1、第一章 物质结构 元素周期律 第一节 元素周期表 第1课时 元素周期表 必备知识自主学习 一、元素周期表 1.发展历程 2.编排原则(1)横行:_相同,每个横行称为一个周期。(2)纵行:_相同,每个纵行称为一个族(第族除外)。(3)原子序数:化学家按_的顺序给元素编号,这种编号叫作原 子序数。(4)原子序数=_=_=_。电子层数 最外层电子数 核电荷数从小到大 核电荷数 质子数 核外电子数【自主探索】门捷列夫绘制的第一张元素周期表是按什么编排的?现行元素周期表是按什么编排的?提示:门捷列夫绘制的第一张元素周期表是按相对原子质量进行编排。现行元素周期表依据原子序数递增的顺序排列。二、元素周期表的
2、结构 1.元素周期表的结构 2.常见族的别称 族别名第A族(除氢外)_元素第A族_元素0族_元素碱金属 卤族 稀有气体【自主探索】(1)元素周期表中的周期的序数、主族序数分别等于什么?提示:周期序数等于元素原子的电子层数,主族序数等于元素原子的最外层电子数。(2)(情境思考)1868年,天文学家在太阳的光谱中发现一条特殊的黄色谱线D3,这和早已知道的钠元素的D1和D2两条黄色谱线不同,由此预言在太阳中可能有一种未知元素存在,这就是常见的稀有气体元素氦。元素周期表每一周期都是碱金属元素开始,稀有气体元素结束吗?提示:不一定。第一周期从氢元素开始,氢元素不是碱金属元素。关键能力合作学习 知识点一
3、元素周期表的结构 1.元素周期表的结构 (1)周期(7个横行,7个周期)短周期长周期序号1234567元素种数288181832320族元素原 子序数21018365486118(2)族 2.等量关系式(1)周期序数=原子的核外电子层数(2)主族序数=原子的核外最外层电子数=最高正价(O、F除外)=8-|最低负价|。3.过渡元素、镧系、锕系、放射性元素(1)过渡元素:元素周期表中从B族到B族10个纵行共60多种元素,这些元素都是金属元素。(2)镧系:元素周期表第6周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(3)锕系:元素周期表第7周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(4)放
4、射性元素:是能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线(如 射线、射线、射线等),同时释放出能量,最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。原子序数在83(铋)或以上的元素都具有放射性,但某些原子序数小于83的元素(如锝)也具有放射性。【合作探究】(1)(思维升华)在元素周期表中的第1、3、9、11、13、17纵行分别表示哪些族?(宏观辨识与微观探析)提示:第1列是A族,第3列是B族,第9列是族,第11列是B族,第13、17列分别表示A族、A族。(2)(情境应用)1869年,俄国化学家门捷列夫给元素设计并建造了个新家元素周期表,具有相同电子层数的元素被分在了同一个楼层上(同周期),具有相似性质
5、的一个家族(同族)的元素分在了同一个单元。你瞧,元素们正在忙忙碌碌、高高兴兴地搬进新家呢!形成化合物的种类最多的元素是哪一族?(证据推理与模型认知)提示:第A族。第A族的碳元素可以形成有机化合物。铁最外层有2个电子,铁元素是否位于第A族?(证据推理与模型认知)提示:否。铁属于过渡元素。第七周期从第113号117号元素开始分别为第几族?(证据推理与模型认知)提示:分别为A、A、A、A、A。【典例示范】【典例】1869年,俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表,揭示了化学元素间的内在联系,成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是()A.元素周期表含元素最多的族是第B族 B
6、.元素周期表有18个族 C.第A族的元素全部是金属元素 D.短周期是指第一、二、三、四周期【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)明确元素周期表中族和周期的排列结构。(2)注意第A族包含氢元素。【解析】选A。第B族中包含锕系与镧系元素,共有32种元素,A项正确;元素周期表中共有18个纵行,16个族,B项错误;第A族中H为非金属元素,C项错误;短周期包括第一、二、三周期,D项错误。【母题追问】(1)除第B族外,元素种类最多的是哪一族?提示:第族,包括8、9、10三个纵行,元素种类较多,居于第二位。(2)第A族全是金属元素吗?提示:第A族元素从Be开始,全是金属元素。【规律方法】(1)在元素周期表
7、中含元素种类最多的族是B族。(2)元素周期表中,同一周期的第A族、第A族的两种元素的原子序数的差值是:第2、3周期时相差1;第4、5周期时相差11;第6、7周期时相差25。【素养训练】1.下列对现行的元素周期表的说法中正确的是()A.元素周期表是按原子的最外层电子数逐渐增大的顺序从左到右排列的 B.最外层电子数相同的元素都是同一族 C.同族元素的最外层电子数一定相同 D.同周期元素的电子层数相同【解析】选D。现行的元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的,A错误;最外层电子数相同的元素不一定是同一族(如Mg、Mn最外层都是2个电子),B错误;对副族元素和第族及0族元素来说,同族的最外层电子数可
