1、【专题三】元素周期律 元素周期表【考点突破】考点1 原子结构1.原子组成()2.等量关系(1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。(2)质子数(Z)=核外电子数=核电荷数=原子序数。(3)阳离子所带电荷数=阳离子核内质子数-阳离子核外电子数。(4)阴离子所带电荷数=阴离子核外电子数-阴离子核内质子数。方法点击 原子结构是高考的热点之一，解决此类问题关键在于抛开题目所给新信息的干扰，弄清()的含义，掌握质子数、中子数、质量数、核外电子数之间的关系，只有这样才能顺利解答问题，在解题时一定要看清题干要求。 规律与特例：规律学习是主线，特性特点往往是考点，所以我们在学习中还要掌握元素原子结构的特
2、征规律。核电荷数为118的元素的原子结构是大纲和高考重点要求与考查的内容，熟练掌握其结构特征，尤其是核外电子排布是快速判断元素的前提和基础。1.规律：(1)最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；3倍的是O；4倍的是Ne；1/2倍的是Li、Si。(3)电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。(4)最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S；3倍的是O。2.特性：核电荷数为118的元素的特征性质：(1)气态密度最小，原子核中只有质子没有中子，原子序数、电子层数、最外层电子数三者均相等的是H。(2)单质硬度最大，熔沸点最高，形
3、成化合物种类最多，正负化合价代数和为零且气态氢化物中含氢百分率最高的元素是C。(3)原子半径最大的是K，最小的是H。(4)单质与水反应生成氧气，气态氢化物最稳定，只有负价而无正价的是F。考点2 元素与同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的联系与区别元素同位素同系物同分异构体同素异形体概念具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称质子数相同，中子数不同的原子互称为同位素结构相似，分子之间相差n个CH2化合物互称为同系物分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体同种元素形成的不同单质存在范围宏观原子有机物有机物单质方法点击 区分以上概念，首先需要明确各概念所使用的范畴，如同位素是指原子，同素
4、异形体是指单质，同分异构体、同系物一般适用于有机物，然后抓住概念的实质进行区分，否则容易混淆。考点3 元素周期律、元素周期表1.元素周期表2.元素周期律 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫做元素周期律。这里所讲的元素性质是指元素的原子半径、元素的化合价、元素的化学性质，即元素的金属性和非金属性。如表：内容同周期元素(从左到右)同主族元素(从上到下)原子结构核电荷数递增增大电子层数相同增多最外层电子数增多相同原子半径逐渐减小(1e-8 e-)逐渐增大元素性质主要化合价最高正价由+1+7最低负价由-4-1最高正价、最低负价相同最高正价=族序数最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减
5、弱酸性增强碱性增强酸性减弱非金属的气态氢化物稳定性增强减弱形成难易难易易难单质的氧化性或还原性还原性减弱氧化性增强还原性增强氧化性减弱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方法点击 1.注意：(1)F没有正价；O除氟化物外，一般不显正价；金属元素一般无负价。主族元素最高正价=最外层电子数=族序数；主族元素最低负价=最外层电子数-8=族序数-8。(2)非金属性的正价有多种，一般是由共用电子对的偏移形成的。简单的阴离子的价态均是最低负价，如S2-、Cl-、P3-等。所以我们在用化合价判断元素在周期表中位置时，一定要分清是否为最高正价和最低负价，如某主族元
6、素R的化合物为Na2R、RO2，则R在元素周期表中的位置为_。此题就不能用RO2中R的+4价来确定R在元素周期表中的位置，因为不能确定RO2中R的+4价是最高正价。2.规律：(1)“阴上阳下”规律具有相同电子层结构的离子，阴离子元素在阳离子元素的上一个周期。如：“Xm+”“Yn-”的电子层结构相同，则X元素在Y 元素的下一个周期，故原子序数XY。(2)“序差”规律同一周期A与A族元素的原子序数可能相差1(2、3周期)或11(4、5周期)或25(6、7周期)。相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素，A的原子序数为x
