元素位于周期表的ⅧB族。()(6)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。()××√√××2．下列说法正确的是()A．我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量B．元素周期表中同一横行元素原子的电子层数相同C．元素周期表有16个纵行D．元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了答案：B3．甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是()A．x＋2B．x＋4C．x＋8D．x＋18解析：选B。据元素周期表中各周期元素的种类及各主族中元素相对位置可知，相邻周期的同主族元素之间原子序数之差有如下几种情况：2(如H和Li之间)，8(如Li和Na之间)，18(如K和Rb之间)，32(如Cs和Fr之间)。显然，A、C、D都是可能的，只有B项x＋4是不可能的。1．元素周期表的结构：七主七副七周期，0族Ⅷ族镧锕系。2．元素在周期表中位置的推断(1)原子结构示意图法(2)稀有气体原子序数(2、10、18、36、54、86)定位法①比大小定周期比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。②求差值定族数a．若原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。b．若原子序数比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族。c．若原子序数与相应的0族元素相差其他数，则由相应差找出相应的族。(3)实例①53号元素由于365354，则53号元素位于第5周期，54－53＝1，所以53号元素位于54号元素左侧第一格，即ⅦA族，故53号元素位于第5周期ⅦA族。记住0族元素的原子序数(He～Rn：2，10，18，36，54，86)是确定元素在周期表中位置的关键。②88号元素由于8688118，则88号元素位于第7周期，88－86＝2，所以88号元素位于第7周期的第二格，即ⅡA族，故88号元素位于第7周期ⅡA族。俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是()A．115号元素在第6周期B．113号元素在第7周期ⅢA族C．115号和113号元素都是非金属元素D．镅元素和115号元素不在同一周期[解析]95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号比118号原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。[答案]B我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，曾制得一种合成纳米材料，其化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子，则R元素位于元素周期表的()A．第3周期第ⅤA族B．第4周期第ⅢA族C．第5周期第ⅢA族D．第4周期第ⅤA族解析：选B。据化学式RN知N元素为－3价，则RN中R元素的化合价为＋3价，所以R的原子序数为28＋3＝31；与31最邻近的稀有气体元素原子序数为36(氪，第4周期)，所以36－31＝5，因此R元素也在第4周期，8－5＝3，则R在第ⅢA族。已知原子结构推断元素在周期表中的位置1．M2＋有2个电子层，则M在元素周期表中的位置是()A．第2周期0族B．第2周期Ⅷ族C．第2周期ⅡA族D．第3周期ⅡA族解析：选D。M2＋有2个电子层，则M原子结构示意图为。由周期序数＝原子核外电子层数，主族序数＝原子最外层电子数，得M元素位于第3周期ⅡA族。2．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦”尚未客满。若发现第120号元素，在“元素大厦”中它的“房间”是()A．第7周期0族B．第6周期第ⅠA族C．第8周期第ⅡA族D．第7周期第ⅦA族解析：选C。第6周期稀有气体元素的原子序数为86；第7周期排满时有32种元素，则第7周期的稀有气体元素的原子序数为118，故120号元素在下一周期的第ⅡA族，C正确。3．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是()A．甲与乙处于同一周期B．甲与乙处于同一主族C．甲与乙的单质在通常情况下为固体D．甲与乙的原子序数之和为奇数解析：选C。L层最多可以容纳8个电子，符合题给条件的元素一定位于短周期，若为2个电子层，则为2、4结构，若为3个电子层，则为2、8、2结构，故可知甲、乙两元素分别为碳元素、镁元素，所以A、B、D均不正确。已知元素的位置推断元素4．如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()A．元素①位于第3周期ⅤA族B．元素①、②、③原子最外层电子数之和为24C．元素④的原子序数比元素②的大8D．元素的最高正化合价：③＝⑤解析：选C。最右一纵列是稀有气体元素，所以判断元素①、②、③分别为第2周期元素N、O、F，元素④、⑤分别为第3周期元素S、Cl。5．X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的常见最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A．原子最外层电子数：X＞Y＞ZB．单质摩尔质量：X＞Y＞ZC．离子半径：X2－＞Y＋＞Z－D．原子序数：X＞Y＞Z解析：选D。短周期元素X、Z形成的常见最低价离子为X2－、Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构，则X、Y、Z三种元素分别处于第ⅥA、ⅠA、ⅦA族。