化學(xué)第15講 元素周期律與元素周期表

《化學(xué)第15講 元素周期律與元素周期表》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化學(xué)第15講 元素周期律與元素周期表（48頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第15講元素周期律與元素周期表一、元素周期律及應(yīng)用一、元素周期律及應(yīng)用1.原子序數(shù)原子序數(shù):按元素在周期表中的順序給元素編號(hào),得到原子序數(shù)。原子序數(shù)=核電荷核電荷數(shù)=質(zhì)子質(zhì)子數(shù)=原子的核外電子原子的核外電子數(shù)。2.元素周期律元素周期律(1)內(nèi)容:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)原子序數(shù)的遞增而呈周期性周期性變化的規(guī)律。(2)具體表現(xiàn)a.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子最外層電子排布呈現(xiàn)由由18的周期性變化(第一周期元素除外)。教材研讀教材研讀b.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)由大由大小小的周期性變化(稀有氣體元素除外)。c.隨著原子序數(shù)的遞增,元素的主要化合價(jià)呈現(xiàn)最高正價(jià)由由+1+7(O、F除外)

2、、最低負(fù)價(jià)由由-4-1的周期性變化,且同一元素(主族元素)化合價(jià)有如下關(guān)系:最高正價(jià)+最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值=8(H、O、F除外)。3.實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)原子核外電子排布核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化決定了元素性質(zhì)的周期性變化。自測(cè)自測(cè)1判斷正誤,正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“”。(1)同周期元素,從左到右,原子半徑逐漸減小,離子半徑也逐漸減小()(2)電子層數(shù)越多,粒子半徑越大()(3)在主族元素中,最高正化合價(jià)均等于主族序數(shù)()(4)元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng);堿性越強(qiáng),金屬性 越 強(qiáng)()(5)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,非金屬性越強(qiáng),其水溶液的酸性越強(qiáng),還原性 越 弱()(6)元素的原子得電子越多

3、,非金屬性越強(qiáng);失電子越多,金屬性越強(qiáng)()自測(cè)自測(cè)2(1)下列事實(shí)能說(shuō)明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強(qiáng)的是。HCl的溶解度比H2S大HCl的酸性比H2S強(qiáng)HCl的穩(wěn)定性比H2S大HCl的還原性比H2S弱HClO4的酸性比H2SO4強(qiáng)Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3,而S與鐵反應(yīng)生成FeSCl2能與H2S反應(yīng)生成S在周期表中Cl、S同周期且Cl在S的右側(cè)還原性:Cl-AC。解析解析(1)元素原子得電子能力的強(qiáng)弱與元素氫化物的溶解性無(wú)關(guān),所以不符合題意;氫化物的酸性強(qiáng)弱和元素原子得電子能力強(qiáng)弱無(wú)必然聯(lián)系,所以也不符合題意。(2)由金屬B的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性比A的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)

4、,可判斷失電子能力BA;又根據(jù)A與C形成原電池時(shí),C作正極,可判斷失電子能力AC,故三種金屬元素的原子失電子能力BAC。二、元素周期表及應(yīng)用二、元素周期表及應(yīng)用1.元素周期表的結(jié)構(gòu)元素周期表的結(jié)構(gòu)(7個(gè)周期個(gè)周期,16個(gè)族個(gè)族)2.元素在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的重要規(guī)律元素在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的重要規(guī)律(1)元素周期表中主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(2)由元素周期表歸納電子排布規(guī)律a.最外層電子數(shù)等于或大于3且小于8的一定是主族元素。b.最外層電子數(shù)小于3的可能是A族、A族元素,也可能是副族元素、第族元素或零族元素氦。c.某元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多,則該元素一定位于

