通用版19版高考化学微一轮复习第18讲元素周期表与元素周期律学案.docx

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通用版19版高考化学微一轮复习第18讲元素周期表与元素周期律学案

第18讲　元素周期表与元素周期律

考纲要求

1.掌握元素周期律的实质。

2.了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。

3.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。

4.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。

5.以第ⅠA族和第ⅦA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。

考点一　元素周期表及其应用

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＝质子数＝核外电子数

2．编排原则

3．元素周期表的结构

（1）周期（7个横行，7个周期）：

短周期

长周期

序号

1

2

3

4

5

6

7

元素种数

2

8

8

18

18

32

32

0族元素原子序数

2

10

18

36

54

86

118

（2）族（18个纵行，16个族）：

主族

列

1

2

13

14

15

16

17

族

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

副族

列

11

12

3

4

5

6

7

族

ⅠB

ⅡB

ⅢB

ⅣB

ⅤB

ⅥB

ⅦB

Ⅷ族

第8、9、10共3个纵行

0族

第18纵行

周期表结构巧记口诀

横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七未满。

纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。

一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。

镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。

说明：

①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；

②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。

4．应用

（1）根据元素周期表中的位置寻找未知元素。

（2）寻找新材料

【多维思考】

1．在元素周期表中金属元素和非金属元素是如何分区的？

提示：

沿元素周期表中Al、Ge、Sb、Po与B、Si、As、Te、At画一条线，则左下为金属元素区（H除外）、右上方为非金属元素区。

2．最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素吗？

提示：

一定。

元素周期表结构中隐含的两条规律

1．同周期主族元素原子序数差的关系

（1）短周期元素原子序数差＝族序数差；

（2）两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。

两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24；

（3）四、五周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，六周期ⅡA与ⅢA族原子序数之差为25。

2．同主族、邻周期元素的原子序数差的关系

（1）ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32；

（2）ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32；

（3）ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。

考向　元素周期表的结构

1．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：

本题常因对元素周期表的结构掌握不牢固易造成错误。

根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类分别为2、8、8、18、18、32，分析比较得出C符合题意。

答案：

C

2．如图为元素周

期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为（　　）

A．5x＋10　　　　　　B．5x

C．5x＋14D．5x＋16

解析：

答案：

A

3．若A、B是相邻周期同主族元素（A在B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的关系为________。

