2022年高考化学一轮复习 第5章 第28讲 元素周期律和元素周期表
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1、第第 28 讲讲 元素周期律和元素周期表元素周期律和元素周期表 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 三周期为例,掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以A 族和A 族 为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属元素在周 期表中的位置及其性质递变规律。 考点一考点一 元素周期表元素周期表 1元素周期表的结构 (1)原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素编号,称之为原子序数,原子序数核电荷数质子数 核外电子数。 (2)编排原则 周期:把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序,从左至右排成的横行。
2、 族:把最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序,从上至下排成的纵列。 (3)结构 总结 元素周期表 周期7个 短周期 第一、二、三周期 元素种数分别为2、8、8种 长周期 第四、五、六、七周期 元素种数分别为18、18、32、32种 族16个 主族:由短周期和长周期共同构成,共7个 副族:完全由长周期元素构成,共7个 第族:第8、9、10共3个纵列 0族:第18纵列 (4)元素周期表中的特殊位置 分区 a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。 b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、 c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。 过渡元素:元素周期表中从B 族到B 族 10 个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属 元素。 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。 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。 超铀元素:在锕系元素中,92 号元素铀(U)以后的各种元素。 2元素周期表的应用 (1)元素周期表结构中隐含的两条规律 同周期、邻主族元素原子序数差的关系 a短周期元素原子序数差族序数差。 b两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时,
4、第四或第五周期元素原子序数差族序数差10, 第六周期元素原子序数差族序数差24。 c第二、第三周期的A 族与A 族原子序数之差都为 1,第四、第五周期的A 族与A 族原子序数之差都为 11,第六、第七周期的A 族与A 族原子序数之差为 25。 同主族、邻周期元素的原子序数差的关系 aA 族元素随电子层数的增加,原子序数依次相差 2、8、8、18、18、32。 bA 族和 0 族元素随电子层数的增加,原子序数依次相差 8、8、18、18、32。 cAA 族元素随电子层数的增加,原子序数依次相差 8、18、18、32、32。 (2)直接相邻的“”型、“”型、“”型原子序数关系 (3)科学预测:为新
5、元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。 (4)寻找新材料 (5)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)A 族全部是金属元素() 错因:A 族除 H 外全部是金属元素。 (2)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() 错因:元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格,它们不是同位素。 (3)两短周期元素原子序数相差 8,则周期数一定相差 1() (4)包含元素种数最多的族是A 族() 错因:含元素种类最多的族是第B 族,共有 32 种元素。 (5)原子的最外层有 2 个电子的元素一定是A 族元
6、素() 错因:He 原子和部分过渡金属元素最外层电子数也是 2。 (1)35 号元素在元素周期表中的位置_。 (2)87 号元素在元素周期表中的位置_。 答案 (1)第四周期A 族 (2)第七周期A 族 解析 (1)35 号元素(最邻近的稀有气体元素是36Kr),则 35361,故周期数为 4,族序 数为8|1|7, 即第四周期A族, 为溴元素。 (2)87号元素(相邻近的稀有气体元素是86Rn), 则 87861,故周期数为 7,族序数为 1,即第七周期A 族,为钫元素。 利用稀有气体元素确定主族元素在周期表中的位置 原子序数最邻近的稀有气体元素的原子序数Z。 (1)若 Z0,则在稀有气体元
7、素下一周期,族序数为 Z。 题组一 元素周期表的结构 1 (2020 广西防城港市防城中学期中)硒是人体必需的微量元素, 如图是硒在周期表中的信息, 关于硒元素的说法错误的是( ) A位于第四周期 B质量数为 34 C原子最外层有 6 个电子 D相对原子质量为 78.96 答案 B 解析 根据元素周期表中的信息可知, Se的原子结构示意图为, Se位于第四周期A 族,选项 A 正确;根据元素周期表中的信息可知,Se 的原子序数为 34,根据原子序数核 电荷数质子数核外电子数,则该元素原子的原子核内质子数和核外电子数为 34,质量数 不是 34, 选项 B 错误; 由 Se 的原子结构示意图知,
