2020年高考化学一轮总复习文档：第五章第18讲元素周期表元素周期率 学案

第18讲　元素周期表　元素周期律

一、元素周期表的结构及其应用

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＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。

2．元素周期表的编排原则

3．元素周期表的结构

(1)周期(7个横行，7个周期)

(2)族

①18个纵行：七个主族、七个副族、一个第Ⅷ族、一个0族。

②纵行对应的族。

1～2纵行→第ⅠA～ⅡA族；3～7纵行→第ⅢB～ⅦB族；8～10纵行→第Ⅷ族；11～12纵行→第ⅠB、第ⅡB族；

13～17纵行→第ⅢA～ⅦA族；第18纵行为0族。

(3)元素周期表中的特殊位置

①过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。

②镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。

③锕系：元素周期表第七周期中，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。

二、元素周期律及其应用

1．元素周期律

2．主族元素的周期性变化规律

3．同周期元素性质的递变规律

对于第3周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl。

(1)单质置换出水或酸中氢的能力为Na>Mg>Al。

(2)最高价氧化物对应水化物的碱性为NaOH>

Mg(OH)2>Al(OH)3。

(3)单质与H2化合的能力为Si<P<S<Cl。

(4)气态氢化物的稳定性为SiH4<PH3<H2S<HCl。

(5)最高价氧化物对应水化物的酸性为H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4。

4．同主族元素性质的递变规律

(1)碱金属元素(Li、Na、K、Rb、Cs)。

①熔点由高到低的顺序为Li>Na>K>Rb>Cs。

②最高价氧化物对应水化物的碱性由弱到强的顺序为LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH。

③与酸或水反应的剧烈程度为Li<Na<K<Rb<Cs。

(2)卤族元素(F、Cl、Br、I)。

①单质熔点由高到低的顺序为I2、Br2、Cl2、F2。

②氢化物的稳定性由强到弱的顺序为HF、HCl、HBr、HI。

③与H2反应的剧烈程度为F2>Cl2>Br2>I2。

④最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4>HBrO4>HIO4。

1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。

(1)L层电子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。(√)

错因：_______________________________________

(2)所有主族元素的最高化合价与它的族序数数值相等。(×)

错因：O、F无正价。

(3)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小。(×)

错因：同周期元素阴离子半径大于阳离子半径，如：r(N3－)>r(Li＋)。

(4)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。(×)

错因：原子非金属性(金属性)的强弱与原子得(失)电子难易程度有关，与原子得(失)电子数目无关。

(5)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。(×)

错因：没有强调最高价氧化物。

(6)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。(×)

错因：HF比HCl稳定，但酸性：HCl>HF。

2．教材改编题

(据人教必修二P19 T3)根据元素周期表和元素周期律分析下面的推断，其中正确的是(　　)

A．镁的失电子能力比钠强

B．HBr比HCl稳定

C．H2SO4比HClO4酸性强

D．Ca(OH)2比Mg(OH)2碱性强

答案　D

3．教材改编题

(据人教必修二P29 T8)下列各组物质的性质比较中不正确的是(　　)

A．热稳定性：SiH4>PH3>H2S

B．酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4

C．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3

D．氧化性：F2>Cl2>Br2

答案　A

考点　元素周期表及其应用

[典例1]　国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是(　　)

A．两种元素位于同一周期

B．116号元素位于第ⅥA族

C．两种元素都是活泼的非金属元素

D．114号元素的原子半径比116号元素的大

解析　第114号元素和第116号元素分别处于第七周期第ⅣA族和第ⅥA族，均为金属元素，A、B正确，C错误；依据同周期主族元素原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的大，D正确。

答案　C

名师精讲

1．元素周期表中的3个关系

(1)两个等量关系(主族元素)

周期序数＝原子核外电子层数

最外层电子数＝主族序数＝价电子数＝8－|最低负价|(H除外)。

(2)元素周期表特殊性

在元素周期表中含元素种类最多的族是第ⅢB族；形成化合物种类最多的族是第ⅣA族。

(3)原子序数的奇偶关系

①原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。

②原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。

2．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

①元素周期表中左侧元素(第ⅠA、第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；

②元素周期表中右侧元素(第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。

(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差

3．根据稀有气体元素的原子序数来确定主族元素在周期表中位置的方法

原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。

若ΔZ<0，则与稀有气体元素同周期，主族序数为8－|ΔZ|；

若ΔZ>0，则在稀有气体元素下一周期，主族序数为ΔΖ。

例如①35号元素(最邻近的是36Kr)，则35－36＝－1，故周期数为4，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，为溴元素。

