1、第2讲 元素周期律和元素周期表【最新考纲】1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。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的递变规律。考点一 元素周期表1原子序数原子序数核电荷数核外电子数质子数。2编排原则3结构(1)周期(7个横行，七个周期)。(2)族(18个纵行，16个族)。主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族(第18列除外)。列序121314151617主族序数 A A A A A A A副族：仅由长周期元素组
2、成的族(第8、9、10列除外)。列序345671112族序数 B B B B B B B族：包括8、9、10三个纵列。0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。4元素周期表中元素的分区(1)分界线：如上图所示，沿着元素周期表中B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po的交界处画一条斜线，即为金属元素和非金属元素的分界线(氢元素除外)。(2)金属元素：位于分界线的左面区域，包括所有的过渡元素和部分主族元素。(3)非金属元素：位于分界线的右面区域，包括部分主族元素和0族元素。(4)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。同周期A族和A族的原子序数一定相差1吗
3、？思考提示：不一定。第二、三周期是短周期，同周期的A族和A族元素的原子序数相差1，第四、五周期两主族间隔了10种过渡元素，故原子序数相差11，第六、七周期两主族中间还包括了镧系和锕系，共隔了24种元素，原子序数相差25。(1)周期表18个纵行是16个族，第8、9、10纵行为一族。(2)在描述元素在族时，不要写成B。(3)元素周期表中，族序数、是主族和副族的分界线，第一次分界时主族(A)在副族(B)之前，第二次分界时副族(B)在主族(A)之前。(4)同周期A族和A族原子序数的差值可能为1、11、25。【典例1】(2015兰州模拟)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
4、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，则它是第六周期副族元素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：A项，也可能为He(0族)；B项，分界线附近可以寻找半导体材料；D项，因为第六、七周期中含有镧系元素和锕系元素，所以六、七周期都有32种元素。答案：C周期表中原子序数之间的关系(1)同主族、邻周期元素的原子序数差。元素周期表中左侧元素(A、A族)。同主族相邻两元素中，Z(下)Z(上)上一周期元素所在周期的元素种类数目。元素周期表中右侧元素(AA族)。同主族相邻两元素中，Z(下)Z(上)下一周期元素所在
5、周期的元素种类数目。(2)同周期A族和A族元素原子序数差。题组一 元素周期表的结构(周期和族)与应用1下列叙述正确的是()A除0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副族元素没有非金属元素C碱金属元素是指A族的所有的元素D周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素解析：A项，F、O元素无正价；C项，H元素属于A族但不属于碱金属元素；D项，A族不含非金属元素，A族不含金属元素。答案：B2元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是()A非金属性：ZTXBR与Q的电子数相差26C气态氢化物稳定
6、性：RTT解析：根据题目提供的信息可知，R为F，X为S，T为Cl，Z为 Ar，Q为 Br。A项，非金属性：ZXClBr，则气态氢化物的稳定性：HFHClHBr；D项，非金属性：ClBr，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4HBrO4。答案：B题组二 元素位置的确定3下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是()解析：本题常由于对于元素周期表的结构掌握不实造成错误。根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分别为2，8，8，18，18，32，32，由此分析比较得出C符合题意。答案：C4第114号和第116号元素的名称近年才确定。下列有关这两种元素的说法错误的是(
7、)A两种元素位于同一周期B116号元素位于A族C两种元素都是活泼的非金属元素D114号元素的原子半径比116号元素的大解析：根据0族元素第六周期(86号)，第七周期(118号)，故114号、116号分别在第七周期的A和A族，A、B正确；114号元素和1116元素处于同一周期，则114号元素半径大于116号元素，D正确。答案：C【归纳提升】利用稀有气体的原子序数和位置确定其他元素的位置的方法 原子序数最邻近的稀有气体元素的原子序数Z 若Z0，则在稀有气体元素下一周期，族序数为Z例如：35 号元素(相邻近的是 36Kr)，则 35361，故周期数为 4，族序数为 8|1|7，即第四周期A 族，即溴
8、元素。考点二 元素周期律及其应用1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的规律。2元素周期律的实质元素原子核外电子排布的周期性变化。3主族元素的周期性变化规律碳酸的酸性强于次氯酸，能否说明C的非金属性强于Cl?思考提示：不能，因为非金属性的强弱比较需要元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，而氯的最高价 氧化 物对 应的 水化 物是HClO4而不是HClO。【典例2】(2015北京卷)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A酸性：H2SO4H3PO4B非金属性：ClBrC碱性：NaOHMg(OH)2D热稳定性：Na2CO3NaHCO3解析：A.S、P 位于同一周期，且
