1、 第二讲 元素周期律 一、原子核外电子的排布 1在同一原子中各电子层之间的关系电子层数(n)1234567符号KLM N O P Q电子层能量的关系从KQ能量逐渐(由低到高)电子层离核远近的从KQ离核越来关系(由近到远)升高越远 2.原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽先排布在的电子层里。(2)每个电子层最多容纳的电子数为个。(3)最外层最多容纳电子数不超过 个(K层为最外层时不超过个)。(4)次外层最多容纳的电子数目不超过个，倒数第三层不超过个。能量较低2n2821832 二、元素周期律 1定义 元素的性质随着的递增而呈变化的规律。2实质 元素原子的周期性变化。3元素周期表中主族元素
2、性质的递变规律原子序数周期性核外电子排布同周期(左右)同主族(上下)结构性质应用电子层结构电子层数最外层电子数(18或2)(族序数)核电荷数(核内质子数)原子半径(除稀有气体元素)离子半径阳离子逐渐阴离子逐渐逐渐相同递增递增相同递增递增递减递增减小增大增大同周期(左右)同主族(上下)结构性质应用主要化合价最高正化合价：最低负化合价：相似负化合价(8主族序数)最高正化合价主族序数最外层电子数(O、F除外)元素原子失电子能力逐渐增强元素原子得电子能力增强减弱1741减弱同周期(左右)同主族(上下)结构性质应用元素的金属性和非金属性金属性逐渐，金属性逐渐，非金属性逐渐非金属性逐渐离子的氧化性和还原性
3、阳离子氧化性，阳离子还原性阳离子氧化性减弱，阴离子还原性增强最高价含氧酸酸性逐渐逐渐最高价碱的碱性逐渐逐渐气态氢化物稳定性逐渐逐渐气态氢化物还原性逐渐逐渐单质置换氢气的难易程度越来越减弱增强增强减弱增强减弱增强减弱减弱增强增强减弱减弱增强难 三、元素周期表和元素周期律的应用 1元素周期表中元素的分区 沿着周期表中与之间画一条虚线，为金属元素与非金属元素的分界线。(1)金属元素：位于分界线的区域，包括所有的元素和部分元素。(2)非金属元素：位于分界线的区域，包括部分主族元素和族元素。(3)分界线附近的元素，既能表现出一定的，又能表现出一定的。金属元素非金属元素左面过渡主族右面0金属性非金属性 2
4、元素周期表和元素周期律应用的重要意义(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料 半导体材料：在附近的元素中寻找；金属与非金属的分界线 在中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；在周期表中的附近探索研制农药的材料。(3)预测元素的性质(根据同周期、同主族性质的递变规律)。过渡元素氟、氧、硫、磷 考点一 粒子的半径大小比较 例1A、B、C为三种短周期元素，A、B同周期，A、C最低价离子分别为A2、C，其离子半径A2C。B2与C具有相同的电子层结构，下列叙述一定不正确的是()A它们的原子序数ABC B它们的原子半径CBA C离子半径A2CB2 D原子核外最
5、外层上的电子数CAB 解析根据“A、C最低价离子分别为A2、C”，可知A位于A族，C位于A族，C在A的右边；联系“A、B同周期”、“B2与C具有相同的电子层结构”可知A在C的左下方，B位于A的左侧。最后绘出它们的相对位置(如图)。由图可知：原子半径的大小顺序应该是BAC，B错；离子半径的大小顺序是A2CB2，C正确，A、D也均正确。答案BCBA 粒子的半径大小比较原子半径例如：电子层数相同(即同周期)时，随原子序数递增，原子半径逐渐减小。r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)最外层电子数相同(即同主族)时，随电子层数递增，原子半径逐渐增大。例如：r(Li)r(Na)
6、r(K)r(Rb)r(原子)；r(原子)r(阳离子)例如：r(Cl)r(Cl)，r(Mg)r(Mg2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)；r(O2)r(S2)r(Se2)r(Na)r(Mg2)“三看”法快速判断简单粒子半径大小：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。1X元素的阳
7、离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是()AX的原子序数比Y的小 BX原子的最外层电子数比Y的多 CX的原子半径比Y的大 DX元素的最高正价比Y的小 解析根据X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有和氩原子相同的电子层结构可知：阴离子与其原子具有相同的电子层，而阳离子比其原子少一个电子层，则X、Y、Ar三原子在元素周期表中的大致位置为：从上图知：X、Y在相邻的周期，Y在X元素的上一周期，是非金属，X的原子序数比Y的大，X是金属元素，其原子的最外层电子数比Y的少。X原子比Y原子的电子层结构多一层，且在元素周期表的左侧，故原子半径XY。X原子处在第四周期，可能为钾、钙等，阳离