8、能不相同(如He和Ne不同等),C错误;同周期元素的电子层数相同,D正确。2.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将117号化学元素命名为Ts(中文名“”,tin)。以下关于Ts的叙述正确的是()A.是稀有气体元素 B.有放射性 C.是第6周期元素 D.相对原子质量为117【解析】选B。117号元素比118号稀有气体元素的原子序数小1,因此117号元素 在第7周期A族,A、C错误,117号元素的质子数为117,D错误。3.由短周期元素和长周期元素共同组成的族可能是()A.0族 B.第族 C.第B族 D.副族【解析】选A。根据元素周期表的结构知,主族和0族是由短周期元素和长周期元素共同构成的,
9、第族和副族完全是由长周期元素构成的。知识点二 元素周期表的应用 1.元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断(1)主族元素的位置与原子结构的关系(2)利用族序数和周期序数推导短周期元素种类 族序数等于周期数的元素有H、Be、Al。族序数是周期数的2倍的元素有C、S。族序数是周期数的3倍的元素是O。周期数是族序数的2倍的元素是Li。周期数是族序数的3倍的元素是Na。2.根据原子序数确定元素位置(1)0族元素的原子序数 0族元素HeNeArKrXeRnOg所在周期序数1234567原子序数21018365486118(2)根据原子序数确定元素位置时,先比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小,找出
10、与其相邻近的0族元素,那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。(3)若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的A族或A族;若比相应的0族元素少15时,则应处在同周期的AA族(氢元素除外)。【方法导引】原子序数的奇偶关系(1)原子序数是奇数的主族元素,其所在主族序数必为奇数。(2)原子序数是偶数的主族元素,其所在主族序数必为偶数。(3)同主族元素的原子序数差的关系 位于过渡元素左侧的主族元素,即A族、A族元素,同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素的种数。位于过渡元素右侧的主族元素,即A族A族元素,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元
11、素的种数。例如,氯和溴的原子序数之差为35-17=18(溴所在第4周期所含元素的种数)。(4)离子电子层结构相同的“阴上阳下”:具有相同电子层结构的离子,如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的电子层结构相同,在周期表中位置关系为:cZdMbYaX则它们的原子序数关系为abdc。【合作探究】(1)(思维升华)族序数是周期数的2倍且单质溶于CS2的短周期元素是什么?(证据推理与模型认知)提示:S。族序数是周期数的2倍的元素是C和S,其中只有S溶于CS2。(2)第四周期的第A族和第A族元素原子序数差是多少?(宏观辨识与微观探析)提示:第四周期的第A族和第A族元素原子序数差是14。
12、(3)(情境应用)(Livermorium,Lv)是原子序数为116的化学元素的名称,该元 素于2011年12月被命名为Livermorium,以纪念发现地之一的美国劳伦斯利弗 莫尔国家实验室(LLNL),2012年5月31日,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)正式宣布元素周期表增加该新元素,2013年7月命名其中文名为“”。试判 断116号元素在周期表的位置。(证据推理与模型认知)提示:第七周期第A族。以第七周期0族的118号元素为参考,116号元素位于第 七周期第A族。【典例示范】【典例】如图为元素周期表中前四周期的一部分,若B元素的核电荷数为x,则这五种元素的核电荷数之和为()A.5
13、x+10 B.5x C.5x+14 D.5x+16【解题指南】解答本题需要注意以下两点:(1)熟记元素周期表的结构。(2)同主族元素的原子序数的差值。【母题追问】(1)若A、B、C、D、E五种元素的最外层电子数之和是30,则元素A是_。提示:磷或P。设元素A的最外层电子数为m,则D、B、E的最外层电子数为m+1,C的最外层电子数为m+2,m+3(m+1)+(m+2)=30,得m=5,元素A是磷。(2)若D元素的原子最外层电子数是周期序数的2倍,则元素A的最高价氧化物对应的水化物的化学式是_。提示:Al(OH)3。D元素的原子最外层电子数是周期序数的2倍,D是碳元素,A是铝元素。【素养训练】结合