7、，B的原子序数为y，若A在B的上一周期。当：A、B在与A或A族时，y=x+mA、B在与A0族时，y=x+n3.由原子序数确定元素位置例如：84号元素、88号元素在周期表中的位置首先确定零族元素的原子序数，方法：每一周期所容纳的元素种类为2、8、8、18、18、32、32，计算出与84比较接近的零族元素的原子序数，第6周期零族元素是86号元素，然后84与86比较得出结论，84号元素是第6周期A族；同理88号元素是第7周期A族。考点4 元素的“位构性”之间的关系(如下图所示)方法点击 本考点是无机化学的核心知识，因此是高考中每年必考的重点知识。在复习中一定要抓住元素的“位构性”之间的关系,掌握一点
8、来推测另两点。例：A、B、C、D是四种短周期元素，已知A、C同主族，B、D同周期，A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定，B的阳离子比D的阳离子氧化性强，若B的阳离子比C的阴离子少一个电子层，下列比较中不正确的是( )A. 原子序数：ABCDB. 原子半径：DBCAC. 单质熔点：BD，CAD. 最高价氧化物对应水化物的酸碱性：AC，DB首先由题意确定A、B、C、D在元素周期表中的位置：如图，根据元素周期律及元素周期表就可以推出正确选项为A。考点5 电子数相同的粒子1.核外电子总数为2的粒子：He、H-、Li+、Be2+。2.核外电子总数为10的粒子分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne。阳离子
9、：Na+、Mg2+、Al3+、H3O+。阴离子：N3-、O2-、F-、OH-、。3.核外电子总数为18的粒子分子：SiH4、PH3、H2S、HCl、Ar、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等。阳离子：K+、Ca2+。阴离子：S2-、HS-、Cl-、。4.核外电子总数及质子数均相等的粒子：Na+、H3O+。F-、OH-、。HS-、Cl-。N2、CO、C2H2。C6H6、B3N3H3。方法点击 在学习电子数相同的粒子时，一定要利用元素周期表这一化学工具。如：10电子粒子在元素周期表中以10电子的Ne原子向后推有：Na+、Mg2+、Al3+；向前推有N3-、O2-、F-、OH-
10、、H3O+、CH4、NH3、H2O、HF。18电子的应以Ar向前后扩散，但不要忘记(9+9=18)如：F2、H2O2、C2H6、CH3OH、CH3F、N2H4等。形成一定的思维定式可以提高做题的速度,但有时要打破自己的这种思维定式。例如：(2005全国高考理综) 甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成的粒子，它们的电子总数相等。已知甲、乙、丙为双原子分子或负二价双原子阴离子，丁为原子。(1)丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体，反应的化学方程式是_。(2)乙在高温时是一种还原剂，请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途：_。(3)在一定条件下，甲与O2反应的化学方程式是_。(4)丁
11、的元素符号是_，它的原子结构示意图为_。(5)丁的氧化物的晶体结构与_的晶体结构相似。 我们看到此题中有等电子的粒子就想到10电子体、18电子体，但按10电子体、18电子体推不出正确结论，所以我们要打破这种思维定式，重新找突破口：丙与钙离子组成的离子化合物跟水反应产生一种可燃性气体，经排查知中学化学中常见的这种反应是：电石与水反应生成可燃性气体C2H2，这样此题就迎刃而解。丙为有14个电子，甲、乙、丁也含14个电子，依题意得：甲为N2、乙为CO、丁为SiO2。考点6 粒子半径大小比较1.一般电子层数越多，其半径越大极少数例外，如r(Li)r(Al)。此规律包含了如下两种情况：(1)同主族元素，
12、由上而下，原子半径逐渐增大，离子半径逐渐增大，如：r(K)r(Na)，r(K+)r(Na+)。(2)原子半径比相应的阳离子半径大，如：r(K)r(K+)，r(Mg)r(Mg2+)。2.若电子层数相同，核电荷数越多，其半径越小。(1)同周期主族元素自左至右原子半径逐渐减小(0族例外)，如：r(Na)r(Mg)r(Al)。(2)电子层数相同的离子，核电荷数越大，半径越小，如：r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)。3.若电子层数、核电荷数均相同，最外层电子数越多，半径越大。(1)同一元素的原子和阴离子，原子半径比阴离子半径小，如：r(F)r(F-)。(2)同一元素价态不同的阳离子，核外电