8、 Se 原子最外层有 6 个电子, 选项 C 正确; 根据元素周期表中的信息可知,价电子排布式下面的数字表示相对原子质量,该元素的相对 原子质量为 78.96,选项 D 正确。 2下列叙述不正确的是( ) ACa 原子核外有 4 层电子,Ca 位于第四周期 B元素周期表中只有短周期与长周期 C每个短周期都既有金属元素又有非金属元素 D短周期中,同周期元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外) 答案 C 解析 Ca 原子核外电子排布为 2、8、8、2,有 4 层电子,所以钙元素位于第四周期,A 项 正确;元素周期表中第一、二、三周期为短周期,第四、五、六、七周期为长周期,B 项
9、正 确;第一周期只有 H、He 两种元素,均为非金属元素,C 项错误;短周期中,同周期元素(稀 有气体元素除外)随着原子序数的递增,原子核对核外电子的吸引力增强,从而导致原子半径 逐渐减小,D 项正确。 3下列各图为元素周期表的一部分,表中的数字为原子序数,其中 M 为 37 的是( ) 答案 C 4(2020 洛阳新安县第一高级中学高三开学考试)下图是周期表中短周期的一部分,已知 Y 原子与 Z 原子核外电子总数为 X 原子核外电子数的 4 倍,以下推断正确的是( ) AX、Y、Z 三者均为金属元素 BX、Y、Z 三者核外电子数之和为 40 CX 与 Y、Y 与 Z 均可形成离子化合物 DY
10、 与 Z 只能形成一种共价化合物 答案 B 解析 设 X 原子核外电子数为 x,Y、Z 原子核外电子数分别为 x7、x9,由已知条件可 得(x7)(x9)4x,解得 x8,则 X 为 O 元素,Y 为 P 元素,Z 为 Cl 元素,三种元素都 是非金属元素,故 A 错误;X 为 O,Y 为 P,Z 为 Cl,三者核外电子数之和为 81517 40,故 B 正确;P 与 O、O 与 Cl 均可以形成共价化合物 P2O5、Cl2O7,故 C 错误;P 与 Cl 可以形成 PCl3、PCl5等多种共价化合物,故 D 错误。 题组二 元素周期表的应用 5(2020 北京海淀 101 中学高三期中)下列
11、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A、A 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A、A 族元素中,故 C 错 误;在过渡元素
12、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。 6(2019 北京高考模拟)部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素 的分界线),下列说法不正确的是( ) AB 只能得电子,不能失电子 B原子半径:GeSi CAs 可作半导体材料 DPo 处于第六周期A 族 答案 A 解析 B 元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近,既能得电子,又能失电子,故 A 错 误;同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径:GeSi,故 B 正确;As 元 素位于金属元素与非金属元素的分界线附近,可作半导体材料,故 C 正确;Po 为主族元素, 原子有 6 个电子层,最
13、外层电子数为 6,处于第六周期A 族,故 D 正确。 考点二考点二 元素周期律元素周期律 1元素周期律 2主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左右) 同主族(上下) 原子 结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子) r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由17(O、F 除外) 相同, 最高正化合价主族 负化合价(8主族序数)(H 为1 价) 序数(O、F 除外) 元素的金属性和非金 属性 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐 增强 金属性逐渐增强,非金 属性逐渐减弱 离子的氧化性、
14、还原性 阳离子的氧化性逐渐增强;阴离 子的还原性逐渐减弱 阳离子的氧化性逐渐 减弱;阴离子的还原性 逐渐增强 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的 水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱;酸性逐渐增强 碱性逐渐增强;酸性逐 渐减弱 3.元素金属性、非金属性比较及实验探究 (1)金属性和非金属性强弱的判断方法 三表 元素周期表:金属性“右弱左强,上弱下强,右上弱左下强”;非金属性“左 弱右强,下弱上强,左下弱右上强” 金属活动性顺序表:按 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、 Ag、Pt、Au 的顺序,金属性逐渐减弱(其中 PbSn) 非金属活动性顺序表:
