2026年人教版高考化学一轮复习课件 第五章 第2讲 元素周期表 元素周期律

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1.掌握元素周期表(长式)的编排原则和结构。2.掌握元素周期律的内容和本质。3.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化。4.能建立基于“位”“构”“性”关系的系统思维,分析和解决实际问题。
元素周期表的结构及应用
1.元素周期表的结构(1)编排原则。
(2)元素周期表的结构。①周期(7个横行,7个周期)。
②族(18个纵列,16个族)。
2.原子结构与元素周期表的关系(1)原子结构与周期的关系。原子的最大电子层数=周期序数。
(2)原子结构与族的关系。
(n-1)d10ns1～2
(n-1)d1～5ns1～2
(n-1)d6～9ns1～2
3.原子结构与元素周期表分区(1)元素周期表分区。
(2)各区价电子排布特点。
4.元素周期表中的特殊位置(1)金属与非金属的分界线。
②各区位置:分界线左下方为 ,分界线右上方为 。③分界线附近元素的性质:既能表现出一定的 ,又能表现出一定的 。
(2)过渡元素:元素周期表中从 族到 族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元素。(3)镧系:元素周期表第 周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系:元素周期表第 周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素:在锕系元素中,92号元素铀(U)以后的各种元素。
5.元素周期表的应用(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料。
[理解·辨析] 判断正误(1)元素周期表共18个纵列,18个族,7个周期。(　 　)(2)所有非金属元素都分布在p区。(　 　)(3)包含元素种数最多的族是Ⅷ族。(　 　)(4)原子最外层电子排布式为4s2的元素一定位于ⅡA族。(　 　)(5)过渡元素都是金属元素,且均由副族元素组成。(　 　)
(6)基态原子价电子排布式为3d104s1的元素为 s区元素。(　 　)(7)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素。(　 　)(8)短周期元素中,最外层电子数是2的元素一定是ⅡA族元素。(　 　)
一、元素周期表的结构1.请在下表中画出元素周期表的轮廓,并在表中按要求完成下列问题:(1)标出族序数、周期序数。(2)将主族元素前四周期的元素符号补充完整。(3)画出金属与非金属的分界线,并用阴影表示出过渡元素的位置。(4)标出镧系、锕系的位置。(5)写出各周期元素的种类。(6)写出稀有气体元素的原子序数,标出113号～117号元素的位置。
2.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　)[A] 原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素[B] 基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是ⅦA族元素[C] 原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素一定位于ⅢB族～ⅦB族[D] 基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
【解析】 0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6,故A错误;原子的价电子排布式为 (n-1)d6～8ns2 的元素位于Ⅷ族,故C错误;基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外,还有部分副族元素,如Cu、Cr,故D错误。
3.根据元素周期表的结构确定各元素原子序数之间的关系。(1)若甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素,原子序数分别为m、n,则m、n的关系可能为　 。 (2)若甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序数为x,则乙的原子序数可能是 　　　　 　。 (3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期),A、B所在周期分别有m种和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,则x、y的关系可能为　　　　　 　　　　。 
n=m+5、n=m+15、n=m+29
x+2、x+8、x+18、x+32
y=x+m、y=x+n
(4)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是　　　(填字母)。 
A B C D
元素周期表中元素原子序数的序差规律(1)同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况:
(2)相邻周期,同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。同一主族相邻元素位置如图:m和n表示A、B所在周期容纳的元素数。①A、B在ⅠA族或ⅡA族时,y=x+m。②A、B在ⅢA族～ⅦA族时,y=x+n。
二、元素周期表的应用4.(2024·河南南阳月考)部分元素在元素周期表中的分布如下(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是(　　)[A] B只能得电子,不能失电子[B] 原子半径:Ge>Si[C] As可作为半导体材料[D] P位于第6周期ⅥA族