解析：

当A、B在ⅠA族和ⅡA族时，y＝x＋m，当A、B在ⅢA～ⅦA族时，y＝x＋n。

答案：

y＝x＋m或y＝x＋n

考点二　元素周期律及应用

1．元素周期律

2．同周期、同主族元素性质的递变规律

同周期（从左到右）

同主族（从上到下）

原

子

结

构

电子层数

电子层数相同

电子层数逐渐增多

最外层电子数

最外层电子

数逐渐增多

最外层电子数相同

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

元素性质

得电子能力

逐渐增强

逐渐减弱

失电子能力

逐渐减弱

逐渐增强

金属性

逐渐减弱

逐渐增强

非金属性

逐渐增强

逐渐减弱

主要化合价

最高正价：

由＋1→＋7

（O、F除外）

最低负价：

主族序数－8

最高正价数＝主族

序数（O、F除外）

化合物的性质

最高价氧化

物对应水化

物的酸碱性

酸性逐渐增强

碱性逐渐减弱

酸性逐渐减弱

碱性逐渐增强

非金属元素

气态氢化物

的形成难易

及稳定性

气态氢化物的形成越来越容易，其稳定性逐渐增强

气态氢化物形成越来越困难，其稳定性逐渐减弱

气态氢化物的还原性

依次减弱

依次增强

3.元素周期律的应用

（1）预测元素及化合物的性质（根据递变规律）

①已知Ca（OH）2微溶，Mg（OH）2难溶，可推知Be（OH）2难溶。

②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，与氢难化合，HAt不稳定，AgAt不溶于水等。

（2）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线索。

【感悟测评】

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）元素的性质随相对原子质量的递增呈现周期性的变化。

（　　）

（2）第三周期主族元素最高正化合价等于它所处的主族序数。

（　　）

（3）同周期元素非金属性P

H3PO4

（　　）

（4）同主族元素非金属性：

F>Cl>Br>I，则酸性：

HF>HCl>HBr>HI。

（　　）

（5）第ⅦA族最高正价都为＋7价。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）×

一、元素金属性和非金属性强弱的判断

1．根据元素在周期表中的位置

2．根据金属活动性顺序表

金属的位置越靠前，其金属性越强。

3．实验依据

（1）元素金属性强弱的比较

①根据金属单质与水（或酸）反应置换氢的难易程度：

Na、Mg、Al

Na>Mg>Al

②根据金属单质与盐溶液的置换反应：

Fe置换出Cu⇒Fe>Cu

③根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：

碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3⇒金属性：

Na>Mg>Al

（2）元素非金属性强弱的比较

①根据非金属单质与H2化合的难易程度：

Cl2、Br2、I2

Cl2>Br2>I2

②根据形成的氢化物的稳定性或还原性：

稳定性：

H2O>H2S⇒非金属性：

O>S

③根据非金属之间的相互置换：

Cl2置换出Br2⇒Cl>Br

④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：

酸性：

H2SO4>H2CO3>H2SiO3⇒非金属性：

S>C>Si

二、“位、构、性”之间的关系及应用

　同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：

1．由原子序数确定元素位置的规律

根据稀有气体元素的原子序数（He－2、Ne－10、Ar－18、Kr－36、Xe－54、Rn－86），就可由主族元素的原子序数推出主族元素的位置。

若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素（118号）比较，按上述方法推测知：

114号元素应为第七周期第ⅣA族。

2．性质与位置互推问题是解题的关键

熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，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．结构和性质的互推问题是解题的要素

（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原因。

（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。

（4）判断元素金属性和非金属性的方法。

考向一　粒子半径大小比较

1．比较下列微粒半径大小，用“>”或“<”填空。

（1）Na________Mg________Cl

（2）Li________Na________K

（3）Na＋________Mg2＋________Al3＋

（4）F－________Cl－________Br－

（5）Cl________O2－________Na＋________Mg2＋

（6）Fe2＋________Fe3＋

答案：

（1）>　>　

（2）<　<　（3）>　>　（4）<　<

（5）>　>　>　（6）>

2．已知aAn＋、bB（n＋1）＋、cCn－、dD（n＋1）－是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是（　　）

A．离子半径：

A>B>C>D

B．原子序数：

b>a>c>d

C．原子半径：

D>C>B>A

D．四种元素一定属于短周期元素

解析：

由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：

……

D

C

A

B

……

原子序数b>a>c>d；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径A>B>D>C；A和B可以为第四周期元素。

答案：

B

【速记卡片】　微粒半径大小的比较依据

（1）同种元素的微粒

①r（阴离子）>r（原子）>r（阳离子）

②r（低价离子）>r（高价离子）

（2）同周期

①原子序数越大，元素原子半径越小。

②r（阴离子）>r（阳离子）。

（3）同主族

从上到下，原子半径、离子半径逐渐增大。

（4）电子层结构相同的微粒

原子序数越大，微粒半径越小。

考向二　元素的金属性、非金属性强弱比较

3．（2018·山东青岛统考）下列能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子得电子能力强的是（　　）

①HCl的溶解度比H2S的大

②HCl的酸性比H2S的强

③HCl的稳定性比H2S的强

④还原性：

Cl－

⑤HClO4的酸性比H2SO4的强

⑥Cl2能与H2S反应生成S

⑦Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS

A．②④⑤⑥　　　　　B．②⑤⑥⑦

C．③④⑤⑥⑦D．全部

解析：

元素的非金属性越强，其得电子能力越强。

比较元素非金属性强弱的依据有：

单质与H2化合的难易程度；简单气态氢化物的稳定性；最高价含氧酸的酸性强弱；单质之间的置换反应；对应阴离子的还原性强弱；单质与变价金属反应时，氧化金属的程度等。

答案：

C

4．下列实验不能达到实验目的的是（　　）

序号

实验操作

实验目的

A

Cl2、Br2分别与H2反应

比较氯、溴的非金属性强弱

B

向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3

比较镁、铝的金属性强弱

C

测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH

比较C、S的非金属性强弱

D

Fe、Cu分别与稀盐酸反应

比较Fe、Cu的金属性强弱

解析：

A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出Cl、Br的非金属性强弱，正确；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg（OH）2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al（OH）3，但无法比较二者的金属性强弱，错误；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性H2CO3

答案：

B

【速记卡片】　金属性和非金属性强弱的判断方法

1．（2017·高考全国卷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

解析：

氨可作制冷剂，所以W是氮；钠是短周期元素中原子半径最大的，所以Y是钠；硫代硫酸钠与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫，所以X、Z分别是氧、硫。

