1、第二节 元素周期表 元素周期律 考纲 考情 三年18考 高考指数：1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律及其与原子结构的关系。3.以A和A族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。【知识梳理】一、元素周期表 1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数_核外电子数质子数。核电荷数 2.元素周期表的编排原则：原子序数 最外层电子数 电子层数 3.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
2、序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 _ _ _ _ _ _ _ 0族元素 原子序数 _ _ _ _ _ 86 118 2 8 8 18 18 32 32 2 10 18 36 54(2)族(18个纵行，16个族)。主族 列 1 2 13 14 15 16 17 族 _ _ _ _ _ _ _ 副族 列 3 4 5 6 7 11 12 族 _ _ _ _ _ _ _ 族 第_，共3个纵行 0族 第_纵行 A A A A A A A B B B B B B B 8、9、10 18【微点拨】(1)最外层电子数是2的元素不一定属于第A族，如He属于0族。(2)在描述族时要注意：如A族误写为A族
3、，A不能写成下标；族错写为B族。二、元素周期律 1.元素周期律：原子序数 原子核外 电子排布 2.主族元素的周期性变化规律：内 容 同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构 电子层数 _ 依次_ 最外层电子数 依次增加1个 _ 原子半径 _ _ 元素的性质 金属性 _ _ 非金属性 _ _ 主要化合价 一般，最高正价：_ _ 负化合价：_ 最高正价数_ _(O、F除外)相同 增加 相同 逐渐减小 逐渐增大 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱+1+7 主族序数-8 主族 序数 内 容 同周期(从左到右)同主族(从上到下)化合物性质 最高价氧化物 对应水化物 酸性_ 碱性_ 酸性_ 碱性_
4、 氢化物 稳定性 _ _ 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱【微点拨】(1)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的数目，如Na失电子数比Al少，但Na的金属性强于Al。(2)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物，如H2SO3的酸性强于H2CO3，但不能说明S比C的非金属性强。三、元素周期表、元素周期律的应用 1.元素周期表中元素的分区：逐渐增强 非金属 金属 逐渐增强 2.元素周期表在科研、生产等方面的指导作用：(1)科学预测：为_的发现及预测它们的原子结构和性质提
5、供 了线索。(2)寻找新材料：_材料在金属与非金属分界线附近，如Si、Ge等；农药中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等；催化剂和 耐高温、耐腐蚀合金材料主要在_中寻找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。新元素 半导体 过渡元素(3)工农业生产：对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。【微点拨】(1)金属和非金属分界线右侧都是非金属，但左侧的并不都是金属元素，如氢元素。(2)过渡元素都是金属元素，金属元素只有正价，没有负价。(3)处在金属和非金属分界线上下的元素单质并不一定是半导体，如Al是导体，B(硼)不导电。【小题快练】1.【思考辨析】
6、(1)(2014山东高考)同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而 减弱。()【分析】没有指明元素的最高价含氧酸，如HClO的酸性比HBrO4要弱。(2)(2014山东高考)Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小。()【分析】电子层结构相同的简单离子，核电荷数越大，离子半径越 小，S2-半径大于Cl-半径，K+半径大于Ca2+半径。(3)(2013天津高考)第2周期元素从左到右，最高正价从+1递增到+7。()【分析】第2周期元素O无最高正化合价，F无正化合价。(4)(2013天津高考)同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子 能力越强。()【分析】同周期金属元素从左到右，元素化合价越高，其