13、子数越多，半径越大，如r(Fe2+)r(Fe3+)。方法点击 粒子半径大小比较归纳为“同层比核，同核比层”。 “同层比核”如：Na+与F-，Cl与S，Cl-与S2-；电子层数相同，核电核数越大，核对电子的引力越大，半径越小；同理，“同核比层”，例：Na与Na+、Cl与Cl-的核电荷数相同，核外电子数越大，原子(或离子)半径越大。在解答这类问题时，我们可以借助元素周期表进行解答。如：(经典回放)X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子结构，下列叙述正确的是( )A.原子序数XY B.原子半径XYC.离子半径XY D.原子最外层电子数XNaKRbB.沸点：NH3PH3PH3H2OHFD.酸
14、性：HClOH2SO4H3PO4H2CO3答案：A解析：本题考查元素周期律知识。由于NH3分子间含有氢键，沸点出现反常情况：PH3AsH3SbH3NH3。热稳定性: HFH2OPH3SiH4，和元素的非金属性一致。酸性：一般规律非金属性越强，最高价含氧酸酸性越强，即HClO4H2SO4H3PO4H2CO3。3.(北京西城抽样测试) 下表为元素周期表短周期的一部分。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，不正确的是( )A.A与B形成的阴离子可能有：、B.E的氢化物的沸点比C的氢化物的沸点高C.D在过量的B中燃烧的主要产物为DB2D.A与E形成的化合物是非极性分子答案：B解析：本题以元素周期
15、表为推断工具，考查了元素化合物的性质，由题给表为元素周期表短周期的一部分，可知A是C元素，B是O元素，C为F元素，D是S元素，E是Cl元素。所以A与B形成的阴离子较多(有机物)，A项中是碳酸根和草酸根；HF分子间有氢键，所以沸点：HFHCl;C在过量的O2中燃烧的主要产物为CO2；CCl4是非极性分子。4. 运用元素周期律分析下面的推断。其中错误的是( )A.已知Ra是第7周期、A族的元素，故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强B.已知As是第4周期、A族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强C.已知Cs的原子半径比Na的大，故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈D.已知Cl的核电荷
16、数比Al的核电荷数大，故 Cl的原子半径比Al的原子半径小答案：B解析：本题运用元素周期律分析解决问题。每一主族，随着原子序数的递增，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，所以A、C正确，B项NH3的稳定性比AsH3的稳定性强。每一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以D正确。5.核磁共振(NMR)技术已广泛用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。试判断下列哪组原子均可以产生NMR现象( )A.18O、19O、24Mg B.12C、31P、27AlC.第A族原子 D.第3周期原子答案：C解析：本题考查质子数、中子数、质量数之间的关系，
17、质量数=质子数+中子数。A中只有19O的中子数为11，为奇数；B中12C质子数、中子数都为6，不是奇数；第VA族原子最外层都是5，内层为偶数，所以质子数都是奇数，正确；D项第3周期原子质子数既有偶数又有奇数。6. 短周期元素X、Y、Z中，X元素位于Y的前一周期，其原子最外电子层只有一个电子，Y原子的次外层电子数是最外层电子数的1/3；Z原子的最外层电子数与Y相同。下列X、Y、Z之间形成化合物的化学式不正确的是( )A.X2Z B.ZY3 C.X2Y2 D.XZ2答案：D解析：本题考查元素在周期表中的位置，体现位置和结构之间的关系。由题意可知X元素为H，Y为O，Z为S。H2S、SO3、H2O2。
18、D错误，不符合事实。7. 下列有关物质性质的比较中，正确的是( )A.熔点：CO2H2OSiO2KClB.粒子半径：K+Na+Mg2+Al3+C.酸性：H3PO4H2SO4HClO4H2SiO3D.稳定性：H2ONH3PH3SiH4答案：B解析：本题考查位置、结构、性质三者之间的关系。A项CO2、H2O的固体是分子晶体，SiO2是原子晶体，KCl是离子晶体，一般规律熔点：分子晶体离子晶体YBX、Y、Z均属于短周期元素C化合物XYZ的溶液具有漂白性DY属于A族元素解析：由题意知，X应在Y的下一周期，由于Z的质子数比Y少9，故Y不可能为F，由此可推测，X为K，Y为Cl，Z为O.三者构成的KClO具