8、子的电子层结构与Ar的相同，X的最高正价可能是1、2等，Y元素处于第三周期，可能是P、S、Cl等，其最高正价可能是5、6、7 等。显然，X元素的最高正价比Y的小。答案CD 2(2010浙江淳安联考)已知：aAn，bB(n1)，cCn，dD(n1)是具有相同的电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是()A原子半径：CDAB B原子序数：bacd C离子半径：CDAB D单质还原性：ABCD 解析由于aAn，bB(n1)，cCn，dD(n1)电子层结构相同，故原子序数：bacd，原子半径：ABDC，离子半径：DCAB，单质还原性：ABDC。答案B 考点二 元素的金属性和非金属性强弱的
9、比较 例2A、B、C、D四种非金属元素，A、B在反应中各结合1个电子形成稳定结构，放出能量BHA；原子序数CB，其稳定结构的核外电子数相等。则四种元素非金属性由强到弱的顺序正确的是()AA、B、C、D BB、A、C、D CD、A、B、C DB、A、D、C 解析非金属原子结合同数量的电子形成稳定结构，放出能量多的元素的非金属性强，放出能量BB；气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性HDHA，则元素的非金属性DA；由原子序数CC。答案C 1比较元素金属性强弱的方法(1)根据原子结构 原子半径(电子层数)越大，最外层电子数越少，金属性越强，反之越弱。(2)根据在元素周期表中的位置
10、同周期元素，从左到右随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱。同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，金属性逐渐增强。(3)根据金属活动性顺序表 金属的位置越靠前，其金属性越强。(4)根据实验事实 根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质与盐溶液的置换反应，A置换出B，则A的金属性比B的强。一般是活泼金属置换不活泼金属(钾、钙、钠等活泼金属除外)。根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强。根据电化学原理：一般情
11、况下，不同金属形成原电池时，较活泼的金属作负极；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素相对不活泼。2比较元素非金属性强弱的方法(1)根据原子结构 原子半径(电子层数)越小，最外层电子数越多，非金属性越强，反之则越弱。(2)根据在元素周期表中的位置 同周期元素，从左到右，随着原子序数的增加，非金属性逐渐增强。同主族元素，从上至下，随着原子序数的增加，非金属性逐渐减弱。(3)根据实验事实 根据非金属单质与H2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。根据形成的氢化物的稳定性或还原性：越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，
12、则对应元素的非金属性越强。根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱：单质的氧化性越强，对应阴离子的还原性越弱，则元素的非金属越强。根据与盐溶液的置换反应：活泼非金属可置换出相对不活泼非金属(F2除外)。元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难易，而不是得失电子的多少。例如，Mg 比 Na 失电子多，但 Na 比 Mg 失电子更容易，故 Na 的金属性比 Mg强。凡是能直接或间接地比较变化过程中元素得失电子难易的，即可比较元素金属性和非金属性的强弱。例如，2Fe3Cl2=2FeCl3，FeS=FeS，则元素非金属性：ClS。1下列叙述中能确定A金属性一定比B金属性强的是()
13、AA原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 BA原子的电子层数比B原子的电子层数多 C1 mol A与足量酸反应生成的H2比1 mol B与足量酸反应生成的H2多 D常温时，A能从水中置换出氢，而B不能 解析选项A，只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，而没有指明它们的电子层数多少，A项不正确。选项B，指出了A、B原子的电子层数的多少，但是电子层数少的不一定比电子层数多的原子的金属性弱，比如Na比Cu少一个电子层，但是Na比Cu活泼，B项不正确。选项C，只说明等物质的量的A、B与酸反应生成氢气的多少，未说明与酸反应时速率的快慢，等物质的量的A、B与酸反应生成氢气多的金属，其活泼性不
