第18講元素周期表元素周期律一、元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用1．原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素所編的序號(hào)。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)。2．元素周期表的編排原則3．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期(7個(gè)橫行，7個(gè)周期)(2)族①18個(gè)縱行：七個(gè)主族、七個(gè)副族、一個(gè)第Ⅷ族、一個(gè)0族。②縱行對(duì)應(yīng)的族。(注意族序號(hào)排列規(guī)律)1～2縱行→第ⅠA～eq\o(□,\s\up3(12))ⅡA族；3～7縱行→第ⅢB～eq\o(□,\s\up3(13))ⅦB族；8～10縱行→第eq\o(□,\s\up3(14))Ⅷ族；11～12縱行→第ⅠB～第ⅡB族；13～17縱行→第ⅢA～eq\o(□,\s\up3(15))ⅦA族；第18縱行為eq\o(□,\s\up3(16))0族。(3)元素周期表中的特殊位置①過渡元素：元素周期表中部從eq\o(□,\s\up3(17))ⅢB族到eq\o(□,\s\up3(18))ⅡB族10個(gè)縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。②鑭系：元素周期表第六周期中，57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共15種元素。③錒系：元素周期表第七周期中，89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共15種元素。④超鈾元素：在錒系元素中92號(hào)元素鈾(U)以后的各種元素。二、元素周期律及其應(yīng)用1．元素周期律2．主族元素的周期性變化規(guī)律3．同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律以第三周期元素為例(1)單質(zhì)置換出水或酸中氫的能力為Naeq\o(□,\s\up3(01))>Mgeq\o(□,\s\up3(02))>Al。(2)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性為NaOHeq\o(□,\s\up3(03))>Mg(OH)2eq\o(□,\s\up3(04))>Al(OH)3。(3)單質(zhì)與H2化合的能力為Sieq\o(□,\s\up3(05))<Peq\o(□,\s\up3(06))<Seq\o(□,\s\up3(07))<Cl。(4)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性為SiH4eq\o(□,\s\up3(08))<PH3eq\o(□,\s\up3(09))<H2Seq\o(□,\s\up3(10))<HCl。(5)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性為H2SiO3eq\o(□,\s\up3(11))<H3PO4eq\o(□,\s\up3(12))<H2SO4eq\o(□,\s\up3(13))<HClO4。4．同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律(以堿金屬元素和鹵族元素為例)(1)堿金屬元素(Li、Na、K、Rb、Cs)。①熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)閑q\o(□,\s\up3(01))Li>Na>K>Rb>Cs。②最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)閑q\o(□,\s\up3(02))LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。③與酸或水反應(yīng)的劇烈程度為eq\o(□,\s\up3(03))Li<Na<K<Rb<Cs。(2)鹵族元素(F、Cl、Br、I)。①單質(zhì)熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)閑q\o(□,\s\up3(04))I2>Br2>Cl2>F2。②氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閑q\o(□,\s\up3(05))HF>HCl>HBr>HI。③與H2反應(yīng)的劇烈程度為eq\o(□,\s\up3(06))F2>Cl2>Br2>I2。④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性為eq\o(□,\s\up3(07))HClO4>HBrO4>HIO4。1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”，并指明錯(cuò)因。(1)所有主族元素的最高化合價(jià)與它的族序數(shù)數(shù)值相等。(×)錯(cuò)因：O、F無正價(jià)。(2)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小。(×)錯(cuò)因：同周期元素陰離子半徑大于陽離子半徑，如：r(N3－)>r(Li＋)。