5、第二周期。d.某元素陰離子的最外層電子數(shù)與次外層相同,則該元素位于第三周期。e.電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,若電性相同,則對(duì)應(yīng)的元素位于同周期;若電性不同,則陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的元素位于陰離子對(duì)應(yīng)的元素的下一周期。(3)由元素周期表歸納元素化合價(jià)的變化規(guī)律a.主族元素的最高正價(jià)等于主族序數(shù),等于主族元素原子的最外層電子數(shù)(氧、氟除外)。b.最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之和為8,絕對(duì)值之差為0、2、4、6的主族元素依次位于A、A、A、A族。c.非金屬元素的相鄰正價(jià)一般相差2,如氯元素正化合價(jià)有+7、+5、+3、+1;某些金屬元素也符合此規(guī)律,如錫元素正化合價(jià)有+4、+2。3.元素周期表的應(yīng)用元素周期表的應(yīng)用(1

6、)預(yù)測(cè)元素的性質(zhì):常見(jiàn)題目是給出一種不常見(jiàn)的主族元素,推測(cè)該元素及其單質(zhì)或化合物所具有的性質(zhì)。(2)啟發(fā)人們?cè)谝欢▍^(qū)域內(nèi)尋找某些物質(zhì)(農(nóng)藥、半導(dǎo)體、催化劑等)。自測(cè)自測(cè)3請(qǐng)?jiān)谙卤碇挟嫵鲈刂芷诒淼妮喞?并在表中按要求完成下列問(wèn)題:(1)標(biāo)出族序數(shù)。(2)畫出金屬與非金屬的分界線,并用陰影表示出過(guò)渡元素的位置。(3)標(biāo)出鑭系、錒系的位置。(4)寫出各周期元素的種類。(5)寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。(6)標(biāo)出113號(hào)118號(hào)元素的位置。答案答案自測(cè)自測(cè)4判斷正誤,正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“”。(1)最外層電子數(shù)為2的元素一定在第A族()(2)元素周期表中第族元素種類最多()(3)第三、四周期同主族

7、相鄰元素的原子序數(shù)之差都是18()(4)同周期的A族元素與A族元素的原子序數(shù)之差都相同()(5)115號(hào)元素位于第七周期第A族()(6)原子序數(shù)之差為2的兩種元素不可能位于同一主族()(7)位于同一主族的甲、乙兩種元素,甲的原子序數(shù)為x,則乙的原子序數(shù)可能為x+4()(8)位于同一周期的甲、乙兩種元素,甲位于A族,原子序數(shù)為x,乙位于A族,則乙的原子序數(shù)可能為x+1 9()考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破考點(diǎn)一元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的比較考點(diǎn)一元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的比較考點(diǎn)三元素考點(diǎn)三元素“位、構(gòu)、性位、構(gòu)、性”的關(guān)系及應(yīng)用的關(guān)系及應(yīng)用考點(diǎn)二微粒半徑大小的比較考點(diǎn)二微粒半徑大小的比較1.比較元素金屬性強(qiáng)

8、弱的方法比較元素金屬性強(qiáng)弱的方法(1)金屬與水(或非氧化性酸)的反應(yīng)越容易,其對(duì)應(yīng)元素的金屬性越強(qiáng)。(2)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),則對(duì)應(yīng)金屬元素的金屬性越強(qiáng)。(3)在金屬活動(dòng)性順序中,金屬的位置越靠前,其金屬性越強(qiáng)。(4)同一周期,金屬元素越靠前,其金屬性越強(qiáng);同一主族,金屬元素越靠下,其金屬性越強(qiáng)。(5)金屬與鹽溶液的置換反應(yīng),若A元素的單質(zhì)能置換出B元素的單質(zhì),則A元素的金屬性強(qiáng)于B元素?？键c(diǎn)一元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的比較考點(diǎn)一元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的比較(6)一般金屬陽(yáng)離子的氧化性越強(qiáng),則對(duì)應(yīng)金屬元素的金屬性越弱。(注:氧化性Fe3+Cu2+Fe2+,金屬性FeCu)(7)

