1、第二节 元素周期表 元素周期律【通考点融会贯通】1.元素周期表中的特点归纳(1)目前含元素种数最多的周期是第六、七周期,有32种元素;含元素种类最多的族是B族,共有32种元素。考向一 元素周期表结构 (2)过渡元素包括7个副族和第族,全部都是金属元素,原子最外层电子数不超过2个(12个)。(3)最外层电子数为37个的原子一定属于主族元素,且最外层电子数即为主族的族序数。(4)同一周期A族与A族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)。2.零族定位法确定元素的位置(1)明确0族元素信息。0族元素HeNeArKrXeRn所在周期序数123456原子序数210183
2、65486(2)比大小定周期。比较该元素与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻近的0族元素,原子序数大的0族元素与该元素处于同一周期。(3)求差值定族数。元素的原子序数比邻近0族元素多1或2,则该元素在该0族元素的下一个周期的第A族或第A族。元素的原子序数比邻近0族元素少1、2、3、4、5,则该元素在0族元素同周期的第A、A、A、A、A族。【通考题触类旁通】角度1 元素在周期表中的位置 1.下列各图为周期表中一部分,原子序数与其位置不相符的是()【解析】选B。2号元素位于第一周期、9和10号元素 位于第二周期,2和10号元素位于同一族且属于0族,所 以其原子序数相差8,故A正确;3、4、5号元
3、素属于第 二周期元素,12号元素属于第三周期元素,同一族相邻 元素原子序数相差8,但周期表中4号和5号元素不相邻,故B错误;21号元素属于第B族元素,和第A族相邻,第三周期和第四周期中第A族、第A族同一族相邻元素原子序数相差8,第四周期和第五周期第A族、第A族同一族相邻元素原子序数相差18,故C正确;第二周期和第三周期同一族相邻元素原子序数相差8,第三周期和第四周期,第A族到第A族元素,其同一族相邻元素原子序数相差18,故D正确;2.短周期中三种元素a、b、c在周期表中的位置如图,下列有关这三种元素的叙述正确的是()A.a是一种活泼的非金属元素 B.c的最高价氧化物的水化物是一种弱酸 C.b的
4、氢化物很稳定 D.b元素的最高化合价为+7【解析】选C。根据元素周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S,对照选项,C正确。角度2 元素周期表的结构 3.(2019赣州模拟)下列有关元素周期表的说法中,正确的是()A.能生成碱的金属元素都在A族 B.原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周期A族 C.稀有气体元素原子的最外层电子数为2或8 D.元素周期表有18个纵行,分列16个族,即7个主族、8个副族和1个0族【解析】选C。A项,能生成碱的金属元素有的在A族,有的在其他族,错误。B项,原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周期A族,错误。C项,稀有气体元素只有He原子的最外层电子数为2,
5、其余都是最外层8个电子,正确。D项,元素周期表有18个纵行,分列16个族,即7个主族、7个副族和1个0族,一个第族,错误。4.(新题预测)短周期元素X、Y、Z、W、Q在周期表 中的位置如表所示,其中W的气态氢化物摩尔质量为 34 gmol-1,Y的最低价氢化物为非电解质。则下列 说法中正确的是()XYZWQA.X的最低价氢化物水溶液显酸性 B.Q单质能溶于水,且水溶液须用棕色细口瓶盛装 C.Na与Y能形成化合物Na2Y2,且与水反应后溶液呈碱性 D.阴离子还原性:WQ【解析】选D。由短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周 期表中的位置,可知X、Y处于第二周期,Z、W、Q处于 第三周期,Y、W同主
6、族,Y的最低价氢化物为非电解 质,W的气态氢化物摩尔质量为34 gmol-1,由于水为 弱电解质,W不能为S,则Y为N、W为P,结合相对位置可 知X为C、Z为Al、Q为S,由上述分析可知,X为C、Y为 N、Z为Al、W为P、Q为S,X为C,最低价氢化物为CH4,不溶于水,故A错误;硫单质不能溶于水,故B错误;Na与N不能形成化合物Na2Y2,故C错误,由于非金属性WQ,故D正确。【加固训练】1.下列说法正确的是()A.原子的最外层电子数相同的元素,一定属于同一族 B.电子层数相同的粒子,对应元素一定属于同一周期 C.元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数 D.元素周期表中有十六个纵行,也就
7、是十六个族【解析】选C。原子的最外层电子数相同的元素,不一定同族,如He为0族元素,Mg为第A族元素,Fe为第族元素,最外层电子数均为2,故A错误;电子层数相同的粒子,可能为离子或原子,如钠离子、氧离子、Ne等,均为2个电子层,均10个电子,Na与O不在同周期,故B错误;元素周期表中,原子的核电荷数逐渐增大,则元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数,故C正确;元素周期表中有18个纵行,16个族,7个主族、7个副族、1个0族、1个第族,故D错误。2.某周期的第A族元素的原子序数为x,那么同一周期第A族元素的原子序数为()A.肯定是x+2 B.肯定是x+2或x+8或x+32 C.肯定是x+2或
