1、疱丁巧解牛知识巧学一、元素周期律1.原子序数 原子序数是元素在元素周期表中的序号。 原子序数的编排原则，遵循核电荷数由小到大的顺序。 原子序数与原子内其他粒子的数目关系 原子：原子序数=核电荷数=质子数=电子数(1)最外层电子数与原子序数的关系(2)原子半径与原子序数的关系(3)元素的化合价与原子序数的关系2.元素周期律(1)最外层电子数的周期性变化 随着原子序数的递增，原子的最外层电子排布从电子数最少(1个)逐渐到稳定结构(2个或8个)，呈现周期性变化。(2)原子半径的周期性变化 随着原子序数的递增，元素的原子半径从大逐渐到小(稀有气体除外)，呈现周期性变化。知识拓展 比较粒子半径大小的一般
2、规律电子层数相同的原子，原子半径随核电荷数的增加逐渐减小(稀有气体除外，下同)。如r(Na)r(Mg)r(Al)。最外层电子数相同的原子，原子半径随电子层数(或核电荷数)的增多而增大。 如r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。核外电子排布相同的粒子，半径随核电荷数的增多而减小。如r(Ca2+)r(K+)r(Cl)r(S2-)。对同一元素而言，价态越高半径越小。如r(Cl)r(Cl-)，r(Fe3+)r(Fe2+)r(Fe)。(3)元素主要化合价的递变规律 随着原子序数的递增，元素的最高正价从+1价升高到+7价(H除外，F无正价，通常O也没有正价)，再到稀有气体元素的0价，呈现周期性
3、变化；元素的负化合价从无(金属无负价)到有(非金属有负价)，从最低(-4)到最高(-1)，再到稀有气体的0价，也呈现周期性变化。(4)元素周期律：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化，这个规律叫做元素周期律。(5)元素周期律的实质：元素性质的周期性变化是原子核外电子排布周期性变化的必然结果。3.元素周期律的认识过程(1)门捷列夫和迈尔等科学家发展了早期的元素周期律：元素的性质随相对原子质量的递增呈现明显的周期性变化。(2)莫斯莱指出元素原子的核电荷数是这种元素的特征，使元素周期律有了更科学的基础。(3)量子力学实现了对元素周期律实质的认识。二、元素周期表1.元素周期表提供的元素信息
4、(以Fe为例)2.元素周期表的结构在元素周期表中，每一横行称为一个周期；除第8、9、10列外其余每列称为一族。元素周期表有7个周期，16个族。要点提示 元素周期表中，位于同一周期元素的原子电子层数相同。从左到右，元素原子的最外层电子数依次增多。元素周期表中位于同一列(族)的元素的原子最外层电子数相同。从上到下，元素原子的电子层数依次增多。3.金属元素和非金属元素的分界线(图中虚线)(1)元素周期表中，金属元素占了绝大多数，非金属元素只是少数。(2)分界线附近的元素既表现金属的某些性质，又表现非金属的某些性质。 4.碱土金属A族元素元素名称铍镁钙锶钡镭元素符号BeMgCaSrBaRa原子结构电子
5、层数234567最外层电子数222222火焰颜色砖红洋红黄绿存在形态都以化合态存在物理性质单质都呈亮白色，都是电的良导体化学性质单质呈强还原性，易失去最外层上的两个电子用途钙、锶、钡的化合物可用于制造焰火5.氮族元素A族元素(1)氮族元素：氮族元素位于A族，包括N、P、As、SB、Bi 5种元素。其中，氮和磷是典型的非金属元素。(2)磷的存在形态磷有白磷和红磷两种同素异形体，室温下它们都是固体。白磷和红磷都能在空气中发生缓慢氧化反应，前者还能引发自燃：4P+5O2=2P2O5自然界中没有游离态的磷元素。磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石、动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织里，植物的果实和幼芽里也