7、失电子能力 越弱。2.【教材研习】(1)(RJ必修2P11)下列化合物仅由主族元素组成的是()A.Cu3P B.FeS C.XeF6 D.Mg3N2【解析】选D。Cu、Fe是过渡元素，Xe是0族元素，S、P、F、N、Mg都是主族元素，故选D。(2)(RJ必修2P11)下列关于F、Cl、Br、I的比较，说法正确的 是()A.原子最外层的电子数随核电荷数的增加而增多 B.单质颜色随核电荷数的增加而加深 C.氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D.非金属性随核电荷数的增加而增强【解析】选B。F、Cl、Br、I均属于A族，原子最外层的电子数均为7，随核电荷数的增加元素的非金属性减弱，氢化物的稳定性减
8、弱，单质颜色加深，A、C、D错误，B正确。(3)(RJ必修2P19)元素周期表中，常用于制造半导体材料的是()A.位于周期表中部的过渡元素 B.金属元素和非金属元素分界线附近的元素 C.右上方区域的非金属元素 D.左下方区域的金属元素【解析】选B。在金属元素和非金属元素分界线附近的元素常用于制造半导体材料。(4)(SJ必修2P10)下列说法错误的是()A.金属性：NaMg B.非金属性：BrCl C.酸性：HNO3H3PO4 D.稳定性：H2ONH3【解析】选B。钠、镁为第3周期的金属元素，金属性NaMg；Cl、Br为第A族元素，非金属性ClBr；N、P为第A族元素，非金属性NP，元素最高价氧
9、化物对应水化物的酸性HNO3H3PO4；O、N为第2周期元素，非金属性ON，氢化物的稳定性H2ONH3。【速记卡片】1.元素周期表结构的七横行、十八纵行：(1)七横行即17个周期，每周期的元素种类数分别为2、8、8、18、18、32、32。(2)十八纵行即七主七副一一0。从左至右分别为A、A、B、B、B、B、B、(占三行)、B、B、A、A、A、A、A、0。2.金属性、非金属性比较的3个依据：(1)金属性：与水或酸反应的剧烈程度；最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；金属单质的置换反应。(2)非金属性：与氢气化合的难易以及氢化物的稳定性；最高价含氧酸的酸性强弱；非金属单质的置换反应。3.微粒半径比较
10、的3个方法：(1)同主族元素原子：核电荷数越大，半径越大。(2)同周期元素原子：核电荷数越大，半径越小。(3)核外电子排布结构相同粒子：核电荷数越大，半径越小。考点一 元素周期表的结构及其应用【自主训练】(2015衡水模拟)根据中学化学教材中所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是()A.两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1 B.L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等 C.所有主族元素的最高化合价与它的族序数数值相等 D.某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第5周期A族【解析】选C。在短周期里，除第1周期含两种元素外，其余两个周期所含元素都是8种。若两元
11、素原子序数相差8，则不可能在同一周期也不可能相差两个周期，A正确；L层电子数为奇数，则一定是核外最外层电子，其所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，B正确；氟元素没有正价，C错误；稀有气体元素Xe是54号元素，故核电荷数为53的元素位于第5周期A族，D正确。【归纳总结】利用稀有气体元素确定主族元素在周期表的位置 方法：原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数 Z。例如，(1)35号元素(相邻近的是36Kr)，则35-36-1，故周期数为4，族序数为8-|-1|7，即第4周期第A族，即溴元素。(2)87号元素(相邻近的是86Rn)，则87-861，故周期数为7，族序数为1，即第7周期第A族，
12、即钫元素。【针对训练】下列有关元素周期表结构的说法中正确的是()A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表A族 B.在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料 C.某元素原子核外的电子数为63，则它是第6周期副族元素 D.除短周期外，其他周期均为18种元素，副族元素没有非金属元素【解析】选C。氦原子最外层电子数为2，为0族元素，故A错；金属与非金属分界线附近可以寻找半导体，而合金材料需在过渡元素中寻找，故B错；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，63-2-8-8-18-189，则其属于第6周期，是从左到右的第9种，而第6周期中包含镧系，所以它属于镧系，是副族元素，故C正确；在元
13、素周期表中，只有第4、5周期为18种元素，第6周期有32种元素，故D错。【加固训练】1.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知：四种元素的电子层数之和等于10，且它们分别属于连续的四个主族；四种元素的原子中半径最大的是X原子。下列说法正确的是()A.W和X位于第2周期 B.Y和Z分别是Al和Si C.W和X分别是O和F D.Z的金属性可能比X的金属性强【解析】选B。由电子层数之和为10，原子半径最大的是X推知X、Y、Z位于第3周期，W为第1周期，则W为H，X为Mg、Y为Al、Z为Si，则Si的金属性比Mg的弱。2.短周期元素X、Y的原子序数相差7，下列有关判断错误的是()A.X
