高考化学复习元素周期表和元素周期律.docx
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高考化学复习元素周期表和元素周期律
元素周期表和元素周期律
元素周期律：
（1）元素原子核外电子排布的周期性变化：
随着原子充数的增加，元素排列呈周期性变化
原子序数
电子层数
最外层电子数
1～2
1个
由1～2个达到稳定结构
3～10
2个
由1～8个达到稳定结构
11～18
3个
由1～8个达到稳定结构
19，20～31，36
4个
由1～8个达到稳定结构
37，38～49，54
5个
由1～8个达到稳定结构
55，56～81，86
6个
由1～8个达到稳定结构
87～88
7个
结论：
随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。
（2）元素原子半径的周期性变化：
原子序数
原子半径的变化
3～9
0.512nm0.071nm
大小
11～17
0.186nm0.099nm
大小
结论：
随着原子序数的递增，元素原子半径呈现周期性的变化：
电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小（除稀有气体外）
（3）元素主要化合价的周期性变化：
原子序数
主要化合价的变化
1～2
＋10
3～10
＋1＋5
－4－10
11～18
＋1＋7
－4－10
结论：
随着原子序数的递增，元素主要化合价呈现周期性的变化。
注：
①元素重要化合价的变化中O一般无正价，F无正价，最高正价与最低负价的关系；
②最高正化合价＋|最低负化合价|＝8（仅适用于非金属元素）
③金属无正价
④有些非金属有多种化合价，如：
C元素有＋2，＋4，－4价（在有机物中也可以有－3，－2，－1价）；S元素有＋4，＋6，－2价；Cl元素有－1，＋1，＋3，＋5，＋7价；N元素有－3，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5价。
（4）元素的金属性和非金属性的周期性变化：
电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径递减，核对核外电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，即元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
①．元素的金属性：
指元素气态原子失去电子的能力。
元素金属性强弱判断的实验依据：
a.金属单质跟水或酸反应置换出氢气的难易程度：
越容易则金属性越强，反之，金属性越弱；
b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：
最高价氢氧化物的碱性越强，这种金属元素金属性越强，反之，金属性越弱；
c.金属单质间的置换反应
例：
比较1：
①镁与2mL1mol/L盐酸反应
②铝与2mL1mol/L盐酸反应
所以金属性：
比较2：
⑴钠与水反应（回忆）
⑵镁与水反应【实验5-1】
碱性：
金属性：
②元素的非金属性：
指元素气态原子得到电子的能力。
元素非金属性强弱判断的实验依据：
a.非金属元素单质与氢气化合的难易程度及生成氢化物的稳定性强弱：
如果元素的单质跟氢气化合生成气态氢化物容易且稳定，则证明这种元素的非金属性较强，反之，则非金属性较弱；
b.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：
酸性越强则对应的元素的非金属性越强；
c.非金属单质间的置换反应
非金属性：
对于同一周期非金属元素：
如
等非金属单质与
反应渐趋容易，其气态氢化物的稳定性为：
上述非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为：
非金属性：
结论：
金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
（5）元素周期律的实质：
元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。
换言之，元素性质的周期性变化是由元素原子核外电子排布的周期性变化所决定的。
元素周期律的实质：
元素原子核外电子排布的周期性变化规律
3．例题精讲
【例1】（2003年全国高考题）根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）
A．K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等
B．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
C．L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
D．M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等
【解析】A项为H元素，根据最外层电子数=主族序数，B和D项最外层电子数为1、3、5、7，也为主族序数。
对于C项如最外层电子数为8，则与说法不符。
【答案】C
【命题意图】本题考查原子结构与周期表结构的关系。
周期数=电子层数,主族数=最外层电子数
2.元素周期律的迁移应用
该类题目的主要特点是，给出一种不常见的主族元素，分析推测该元素及化合物可能或不可能具有的性质。
解答该类题目的方法思路是：
先确定该元素所在主族位置，然后根据该元素性质变化规律进行推断判断。
【例2】（1997年全国高考题）已知Be的原子序数为4。
下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是（）
A.铍的原子半径大于硼的原子半径
B.氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8
C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D.单质铍跟冷水反应产物为氢气
【解析】由Be的原子序数为4，可推知它位于第二周期、第ⅡA族。