9、電化學(xué)原理:不同金屬形成原電池時(shí),通常作負(fù)極的金屬的金屬性強(qiáng);通常在電解池中的陰極上先析出的金屬的金屬性弱。2.比較元素非金屬性強(qiáng)弱的方法比較元素非金屬性強(qiáng)弱的方法(1)非金屬單質(zhì)與H2越易化合,則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。(2)形成的氫化物越穩(wěn)定,則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。(4)同一周期(稀有氣體元素除外),非金屬元素越靠后,其非金屬性越強(qiáng);同一主族,非金屬元素越靠上,其非金屬性越強(qiáng)。(5)非金屬之間的置換反應(yīng),若A元素的單質(zhì)能置換出B元素的單質(zhì),則A元素的非金屬性強(qiáng)于B元素。2.比較元素非金屬性強(qiáng)弱的方法比較元素非金屬性強(qiáng)

10、弱的方法(1)非金屬單質(zhì)與H2越易化合,則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。(2)形成的氫化物越穩(wěn)定,則其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。(3)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。典例典例1(2015北京理綜,7)下列有關(guān)性質(zhì)的比較,用元素周期律解釋的是()A.酸性:H2SO4H3PO4B.非金屬性:ClBrC.堿性:NaOHMg(OH)2D.熱穩(wěn)定性:Na2CO3NaHCO3D答案答案DA項(xiàng),硫的非金屬性強(qiáng)于磷,故最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:H2SO4H3PO4;B項(xiàng),同主族元素,從上到下,非金屬性減弱,故非金屬性:ClBr;C項(xiàng),鈉的金屬性強(qiáng)于鎂,故堿性:NaOHMg(OH)2;D

11、項(xiàng),Na2CO3的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于NaHCO3,但二者的熱穩(wěn)定性與元素周期律無(wú)關(guān)。1-1根據(jù)元素周期表和元素周期律,判斷下列敘述的是()A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2ONH3SiH4B.氫元素與其他元素可形成共價(jià)化合物或離子化合物C.如圖所示實(shí)驗(yàn)可證明元素的非金屬性:ClCSiD.用中文“”(o)命名的第118號(hào)元素在周期表中位于第七周期0族C答案答案C氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:H2ONH3SiH4,A正確;H2O屬于共價(jià)化合物,NaH屬于離子化合物,B正確;題圖所示實(shí)驗(yàn)可證明酸性:HClH2CO3H2SiO3,但不能據(jù)此得出元素的非金屬性:ClC,C不正確;前六周期共有86種元素,第七周期可排32種元素

12、,故118號(hào)元素在第七周期0族,D正確。1-2短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W的簡(jiǎn)單氫化物可用作制冷劑,Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y 和 Z 三 種 元 素 形 成 的 一 種 鹽 溶 于 水 后,加 入 稀 鹽 酸,有 黃 色 沉 淀 析出,同時(shí)有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說(shuō)法不正確的是()A.X的簡(jiǎn)單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)B.Y的簡(jiǎn)單離子與X的具有相同的電子層結(jié)構(gòu)C.Y與Z形成化合物的水溶液可使藍(lán)色石蕊試紙變紅D.Z與X屬于同一主族,與Y屬于同一周期C答案答案C由液氨可作制冷劑可推出W為N;由Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的可推出Y為Na;由Na

13、2S2O3+2HCl2NaCl+S+SO2+H2O結(jié)合W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大可推出X為O,Z為S。C項(xiàng),Na2S的水溶液呈堿性,可使紅色石蕊試紙變藍(lán),錯(cuò)誤。1.微粒半徑大小的比較規(guī)律微粒半徑大小的比較規(guī)律考點(diǎn)二微粒半徑大小的比較考點(diǎn)二微粒半徑大小的比較2.“三看三看”法快速判斷簡(jiǎn)單粒子半徑的大小法快速判斷簡(jiǎn)單粒子半徑的大小一看電子層數(shù):最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大。二看核電荷數(shù):當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小。三看核外電子數(shù):當(dāng)核電荷數(shù)相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。典例典例2a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外