8、x+12或x+26 D.肯定是x+2或x+10或x+26【解析】选C。元素周期表中同一周期的第A族和第A族的两种元素,A族的原子序数为x,若在短周期,中间相隔1列,二者原子序数相差2,则A族元素的原子序数为x+2;若元素在四、五周期,中间相隔11个纵行,二者原子序数相差12,A族元素的原子序数为x+12;若元素在六、七周期,中间有11个纵行,且存在镧系和锕系(各有15种元素),A族元素、A族元素的原子序数相差26,即A族元素的原子序数为x+26,故选C。3.(2019东莞市高一检测)短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示,已知A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质子数的2倍
9、。据此回答下列问题:(1)A的最高价氧化物的化学式为_,写出实验室制取A的气态氢化物的化学方程式:_。(2)B的元素符号为_,在周期表中位于第_周期第_族。【解析】设A的原子序数为x,则C的原子序数为x+2,B的原子序数为x+9,由题意可得:x+x+2+x+9=2(x+9),解得x=7,即A为N,B为S,C为F。答案:(1)N2O5 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O(2)S 3 A =考向二 元素周期律及应用【通考点融会贯通】1.原子(离子)半径大小的规律(1)电子层数相同的原子,最外层电子数越少,原子半径越大(稀有气体除外),如钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯原子的电子
10、层数相同,最外层电子数依次增多,则原子半径:r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)最外层电子数相同的原子或离子,电子层数越多,原子半径或离子半径越大,如氢、锂、钠、钾、铷、铯、钫原子或离子的最外层电子数相同,电子层数依 次增多,则原子半径:r(H)r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)r(Fr);离子半径:r(H+)r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+)r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)。(4)价高径小规律:核电荷数相同的微粒,价态越高,半径越小。如氯离子和氯原子,核电荷数相同,价态依次升高,则半径:
11、r(Cl-)r(Cl)。2.非金属性强弱的比较 比较元素非金属性的强弱,其实质是看元素原子得到电子的难易程度,越易得电子,非金属性越强。(1)从元素原子结构判断:当电子层数相同时,核电荷数越多,非金属性越强;当最外层电子数相同时,核电荷数越多,非金属性越弱。(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断:单质越易跟H2化合,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,其非金属性也就越强。最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4,说明S的非金属性比P强。非金属单质间的置换反应,如Cl2+2KI=2KCl+I2,说明氯的非金属性比碘强。元素的原子对应阴离子
12、的还原性越强,元素的非金属性就越弱,如S2-的还原性比Cl-强,说明Cl的非金属性比S强。3.金属性强弱比较 比较元素金属性强弱,其实质是看元素原子失去电子的难易程度,越易失电子,金属性越强。(1)根据元素周期表进行判断:同一周期:从左到右,随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐减弱。同一主族:从上到下,随着原子序数的递增,元素的金属性逐渐增强。(2)在金属活动性顺序中越靠前,金属性越强。如Zn排在Cu的前面,则金属性:ZnCu。(3)根据金属单质与水或者与酸(非氧化性酸如盐酸、稀硫酸等)反应置换出氢气的难易(或反应的剧烈)程度。置换出氢气越容易,则金属性就越强。如Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应
13、更易置换出氢气,则金属性:ZnFe。(4)根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性的强弱。碱性越强,则原金属单质的金属性就越强。如碱性:NaOHMg(OH)2,则金属性:NaMg。(5)一般情况下,金属单质的还原性越强,则元素的金属性就越强;对应金属阳离子的氧化性越强,则元素的金属性就越弱。如还原性:NaMg,则金属性:NaMg,氧化性:Na+Cu。【通考题触类旁通】角度1 微粒半径大小比较 1.下列微粒半径大小比较正确的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlS D.CaRbK Na+Mg2+Al3+,A错误。B项,S2-、Cl-核外都有三个电子层,核电荷数Cl-S
14、2-。核电荷数越大,离子的半径就越 小。所以半径S2-Cl-;Na+和Al3+的核外都有两个电子 层。核电荷数Al3+Na+,所以离子半径Na+Al3+。对于电子层结构不同的微粒来说,离子的电子层数越多,离子半径就越大。所以微粒半径S2-Cl-Na+Al3+,B正确。C项,对于同一周期的元素来说,元素原子的核电荷数越大,原子半径就越小。因此原子半径Na Mg Al S,C错误。D项,Na、K、Rb都是同一主族的元素。原子序数越大,原子核外的电子层数就越多,原子半径越大。Ca、K是同一周期的元素,原子序数越大,原子半径就越小。因此元素的原子半径RbK Ca Na,D错误。2.下列原子半径的大小比