14、一定强，如1 mol Al与1 mol Na分别与足量盐酸反应时，Al生成的氢气多，但Al没有Na活泼。选项D正确，因为只有活泼的金属(如K、Ca、Na等)在常温下才可与水反应，而较不活泼的金属在常温下与水不反应。答案D 2下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A.常压下五种元素的单质中Z单质的沸点最高 BY、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同 CW的氢化物的沸点比X的氢化物的沸点高 DY元素的非金属性比W元素的非金属性强 解析五种元素的单质常压下Y(S)的沸点最高。A错误；Y(S)的阴离子结构与R(Ar)原子相同，但Z(Br)的阴离子结构
15、与Ar不同，B错误；同主族，气态氢化物沸点依次升高，但因NH3分子间存在氢键，所以沸点NH3PH3，C错误；同周期从左到右非金属性依次增强，故Y(S)的非金属性比W(P)强，D正确。答案D 考点三 元素周期表中“位、构、性”三者的综合考查 例3(2009南京质量检测)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，可以发生如下图所示转化：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
16、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O CO。(3)G 既可与 NaOH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(OH)3。答案(1)11.2 L(2)O CO(3)Al(OH)3NaAlO2CO22H2O=Al(
17、OH)3NaHCO3(或 2NaAlO2CO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3)AIN 元素周期表中“位、构、性”之间关系的应用 元素在周期表中的位置、原子结构和元素的性质之间(即“位构性”)存在着内在的联系：1原子结构与元素在周期表中的位置关系(1)主族元素的最高正化合价主族序数最外层电子数。主族元素的最低负化合价最高正化合价8。(2)核外电子层数周期数(Pd除外)。(3)质子数原子序数原子核外电子数核电荷数。(4)最外层电子数等于或大于3而小于8的一定是主族元素。(5)最外层有1个或2个电子，则可能是第A、第A族元素，也可能是副族、第族或O族元素氦。2原子结构与元素性质的关系(1)最
18、外层电子数大于电子层数时，属于非金属。(2)最外层电子数小于电子层数时，属于金属(氢除外)。(3)原子半径越大，失电子越易，还原性越强，金属性越强，形成的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，其离子的氧化性越弱。(4)原子半径越小，得电子越易，氧化性越强，非金属性越强，形成的氢化物越稳定，形成的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其离子的还原性越弱。3元素在周期表中的位置与元素性质的关系(1)同周期元素性质的递变性；同主族元素性质的相似性、递变性、差异性。(2)对角线规律 沿表中金属与非金属分界线方向对角的两主族元素(都是金属或都是非金属)性质相近。突出的有三对：LiMg、BeA1、BSi。(3)相
19、邻相似规律 元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律。(4)处在金属元素与非金属元素分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。1下列说法正确的是()A常温常压下，只有一种元素的单质呈液态 B周期表中所有元素都是从自然界中发现的 C过渡元素不全是金属元素 D常温常压下，气态单质的分子都是由非金属元素的原子形成的 解析主要是对元素周期表中一些有特点的元素的考查，属识记性题目，A.常温常压下，汞、溴都是液体。B.锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素，多数是人工进行核反应制得的元素，叫超铀元素。C.过渡元素共六十多种，包括第族和全部的副族元素，都是
20、金属。所以A、B、C排除，选D。答案D 2R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)()A若R(OH)m为强碱，则W(OH)m1也为强碱 B若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素 C若Y的最低化合价为2，则Z的最高正化合价为6 D若X的最高正化合价为5，则五种元素都是非金属元素 解析A选项若R为Na、W为Mg则不满足；C选项由题意知Y为A族元素，Z可能为A族元素，其最高化合价为7；D选项由题意知X为A族元素，R、W可能为A、A族的金属元素。答案B 3根据表1信息，判断以下叙述正确的是()表1 部分短周期元素的原子半径及主要化合价 A.氢化物