14、層的電子數(shù)相同;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同;d與a同族。下列敘述正確的是()A.原子半徑:dcbaB.4種元素中b的金屬性最強(qiáng)C.c的氧化物的水化物是強(qiáng)堿D.d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強(qiáng)B答案答案Ba、b、c、d為短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層電子數(shù)相同,可以推知a為O;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同,c的原子序數(shù)大于a,則c為Al;d與a同族,則d為S;再結(jié)合原子序數(shù)依次增大,可以推測(cè)b為Na或Mg。原子半徑:bcda,A錯(cuò);無(wú)論b是Na還是Mg,其金屬性都是四種元素中最強(qiáng)的,故B正確;Al(OH)3為兩性氫氧化物,C錯(cuò);同主族元素非金屬性自上而下依次減弱,故S的氧化性弱于O2,D

15、錯(cuò)。2-1下圖是元素周期表的一部分,下列關(guān)系判斷正確的是()A.原子半徑:YXWB.氫化物的沸點(diǎn):WXYC.氫化物的穩(wěn)定性:RYXD.簡(jiǎn)單陰離子的還原性:YRZD答案答案D依據(jù)各元素在元素周期表中的位置可知,W為N,X為O,Z為F,Y為S,R為Cl。A項(xiàng),原子半徑:NO;B項(xiàng),氫化物的沸點(diǎn):H2ONH3H2S;C項(xiàng),氫化物的穩(wěn)定性:H2OH2S;D項(xiàng),簡(jiǎn)單陰離子的還原性:S2-Cl-F-。2-2a、b、c、d為短周期元素,a的原子中只有1個(gè)電子,b2-和c+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,d與b同族。下列敘述的是()A.a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價(jià)均為+1B.b與其他三種元素均可形成至少兩

16、種二元化合物C.c的原子半徑是這些元素中最大的D.d與a形成的化合物的溶液呈弱酸性A答案答案A由題中信息可知,a、b、c、d分別是H、O、Na、S。H與Na形成的二元化合物NaH中,H元素的化合價(jià)為-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;O與其他三種元素可分別形成H2O、H2O2,Na2O、Na2O2,SO2、SO3等,B項(xiàng)正確;Na元素位于第三周期A族,在四種元素中原子半徑最大,C項(xiàng)正確;氫硫酸是一種弱酸,D項(xiàng)正確。元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì),元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的主要性質(zhì),故三者之間可相互推斷。考點(diǎn)三元素考點(diǎn)三元素“位、構(gòu)、性位、構(gòu)、性”的關(guān)系及應(yīng)用的關(guān)系及

17、應(yīng)用1.結(jié)構(gòu)與位置的互推結(jié)構(gòu)與位置的互推(1)掌握三個(gè)基本關(guān)系式質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)電子層數(shù)=周期數(shù)原子的最外層電子數(shù)=主族序數(shù)(2)熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律各周期所能容納元素種數(shù)稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置(3)根據(jù)原子序數(shù)確定主族元素在周期表中的位置按照原子核外電子排布規(guī)律畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖,然后由電子層數(shù)和最外層電子數(shù)確定其周期序數(shù)和主族序數(shù),如84號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,該元素位于第六周期A族。2.性質(zhì)與位置的互推性質(zhì)與位置的互推(1)根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強(qiáng),則可知A、B、C在同周期中按C、B、A的順序從左向右排列

