1、元素周期表 元素周期律俄国化学家门捷列夫(18341907)，出生在西伯利亚。他从小热爱劳动，喜爱大自然，学习勤奋。1860年门捷列夫在为化学原理一书考虑写作计划时，深为无机化学缺乏系统性所困扰。于是，他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据，把前人在实践中所得成果，凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动，为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上，发现一些元素除有特性之外还有共性。例如，已知卤素元素的氟、氯、溴、碘，都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时，都很快就被氧化，因此都只能以化合物形式存在于自然界中；有的金属如铜、银、金都能长久保持在空
2、气中而不被腐蚀，正因为如此，它们被称为贵金属。于是，门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片，在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物，然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后，他发现了元素化学性质的规律性。元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律：元素的性质随着原子量的增加呈周期性的变化，但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理，不但纠正了一些有错误的原子量，还先后预言了15种以上的未知元素的存在。问题1.根据以上材料可知，门捷列夫的元素周期律的具体规律是“元素的性质，随着原子量的增加呈周期性的变化，但又不是简单的重复”是否
3、正确？为什么？(素养角度科学探究与创新意识)提示：门捷列夫的元素周期律是有一定的局限性的，后人经过研究发现，元素的性质并非随着原子量的变化而变化，而是随着原子序数的递增发生着规律性的变化。问题2.门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)。已知主族元素锗的最高化合价为+4价，其最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。试比较元素Si与Ge的非金属性强弱。(素养角度证据推理与模型认知)提示：由于元素锗最高价化合物为+4价，故其位于元素周期表中第A族，与硅同一主族，且硅最高价氧化物对应的水化物为酸性
4、，锗的最高价氧化物对应水化物为两性，故硅的非金属性大于锗。若锗位于硅的下一周期，则“锗”在周期表中的位置是什么？根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途。(素养角度证据推理与模型认知)提示：硅位于第三周期第A族，锗与硅同一主族，而锗位于第四周期，所以锗在元素周期表中的位置为第四周期第A族。锗与硅同为半导体材料。硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是哪种元素 (素养角度证据推理与模型认知)提示：非金属性越强，单质越容易与氢气发生反应，同主族元素随原子序数增大，非金属性渐弱，故硅的非金属性强于锗的非金属性。硅与氢气更容易化合。(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦
5、博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因是什么？(素养角度科学探究与创新意识)提示：二者位于同一主族，最外层电子数相同，均为3个。为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液和哪两种试剂？(素养角度证据推理与模型认知)提示：判断物质是否具有两性可观察该物质是否与酸、碱都发生反应，所以需要的试剂是氢氧化钠溶液、稀硫酸或盐酸。1.太阳能电池材料被广泛关注，2019年9月，陕西师范大学赵奎教授等在合成该材料的条件控制中取得突破性进展，已知该材料的化学式为ABC2D。其中
6、，A为周期表稳定存在的元素中最活泼的金属元素；B原子的最外层电子为4且属于主族金属元素；C和D均为同主族非金属元素，且常温常压下，对应单质分别呈液态和固态。则下列说法不正确的是()A.A元素最高价氧化物对应水化物的碱性比氢氧化镁强B.B元素的原子半径小于碳原子C.C和D元素对应的气态氢化物的热稳定性相比较，C的更稳定D.A和C形成的稳定化合物中只含离子键【解析】选B。在元素周期表中，同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，所以金属性最强的元素位于元素周期表的左下角，由于Fr具有放射性，不是自然界稳定存在的元素，所以自然界稳定存在的元素是Cs，则A元素为Cs；B原子
7、的最外层电子为4且属于主族金属元素，且为太阳能电池材料的组成元素，则B元素为Ge；C和D均为同主族非金属元素，且常温常压下，对应单质分别呈液态和固态，所以C元素为Br，D元素为I。A元素是Cs，Cs金属性比Mg强，金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物碱性越强，则Cs元素最高价氧化物对应水化物的碱性比氢氧化镁强，A项正确； 同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，Ge原子半径大于C，B项错误； 同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，Br非金属性比I强，非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，则Br的气态氢化物更稳定，C项正确； Cs和Br形成的化合物为CsBr，为离子化合物，D项正确。2.铬可
8、用于制造不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。铬的金属性位于锌和铁之间，根据元素周期律的知识，下列有关铬的性质说法不正确的是()A.铬与冷水能发生剧烈反应B.Cr(OH)3的碱性比NaOH的弱C.高温条件下，Al能与Cr2O3反应置换出CrD.铬能与稀盐酸发生反应【解析】选A。锌和铁与冷水不能反应，则铬与冷水也不反应，A错误； NaOH为强碱，Cr(OH)3的碱性比氢氧化锌弱，为弱碱，则Cr(OH)3的碱性比NaOH的弱，B正确； 高温条件下，铬的金属性比锌弱，Al能与Cr2O3反应置换出Cr，C正确； 铬的金属性比铁强，铬能与稀盐酸发生反应，D正确。【加固训练】1.(2019北京高考)20
9、19年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是()A.In是第五周期第A族元素BIn的中子数与电子数的差值为17C.原子半径：InAlD.碱性：In(OH)3RbOH【解析】选D。In为49号元素，根据元素周期表中元素的排布规律，In是第五周期第A族元素，故A正确In的中子数为115-49=66，电子数为49，中子数与电子数的差值为66-49=17，故B正确；In是第五周期第A族元素，Al为第三周期第A族元素，依据元素周期律，
10、原子半径：InAl，故C正确；In是第五周期第A族元素，Rb为第五周期第A族元素，金属性InRb，依据元素周期律，碱性：In(OH)3RbOH，故D错误。2.由中国和日本科学家相继发现的新的高温超导材料铁基超导材料：其成分是氟掺杂镧(La)氧铁砷(As)化合物。下列有关该材料的判断正确的是()A.在周期表中，该材料所含五种元素有两种位于主族，三种位于副族B.该超导材料所含五种元素有三种金属元素，两种非金属元素C.该超导材料耐酸腐蚀D.在周期表中，铁位于第 族，砷位于第四周期【解析】选D。该铁基超导材料共含有F、La、O、Fe和As五种元素，其中F、O、As属于主族元素，La是副族元素，Fe是第族元素，故A错误； F、O、As是非金属元素，Fe、La是金属元素，故B错误；该超导材料含有Fe、O等元素，不耐酸腐蚀，故C错误；在周期表中，铁位于第 族，砷位于第四周期，故D正确。