根据其位置及同周期、同主族元素原子结构和性质的递变规律，其原子半径大于B，A正确；碱性Be（OH）2比Ca（OH）2弱，C正确；Be的金属性小于Mg，已知Mg跟冷水不反应，Be就更不可能，故D错误；Be原子的最外层电子数是2个，在BeCl2分子中Be最外层2个电子跟Cl共用两对电子，其最外层电子数为4个，B错误。
【答案】A、C
【命题意图】本题考查同周期、同主族元素原子结构和性质的递变规律，根据元素周期律预测元素的性质。
3.确定“指定的几种元素形成的化合物”的形式
该类题目的主要特点是，给出几种元素的原子结构或性质特征，判断它们形成化合物的形式。
解答该类题目的方法思路是：
推价态、定元素、想可能、得形式。
该类题目也可由化合物形式判断元素的原子序数。
【例3】（1999年全国高考题）X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这3种元素组成的化合物的化学式不可能是（）
A.XYZB.X2YZC.X2YZ2D.X2YZ3
【解析】原子最外层电子数为1、4、6的短周期元素分别是：
“1”——H、Li、Na，“4”——C、Si，“6”——O、S。
可将H、C、O三元素作为代表，它们可组成的物质有：
H2CO3、HCHO、HCOOH等，将其与题中选项对照，即得答案。
结构
确定决定
反映反映
推测
位置性质
推断
二、周期表
1．位、构、性三者关系
结构决定位置，结构决定性质，位置体现性质。
2．几个量的关系
周期数=电子层数
主族数=最外层电子数=最高正价数
|最高正价|+|负价|=8
3．周期表中部分规律总结
⑴最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素；最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族（He）元素；最外层电子数为8的元素是稀有气体元素（He除外）。
⑵在周期表中，第ⅡA与ⅢA族元素的原子序数差别有以下三种情况：
①第1～3周期（短周期）元素原子序数相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差15。
⑶每一周期排布元素的种类满足以下规律：
设n为周期序数，则奇数周期中为
种，偶数周期中为
种。
⑷同主族相邻元素的原子序数差别有以下二种情况：
①第ⅠA、ⅡA族，上一周期元素的原子序数+该周期元素的数目=下一同期元素的原子序数；②第ⅣA～ⅦA族，上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目=下一周期元素的原子序数。
⑸设主族元素族序数为a，周期数为b，则有：
①a/b<1时，为金属元素，其最高氧化物为碱性氧化物，最高氧化物对应的水化物为碱；②a/b=1时，为两性元素（H除外），其最高氧化物为两性氧化物，最高氧化物对应的水化物为两性氢氧化物；③a/b>1时，为非金属元素，其最高氧化物为酸性氧化物，最高氧化物对应的水化物为酸。
无论是同周期还是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性就越强；反之，a/b的值越大，元素的非金属性越强，其最高氧化物对应水化物的酸性就越强。
⑹元素周期表中除第Ⅷ族元素以外，原子序数为奇（或偶）数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇（或偶）数。
⑺元素周期表中金属和非金属之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性，也有非金属性。
⑻对角线规则：
沿周期表中金属与非金属分界线方向对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，这一规律以第二、三周期元素间尤为明显。
3．例题精讲
例1今有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷按C、A、D、E的顺序增大。
C、D都能分别与A按原子个数比1：
1或2：
1形成化合物。
CB可与EA2反应生成C2A与气态物质EB4。
⑴写出五种元素名称AB,C，D,E。
⑵画出E的原子结构简图，写出电子式D2A2,EB4。
⑶比较EA2与EB4的熔点高低<。
⑷写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程。
【解析】此题的关键在于分析EB4中E元素只能是ⅣA族元素C或Si。
因B的原子序数不最小，则B不可能为H元素，E的价态应为+4，B应为ⅦA族元素，且只能为F，如果无Cl元素，则原子序数比E还大。
而E只能为Si，即EB4为SiF4,从CB的化合物的形式可知C为+1价，则由C2A可知A为-2价，只能为O。
能与O按原子个数比1：
1或2：
1形成化合物的元素只能是H或Na。
【答案】⑴氧，氟，氢，钠，硅⑵
略
⑶SiO2>SiF4
⑷2Na+2H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2Na++H2↑
【命题意图】本题考查主族元素的化合价与原子序数的关系，以及有关元素周期表中各关系式的具体应用。
例2砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是
A.HAt很稳定B.易溶于某些有机溶剂
C.AgAt不溶于水D.是有色固体
[解析]由题意，砹在周期表中与碘相邻，故它的性质与碘具有相似性，但它的非金属性应比碘弱。
HAt的稳定不如HI，故选项A错误；碘易溶于某些有机溶剂，则砹也应溶解；AgI不溶于水，则AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固体，根据相似性砹也是有色固体。
本题正确选项为A。
例3：
两种短周期的元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数可能是哪些？
（1）m-4；
（2）m+4；（3）m+8；（4）m-2；（5）m+6。
在解题中应首先根据抽象化学式XY3确定X、Y可能的化合价XY3或XY3，依据X、Y可能的化合价找到它们在周期表中的位置X位于ⅢA族或ⅤA，Y位于ⅦA或ⅠA，再根据它们在周期表中位置推断出具体元素进行组合，这样从抽象的化学式XY3落实到具体实例：
BF3、AlF3、BCl3、AlCl3、NH3、PH3。
此时要注意思维的严谨性，记住特殊实例：
PCl3、SO3。