【解析】 B位于金属元素与非金属元素的分界线附近,既能得电子,也能失电子,故A不正确;同一主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,所以原子半径Ge>Si,故B正确;As位于金属元素与非金属元素的分界线附近,可作为半导体材料,故C正确;由题图可知,P为主族元素,位于元素周期表中第6周期ⅥA族,故D正确。
5.元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法中不合理的是(　　)[A] 若aX2+和bY-的核外电子层结构相同,则原子序数:a=b+3[B] HCl酸性比H2SiO3强,则元素的非金属性:Cl>Si[C] 硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处,都可用作半导体材料
6.已知下列元素基态原子的核外电子排布,分别判断其元素符号、原子序数并指出其在元素周期表中的位置。
2.主族元素周期性变化规律
3.电离能(1)第一电离能:气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 ,符号为 ,单位为 。(2)电离能变化规律。①同周期元素:从左到右,第一电离能呈 的趋势,其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能要大于相邻元素。②同族元素:从上到下第一电离能逐渐 。③同种原子:逐级电离能越来越大。
[示例] (1)如图是1～20号元素第一电离能变化的曲线图。请分别归纳同周期、同主族元素第一电离能变化的规律,并分析原因:     　。 
同周期元素从左到右,元素第一电离能呈
增大趋势,原因是同周期元素从左到右,核电荷数增大,原子半径减小,原子失去电子越来越困难。同主族元素从上到下,元素第一电离能逐渐减小,原因是同主族元素从上到下,核电荷数增大,原子半径也逐渐增大,导致最外层电子离核越来越远,原子核对核外电子的吸引力逐渐减小,原子失电子能力增强
(2)图中前20号元素中,有4种元素第一电离能不符合同周期变化趋势,写出这4种元素的元素符号及其价电子排布式,分析发生该现象的原因:   　。 
Be:2s2;N:2s22p3;Mg:3s2;P:3s23p3。发生该现象的原因是它们原子核外价电子排布处于半充满或全满的稳定状态,失去电子较为困难,故第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大
(3)下表是第3周期三种元素的逐级电离能数据。分析可知X、Y、Z三种元素最外层电子数分别是　　 　　;这三种元素分别是　　 　　。 
4.电负性(1)定义:是元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。元素的电负性越大,表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力越 ,反之,电负性越小,相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的能力越 。(2)标准:以氟的电负性为 和锂的电负性为 作为相对标准,得出了各元素的电负性(稀有气体未计)。
(3)变化规律。①在元素周期表中,对主族元素而言,同一周期从左到右,元素的电负性 ,同一主族自上而下,元素的电负性 。②金属元素的电负性一般 ,非金属元素的电负性一般 。
(4)电负性的应用。①判断化合物中元素化合价的正负。②判断化学键的性质。电负性差值大的元素原子之间形成离子键,电负性相同或差值小的非金属元素原子之间主要形成共价键。
5.对角线规则在元素周期表中,某些主族元素与 的主族元素的有些性质是相似的,如 。
[理解·辨析] 判断正误(1)同周期元素,从左到右原子半径和离子半径都逐渐减小。(　 　)(2)元素的原子得电子越多,非金属性越强,失电子越多,金属性越强。(　 　)(3)金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性。(　 　)(4)主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大。(　 　)
(5)元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。(　 　)(6)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强。(　 　)(7)H2SO4是强酸而HClO是弱酸,所以S的非金属性比Cl强。(　 　)(8)共价化合物中,成键元素电负性大的表现为负价。(　 　)
一、微粒半径的大小比较1.比较下列微粒半径的大小(用“>”或“HCl[C] 气态氢化物的热稳定性:HF>HCl[D] 碱性:NaOH>Al(OH)3
【解析】 SO2中硫元素呈正价说明氧为负价,氧的非金属性比硫强,故A正确;氢化物的酸性不能说明非金属性的强弱,故B错误;元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则气态氢化物稳定性HF>HCl,非金属性F>Cl,故C正确;元素的金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则碱性NaOH>Al(OH)3,金属性Na>Al,故D正确。
4.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“P>Z[D] 电负性:Q>P>Z