14、和Y可能处于同一周期 B.X和Y可能处于相邻周期 C.X和Y可能处于同一主族 D.X和Y可能处于相邻主族【解析】选C。同一主族上下相邻周期的元素，其原子序数之差为2、8、18、32，故C项错误。考点二 元素周期律的应用 一、元素金属性和非金属性的强弱比较 1.结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强；最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。2.位置比较法：3.实验比较法：二、微粒半径的大小比较【典题】(2014新课标全国卷)X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-，Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A.原子最外
15、层电子数：XYZ B.单质沸点：XYZ C.离子半径：X2-Y+Z-D.原子序数：XYZ【解析】选D。由题意知，Y+、Z-只能为Na+和F-，所以X、Y、Z分别为S、Na、F，D正确；S、Na、F最外层电子数分别为6、1、7，即ZXY，A错误；常温下F2为气体，钠和硫均为固体，但由于钠为金属，其沸点一般较高，故单质的沸点顺序应为YXZ，B错误；核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，所以半径Z-Y+，C错误。【针对训练】(2015玉溪模拟)A、B、C、D为四种短周期元素，已知A、C同主族，B、C、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；B的阳离子比C的阴
16、离子少一个电子层。下列叙述正确的是()A.原子序数：ACBD B.单质熔点：DB，AC C.原子半径：DBCA D.简单离子半径：DBCA【解析】选C。A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定，说明A是第2周期元素，C是第3周期元素，则B、D也是第3周期元素；B的阳离子比C的阴离子少一个电子层，说明B是金属元素，C是非金属元素；B的阳离子比D的阳离子氧化性强，也即B单质的还原性比D单质的还原性弱，则说明B、D都是金属元素且B在D的右侧。A项，四种元素原子序数的大小关系是CBDA，错误；B项，A、C都是非金属单质，二者都是分子晶体，单质的熔点CA，错误；C项，根据元素周期律原子半径的大小关系是DBCA
17、，正确；D项，A、B、D的简单离子具有相同的电子层结构，离子半径大小关系是ADB，C的电子层数最多，离子半径最大，所以简单离子半径：CADB，错误。【加固训练】1.(2013福建高考)四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是()A.原子半径ZM B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱 C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小 D.Z位于元素周期表中第2周期、第A族【解析】选B。根据各元素在周期表中的相对位置及只有M为金属元素，可知M为Al，X为Si，Y为N，Z为O。同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐
18、增大，所以原子半径：ZM，A项正确；Y的最高价氧化物对应的水化物是HNO3，X的最高价氧化物对应的水化物是H2SiO3，HNO3酸性更强，B项错误；Si的非金属性比O弱，所以Si的气态氢化物的热稳定性比O的小，C项正确；Z是氧元素，位于元素周期表中第2周期、第A族，D项正确。2.短周期金属元素甲戊在元素周期表的相应位置如表所示。下列判断正确的是()A.原子半径：丙丁丙 C.氢氧化物碱性：丙丁戊 D.最外层电子数：甲乙【解析】选C。同周期元素的原子半径从左向右依次减小，则丙丁戊，A错误；同主族元素的金属性自上而下依次增强，即丙甲，B错误；同周期元素从左到右金属性减弱，元素对应的最高价氧化物的水化
19、物的碱性减弱，即丙丁戊，C正确；乙位于甲的右侧，故乙的族序数大，最外层电子数多，D错误。考点三 元素“位构性”之间的关系及应用 同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：1.结构与位置互推：(1)掌握三个关系式。电子层数周期数；质子数原子序数；最外层电子数主族序数。(2)掌握周期表中的一些特殊规律。各周期所能容纳元素种数；稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系；位于过渡元素左侧的主族元素，即A、A族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数；位于过渡元素右侧的主族元素，即AA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数