②87号元素(相邻近的是86Rn)，则87－86＝1，故周期数为7，族序数为1，即第七周期第ⅠA族，为钫元素。

1．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第ⅡA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83，则它是第六周期第ⅤA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

答案　C

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，六、七周期为32种元素。

2．已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是(　　)

A．Y与Z的原子序数之和可能为2a

B．Y的原子序数可能为a－17

C．Z的原子序数可能为a＋31

D．X、Y、Z一定为短周期元素

答案　D

解析　由于X、Y、Z均为主族元素，结合其位置关系和元素周期表的结构，故Y元素一定不在第一周期，即X、Y、Z不可能都在短周期，D错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右侧，则Y、Z的原子序数之和为2a，A正确；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期(或分别位于第四、五、六周期)的右侧，则Y的原子序数为(a－17)，B正确；若Y、X、Z分别位于四、五、六周期的右侧，则Z的原子序数为(a＋31)，C正确。

考点　元素周期律及其应用

[典例2]　(2018·成都市高三二诊)2016年命名第七周期ⅦA族元素Ts(第117号元素的缩写)为钿(tian)。下列利用元素周期律的相关推测错误的是(　　)

A．Ts为金属元素

B．原子半径：Ts>Br>O

C．Ts的主要化合价－1、＋7

D．酸性：HClO4>HTsO4

解析　根据该元素汉字名称为“钿”，可知第七周期ⅦA族元素Ts为金属，A正确；根据三种原子的电子层数可知原子半径：Ts>Br>O，B正确；Ts为金属元素，没有负价，C错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，故酸性：HClO4>HTsO4，D正确。

答案　C

名师精讲

1．元素金属性和非金属性的强弱比较方法

2.微粒半径大小比较

(1)先看电子层数，电子层数多的半径大，如rK>rNa。

(2)电子层数相同时看核电荷数，核电荷数大的半径反而小，如：rNa>rAl。

(3)当电子层数和核电荷数都相同时看电子数，电子数多的半径大，如：rCl－>rCl。

3．下列各组微粒半径大小顺序正确的是(　　)

A．r(O)>r(Cl)>r(S)>r(P)

B．r(Al3＋)>r(Mg2＋)>r(Ca2＋)>r(Ba2＋)

C．r(H＋)>r(Al3＋)>r(Mg2＋)>r(K＋)

D．r(Cs)>r(K)>r(Na)>r(Li)

答案　D

解析　比较微粒半径大小有以下原则：①同周期主族元素原子半径从左到右逐渐减小，所以A项中r(P)>r(S)>r(Cl)，错误；②核外电子排布相同，核电荷数越大，元素离子半径越小，r(Mg2＋)>r(Al3＋)，B、C项错误；③同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，D项正确。

4．(2018·呼和浩特市二模)X、Y、Z、W四种短周期元素的有关数据如下表，下列叙述正确的是(　　)

A．X、Y、Z、W的离子半径由大到小的顺序为X>Y>W>Z

B．Y的最高价氧化物对应的水化物为强酸

C．Y的气态氢化物的稳定性高于X

D．工业上采用电解熔融状态的Z的氯化物制备Z单质

答案　B

解析　原子电子层数越多，其原子半径越大；同一周期，主族元素原子半径随着原子序数增大而减小；同一主族，原子半径随着原子序数增大而增大；主族元素中，最高正化合价与其族序数相同(O、F除外)，最低负价＝族序数－8，根据表中数据知，X为O元素、Y为N元素、Z为Al元素、W为Mg元素。O2－、N3－、Al3＋、Mg2＋的核外电子层结构相同，离子半径随核电荷数增大而减小，故顺序为N3－>O2－>Mg2＋>Al3＋，A项错误；Y的最高价氧化物对应的水化物是硝酸，B项正确；O的非金属性大于N元素，故水的稳定性大于氨气，C项错误；氯化铝是共价化合物，熔融状态下不电离，工业上采用电解熔融氧化铝来制备Al单质，D项错误。