【解析】 由题干图示信息可知,X的最高正化合价为+1价,原子半径最大,故X为Na,Y的最高正化合价为+2价,原子序数最小,Y为Be,Z的最高正化合价为+4价,原子半径大于Y,故Z为Si,W的最高正化合价为+5价,原子半径小于Y,W为N,P的最高正化合价为+6价,则P为S,Q的最高正化合价为+7价,则Q为Cl。Y为Be,故Y在元素周期表中位于s区,A错误;X为Na、Z为Si、P为S、Q为Cl,为同周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能Cl>S>Si>Na,即 Q>P>Z>X,B错误;Q为Cl、P为S、Z为Si,其最高价氧化物对应的水化物的酸性为HClO4>H2SO4>H2SiO3,即Q>P>Z,但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律,如H2SO4>HClO,C错误;Z为Si、P为S、Q为Cl,为同周期元素,随原子序数的增大电负性增强,电负性Cl>S>Si,即Q>P>Z,D正确。
1.(2024·上海卷,1)下列关于氟元素的性质说法正确的是(　　)[A] 原子半径最小[B] 原子第一电离能最大[C] 元素的电负性最强[D] 最高正化合价为+7
【解析】 同一周期主族元素从左至右,原子序数递增、原子半径递减,氟原子在本周期主族元素中半径最小,但氢原子半径小于氟原子半径,故A错误;同一周期主族元素从左至右,第一电离能有增大的趋势,氟原子在本周期主族元素中第一电离能最大,但氦原子的第一电离能大于氟原子,故B错误;由同一周期主族元素从左至右电负性增强、同一主族从上至下电负性减弱可知,氟元素的电负性最强,故C正确;氟元素无正化合价,故D错误。
2.(2023·重庆卷,6)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇,原子序数比Fe大13)组成,下列说法正确的是(　　)[A] Y位于元素周期表的第ⅢB族[B] 基态钙原子的核外电子填充在6个轨道中[C] 5种元素中,第一电离能最小的是Fe[D] 5种元素中,电负性最大的是P
【解析】 钇原子序数比Fe大13,为39号元素,位于元素周期表的第五周期第ⅢB族,A正确;钙为20号元素,原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2,基态钙原子的核外电子填充在10个轨道中,B错误;同一主族元素随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小,同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能变大,5种元素中,钙第一电离能比铁小,C错误;同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,元素的电负性增大,同主族元素由上而下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减小,5种元素中,电负性最大的是O,D错误。
3.(2023·天津卷,5)下列性质不能用于判断C、Si的非金属性强弱的是(　　)[A] 元素的电负性[B] 最高价氧化物的熔点[C] 简单氢化物的热稳定性[D] 最高价氧化物对应的水化物的酸性
【解析】 电负性越大,元素的非金属性越强,A不符合题意;最高价氧化物的熔点,与化学键或分子间作用力有关,与元素非金属性无关,B符合题意;简单氢化物的热稳定性越强,元素非金属性越强,C不符合题意;最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素非金属性越强,D不符合题意。
4.(2022·江苏卷,3)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是(　　)[A] 半径大小:r(Al3+)Z[C] 气态氢化物的稳定性:Z>Y[D] 原子半径:Y>X>W
【解析】 W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物W+[ZY6]-,则W为锂元素或钠元素;又由于W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,若W为钠元素,X原子序数大于钠,则W和X原子序数之和大于18,不符合题意,因此W只能为锂元素;由于Y可形成Y-,故Y为第ⅦA族元素,且原子序数Z大于Y,故Y不可能为氯元素,因此Y为氟元素;X的原子序数为 10-3=7,X为氮元素;根据W、Y、Z形成离子化合物W+[ZY6]-可知,Z为磷元素。综上所述,W为锂元素,X为氮元素,Y为氟元素,Z为磷元素。由分析可知,X为氮元素,Z为磷元素,X和Z属于同一主族,A项正确;由分析可知,X为氮元素,Y为氟元素,Z为磷元素,非金属性F>N>P,B项错误;由分析可知,Y为氟元素,Z为磷元素,元素非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性HF>PH3,C项错误;由分析可知,W为锂元素,X为氮元素,Y为氟元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径Li>N>F,D项错误。
[A] 原子半径:Wc,B错误;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物酸性越强,则最高价氧化物对应水化物酸性,b>a>c,C正确;元素的电负性C>P>Si,即a>b>c,D错误。
10.(2024·湖北武汉汉阳一模)X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,且位于三个不同周期,Z与Y和W都相邻,且Y、Z、W三种元素原子的最外层电子数之和为16。下列说法错误的是(　　)[A] 原子半径:Z>W>M>X[B] Z和W都有多种同素异形体[C] 最高价氧化物对应水化物的酸性:YI1(Z)[C] 元素Y在周期表中位于第3周期ⅢA族[D] W的气态氢化物和M元素最高价氧化物对应的水化物都是强酸