14、元素周期表回答下列问题:(1)表中所列元素,属于短周期元素的有_(填字母,下同),属于主族元素的有_;g元素位于第_周期_族;i元素位于第_周期_族。(2)元素f是第_周期_族元素,请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。(3)简述元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系:_。【课堂小结】三言两语话重点 (1)元素周期表结构:七个周期、18个纵行。(2)在元素周期表中的七主七副一八一零族(7个主族、7个副族、1个第族、1个0族)。(3)必记的三个等量关系 原子:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 周期序数=原子的核外电子层数 主族序数=原子的
15、核外最外层电子数=最高正价(O、F除外)=8-|最低负价|课堂检测素养达标 1.国际无机化学命名委员会在1989年做出决定,把长式周期表原先的主、副族及族号取消,由左至右改为18列,碱金属族为第1列,稀有气体为第18列,按这个规定判断下列说法中错误的是()A.第15列元素的最高价氧化物为R2O5 B.第2列元素中肯定没有非金属元素 C.第17列元素中的第一种元素无含氧酸 D.第16、17列元素都是非金属元素【解析】选D。第15列元素为A族,最高价为+5价,最高价氧化物为R2O5,A正确;第2列元素中全部都是金属元素,B正确;第17列元素为A族卤族元素,其中氟元素不能形成含氧酸,C正确;第16列
16、元素为A族,A族中钋为金属元素,D错误。2.下列叙述不正确的是()A.在元素周期表中,第三列的元素种数最多,第十四列形成化合物的种类最多 B.第A族、A族两相邻元素x、y,若x的原子序数为m,则y的原子序数一定为m+1 C.在元素周期表中,第A族的右边是第B族,第A族的左边是第B族 D.第114号元素的一种原子与硅元素具有相同的最外层电子数 3.下列原子序数所代表的元素中,全部属于主族元素的一组是()A.22、26、11 B.13、15、35 C.29、34、16 D.18、12、14【解析】选B。A项中22、26号元素和C项中的29号元素均为过渡元素;D项中的18号元素为0族元素。4.(20
17、20舟山高一检测)周期表中16号元素和4号元素的原子相比较,下列数据中前者是后者的3倍的是()A.电子数 B.最外层电子数 C.电子层数 D.周期数【解析】选B。原子序数等于核外电子数,周期数等于电子层数,故电子数倍数是4,最外层电子数倍数是3,电子层数即周期数的倍数是1.5。5.(教材二次开发教材习题改编)0.05 mol某金属单质与足量的盐酸反应,放 出1.68 L H2(标准状况),并转变为具有Ne原子的电子层结构的离子,该金属元 素在元素周期表中的位置是()A.第4周期A族 B.第3周期A族 C.第4周期A族 D.第3周期A族【解析】选D。n(H2)=0.075 mol,则该金属与氢气
18、之间的关系式为 2M3H2,即金属M形成化合物时的化合价为+3,又知M3+具有Ne原子的电子层结 构,说明M为Al,它位于第3周期A族。11.68 L22.4 L mol6.铊元素在研究光导纤维、催化剂和超导材料等方面具有重要作用。在第二次世界大战期间,氯化铊的混合晶体就曾被用来传送紫外线,深夜进行侦察敌情或自我内部联络;铊还是一种有剧毒性的物质,铊对人体的毒性超过了铅和汞,近似于砷,近年来铊中毒事件屡有发生。元素铊的相关信息如下图所示。根据卡片信息回答下列问题:(1)铊的原子序数为_,位于第_周期_族。(2)铊属于_(填“金属”或“非金属”)元素。与铊同族的正上方的元素的原子序数为_。(3)
19、根据卡片信息可知,铊的相对原子质量(取整数值)为_。【解析】(1)铊的原子序数为81,根据0族定位法,81比86(氡)少5个电子,所以Tl位于元素周期表中第6周期第A族。(2)铊属于金属元素,与铊同族的正上方的元素的原子序数为49。(3)图示中左下角的数字为元素的相对原子质量,取整数 值是204。答案:(1)81 六 A(2)金属 49(3)204【素养新思维】7.元素周期表中有多个分区,如图是元素周期表中的五个分区示意图。请根据此图示,完成下列几个思考问题:(1)d区和ds区属于过渡元素区,全部属于副族元素,这种说法正确吗?为什么?提示:不正确。d区和ds区属于过渡元素区的说法是正确的,但是并非均是副族元素,其中还含有族元素。(2)s区和p区均属于主族元素区的说法正确吗?提示:不正确。p区中最后一个纵行是0族元素,不是主族元素。(3)“s区全部都是金属元素”对吗?为什么?提示:不正确。s区中有氢元素,属于非金属元素。(4)同周期第A族和第A族元素的原子序数一定相差1吗?提示:不一定,第2、3周期相差1;第4、5周期相差11;第6、7周期相差25。(5)某主族元素的原子核外有3个电子层,最外层有3个电子,则该元素在元素周期表中的哪个位置?提示:第3周期,第A族。(6)“第A族元素的最低负价为-2价,因此最高正价是+6价”对吗?提示:不对,第A族的氧元素不呈现最高正价。