最后再用具体实例代替抽象的XY3，逐一进行核对得出X可能的原子序数，以上答案均可能。
此类型题的特点主要集中在短周期元素的范围内进行讨论，有时还强调属于离子型或共价型化合物，主要考查思维的敏捷性和全面性。
短周期元素两两形成化合物的类型与实例归纳如下：
类型
AB
AB2
A2B
AB3
A2B3
A3B2
离子型
ⅠA与ⅦA
ⅡA与ⅦA
ⅠA与ⅥA
ⅢA与ⅦA
ⅢA与ⅥA
ⅡA与ⅤA
共价型
H与ⅦA
ⅣA与ⅥA
H与ⅥA
H与ⅤA
B与ⅥA
特例
CO、NO
SO2、NO2
N2O
PCl3、SO3
N2O3
例4：
X、Y是除第一周期外的短周期元素，它们可以形成离子化合物XmYn，且离子均具有稀有气体原子的结构，若X的原子序数为a，则Y的核电荷数不可能是：
A．a+8-m-nB．a+16-m-nC．a-m-nD．a-8+m+n
根据化学式XmYn推算X、Y两元素的化合价分别为+n、-m，此时所形成的阳离子Xn+和阴离子Ym-均具有稀有气体原子的结构，所对应的稀有气体原子有以下三种情况：
同一种原子，则有a-n=b+m；相差一周期，则a-n+8=b+m；相差两周期，则a-n+16=b+m。
故答案D错误。
练习
1．下列说法正确的是（ ）
A．L层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素
B．同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差一定为1
C．同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差为上一周期所含元素种类
D．族序数等于周期序数的元素一定是金属元素
2．短周期元素X、Y、Z，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期。
X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，Z原子的核外电子数比Y原子少1。
下列比较正确的是（ ）
A．元素非金属性：
Z＞Y＞X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
Z＞Y
C．原子半径：
Z＜Y＜X
D．气态氢化物的稳定性：
Z＜Y＜X
3．下表为元素周期表前4周期的一部分，且X、Y、Z、R和W为主族元素。
下列说法正确的是（ ）
X
Y
Z
R
W
A.五种元素一定都是非金属元素
B．五种元素的原子最外层电子数一定大于2
C．Z的氧化物与X单质在任何条件下都不会发生置换反应
D．R的最外层电子数一定为5
4．W、X、Y、Z四种元素是原子序数依次增大的短周期主族元素，已知：
①四种元素的电子层数之和等于10，且它们是连续的四种主族元素；②四种元素的原子，其半径最大的是X原子。
下列说法正确的是（ ）
A．W和X均位于第二周期
B．Y和Z分别是Al和Si
C．W和X分别是O和F
D．Z的金属性可能比X强
5．下列有关物质性质的比较中，正确的是（ ）
①沸点：
H2O>HCl>HF ②密度：
四氯化碳>水>汽油 ③酸性：
H3PO4>H2SO4>HClO4 ④离子半径：
O2－>F－>Na＋
A．①③ B．②④
C．①④D．②③
6．J、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如下表。
已知J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，M是地壳中含量最多的金属元素。
下列说法错误的是（ ）
J
R
A.J和氢组成的化合物分子中只含有极性共价键
B．工业上用电解熔融的M的氧化物方法来制备M
C．R、T两元素的气态氢化物中，T的气态氢化物更稳定
D．J、M、R、T元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HTO4
8．X、Y、Z都是短周期元素，X原子的最外层只有1个电子，Y原子的M层电子数只有K层与L层电子数之和的一半，Z原子的L层电子数比Y原子的L层电子数少2，且Y元素可有2种正价，两种正价的差值为2。
由X、Y、Z三种元素组成的化合物的化学式可能是（ ）
①X2YZ3 ②XYZ3 ③XYZ4 ④X2YZ4 ⑤X3YZ3 ⑥X3YZ4
A．①②③B．④⑤⑥
C．②⑤⑥D．①③⑤
9．X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。
X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。
下列说法正确的是（ ）
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：
XmY＞XmR
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
10．X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X在短周期中原子半径最大，Y是地壳中含量最高的金属元素，Z的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4。
下列说法正确的是（ ）
A．气态氢化物的稳定性：
ZB．X与W形成的化合物中含有共价键
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：
XD．Y的氧化物不能与X的最高价氧化物的水化物发生反应
11．现有部分短周期元素性质的数据如下表。
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径
/10－10m
0.74
1.6
1.52
1.10
0.99
1.86
0.75
1.43
最高或最
低化合价
＋2
＋1
＋5
＋7
＋1
＋5
＋3
－2
－3
－1
－3
试回答下列问题。
（1）上述元素中处于第ⅤA族的有________（填序号，下同），处于第2周期的有________。
（2）上述元素中金属性最强的是________。
（3）写出由元素①、⑧形成的化合物与元素⑥的最高价氧化物的水化物在水溶液中发生反应的离子方程式________________________________________________________________________________。
