2020版高考化学（经典版）一轮复习教师用书：第五章第2节元素周期表和元素周期律

 第2节　元素周期表和元素周期律
[考试说明]　1.掌握元素周期律的实质。2.了解元素周期表的结构及应用。3.了解金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置及其性质递变规律。4.以第ⅠA族和第ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。5.以第三周期为例，掌握同一周期元素性质的递变规律与原子结构的关系。
[命题规律]　元素周期律及其应用是每年必考的热点，主要利用“位、构、性”的关系考查元素推断及元素化合物的性质，结合元素周期律考查元素的金属性及非金属性强弱、微粒半径、最高价氧化物对应水化物酸碱性的比较、气态氢化物的稳定性和元素周期表的结构，以及常见元素单质和化合物的性质特点，以选择题型为主。
考点1　元素周期表
知识梳理
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＝质子数＝核外电子数。
2．元素周期表的编排原则
(1)把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行，共有7个横行。
(2)把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行，共有18个纵行。
3．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期)

(2)族(18个纵行，16个族)
①主族：由短周期元素和长周期元素共同组成的族。

②副族：仅由长周期元素组成的族(第8、9、10列除外)。

③Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。
④0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。
(3)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。
⑤过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种金属元素。


(1)周期表18个纵行共16个族，第8、9、10纵行为一族，称为第Ⅷ族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在第Ⅷ族时，不要写成第ⅧA族或第ⅧB族。
(2)主族是由长、短周期元素共同构成的族，但由长、短周期元素共同构成的族不一定是主族，还有零族；同样地，副族是仅由长周期元素构成的族，而仅由长周期元素构成的族不一定是副族，还有第Ⅷ族。
(3)同主族元素的原子序数差的关系
①位于过渡元素左侧的主族元素，即第ⅠA族、第ⅡA 族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数。
②位于过渡元素右侧的主族元素，即第ⅢA～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。例如，氯和溴的原子序数之差为35－17＝18(溴所在第4周期所含元素的种数)。
(4)形成元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素，形成化合物种类最多的族为第ⅣA族。


判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)最外层电子数是2的元素，都是第ⅡA族元素。(×)
错因：He是最外层电子数为2的元素，但属于零族。
(2)铁位于元素周期表的第四周期第ⅧB族。(×)
错因：铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。
(3)每个周期都是从碱金属开始到稀有气体结束。(×)
错因：第一周期从H元素开始。
(4)元素周期表中镧系、锕系都占据同一格，它们都是同位素。(×)
错因：同位素是同种元素的不同原子，要求质子数相同而质量数不同，显然，镧系、锕系不符合。
(5)位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅡA族，原子序数为x，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋19。(×)
错因：位于第二周期，乙原子序数可为x＋1；第四、五周期，乙原子序数为x＋11；第六、七周期，乙原子序数为x＋25。
(6)位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能为x＋4。(×)
错因：同主族相邻两周期原子序数差值可能为2、8、18、32，故同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能为x＋4。
题组训练

题组一 元素周期表的结构
1．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，可推断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；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。
2．结合如图所示元素周期表，回答下列问题：

(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族，i元素位于第________周期第________族。
(2)f元素位于第________周期第________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量：____________。
(3)简述元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系。
_______________________________________________________。
答案　(1)a、b、c、d、e、f、g 　 a、b、c、d、e、f 　 三 　 0 　 四 　 ⅡB 　 (2)三　ⅥA　
(3)元素所在周期数等于原子的电子层数，元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数
题组二 元素周期表中所含的信息
3．元素周期表是学习化学的重要工具。下列关于元素周期表的说法不正确的是(　　)
A．第七周期的最后一种元素为118号元素
B．元素周期表中第2纵行全部为金属元素
C．元素周期表中第ⅠA族是包含元素种类最多的纵行
D．根据元素周期表可以预测元素的存在及其性质
答案　C
解析　根据元素周期表的结构分析可得第七周期的最后一种元素为118号元素，A正确；元素周期表中第2纵行全部为金属元素，B正确；元素周期表中第ⅢB族是包含元素种类最多的纵行，C错误；根据元素周期表可以预测元素的存在及其性质，D正确。
4．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元素和非金属元素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，副族没有非金属元素
答案　C
解析　原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如He，A错误；在元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近可寻找半导体材料，B错误；63－2－8－8－18－18＝9，该元素处于第六周期，属于副族元素，C正确；第六周期有32种元素，D错误。
考点2　元素周期律及其应用
知识梳理
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的结果。
3．主族元素的周期性变化规律


4．元素周期表、元素周期律的应用
(1)为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
(2)启发人们在一定区域内寻找新物质

