第17讲 元素周期律 元素周期表（讲义）-备战2024年高考化学一轮复习精品课件+讲义+练习（新教材新高考）

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第17讲 元素周期律 元素周期表目录考情分析网络构建 考点一 元素周期表【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 元素周期表的结构知识点2 周期表的应用【提升·必考题型归纳】考向1 考查元素周期表的结构考向2 考查元素周期表的应用考点二 元素周期律【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 元素周期律知识点2 电离能知识点3 电负性知识点4 元素周期表中的有关规律知识点5 元素位—构—性的关系【提升·必考题型归纳】考向1 考查金属性和非金属性相关的递变规律考向2 考查原子半径、离子半径相关的递变规律考向3 考查第一电离能、电负性相关的递变规律考点4 考查位、构、性关系的综合推断真题感悟考点一 元素周期表知识点1 元素周期表的结构1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。2.编排原则(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。3.元素周期表的结构1)结构(1)周期(7个横行，7个周期)(2)族(18个纵列，16个族)【特别提醒】①碱金属元素位于ⅠA族,氢元素不属于碱金属元素。②元素周期表中第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10三列是Ⅷ族。③根据元素周期表的构成特点,可分析每个族的元素种类,含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。④过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。⑤最外层电子数为3～7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。⑥电子层数=周期序数,主族序数=价电子数。(3)分区①周期表的分区(一)说明：各区价层电子排布特点②周期表的分区(二)说明：a.分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。b.各区位置：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。c.分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(4)元素周期表中的特殊位置①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列元素，都是金属元素。②镧系：元素周期表第6周期第ⅢB族中，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周期第ⅢB族中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。④超铀元素：在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素。知识点2 周期表的应用1.根据元素周期表中的位置寻找未知元素2.预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同周期、不同主族元素的性质如：金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。②推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。3.启发人们在一定区域内寻找新物质①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。考向1 考查元素周期表的结构例1.（2023·天津河西·统考二模）已知：用中子轰击原子的核反应：。下列说法正确的是A．X是金属元素 B．Y位于ⅠA族C．和互为同素异形体 D．位于元素周期表的d区【变式训练】（2023·重庆·重庆南开中学校考三模）白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有少量S、P、As等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法正确的是A．基态Ni原子的简化电子排布式为：B．基态As原子最高能级的轨道形状为哑铃形C．第一电离能：S>P>CuD．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素考向2 考查元素周期律、周期表的应用例2.下列关于元素周期表应用的说法正确的是A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索B．在金属与非金属的交界处，寻找可做催化剂的合金材料C．在IA、IIA族元素中，寻找制造农药的主要元素D．在过渡元素中，可以找到半导体材料【变式训练】下列关于元素周期表应用的说法正确的是（　　）A．在过渡元素中，可以找到半导体材料B．在元素周期表金属和非金属分界线附近可以寻找优良的催化剂C．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索D．在金属与非金属的交界处，寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料考点二 元素周期律知识点1 元素周期律1.内容：元素的性质随着________的递增而呈周期性变化。2.实质：元素性质的周期性变化是________________周期性变化的必然结果。3. 主族元素的周期性变化规律4.元素金属性和非金属性强弱的判断方法知识点2 电离能(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的________。符号：________，单位：________。(2)规律①同周期：第一种元素的第一电离能________，最后一种元素的第一电离能________，从左到右总体呈现________的变化趋势。【易错提醒】与元素金属性、非金属性变化规律并不完全一致，如同一周期，随原子序数的递增，元素金属性减弱，非金属性增强，第一电离能增大，但金属性Mg>Al，本来第一电离能应该是Al>Mg，但实际是Mg>Al，非金属性NO。②同族元素：从上到下第一电离能________。③同种原子：逐级电离能越来越________ (即I1Mg>Al；(2)同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如LiZ(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C等。8、“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：①＜1时为金属，值越小，金属性越强；②＞1时是非金属，越大非金属性越强；③＝1时多为两性元素知识点5 元素位—构—性的关系1．元素“位—构—性”综合关系元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。2．三者的推断关系(1)结构与位置的互推①明确四个关系式a．电子层数＝周期序数。b．质子数＝原子序数。c．最外层电子数＝主族序数。d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。最低负价＝－|8－最外层电子数|。②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律a．各周期所能容纳元素种数。b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。c．同族上下相邻元素原子序数的关系。(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氧化性和还原性的主要因素。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。3.应用——元素推断的一般思路4.推断题要点总结(1)结构与位置互推是解题的核心①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。(2)熟记常见元素及其化合物的特性①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。③地壳中含量最多的元素：O。④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。考向1 考查金属性和非金属性相关的递变规律例1．（2023·福建泉州·统考模拟预测）下列实验所涉及的操作或叙述正确的是【变式训练】（2023秋·吉林长春·高三校考期末）下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是A．金属性：Na＞K B．非金属性:O＞S C．金属性：Mg＜Al D．非金属性：F＜Cl考向2 考查原子半径、离子半径相关的递变规律例4．下列粒子半径大小的比较正确的是（ ）A．Na+＜Mg2+＜Al3+＜O2-B．