15、较中不正确的是()A.FClBrI B.CSiMgNOF D.SPOF【解析】选D。根据同周期、同主族元素性质的递变规律可知原子半径PSOF,故D项错误。角度2 元素非金属性强弱比较 3.X、Y是元素周期表第A族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是()A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多 B.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来 C.X的单质比Y的单质更容易与氢气反应 D.同浓度下X的氢化物水溶液比Y的氢化物水溶液的酸性强【解析】选C。因X、Y是元素周期表中第A族的元素,若X原子的电子层数多,则说明X比Y的非金属性弱,A错误;B项事实说明Y比X更活泼,B错误;根据单质与H2
16、化合的难易判断,X2与H2化合更容易,说明氧化性:X2Y2,则非金属性:XY,C正确;非金属元素氢化物水溶液酸性的强弱不能作为元素非金属性强弱的判断依据,D错误。4.同周期的X、Y、Z三种主族元素,已知最高价氧化物 对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4H2YO4H3ZO4,则下列说法中正确的是()A.原子半径:XYZ B.非金属性:XYZ C.气态氢化物的稳定性:ZH3H2YHX D.原子序数:ZYX【解析】选B。由同周期的X、Y、Z三种主族元素最高 价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序可知,三种元素 的非金属性强弱顺序为XYZ,则三种元素在元素周期 表中的排列顺序为 ,则原子序数的大小顺序为
17、 ZYYX,气态氢化物的稳定性:HXH2YZH3。Z Y X 角度3 元素金属性强弱比较 5.下列叙述中能肯定A金属比B金属活泼性强的 是()A.把A、B金属片用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中,A上有气泡产生 B.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 C.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能 D.1 mol A从酸中置换H+生成的H2比1 mol B从酸中置换H+生成的H2多【解析】选C。原电池中负极的活泼性比正极强,把 A、B两块金属片浸入稀硫酸中,用导线相连组成原电 池时,A上有气泡产生,则A为正极,B为负极,活泼性B大 于A,故A错误;比较金属的活泼性不能根据最外层电子 数的多少
18、,如Li的最外层电子数比Ca少,但不如Ca活 泼,Na的最外层电子数比Cu少,但Na比Cu活泼,故B错误;常温时,A能从水中置换出氢,而B不能,说明A易失去电子,则A的活泼性肯定比金属B的活泼性强,故C正确;比较金属的活泼性不能根据生成氢气的多少来判断,例如1 mol Al从酸中置换H+生成的H2比1 mol Mg从酸中置换H+生成的H2多,但Mg的活泼性强,故D错误。【加固训练】门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第四周期的三种元素留下空位,并对它们的一些性质作了预测。X是其中一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律,下列
19、有关X性质的描述中错误的是()A.X单质不易与水反应 B.XO2可被碳或氢气还原为X C.XCl4的沸点比SiCl4的高 D.XH4的稳定性比SiH4的高 【解析】选D。根据题给信息可知X为Ge,与Si的性质类比,可知A和B正确;再根据结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,则C正确;再依据Si的非金属性强于Ge,可知XH4的稳定性比SiH4的低。考向三 元素“位-构-性”之间的关系及应用 【通考点融会贯通】同一元素的“位、构、性”关系【通考题触类旁通】角度1 文字叙述式总结推断题 1.如图是M、N两种主族元素的原子结构示意图,下列说法正确的是()A.M位于第五周期族 B.N位于IA族
20、,该主族中的元素又称为碱金属元素 C.N在空气中燃烧,生成化学式为N2O的氧化物 D.M所在的主族中各元素是同周期元素中非金属性最强的元素【解析】选D。M、N分别是I、Cs,I位于第五周期第A族,A项错误。第A族除氢外,其他的元素才称为碱金属元素,B错误。Cs在空气中燃烧生成的氧化物比Cs2O更复杂,C错误。I在第A族,同周期元素从左向右非金属性逐渐增强,D正确。2.(2017全国卷)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的简单氢化物可用作制冷剂,Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生。下
21、列说法不正确的是()A.X的简单氢化物的热稳定性比W的强 B.Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构 C.Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红 D.Z与X属于同一主族,与Y属于同一周期【解析】选C。根据“Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的”可知Y为Na,根据“W的简单氢化物可用作制冷剂”可知W为N,根据“由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后,加入稀盐酸,有黄色沉淀析出,同时有刺激性气体产生”可知该盐为Na2S2O3,则X为O,Z为S。X的简单氢化物为H2O,W的简单氢化物为NH3,H2O的热稳定性比NH3强,A项正确;Y的简单离子 为Na+,X的简单离子为O2-,Na+与O2