（4）经验表明，除氢外，当元素原子的电子层数（n）大于或等于原子最外层电子数（m），即n－m≥0时，该元素属于金属元素，当n－m＜0，该元素属于非金属元素。
第n（n＞2）周期有______种非金属元素（含0元素）。
根据元素周期表中每个周期中非金属元素的种数，预测现行的元素周期表中应有________种非金属元素（含0族元素）。
12．A、B、C、D、E、F六种元素分布在三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B与C为同一周期，A与D、C与F分别在同一主族，A、D两元素的原子核内的质子数之和是C、F两元素原子核内质子数之和的一半。
又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体，三种是固体。
请回答下列问题：
（1）B元素的原子结构示意图为：
________；
（2）由A、B、C三元素可以组成盐X，X中存在的化学键类型是：
____________________；
（3）E是非金属元素，但能表现出一些金属元素的性质，请写出E与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式：
____________________________；E、B两元素在一定条件下可合成用于制造轴承、永久模具的新型无机非金属材料，该材料的化学式为__________，其晶体类型是________晶体；
（4）一定条件下，A的单质气体与B的单质气体充分反应生成6.8gW气体[已知n（A）∶n（B）＝3∶1]，可放出18.44kJ热量，则该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）F、C分别与A形成的化合物的熔、沸点A2F________________________________________________________________________
A2C（填“>”“<”或“＝”）。
13．有A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大，A、B、C、D、E均为短周期元素，D、F为常见金属元素。
A元素原子核内只有一个质子，元素A与B形成的气态化合物甲在标准状况下的密度为0.759g·L－1，C元素原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，E与C同主族。
均含D元素的乙（金属阳离子）、丙、丁微粒间的转化全为非氧化还原反应，均含F元素的乙（单质）、丙、丁微粒间的转化全为氧化还原反应。
请回答下列问题：
（1）单质B的结构式：
__________。
（2）F元素周期表中的位置：
__________________。
（3）均含有F元素的乙与丁在溶液中发生反应的离子方程式______________________；均含有D元素的乙与丁在溶液中发生反应的离子方程式____________________________。
（4）由A、C元素组成化合物庚和A、E元素组成的化合物辛，式量均为34。
其中庚的熔沸点比辛________（填“高”或“低”），原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
14．V、W、X、Y、Z是原子序数依次递减的五种常见元素。
X元素是地壳中含量最多的元素，Y、Z组成气态化合物M的水溶液呈碱性，W的单质在X2中燃烧的产物可使品红溶液褪色，V是一种历史悠久，应用广泛的金属元素。
请回答：
（1）Y元素在周期表中的位置是__________________；写出X、Z两种元素组成的化合物一种用途：
________________________。
（2）由以上五种元素两两组合所形成的化合物中，有一种物质能与水反应生成气体且属于氧化还原反应，请写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________。
（3）X、Y、Z三种元素可组成一种强酸U，M在适当条件下被U吸收生成一种盐。
该盐的水溶液的pH________7（填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）若将V金属投入到盐酸中，生成了浅绿色溶液N。
N的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：
____________________________。
（5）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以Y2、Z2为电极反应物，以HCl—NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，试写出该电池的正极反应式__________________________；放电时溶液中H＋移向________________________________________________________________________
（填“正”或“负”）极。
（6）W（s）＋O2（g）===WO2（g）；ΔH1
W（g）＋O2（g）===WO2（g）；ΔH2
则ΔH1______（填“>”或“<”或“＝”）ΔH2。
元素周期表和元素周期律
1．A 【解析】本题主要考查的是原子结构与元素周期表。
B项，同一周期中的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数差可能为1、11、25，应考虑到长周期中的副族和第Ⅷ族。
C项，同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差不一定为上一周期所含元素种类，同样要考虑到在周期表第ⅢA族往后的主族，涉及长周期中的副族和第Ⅷ族。
D项，族序数等于周期序数的元素不一定是金属元素，如氢元素。
综上分析可知，本题选A项。
2．D 【解析】根据题设条件可推知X为O，Y为S，Z为P。
选项A，元素非金属性：
O＞S＞P。
选项B，最高价氧化物对应水化物的酸性：
H2SO4＞H3PO4。
选项C，原子半径：
P＞S＞O。
选项D，气态氢化物的稳定性：
H2
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