18、。(2)根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系,可以推斷元素的性質(zhì),如A、B、C三種元素在同一主族中從上往下排列,則A、B、C的單質(zhì)的氧化性依次減弱或還原性依次增強(qiáng)。3.結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的互推(1)通常若元素原子的最外層電子數(shù)小于4,則容易失電子,表現(xiàn)金屬性;若元素原子的最外層電子數(shù)大于4,則容易得電子,表現(xiàn)非金屬性。(2)同主族元素最外層電子數(shù)相同,性質(zhì)相似。4.推斷元素的思路推斷元素的思路根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識(shí)及相關(guān)已知條件,可推算原子序數(shù),判斷元素在元素周期表中的位置等。元素推斷題的常見(jiàn)“題眼”(突破口)如下:(1)微粒的電子層結(jié)構(gòu)特征稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的非金屬

19、元素形成的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,與下一周期的主族金屬元素形成的陽(yáng)離子的電子層結(jié)構(gòu)相同:與He原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有H-、Li+、Be2+;與Ne原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等;與Ar原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。(2)周期表中特殊位置和具有特殊性質(zhì)的短周期元素a.族序數(shù)等于周期數(shù)的元素:H、Be、Al。b.族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素:C、S。c.族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素:O。d.周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素:Li。e.周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素:Na。f.最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的元素:H、C、Si。g.最高正價(jià)是最低負(fù)

20、價(jià)絕對(duì)值3倍的元素:S。h.除H外,原子半徑最小的元素:F。(3)常見(jiàn)元素及其化合物的特性a.形成化合物種類最多的元素:C;自然界中天然存在的硬度最大的物質(zhì):金剛石;碳的氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的物質(zhì):CH4。b.空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素:N。c.地殼中含量最多的元素、氫化物沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素:O。d.形成最輕的單質(zhì)的元素:H;形成最輕的金屬單質(zhì)的元素:Li。e.單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素:Br;金屬元素:Hg。f.最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng),又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的短周期元素:Be、Al。g.元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物

21、的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的短周期元素:N;能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的短周期元素:S。h.元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素:Li、Na、F。典例典例3右圖是周期表中短周期的一部分,若a原子最外層的電子數(shù)比次外層少了3個(gè),則下列說(shuō)法正確的是()A.a、b、c的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性是cbaB.d的最高正價(jià)與b的最高正價(jià)相等C.d的氣態(tài)氫化物比c的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)低D.原子半徑的大小順序是cbadA答案答案A依據(jù)題意及元素周期表中各元素的位置關(guān)系知,a為P,b為S,c為Cl,d為O。A項(xiàng),a、b、c的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性是HClO4H2SO4H3PO4;B項(xiàng),O元素?zé)o最高正價(jià),S

22、元素的最高正價(jià)為+6價(jià);C項(xiàng),H2O分子間形成氫鍵導(dǎo)致沸點(diǎn)升高,故H2O的沸點(diǎn)高于HCl;D項(xiàng),原子半徑的大小順序是PSClO。3-1短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,X原子的最外層有6個(gè)電子,Y是迄今發(fā)現(xiàn)的非金屬性最強(qiáng)的元素,在周期表中Z位于A族,W與X屬于同一主族。下列說(shuō)法正確的是()A.元素X、W的簡(jiǎn)單陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)B.由Y、Z兩種元素組成的化合物是離子化合物C.W的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Y的強(qiáng)D.原子半徑:r(X)r(Y)r(Z)r(S)r(O)r(F),故錯(cuò)誤。3-2(2018北京昌平期末)下表為元素周期表的一部分。以下說(shuō)法不正確的是()A.非金屬性:Y硫B.離子半徑:Y2-S2-Z-C.單質(zhì)氧化性:Z單質(zhì)硫單質(zhì)D.Z元素在周期表中位于第三周期第A族B答案答案B依據(jù)題意,結(jié)合元素周期表可以判斷出:X為硅元素,Y為氧元素,Z為氯元素。A項(xiàng),非金屬性:氧硫;B項(xiàng),離子半徑:S2-Cl-O2-;C項(xiàng),單質(zhì)氧化性:氯氣硫;D項(xiàng),氯元素在周期表中位于第三周期第A族。