19、有强氧化性，故其溶液具有漂白性，C项正确相同电子层结构，核电荷数大的离子半径反而小，故A项错；K不属于短周期元素，B项错；Cl为A族元素，D项对答案：CD7(2011汕头模拟)在元素周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素紧密相邻甲、乙的原子序数之和等于丙的原子序数这四种元素原子的最外层电子数之和为20.下列判断正确的是()A原子半径：丙乙甲丁B甲和乙或乙和丁所形成的化合物都是大气污染物C最高价氧化物对应水化物的酸性：丁甲D气态氢化物的稳定性：甲丙解析：根据题意可知甲为原子序数为7的氮元素，乙为氧元素，丙为磷元素，则丁为碳元素，A项，原子半径丙丁甲乙；B项，乙和丁形成的CO2不是大气污染物；
20、C项，最高价氧化物对应水化物的酸性甲丁；D项，气态氢化物的稳定性甲丙答案：D8(2011泰州调研)下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关X、W、Y、R、Z五种元素的叙述中正确的是()A常温常压下，五种元素的单质中有两种是气态BY、Z的阴离子的电子层结构都与R原子的相同CX的氢化物与其最高价氧化物对应水化物形成的盐溶液呈酸性DY元素最高价氧化物对应水化物的酸性比W元素的弱解析：由元素在元素周期表中的位置可知：X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br.根据相应元素及化合物的性质，氮、氩元素的单质常温下为气态；Z(Br)的阴离子比R(Ar)多一个电子层；X的氢化物(NH3)与其最高价氧化物对应
21、水化物(HNO3)形成的盐是NH4NO3，其溶液呈酸性；酸性：硫酸磷酸答案：AC9(2011临沂模拟)X、Y、Z分别是三种单质，它们都是常见的金属和非金属，M、N、R是常见的三种氧化物，其中一种具有高熔点，而且有如下反应(条件未标出，方程未配平)：(1)XZM；(2)MXN；(3)MYRX.若X是非金属，则组成Y单质的元素在周期表中的位置是()A第2周期A族 B第2周期A族C第3周期A族 D第3周期A族解析：由方程式(3)可知X不是氧气，理由是M的组成元素为X、Z，方程式(3)的反应物共含三种元素，而产物中X为O2，R由O和另一种元素组成，可见产物仅含两种元素，是不成立的，所以Z为O2.X为非
22、金属，则Y必为金属，只有C符合题意.答案：C10(2011汕头模拟)下列叙述中正确的是()A除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B除短周期外，其他周期均有18种元素C副族元素中没有非金属元素D碱金属元素是指A族的所有元素解析：短周期元素的最高正化合价一般等于其最外层电子数即族序数，但F无正价，O无最高正价，A错误；除短周期外，第四、五周期均有18种元素，但第六周期有32种，第七周期尚未排满，B项错误；碱金属是指Li、Na、K、Rb、Cs、Fr元素，并不包括A族的氢元素，D项错误答案：C三、非选择题(本题包括4个小题，共50分)11(11分)下列为元素周期表的一部
23、分，表中阿拉伯数字(1、2)是原周期表中行或列的序号请参照元素AI在表中的位置，回答下列问题(1)B、C、H三元素中非金属性最强的是_(写出元素名称)，写出工业上制取CD气体的化学方程式_.(2)表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子方程式：_.(3)表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与AI中的一种元素构成原子个数比为11和12的两种共价化合物X和Y，该元素还能与AI中的另一种元素构成原子个数比为11和12的两种离子化合物Z和M.写出Z与Y反应的化学方程式：_.解析：(1)B、H分别处于第A的 第二、三周期，是C、Si元素，同主族元素原子序数越大，非金属性越弱，B
24、、C分别处于第二周期第A、VA族，是C、N元素，同周期元素原子序数越大，非金属性越强，综合分析C(N)非金属性最强工业上制取NO气体是氨的催化氧化反应(2)该元素是G(Al)元素，其氧化物为Al2O3.(3)由题意可知X和Y分别是H2O2 和H2O ，Z和M分别是Na2O2和 Na2O.答案：(1)氮4NH35O24NO6H2O(2)Al2O32OH=2AlOH2O(3)2Na2O22H2O=4NaOHO212(14分)(2011南京模拟)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一元素.(1)1 mol A与足量D的氢化物完全反应产生的气体在标准状况下的体积为_(2)写出B的最高价氧