又知X和Y处于同一周期，Y＋和Z－具有相同的电子层结构，从而推知X、Y、Z分别为S、Na和F。A.原子最外层电子数：F＞S＞Na。B.Na的摩尔质量为23g·mol－1，S的摩尔质量为32g·mol－1，F2的摩尔质量为38g·mol－1，故单质摩尔质量：F2＞S＞Na。C.具有相同电子层结构的离子，元素的原子序数越大，离子半径越小，Na＋、F－具有相同的电子层结构，则离子半径：F－＞Na＋，S2－多一个电子层，所以S2－半径最大。D.三种元素的原子序数关系为S＞Na＞F。6．X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40，请回答：XYZ(1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号：X________，Y________，Z________。(2)写出Y在周期表中的位置：______________。解析：(1)假设X的原子序数是a，则与X同一主族的下一周期元素的原子序数是a＋8，Y的原子序数是a＋9，Z的原子序数是a＋10。X、Y、Z三种元素的质子数之和为40，则a＋a＋9＋a＋10＝40，a＝7，所以X是N元素，Y是S元素，Z是Cl元素。(2)S元素原子的核外电子排布是2、8、6，即元素原子核外有3个电子层，最外层有6个电子，因此在周期表中的位置是第3周期第ⅥA族。答案：(1)NSCl(2)第3周期第ⅥA族同周期和同主族元素性质的递变1．同周期元素性质的递变同周期元素(除稀有气体元素外)中，随着核电荷数增多，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引力逐渐_______，原子失电子能力逐渐______，得电子能力逐渐_______，所以元素的金属性逐渐______，非金属性逐渐______。增强减弱增强减弱增强2．同主族元素性质的递变同主族元素中随着核电荷数增多，原子半径逐渐_______，原子核对最外层电子的吸引能力逐渐______，原子失电子能力逐渐______，得电子能力逐渐______。所以元素的金属性逐渐_______，非金属性逐渐_______。增大减弱增强减弱增强减弱3．金属元素和非金属元素的分区(1)分界线(2)性质的递变①金属性最强的元素处于周期表的__________，它是铯(Cs)元素(放射性元素除外)。②非金属性最强的元素处于周期表的________，它是氟(F)元素。③临近虚线两侧的元素既表现出一定的_______性，又表现出一定的________性。左下角右上角金属非金属1．判断正误(1)同一周期元素的原子，随核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，最高正化合价从＋1～＋7，最低负化合价从－7～－1。()(2)同主族元素从上到下，随电子层数的递增，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。()(3)一般情况下，原子半径越大，金属性越强，原子半径越小，非金属性越强。()×√√2．下列说法正确的是()A．Li是最活泼金属元素，F是最活泼非金属元素B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16个纵行D．X2＋的核外电子数目为10，则X在第3周期ⅡA族解析：选D。Cs为最活泼金属元素，A错；Mg的金属性弱于Ca，碱性：Mg(OH)2＜Ca(OH)2，B错；Ⅷ族含3个纵行，C错。3．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是()A．同周期元素中X的金属性最强B．原子半径XY，离子半径X＋Z2－C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强解析：选B。分析题给条件可推知：X是钠(Na)、Y是氯(Cl)、Z是氧(O)。原子半径XY，但X＋(Na＋)与Z2－(O2－)电子层结构相同，故离子半径为X＋Z2－。同周期、同主族元素性质的变化规律比较项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)最外层电子数由1逐渐增到7(第1周期由1到2)相同主要化合价最高正价＋1→＋7，负价－4→－1(O、F除外)最高正价相同(O、F除外)项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子半径逐渐减小(稀有气体除外)逐渐增大得失电子能力得电子能力增强，失电子能力减弱得电子能力减弱，失电子能力增强单质的氧化性、还原性还原性减弱，氧化性增强氧化性减弱，还原性增强项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增强酸性减弱，碱性增强非金属氢化物的生成难易和稳定性生成由难到易，稳定性由弱到强生成由易到难，稳定性由强到弱(1)短周期中金属元素的最外层电子数≤3。(2)金属元素无负价，氟元素无正价，氧元素一般不显正价。a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是()A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C．c的原子半径是这些元素中最大的D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性[解析]由题中信息可知，a、b、c、d分别是H、O、Na、S。H与Na形成的二元化合物NaH中，H元素的化合价为－1，A项错误；O与其他三种元素可分别形成H2O、H2O2，Na2O、Na2O2，SO2、SO3等，B项正确；Na元素位于第三周期ⅠA族，在四种