(3)预测元素的性质
①预测同主族元素的性质：如碱金属元素的一般性质。



②比较不同周期、不同主族元素的性质：如金属性Mg>Al、Ca>Mg，则金属性Ca>Al，碱性Ca(OH)2>Al(OH)3。
③推测未知元素的某些性质
a．已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
b．已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为黑色固体，与氢很难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难(或不)溶于水。


元素金属性和非金属性强弱的比较
(1)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，电子层数越少，元素非金属性越强。
(2)根据在“两表”中的位置比较

(3)根据“三反应”和“两池”比较




判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。
(1)根据最高正化合价与族序数的关系可知，氧元素的最高正价为＋6价。(×)
错因：氧元素一般无正价。
(2)氢化物稳定性：H2S>SiH4>PH3。(×)
错因：元素非金属性：SiNa>Li，③核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，Mg2＋>Al3＋，④各层排布都饱和，一般电子层数越多，微粒半径越大。故只有C正确。
4．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

下列说法不正确的是(　　)
A．由元素X和Q组成的化合物不可能含有共价键
B．X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可两两反应
C．Y－半径比Q2－半径大
D．M(OH)2的碱性比XOH的碱性弱
答案　A
解析　根据提供信息，可以推断X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为Mg，R为N，Q为O。Na和O形成的Na2O2中含有共价键，A错误；Na、Al、N的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HNO3，两两之间可发生反应，B正确；离子半径：Cl－>O2－，C正确；金属性：Na>Mg(同周期)，则Mg(OH)2的碱性比NaOH的碱性弱，D正确。
题组三 元素周期表、元素周期律的综合应用
5．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是(　　)
A．若X＋和Y2－的核外电子层结构与Ne原子相同，则离子半径：X＋H2S，可推断出元素的非金属性强弱：Cl>S
D．Cs和Ba分别位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族，则碱性强弱：CsOH>Ba(OH)2
答案　C
解析　根据“相同电子层结构，阴上阳下”可知，阳离子的原子序数大，核内质子数多，对外层电子吸引力强，其离子半径小，A正确；金属元素和非金属元素交界处的元素可用作半导体材料，B正确；比较元素的非金属性的依据
是最高价氧化物对应水化物的酸性，不是氢化物的酸性，C错误；同一周期元素，随原子序数递增，金属性逐渐减弱，由金属性Cs>Ba知最高价氧化物对应水化物的碱性：CsOH>Ba(OH)2，D正确。
6．四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是(　　)

A．原子半径：ZSi，则稳定性：H2O>SiH4，C正确；O元素位于第二周期第ⅥA族，D正确。

“三看”法快速判断简单粒子半径大小
一看电子层数：电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层数相同时看核电荷数，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数、核电荷数都相同时看核外电子数，核外电子数越多，半径越大。
高考真题实战
1.(2018·全国卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
答案　B
解析　主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃，生成物是HF，因此W是F，W与Y同族，则Y是Cl。W、X、Z的最外层电子数之和为10，则X、Z应分别是Mg、K或Na、Ca，金属钠或镁常温常压下是固态，A错误；CaH2或KH中含有离子键，属于离子化合物，B正确；Y与Z形成的化合物是氯化钾或氯化钙，其水溶液都呈中性，C错误；F是最活泼的非金属，没有正价，Cl元素的最高价是＋7价，D错误。
2．(2018·全国卷Ⅱ)W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是(　　)
A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B．Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D．W的氧化物对应的水化物均为强酸
答案　A
解析　根据以上分析可知W、X、Y和Z分别是N、O、Na、Cl。则氧元素与N、Na、Cl三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物，例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等，A正确；过氧化钠中含有离子键和共价键，B错误；N、O、Na三种元素的简单离子具有相同的电子层结构，均是10电子微粒，氯离子是18电子微粒，C错误；亚硝酸为弱酸，D错误。
3．(2017·全国卷Ⅰ)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
答案　C
解析　四种主族元素都在短周期，W的简单氢化物可用作制冷剂，则W为N元素。Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na元素。一种盐与稀盐酸反应既有黄色沉淀生成也有刺激性气体产生，则该盐为硫代硫酸钠，X为O元素，Z为S元素。非金属性O强于N，所以水的热稳定性强于氨气，A正确；Y的简单离子为Na＋，X的简单离子为O2－，Na＋与O2－具有相同的电子层结构，B正确；硫化钠水解显碱性，不能使蓝色石蕊试纸变红，C错误；O元素与S元素属于同一主族(第ⅥA族)，S元素与Na元素都在第三周期，D正确。
4．(2017·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族。下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案　B
解析　a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同，b原子次外层的电子数为2或8，若b原子次外层的电子数为2，则a为He，不是主族元素，不符合题意；则b原子次外层的电子数为8，则b为第三周期元素，a为O；d与a同族，则d为S；c所在周期数与族数相同，则c为Al，b为Na或Mg。原子半径：aH2S(NH3>PH3)，C项错误；非金属性：S(P)