【解析】 W、X、Y、Z、M五种短周期元素,原子序数依次增大,X元素焰色试验呈黄色,X为Na,Z是地壳中含量最多的金属元素,Z为Al,M元素原子最外层电子数比次外层少一个,M为Cl,W是电负性最大的元素,W为F,则Y为Mg。Na位于元素周期表的s区,A错误;同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但是Mg的3s轨道全充满,较为稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能Cl>Mg>Al,B正确;Y为Mg,在元素周期表中位于第3周期ⅡA族,C错误;F的气态氢化物为HF,HF为弱酸,D错误。
12.化合物甲[YW(XV4)2]和化合物乙(ZXV4)常用于游泳池的净水和消毒。V、W、X、Y、Z原子序数依次增大,V、X在元素周期表中同族且相邻,其中V元素在地壳中含量最高;基态W原子有7种空间运动状态不同的电子,基态Y原子的价电子排布式为4s1,Z位于元素周期表第4周期ds区,基态时有1个单电子。下列说法正确的是(　 　)[A] 简单离子半径:X>Y[B] 简单氢化物稳定性:VK+,A正确;元素的非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,简单氢化物稳定性H2O>H2S,B错误;基态铜原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,简化电子排布式为[Ar]3d104s1,C错误;元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,最高价氧化物对应水化物碱性最强的是KOH,D错误。
二、非选择题(共2小题,共34分)13.(18分,每空2分)(1)(2020·全国Ⅰ卷)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如下表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 　 。 I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是  　 。 
Na与Li同主族,Na的电子层数多,原子半径大,故第一电离
Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能
呈现增大的趋势;但由于基态Be的2s能级处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于硼原子的
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)　　　　(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是　  　 。 (3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 958 kJ/ml,INi=1 753 kJ/ml,ICu>INi的原因是 　 。  
为全充满稳定结构,较难失电子　
铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子
(4)根据元素周期律,原子半径Ga　　　(填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能Ga　　　As。 (5)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　　,原因是  　 。 
Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
14.(16分,每空2分)元素周期表反映了元素之间的内在联系,是研究物质性质的重要工具。下表是元素周期表的一部分。回答下列问题。
(1)上述元素①~⑧的非金属性最强的是　　　(填元素符号);简单离子半径最大的是　　　(填离子符号)。 
【解析】 根据元素在元素周期表中的位置,推断元素分别为①C、②N、③F、④Na、⑤Mg、⑥Al、⑦S、⑧Cl。(1)据元素周期律可知,同一周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,同一主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,可知元素①~⑧的非金属性最强的是F。
(2)若元素④与⑧形成的化合物为X,用电子式表示X的形成过程: 　 。 X中阴离子的离子结构示意图为　　　　　　。 
(3)⑦、⑧两种元素的最高价氧化物的水化物酸性强弱为　　　　　　 (用化学式表示)。 
HClO4>H2SO4
【解析】 (3)⑦与⑧分别为S和Cl,最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和HClO4,S和Cl位于同一周期,从左向右元素的非金属性增强,Cl的非金属性强,所以最高价氧化物对应水化物酸性强,酸性强弱为HClO4>H2SO4。
(4)⑥的单质与过量的强碱溶液反应的离子方程式为 　 。 
【解析】 (5)⑤(Mg)与①(C)的最高价氧化物CO2在点燃条件下能反应生成黑色单质,④(Na)比Mg金属性更强,故也可以与CO2发生类似的反应。
(5)已知⑤的单质与①的最高价氧化物Y在点燃条件下能反应生成黑色单质,推测④的单质　 　(填“能”或“不能”)与Y发生类似反应。 
(6)已知铷(Rb)是37号元素,与④同主族。下列说法正确的是　　 (填字母)。 a.铷在周期表中的位置为第4周期ⅠA族b.铷的熔点比④对应单质的熔点低c.⑥的简单离子与过量的RbOH反应最终会产生白色沉淀d.RbOH的碱性比④的最高价氧化物对应的水化物强
【解析】 (6)铷在元素周期表中的位置为第5周期ⅠA族,a项错误;Rb与Na位于同一主族,碱金属元素从上到下,对应单质的熔点变小,故铷的熔点比钠的低,b项正确;因为Rb与Na位于同一主族,从上到下,金属性增强,故碱性RbOH>NaOH,Al3+与过量RbOH反应,最终生成[Al(OH)4]-,无白色沉淀,c项错误,d项正确。