15、按 F、O、Cl、Br、I、S 的顺序,非金属性逐渐减弱 三反应 置换反应:强的置换弱的,适合金属也适合非金属 与水或非氧化性酸反应越剧烈,或最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则金 属性越强 与氢气反应越容易,生成的气态氢化物的稳定性越强,或最高价氧化物对应水 化物的酸性越强,则非金属性越强 氧化性 金属离子的氧化性越弱,对应单质的金属性越强 还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱,对应单质的非金属性越强 (2)同周期元素(Na、Mg、Al)金属性强弱的实验探究 钠 镁 铝 与水的反应 与冷水即可发生反应 2Na2H2O=2NaOH H2 需要与热水发生反 应 Mg2H2O= Mg(O
16、H)2H2 与沸水才能发生反应, 且反 应很缓慢 与酸的反应 与非氧化性酸均能发生反应,但从钠到铝,反应剧烈程度逐渐减弱 与碱的反应 不能与碱溶液发生反应 能与强碱溶液发生反应 结论:钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为 NaMgAl。 (1)第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性() 错因:NH3水溶液显碱性。 (2)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强,碱性越强,金属性越强() 错因:元素的最高价氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强,碱性越强,金属性越强。 (3)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,其水溶液的酸性越强,还原性越弱() 错因:元素的气态氢化物越稳
17、定,非金属性越强,其水溶液的酸性与还原性没有关系。 (4)元素的原子得电子越多,非金属性越强,失电子越多,金属性越强() 错因:元素的原子金属性、非金属性强弱与得失电子多少无关,只与得失电子的难易程度有 关。 (5)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() 错因:同周期元素若均形成阳离子或均形成阴离子,则原子序数越大,离子半径越小。 比较下列微粒半径大小(用“”或“”填空): (1)Na_Mg_Cl。 (2)Li_Na_K。 (3)Na _Mg2_Al3。 (4)F _Cl_Br。 (5)Cl _O2_Na_Mg2。 (6)Fe2 _Fe3。 答案 (1) (2) (3)
18、 (4) (5) (6) “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,核外电子数越多,半径越大。 题组一 元素性质递变规律 1(2020 云南省保山第九中学月考)下列各组元素性质递变情况错误的是( ) ALi、Be、B 原子最外层电子数依次增多 BN、O、F 原子半径依次增大 CP、S、Cl 元素最高正化合价依次增大 DNa、K、Rb 的金属性依次增强 答案 B 解析 Li、Be、B 均属于第二周期元素,原子序数逐渐增大,其最外层电子数
19、逐渐增多,A 正确;N、O、F 均属于第二周期元素,原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,B 错误;P、 S、Cl 均属于第三周期元素,原子序数逐渐增大,价电子数逐渐增多,其最高正化合价逐渐 增大,C 正确;Na、K、Rb 均属于A 族元素,自上而下金属性逐渐增强,D 正确。 2(2020 防城港市防城中学月考)下列排列顺序不正确的是( ) A热稳定性:HFH2ONH3 B原子半径:ClSP C碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 D金属性:KNaLi 答案 B 解析 非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性的强弱:FON,因此氢化物的热稳定性: HFH2ONH3, 故 A 正确; 同周期元
20、素从左向右原子半径逐渐减小, 因此原子半径: PSCl, 故 B 错误;最高价氧化物对应水化物的碱性越强,其金属性越强,反之也成立,金属性: NaMgAl,碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3,故 C 正确;同主族元素从上到下,金属性逐 渐增强,金属性:KNaLi,故 D 正确。 题组二 元素金属性、非金属性的判断 3甲、乙两种非金属元素: 甲的单质比乙的单质容易与氢气化合 甲的单质能与乙的阴离子发生置换反应 甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强 与某金属反应时,甲元素原子得电子数目比乙的多 甲单质的熔、沸点比乙的低 能说明甲比乙的非金属性强的是( ) A
21、只有 B只有 C D 答案 C 4下列关于元素金属性和非金属性强弱比较的说法不正确的是( ) A将大理石加入稀盐酸中,能产生 CO2气体,说明 Cl 的非金属性强于 C BSi 与 H2化合所需温度远高于 S 与 H2化合所需温度,说明 S 的非金属性强于 Si CNa 与冷水反应剧烈,而 Mg 与冷水反应缓慢,说明 Na 的金属性强于 Mg DFe 投入 CuSO4溶液中,能置换出 Cu,说明 Fe 的金属性比 Cu 的强 答案 A 解析 盐酸中的溶质 HCl 不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物, 虽然 HCl 的酸性比碳酸 的强,但不能作为 Cl、C 非金属性强弱的判断依据,A 错误;单
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