A.非金属性X强于W，所以X的简单氢化物的热稳定性强于W的，A正确；B.Y、X的简单离子都具有与氖原子相同的电子层结构，B正确；C.硫化钠水解使溶液呈碱性，该溶液使石蕊变蓝，C错误；D.S、O属于ⅥA，S、Na属于第三周期，D正确。

答案：

C

2．（2017·高考江苏卷）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有Y、Z处于同一周期且相邻，Z是地壳中含量最多的元素，W是短周期中金属性最强的元素。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径：

r（X）

B．W的最高价氧化物的水化物是一种弱碱

C．Y的单质的氧化性比Z的强

D．X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和离子化合物

解析：

地壳中含量最多的是氧，Z为O元素，Y为N元素；钠是短周期金属性最强的元素，W是Na；X原子序数最小且不与Y、Z同周期，所以X是H元素。

A.原子半径N>O，A错误；B.W的最高价的氧化物的水化物是氢氧化钠，是强碱，B错误；C.氮气的氧化性比氧气弱，C错误；D.H、N、O可以组成HNO3等共价化合物，也可以组成NH4NO3等离子化合物，D正确。

答案选D。

答案：

D

3．（2017·高考全国卷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

解析：

a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。

A.原子半径b＞c＞d＞a，A错误；B正确；C.c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，是弱碱，C错误；D.S的氧化性比氧气弱，D错误。

答案：

B

4．（2017·高考全国卷Ⅲ）短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。

下列关系正确的是（　　）

W

X

Y

Z

A.氢化物沸点：

W＜Z

B．氧化物对应水化物的酸性：

Y＞W

C．化合物熔点：

Y2X3＜YZ3

D．简单离子的半径：

Y＜X

解析：

由图表可知，W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素；A.NH3分子间有氢键，其沸点比HCl高，故A错误；B.Al（OH）3显两性，N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，故B错误；C.Al2O3是离子晶体，高熔点，而AlCl3是分子晶体，熔点低，故C错误；D.Al3＋和O2－离子结构相同，核电荷数大，离子半径小，故D正确。

答案：

D

5．（2016·高考全国卷Ⅰ）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。

m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L－1r溶液的pH为2，s通常是难溶于水的混合物。

上述物质的转化关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．原子半径的大小W

B．元素的非金属性Z>X>Y

C．Y的氢化物常温常压下为液态

D．X的最高价氧化物的水化物为强酸

解析：

短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。

m、p、r是由这些元素组成的二元化合物，n是元素Z的单质，通常为黄绿色气体，则Z是氯元素；0.01mol·L–1r溶液的pH为2，说明r是强酸，因此W是H；q的水溶液具有漂白性，s通常是难溶于水的混合物，根据转化关系图可知m是水，r是氯化氢，q是次氯酸，p是甲烷，因此X是碳元素，Y是氧元素。

A.同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径的大小WZ>X，错误；C.Y的氢化物是H2O或H2O2，水或双氧水在常温常压下都为液态，正确；D.X的最高价氧化物的水化物碳酸为弱酸，错误。

答案：

C

6．（2017·高考海南卷）X、Y、L、M为核电荷数依次增大的前20号主族元素。

X2是最轻的气体，Y、L与M三种元素的质子数均为5的倍数。

回答下列问题：

（1）X与L组成的最简单化合物的电子式为________________

_________________。

（2）X与M组成的物质为________（填“共价”或“离子”）化合物，该物质可作为野外工作的应急燃料，其与水反应的化学方程式为_______________________________________________________。

（3）Y在周期表中的位置是________，其含氧酸的化学式为____________________________________________。

（4）L与M形成的化合物中L的化合价是________。

解析：

X2为最轻的气体，即X为H，Y、L、M三种元素的质子数为5的倍数，质子数等于原子序数，质子数可能为5、10、15、20中的三个，四种元素为主族元素，因此质子数为10舍去，即三种元素分别为B、P、Ca，

（1）形成简单化合物是PH3，其电子式为

；

（2）形成的化合物是CaH2，属于离子化合物，与水发生的反应是CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋H2↑；（3）Y为B，属于第二周期ⅢA族元素，其含氧酸为H3BO3；（4）形成的化合物是Ca3P2，其中P显－3价。

答案：

（1）

（2）离子　CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋H2↑

（3）第二周期ⅢA族　H3BO3

（4）－3