S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs＜Rb＜K＜Na【变式训练】下列粒子半径大小比较正确的是A．Mg＞Na＞Li B．P＞S＞OC．Na+＜Mg2+＜Al3+ D．O2－＜F－＜Cl－考向3 考查第一电离能、电负性相关的递变规律6．（2023·湖南岳阳·统考二模）常用作沉淀滴定分析试剂。X是原子半径最小的元素，Y的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Z元素的电负性仅次于氟元素，W原子电子总数与Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是A．简单氢化物的稳定性： B．电负性：C．第一电离能： D．Y原子核外电子有7种空间运动状态【变式训练】（2023春·广东·高三校联考开学考试）绿柱石()是一种重要的矿物。X、Y、Z、W为短周期元素，原子序数依次增加，且价电子数和为15，X、Z、W处于相邻的主族，和的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法正确的是A．第一电离能：ZWB．原子半径：Z>W>Y>XC．XY是碱性氧化物，是酸性氧化物D．已知W、Y都可与氢气生成氢化物，电负性Y>W>H考点4 考查位、构、性关系的综合推断例4.（2023·福建莆田·统考模拟预测）X、Y、Z、W为原子半径依次减小的短周期主族元素。Z、W为同周期元素，X、Y的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，Z的核外电子总数等于Y的最外层电子数，Y的单质常温下为黄色固体且可用于处理泄漏的水银。下列说法正确的是A．简单离子半径：X＞YB．最简单氢化物的沸点C．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸D．的空间结构为直线形【变式训练】（2023·四川成都·校联考三模）X、Y、Z、W是原子序数依次递增的短周期主族元素，其最外层电子数之和为21。其中X、W同族，Y、Z相邻，W与X、Y、Z位于不同周期。下列说法正确的是A．原子半径：W > X > Y > ZB．简单氢化物的沸点：Y < ZC．最高价含氧酸的酸性：Z > WD．X、Y、W在自然界中均存在游离态1．（2023·浙江·高考真题）硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是A．元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性2．（2023·全国·统考高考真题）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是A．X的常见化合价有、 B．原子半径大小为C．YX的水合物具有两性 D．W单质只有4种同素异形体3．（2023·全国·统考高考真题）W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是A．原子半径： B．简单氢化物的沸点：C．与可形成离子化合物 D．的最高价含氧酸是弱酸4．（2023·全国·统考高考真题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。   下列说法正确的是A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C．基态原子未成对电子数： D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同考点要求考题统计考情分析元素周期表2023浙江1月卷2题，2分2022湖南卷2题，3分2021辽宁卷7题，3分分析近三年全国卷高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题呈现，考查内容主要有以下几个方面：(1)运用元素周期律知识判断元素的金属性、非金属性强弱或比较微粒的半径大小，比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱比较第一电离能、电负性大小等。(2)根据原子核外电子排布判断元素种类、化学键类型、化合物类型。2.从命题思路上看，主要以选择题的形式，利用“位－构－性”的关系考查元素、物质的推断，化学键类型和化合物类型，结合元素周期律比较元素的金属性、非金属性强弱或比较微粒的半径大小，比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱、气态氢化物的稳定性，比较第一电离能、电负性大小等。3.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：(1)以元素周期表的结构和元素周期律的递变规律为考查对象的试题，或对一组元素加以比较或对一种元素进行多方面分析，具有一定的综合性。在解答该类试题时先确定该元素在元素周期表中的位置，然后根据该族元素性质的递变规律进行推测判断。(2)稳打双基，归纳总结原子结构及核外电子排布特性，系统整合元素推断的突破口，规范化学术语的书写(如原子或离子结构示意图的书写、电子式的书写、元素在周期表中的位置)等。元素周期律2023全国乙卷10题，6分2022海南卷11题，2分2021全国甲卷11题，6分短周期长周期周期序数一二三四五六七元素种数28818183232主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10列，共3个纵列0族第18纵列分区元素分布价层电子排布元素性质特点s区________________除氢外都是活泼金属元素p区ⅢA族～ⅦA族、0族________ (He除外)最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)d区ⅢB族～Ⅷ族(镧系、锕系除外)(n－1)d1～9 ns1～2(Pd除外)d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区________(n－1)d10 ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐________逐渐________电子层数________逐渐________原子半径逐渐________逐渐________离子半径阳离子逐渐________阴离子逐渐________r(阴离子)＞r(阳离子)逐渐________性质化合价最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐________非金属性逐渐________金属性逐渐________非金属性逐渐________第一电离能有逐渐________的趋势逐渐________电负性逐渐________逐渐________离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐________阴离子还原性逐渐________阳离子氧化性逐渐________阴离子还原性逐渐________气态氢化物的稳定性逐渐________逐渐________最高价氧化物对应的水化物的酸碱性碱性逐渐________酸性逐渐________碱性逐渐________酸性逐渐________三表元素周期表：金属性“右弱左________，上弱下________，右上弱左下________”；非金属性“左________右强，下________上强，左下________右上强”金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐________ (其中Pb>Sn)非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性逐渐________三反应置换反应：强的置换________的，适合金属也适合非金属与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越________与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越________氧化性金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越________还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越________元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA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(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目周期序数1234567原子序数差无1111112525实验操作或叙述A探究C和Si的非金属性强弱用湿润的pH试纸分别测定Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液的pHB探究S和P的非金属性强弱将质量和颗粒大小相同的铁粒，分别投入质量分数均为98%的硫酸和磷酸中C探究Na和K的金属性强弱将切割剩余的金属钠、钾放回试剂瓶D探究Mg和Al的金属性强弱利用Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应制备Al(OH)3