22、-电子层结构相同,B项正确;Y与Z形成的化合物为Na2S,其水溶液为碱性,不能使蓝色石蕊试纸变红,C项错误;S与O属于同一主族,S与Na属于同一周期,D项正确。3.(2019资阳模拟)已知 X、Y、Z、W 为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如图,下列说法中正确的是()XYZWA.若 HmXOn 为强酸,则 X 的氢化物溶于水一定显酸性(m、n 均为正整数)B.若四种元素均为非金属,则 W 的最高价氧化物对应的水化物一定为强酸 C.若四种元素均为金属,则 Z 的最高价氧化物对应的水化物一定为强碱 D.若四种元素只有一种为金属,则 Z 只能与强酸溶液反应而不能与强碱溶液反应【解析】选C。已知X
23、、Y、Z、W为短周期主族元素,根 据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置判断X、Y在第二 周期,Z、W在第三周期;若 HmXOn为强酸,则 X只能是氮 元素,其氢化物氨气溶于水显碱性,故A错误;若四种元 素均为非金属,则 W可能为磷元素,其最高价氧化物对 应的水化物磷酸不是强酸,故B错误;若四种元素均为 金属,X、Y、Z、W分别为锂、铍、钠、镁,Z的最高价 氧化物对应的水化物为NaOH,一定为强碱,故C正确;若四种元素中只有一种为金属,则X、Y、Z、W分别为硼、碳、铝、硅,Z的最高价氧化物对应的水化物氢氧化铝为两性氢氧化物,与强酸、强碱都反应,故D错误。角度2 元素周期表片段综合推断题 4.下表
24、是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素,Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为38。下列说法错误的是()XYZWA.气态氢化物的稳定性:ZWXY C.X元素只能形成一种单质 D.Y元素可形成多种氧化物【解析】选C。根据Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为38,则Z的最外层电子数是6,总电子数是16,是硫元素,即X、Y、Z、W分别是C、N、S、Cl,C可以构成石墨、金刚石等多种单质,C错误。5.下图是元素周期表中短周期的一部分,若A原子最外层的电子数比次外层少3,则下列说法正确的是()A.A、B、C的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱的关系是CBA B.D的最高正价与B的最高正价相等
25、 C.D与C不能形成化合物 D.原子半径的大小顺序是CBAD【解析】选A。A原子最外层的电子数比次外层少3,说明A只能为15号元素磷,则B、C、D依次为硫、氯、氧。A选项中酸性由强到弱的顺序为:高氯酸硫酸磷酸;B选项中氧元素无最高正价;C选项中氧和氯可形成氧化物如Cl2O7;D选项中原子半径的大小顺序是ABCD。角度3 元素推断与物质推断的融合 6.有X、Y两种元素,原子序数20,X的原子半径小于Y,且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法正确的是()A.若X(OH)n为强碱,则Y(OH)n也一定为强碱 B.若HnXOm为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性 C.若X元
26、素形成的单质是X2,则Y元素形成的单质一定是Y2 D.若Y的最高正价为+m,则X的最高正价一定为+m【解析】选A。由于X、Y原子的最外层电子数相同,因 此两者属于同一主族元素;X的原子半径小于Y,可知X 位于Y的上方。对于选项A,若X(OH)n为强碱,说明X的 金属性很强,又由于X位于Y的上方,金属性YX,说明碱 性Y(OH)nX(OH)n,因此可以说明Y(OH)n也是一种强 碱。对于选项B,若X为氮元素,它所形成的HNO3为强酸,但NH3溶于水后溶液呈碱性,B错。对于选项C,若Y元素形成的单质存在同素异形体,则C的说法也不正确。对于选项D可以用代入法,若Y为Cl,则X为F,Cl的最高正价为+
27、,而F无最高正价,因此选项D也错。7.(新题预测)X、Y、Z、M是4种短周期元素,其中X、Y位于同一主族,Y与M、X与Z位于同一周期。X原子最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比X原子少1。M是同周期中半径最大的元素(除稀有气体元素)。下列说法正确的是()A.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO3 B.Z和M组成的化合物为共价化合物,它与盐酸反应可以生成两种盐 C.X、Y、Z三种元素的气态氢化物的沸点YXZ D.四种元素简单离子的半径YZXM【解析】选D。X原子最外层电子数是其电子层数的3倍,X为氧,则Y为硫,Z原子的核外电子数比X原子少1,Z为氮,第三周期中原子半径最大的为钠。硫元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SO4,A项错;O、S、N三种元素的气态氢化物中H2O的沸点最高,C项错;Na3N为离子化合物,与盐酸反应生成NH4Cl和NaCl,B项错误;四种元素简单离子的半径由大到小顺序依次为S2-N3-O2-Na+,D项正确。