6、含有磷。磷是维持生物体正常生理活动的重要元素。6.过渡元素 元素周期表中的312列元素称为过渡元素。(1)过渡元素全是金属元素，又叫过渡金属。(2)过渡元素包括所有副族和族元素，不包括主族和0族元素。(3)过渡金属的主要性质大部分单质坚硬、有光泽，金、铜等单质具有独特的光泽。所有单质都是电的良导体。多数单质性质稳定，与空气和水反应缓慢或不反应。7.各种元素周期表 至今发现的元素周期表已有200多种。如：(1)短式周期表：门捷列夫周期表。(2)长式周期表：我们现在使用的元素周期表。(3)远景元素周期表：一种包含第8周期或第9周期的元素周期表。问题探究问题1 (1)当你第一次面对一张元素周期表，要
7、开始研究和学习它所包含的规律、意义等内涵，你联想到什么？提出什么疑问？请将你的所有质疑写出来。(2)你是如何分析和解决你的质疑的？需要用到哪些方法和研究手段及工具？(3)以上质疑的答案找到了吗？请写出你的答案。思路:第(1)问题是个开放性的问题，观察和分析的角度不同，每个人的联想和质疑也不同。第(2)问题是对第(1)问题的深入，更是解决问题实质即第(3)问题的关键。问题(3)是研究学习的达到的结果。探究:你的质疑中可以包含下列问题，或其中的某几个，也可以有其他的联想和质疑：元素周期表是怎么来的？是谁、何时编的？第一个人编的第一张周期表就是现在这个样子吗？元素周期表是依据什么原则编排的？元素之间
8、有没有联系？是什么联系？周期表内的元素间肯定存在着某种联系或规律，该如何去发现？某一种元素，为什么可以放在周期表中的某个特定的位置？如果找到了元素间的内在联系和规律，它跟元素周期表的编排形式有联系吗？元素间的联系和规律跟元素周期表有什么作用？现在的周期表中的112种元素，它们在刚产生第一个周期表的时候就都有了吗？ 还有没有其他元素没有发现？所有元素的发现都是偶然的吗？在自然界中都有吗？有没有一些元素是人创造出来的？是不是创造之前就知道它的某些特征了？是怎么知道的？门捷列夫能根据一些规律去预言新元素，几乎所有的元素都被预言了吗？都发现或创造出来了吗？如果可能，我可以去创造出新元素吗？ 问题等需要
9、查阅资料；问题等需要查找有关数据，作出图表等方法去分析研究；问题等需要进行实验、对比、综合分析和联系等活动；问题等需要在研究前面问题的基础上得出看法。当然，在解决上面的问题过程中，交流和研讨也是不可缺少的方法。问题2 通过仔细观察元素周期表，交流研讨： 元素周期表中，相邻两个周期内上下相邻两种元素的原子序数相差多少？这个差额数与周期表的结构有什么关系？思路:观察周期表，讨论后发现，可以用图示分析。探究:分析得出以下几种情况，各种情况中，原子序数的差值均等于上面元素所在周期内的元素种数。 图：上下差2；图：上下差8；图：上下差18；图：上下差32。问题3 从周期表的第2、3周期的元素分析来看，位
10、于同一周期元素的原子结构有什么相同之处？它们之间有没有递变规律？怎样递变？为什么有这个递变？ 从周期表的第1、17列元素分析来看，同一列(族)元素的原子结构有什么相同之处？它们之间有没有递变规律？怎样递变？为什么有这个递变？思路:关键要清楚从哪几个角度来讨论原子结构，一般是：核外电子排布(重点是电子层数、最外层电子数)、原子半径等内容。关于原子半径的大小，则是要找到影响原子半径大小的因素：有电子层数多少(层多径大)、核电荷数多少(核电荷数多半径越小)、电子数多少(核外电子数越多半径越大)。并要从中找出矛盾的主要方面，然后再来决定递变结果，即规律内容。探究:从第2、3周期元素来看，同周期内元素的
11、原子结构的相同点：电子层数相同，但有递变。递变规律：随着原子序数的递增，最外层电子数依次增加，从1增至8；原子半径依次减小，从第1列中的最大值递减到第17列的最小值，第18列特殊例外。发生这个递变的原因是，同周期中，虽然电子数增多会使半径增大，但核电荷越多，核对外层电子的吸引力越大，使原子的内缩力增大，这个方面成为矛盾的主要方面，因此，原子半径越来越小。而从第1、17列来看，同主族中，最外层电子数相等。也有递变方面，即随着原子序数的递增，电子层数越来越多，原子半径越来越大。原因是：随着原子序数的递增，虽然核电荷数增大会使半径减小，但电子数的增多，特别是电子层数的增多使半径增大成了矛盾的主要方面