25、化物的电子式_(3)表中的另一种金属元素(未标出)的单质G，可以发生如图所示转化：其中化合物M是一种白色胶状沉淀，则M为_(填化学式)；K的溶液与B的某种氧化物反应的化学方程式为_；一种新型无机非金属材料由G元素和C元素组成，其化学式为_解析：由表可知，A为Na，B为C(碳)，C为N，D为O，E为S，F为Cl.(1)2Na2H2O=2NaOHH2，则1 mol Na完全反应产生0.5 mol H2，标准状况下的体积为11.2 L.(2)B的最高价氧化物为CO2，其电子式为(3)G既可与NaOH溶液反应，又能与Cl2反应，且M为白色胶状沉淀，则G为Al，K为NaAlO2，L为AlCl3，M为Al
26、(OH)3.答案：(1)11.2 L(2) (3)Al(OH)3NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3(或2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3)AlN13(14分)(2011德州模拟)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验.(1)将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：_与盐酸反应最剧烈，_与盐酸反应的速度最慢；_与盐酸反应产生的气体最多(2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S强，反应的离子方程式为_.利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律(3)仪器B的名称为_
27、，干燥管D的作用为防止_(4)若要证明非金属性：ClI，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4，(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液_的现象，即可证明从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用_溶液吸收尾气(5)若要证明非金属性：CSi，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，观察到C中溶液_的现象，即可证明但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有_溶液的洗气瓶解析：.(1)钠、钾同主族，钾的金属性强；钠、镁、铝同周期，金属性依次减弱金属性由强至弱的顺序为钾、钠、镁、铝，故钾与盐酸反应最剧烈，铝与
28、盐酸反应最缓慢根据电子得失守恒，失去的电子数越多，与盐酸反应生成的氢气越多(2)氯气和Na2S反应生成NaCl和单质硫.(4)本实验利用KMnO4与浓盐酸反应制备氯气，然后让氯气与淀粉碘化钾混合溶液反应，根据溶液颜色的变化来比较氯和碘非金属性强弱过量的氯气会逸散到空气中，污染环境，应用碱液吸收(5)利用强酸制弱酸的原理比较硅和碳的非金属性强弱，制二氧化碳过程中有杂质氯化氢存在，不能说明是二氧化碳与Na2SiO3溶液反应生成白色沉淀，故应先用饱和NaHCO3溶液除去氯化氢答案：(1)钾铝铝(2)S2 Cl2 = S2Cl (3)锥形瓶倒吸(4)变蓝NaOH(5)有白色沉淀生成饱和NaHCO314
29、(11分)(2011宿州模拟)有八种短周期元素，其原子序数依次增大，其中、三种元素在周期表中的相对位置如下，且元素所处主族的位置为所有主族的正中间.(1)元素在周期表中的位置为_；、三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是_(用化学式表示)(2)如图所示，甲、乙、丙、丁均为中某些元素形成的单质或化合物，反应a为置换反应，反应b为化合反应单质乙与单质丙所含元素位于同一主族，试写出符合条件的反应a的两个化学方程式_、_.解析：由元素所处主族正中间，所以从位于第2周期第A族，可知为碳元素，则为硫元素，为氯元素，三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HClO4H2SO4H2CO3.短周期元素中能发生主族间的置换反应的有2Na2H2O=2NaOHH2，SiO22CSi2CO，2H2SO22H2O2S，符合上述条件的是、.答案：(1)第2周期第A族HClO4H2SO4H2CO3(2)2Na2H2O=2NaOHH2SiO22CSi2CO