9、 S 位于 P 的右侧，同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，故非金属性 SP，所以 H2SO4的酸性大于 H3PO4；B.Cl、Br 位于同一主族，Cl 位于 Br 的上方，同主族元素由上到下非金属性逐渐减弱，故非金属性ClBr；C.Na、Mg 是同周期元素，同周期元素从左向右金属性逐渐减弱，Na 位于 Mg 的左侧，故 Na 的金属性比 Mg 的强，则 NaOH 的碱性比 Mg(OH)2 的强；D.NaHCO3 的热稳定性差，是由于 HCO3 受热易分解与元素周期律无关。答案：D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，
10、电子层数越少，非金属性越强。(2)位置比较法。题组一 元素性质的强弱比较1(2014上海卷)2014年是门捷列夫诞辰180周年。下列事实不能用元素周期律解释的只有()A碱性：KOHNaOHB相对分子质量：ArKC酸性：HClO4H2SO4D元素的金属性：MgAl解析：A项同主族自上而下金属性逐渐增强，最高价氧化物水化物的碱性逐渐增强，A项不符合题意；B项相对分子质量与元素周期律没有关系，B项符合题意；C项同周期自左向右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，C项不符合题意；D项同周期自左向右金属性逐渐减弱，D项不符合题意。答案：B2(2014山东卷)根据原子结构及元素周期律的
11、知识，下列推断正确的是()A同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B核外电子排布相同的微粒化学性质也相同CCl、S2、Ca2、K半径逐渐减小D.3517Cl 与3717Cl 得电子能力相同解析：A.同主族的非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱，含氧酸不一定是最高价含氧酸，该选项错误。BK、Ca2、S2、Cl的核外电子排布相同，都是，但化学性质不同，如S2、Cl具有还原性，而K、Ca2具有氧化性，该选项错误。C根据“具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大微粒半径越小”可知，半径：S2ClKCa2，该选项错误。DCl与Cl属于同种元素，具有相同的核外电子排布：，得
12、电子能力相同，该选项正确。答案：D题组二 元素金属性或非金属性的强弱判断依据3将甲、乙两种金属的性质相比较，已知甲与H2O反应比乙与H2O反应剧烈；甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质；甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物碱性强；与某金属反应时甲原子得电子数目比乙原子得电子数目多；甲单质的熔、沸点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是()ABCD解析：比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性强弱、置换反应，而不能根据其与金属反应时得电子的数目多少、熔沸点的高低进行比较。答案：B【归纳提升】(1)判断元素非金属性或金属性的强弱，依
13、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多少。(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对应的水化物。(3)金属离子的氧化性越强相应金属的金属性越弱。同理非金属离子的还原性越强，相应非金属的非金属性越弱。4某研究性学习小组设计了一组实验验证元素性质的递变性规律。(1)甲同学想验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第_周期的_三种元素。最简单的实验是将大小相近的三小块金属分别投入相同浓度的稀盐酸中，观察现象。应该看到的现象是：_，_，_。(2)乙同学设计实验验证非金属元素的非金属性越强，对应的最高价含氧酸的酸性就越强。他设计
14、了如图装置以验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，常温下可与铜反应；B是块状固体；打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到有白色沉淀生成。写出所选用物质的化学式：A：_；B：_；C：_。写 出 烧 杯 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式：_。解析：(1)为了验证同周期元素金属性强弱的规律，最好选用第三周期的钠、镁、铝三种元素，因为与第2、4、5、6周期相比较，第三周期元素变化规律较典型；三种金属中钠最活泼，遇盐酸剧烈反应，产生大量热量，放出H2，可能会着火或爆炸；金属镁与盐酸剧烈反应，并产生大量气泡；铝金属活动性最弱，与酸反应比镁缓慢，但
15、也能产生大量气泡。(2)乙同学的实验是利用强酸制弱酸原理，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由题意可推断，A为HNO3，B为CaCO3，C为Na2SiO3或K2SiO3；烧杯中CO2与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，其反应离子方程式为：CO2SiO23 H2O=H2SiO3CO23 或2CO2SiO23 2H2O=H2SiO32HCO3。答案：(1)三 钠、镁、铝(或 Na、Mg、Al)钠剧烈反应，可能着火或爆炸 镁反应较剧烈，产生大量气泡 铝反应比镁缓慢，有较多的气泡产生(2)HNO3 CaCO3 Na2SiO3(或 K2SiO3)CO2SiO23 H2O=H2SiO3CO23 或
16、2CO2SiO232H2O=H2SiO32HCO3题组三 微粒半径的大小比较5X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素的原子序数的关系是()AXYZBYXZCZXYDZYX解析：X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为ZYX。答案：D6(2015海南卷)下列离子中半径最大的是()AN