21、的沸点为H2TH2R B单质与稀盐酸反应的速率为LH2R(H2OH2S)，故A错误；B项中单质与盐酸反应速率，MgBe，故B项错误。C项中三氧化二铝是两性氧化物，故C正确。D项中Mg2与S2电子数不相等，故D错误，即选C。答案C 比较同周期(或同主族)元素性质的递变规律的实验 1这类题目能全面地考查学生的各种能力，其实验目的是考查学生的归纳能力，实验用品的选用，考查学生是否真正去过实验室，用这些仪器做过实验，同时还考查学生的观察能力正确、恰当地描述出实验现象等。2要求我们平日里一定要重视实验，凡课本上有的实验一定要走进实验室去做，且在做实验过程中一定要教会学生如何正确操作，如何观察实验现象，如
22、何恰当作出结论等。例 某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：实验方案实验现象用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞A.浮于水面，熔成小球，在水面上无定向移动，随之消失，溶液变为红色向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水B.产生大量气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色实验方案实验现象钠与滴有酚酞试液的冷水反应C.反应不十分剧烈，产生的气体可以在空气中燃烧镁带与2 molL1的盐酸反应D.剧烈反应，产生的气体可以在空气中燃烧铝条与2 molL1的盐酸反应E.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠F.生成淡黄色沉淀 请你
23、帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的：_。(2)实验用品：仪器_，药品_。(3)实验内容：(*填写题给信息表中的序号)实验方案*实验现象*有关化学方程式(4)实验结论：_。(5)请用物质结构理论简单说明具有上述结论的原因。(6)请你补充两组简单易行的实验方案，证明此周期中另外两种元素的性质递变规律。答案(1)验证第三周期元素从左到右金属性递减、非金属性递增的规律(2)试管、酒精灯、砂纸、镊子、小刀、胶头滴管等 镁条、钠、铝条、新制氯水、新制饱和硫化氢溶液、2 molL1的盐酸、2 molL1的NaOH溶液、蒸馏水、酚酞、2 molL1的AlCl3溶液(3)实验方案实验现象有关化学方程式
24、3A2Na2H2O=2NaOHH21BMg2H2O Mg(OH)2H24DMg2HCl=MgCl2H25C2Al6HCl=2AlCl33H26EAlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O2FH2SCl2=2HClS(4)金属性：NaMgAl；非金属性：SZ B氢化物的沸点：XW C离子的还原性：XW D原子及离子半径：ZYX 解析根据W最外层电子数与核外电子总数的关系知W为氯元素，Z是钠元素，X是氟元素，Y为Al元素，根据元素周期律判断知B项正确。答案B 2下列排列顺序正确的是()热稳定性：H2OHFH2S 原子半径：NaMgO 酸性：H3PO
25、4H2SO4HClO4 结合质子能力：OHCH3COOCl AB CD 解析本题主要考查原子结构及元素周期律的基本知识。根据非金属性：FOS，可以判断热稳定性的顺序为：HFH2OH2S，同理可以判断酸性：HClO4H2SO4H3PO4，所以、错误。根据原子在元素周期表中的位置及原子半径的规律可以判断正确。根据溶液的酸性可以判断正确，所以答案为B。答案B 3X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，W与X、Y既不同族也不同周期；X原子的最外层电子数是核外电子层数的3倍；Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是()AY元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2
26、YO4 B原子半径由小到大的顺序为WX_(用元素符号表示)，丙的氯化物水溶液显_(填“酸性”或“碱性”)，将其水溶液加热蒸干、灼烧，得到的固体为_(填化学式)。解析(1)第一横行左、右各一种元素，第二、三两横行均左2右5，以上情况的空白地带属无元素区。第3纵行至第12纵行全部为过渡元素区域。(2)第3周期A族的元素是硫。(3)元素乙的内层显然只有K层，其原子结构示意图为，该元素为碳，碳与硫的最高价含氧酸分别为H2CO3和H2SO4，酸性显然H2SO4比H2CO3强，可用Na2CO3和H2SO4反应来验证。(4)地壳中含量最多的金属元素是Al，与S同周期，且在S的左侧，故Al原子半径比S大。AlCl3溶液水解显酸性，其溶液蒸干灼烧可得Al2O3。答案(1)(2)核外电子排布 (3)H2SO4 2HCO =H2OCO2(4)Al S 酸性 Al2O3