20、。例如，氯和溴的原子序数之差为35-1718(溴所在第4周期所含元素的种数)。2.性质与位置互推。熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。(4)金属与H2O或酸反应的难易程度。3.结构和性质的互推：(1)最外层电子数是决定元素原子的金属性和非金属性的主要原因。(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。4.周期表中的“序、层”规
21、律和“序、价”规律：(1)“序、层”规律。若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。(2)“序、价”规律：在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。【典题】(2014海南高考)4种相邻主族短周期元素的相对位置如表，元素x的原子核外电子数是m的2倍，y的氧化物具有两性。回答下列问题：(1)元素x在周期表中的位置是第_周期、第_族，其单质可采用电解熔融_的方法制备。m n x y(2)m、n、y三种元素最高价氧化物的水化物中，
22、酸性最强的是_，碱性最强的是_。(填化学式)(3)气体分子(mn)2称为拟卤素，性质与卤素相似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为_。【解析】4种短周期元素，y的氧化物具有两性推出y为铝元素，根据4种元素在周期表中的相对位置，可知x为镁元素，m为碳元素，n为氮元素。(1)x为镁元素，在元素周期表第3周期第A族，金属镁可由电解熔融的氯化镁制备；(2)m、n、y三种元素最高价氧化物的水化物依次为H2CO3、HNO3和Al(OH)3，则酸性最强的是HNO3，碱性最强的是Al(OH)3；(3)气体(CN)2与卤素性质相似，(CN)2与氢氧化钠溶液反应生成氰化钠和氰酸钠，方程式为2NaOH+(CN)2=
23、NaCN+NaOCN+H2O。答案：(1)3 A MgCl2(2)HNO3 Al(OH)3(3)2NaOH+(CN)2=NaCN+NaOCN+H2O【针对训练】(2015衡水模拟)X、Y、Z、W为四种短周期元素，有关这四种元素的说法中正确的是()元素 X Y Z W 原子半径(nm)0.077 0.075 0.102 0.099 最高正价或最低负价+4+5-2-1 A.1 mol W的单质参加氧化还原反应时转移的电子数一定为2 mol B.W、X、Y三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强 C.Y的氢化物与W的单质反应的产物中可能含有共价键和离子键 D.0.3 mol Cu分别与足量HY
24、O3或H2ZO4的稀溶液反应均产生0.2 mol气体【解析】选C。根据原子半径数据及特征化合价推知，W为Cl，X为C，Y为N，Z为S。A项，1 mol Cl2若只作氧化剂，转移电子为2 mol，若 和NaOH反应既作氧化剂又作还原剂，应转移电子1 mol；B项，HClO4、H2CO3、HNO3中，HClO4的酸性最强；C项，NH3和Cl2反应可生成N2和 NH4Cl，在NH4Cl中既有共价键又有离子键；D项，0.3 mol Cu和足量 稀硝酸反应放出NO：0.2 mol，Cu和稀硫酸不反应。0.3mol 23【加固训练】1.(2013山东高考)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位
25、置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知()W X Y Z A.X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y B.Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y C.X元素形成的单核阴离子还原性大于Y D.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性【解析】选A。W的气态氢化物可与其最高价含氧酸形成离子化合物，故其气态氢化物具有碱性，为NH3，故W为N，根据四种元素在周期表中 的位置关系，可推知X为O，Y为S，Z为Cl。X、Y、Z三种元素的非金属 性强弱顺序为OS、ClS，元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性最弱的氢化物为H2S，A项正确；氯元素对应的氧化物的水化 物有多种，如HClO、HClO4等，硫元素的氧化物的水化物也有多种，可 能为H2SO4、H2SO3等，其酸性HClO4H2SO4H2SO3HClO，B项错误；硫元 素的非金属性小于氧元素，故还原性O2-r(Wn-)C.元素Q的氧化物均为酸性氧化物 D.元素T与元素R的最高正价之和等于8【解析】选D。短周期元素T所处的周期序数与主族序数相等，则其为Al。由此可推出其他元素：Q为C，R为N，W为S。元素Q的非金属性比R的弱，A错；离子半径的大小顺序为r(Tm+)r(Wn-)，B错；元素Q的氧化物中，CO不是酸性氧化物，C错。