17、aBMg2CO2DF解析：这些离子核外电子排布都是2、8的电子层结构。对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径就越小，所以四个选项中离子半径最大的是O2。答案：C【归纳提升】微粒半径的比较考点三 元素“位构性”之间的关系及应用1元素“位构性”的关系(1)性质与位置的互推。根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。根据元素在周期表中的位置关系，可以推断元素的性质，如A、B、C三元素在同一主族中从上往下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。(2)结构与性质的互推。若元素
18、的最外层电子数小于4，则该元素容易失电子；若该元素的最外层电子数大于4，则该元素容易得电子。若某元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若某元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。(3)结构与位置的互推。由原子序数确定主族元素位置方法：只要记住了稀有气体元素的原子序数(He2、Ne10、Ar18、Kr36、Xe54、Rn86)，就可确定主族元素的位置。若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的A族或A族，如88号元素：88862，则应在第七周期A族；若比相应的稀有气体元素少15时，则应处在同周期的A族A族，如84号元素应在第六周期A族。2元素“位构性”的应用(1)
19、寻找新材料。(2)预测元素的性质。比较不同周期、不同主族元素的性质，如金属性MgAl、CaMg，则由碱性：Mg(OH)2Al(OH)3、Ca(OH)2Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2Al(OH)3。推测未知元素的某些性质。.已 知 Ca(OH)2 微 溶，Mg(OH)2 难 溶，可 推 知Be(OH)2难溶。.根据卤族元素的性质递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。元素周期表中“序、层”和“序、价”两规律(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”，即阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳
20、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”。“位构性”三者关系中，有哪些等量关系？思考提示：电子层数周期数。质子数原子序数核外电子数。最外层电子数主族序数元素的最高正价。非金属的最低负价最高正价8(O、F除外)。【典例】(2015浙江卷)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是()A.X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增BY、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存
21、在，它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次递增CYX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性解析：根据W元素的核电荷数为X元素的2倍以及元素周期表的位置得出X、Y、Z、W依次是O，Si，P，S。选项A，O、S、P元素非金属性依次递减，所以其气态氢化物热稳定性依次减弱，错误。选项B，S元素在自然界中能以游离态存在，错误。选项C，SiO2为原子晶体熔化克服的作用力是共价键，错误。选项D，正确。答案：D题组“位构性”的关系及其应用1短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是()
22、A元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B原子半径的大小顺序为rXrYrZrWrQC离子Y2和Z3的核外电子数和电子层数都不相同D元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强解析：根据表格，可以推出X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为S元素，Q为Cl元素。A项，N元素的最高正价为5，Al元素的最高正价为3，其和的数值为8，A正确；B项，原子半径应为rZrWrQrXrY，故不正确；C项，O2与Al3的核外电子数和电子层数均相同，不正确；D项，元素S的最高价氧化物对应水化物的酸性小于Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性，不正确。答案：A2(2015邢台质检)X、Y、Z、W均为短周期元素
23、，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，下列说法中正确的是()AX的最常见气态氢化物的水溶液显酸性B最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强CZ的单质与氢气反应比Y单质与氢气反应剧烈DX的原子半径小于Y解析：根据图示元素的位置关系，结合Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，可以推出Z为S，从而可以确定X为N，Y为O，W为Cl。N的最常见气态氢化物NH3的水溶液显碱性，A错误；非金属性Cl强于S，因此最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4H2SO4，B正确；非金属性O强于S，因此O2与H2反应较S与H2反应剧烈，C错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此N的原子半径大于O，D错误。答案：B