12、。 电子层数相同。最外层电子数依次增加，从1增至8；原子半径依次减小。同主族中，最外层电子数相等，电子层数越来越多，原子半径越来越大。典题热题例1 下列各组元素性质的递变错误的是( )A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多B. P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高C.B、C、N、O、F元素原子半径依次增大D.Be、Mg、Ca、Sr、BA的金属性依次增强解析:Li、Be、B都是第2周期元素，自左向右依次排列，根据元素周期律，其最外层电子数依次增多，A项正确；P、S、Cl都是第3周期元素，自左向右依次排列，其最外层电子数依次增多，最高正价依次增大，B项正确；B、C、N、O、F都是第2周期元素
13、，自左向右依次排列，故原子半径依次减小，C选项错误；D选项中元素处在同一主族，且电子层数依次增多，所以D项正确。答案：C深化升华 掌握了元素周期律的基本内容，该问题即可迎刃而解。对于同周期元素，自左向右，最外层电子数依次增多；最高正价依次增大；原子半径依次减小。对于同主族元素，自上到下，金属性增强，非金属性减弱。这些是解此题的根据。例2 设想你去某外星做一项科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：单质ABCDEFGHIJ熔点/-150550160210-50370450300260250与水反应与酸反应与氧气反应
14、不发生化学反应相对于A元素的相对原子质量1.08.015.617.138.020.020.029.63.918.0 按照元素性质的周期递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下列表格中。ABH解析：可先将有关数据排序：相对于A元素的原子质量由小到大的顺序：AIBCDJGEHF。熔点由低到高的顺序：AECDJHFGB。根据E、A性质相似，且B的相对原子质量E的相对原子质量H的相对原子质量，从而可确定E的位置。又B、G、H、F性质相似，但题给条件是B、H在相邻两列，则在确定G与F的位置时，要依据相对原子质量及熔点的变化规律、熔点数值的递变幅度，合理的结果是B、G、F在同一列。其规律是：从上到
15、下，从左到右元素的相对原子质量都递增；从上到下熔点逐渐降低(除A、E外)，从左到右熔点逐渐升高。若没有考虑到熔点递变幅度，则有可能将G填在H之上。然后根据上述原则可确定D、J与G同一行，而D、J处于不同列，且C在D前，I在C之上，并且与B在同一行。答案：方法点拨 由于题给条件是假想有十种元素单质的样品，因此表中数据都是虚拟的，其呈现的某些规律既有与元素周期表相同之处，又有不同之处，若将已学过的知识生搬硬套，则会步入误区。在处理数据时，要变无序为有序，把握表格中相对原子质量的变化规律。例3 在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按照某种共性归属一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可
16、能归属按所给六种类型的编号填入表内。元素组例外元素其他元素所属编号(1)O、NA、Mg(2)N、P、Sn、As(3)K、Ca、Al、Zn(4)Cu、Fe、Ag、Ca 其他元素所属类型编号：主族元素；过渡元素；同周期元素；同主族元素；金属元素；非金属元素。解析：(1)中Na、Mg为同周期元素；(2)中N、P、As为同主族元素；(3)中K、Ca、Al是主族元素 (4)中Cu、Fe、Ag是过渡元素。答案：(1)O (2)Sn (3)Zn (4)Ca 深化升华 此题是有关元素周期表中元素分类的问题。解答此题前，对于周期表的结构要熟悉，要掌握主族元素、短周期元素；要了解金属元素、非金属元素在周期表中的位置，才能顺利解答此题。