(3)元素的原子得電子越多，非金屬性越強(qiáng)；失電子越多，金屬性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：元素非金屬性(金屬性)的強(qiáng)弱與其原子得(失)電子難易程度有關(guān)，與原子得(失)電子數(shù)目無關(guān)。(4)元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)；堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)。(×)錯(cuò)因：沒有強(qiáng)調(diào)最高價(jià)氧化物。(5)元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)，其水溶液的酸性越強(qiáng)，還原性越弱。(×)錯(cuò)因：HF比HCl穩(wěn)定，但酸性：HCl>HF，所以非金屬性強(qiáng)弱與其氫化物酸性強(qiáng)弱無關(guān)。(6)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是第ⅡA族元素。(×)錯(cuò)因：He最外層有2個(gè)電子，但屬于0族；Zn最外層有2個(gè)電子，是第ⅡB族。2．教材改編題(據(jù)人教必修二P19T3)根據(jù)元素周期表和元素周期律分析下面的推斷，其中正確的是()A．鎂的失電子能力比鈉強(qiáng)B．HBr比HCl穩(wěn)定C．H2SO4比HClO4酸性強(qiáng)D．Ca(OH)2比Mg(OH)2堿性強(qiáng)答案D解析同一周期主族元素從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)；同一主族從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。3．(2019·北京東城高三期末)根據(jù)元素周期律，下列關(guān)系正確的是()A．原子半徑：Cl>P B．堿性：NaOH>KOHC．熱穩(wěn)定性：SiH4>CH4 D．還原性：S2－>F－答案D解析同周期主族元素從左到右，原子半徑越來越小，所以原子半徑Cl<P，A錯(cuò)誤；Na、K同主族，K的金屬性強(qiáng)于Na，所以KOH的堿性強(qiáng)于NaOH，B錯(cuò)誤；C、Si同主族，碳的非金屬性強(qiáng)于Si，所以CH4的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于SiH4，C錯(cuò)誤；氟元素的非金屬性最強(qiáng)，所以F－的還原性最弱，D正確?？键c(diǎn)eq\a\vs4\al(一)元素周期表及其應(yīng)用[解析]由題意，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價(jià)之和為8，可推出W、X、Y、Z分別為N、Al、Si、P。根據(jù)電子層數(shù)越多，原子半徑越大，可得原子半徑：W<X，A正確；常溫常壓下，硅單質(zhì)為固態(tài)，B正確；同一主族由下到上簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，所以熱穩(wěn)定性：NH3>PH3，C正確；X的最高價(jià)氧化物的水化物Al(OH)3是兩性氫氧化物，D錯(cuò)誤。[答案]D1．元素周期表中的兩個(gè)等量關(guān)系(主族元素)周期序數(shù)＝電子層數(shù)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝8－|最低負(fù)價(jià)|(H除外)2．周期表中原子序數(shù)之間的關(guān)系(1)同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差①元素周期表中左側(cè)元素(第ⅠA、第ⅡA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目；②元素周期表中右側(cè)元素(第ⅢA～ⅦA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目。(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序數(shù)差周期序數(shù)234567原子序數(shù)差1111112525原因—增加了過渡元素3．根據(jù)稀有氣體元素的原子序數(shù)來確定主族元素在周期表中位置的方法原子序數(shù)－最鄰近的稀有氣體元素的原子序數(shù)＝ΔZ。若ΔZ<0，則與稀有氣體元素同周期，主族序數(shù)為8－|ΔZ|；若ΔZ>0，則在稀有氣體元素下一周期，主族序數(shù)為ΔΖ。例如①35號(hào)元素(最鄰近的是36Kr)，則35－36＝－1，故周期數(shù)為4，族序數(shù)為8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，為溴元素。②87號(hào)元素(相鄰近的是86Rn)，則87－86＝1，故周期數(shù)為7，族序數(shù)為1，即第七周期第ⅠA族，為鈁元素。1．(2019·北京海淀高三期末)114號(hào)元素為Fl(中文名“”)，它是主族元素，其原子核外最外層電子數(shù)是4。下列說法不正確的是()A．Fl的原子核外有114個(gè)電子B．Fl是第七周期第ⅣA族元素C．Fl在同主族元素中金屬性最強(qiáng)D．Fl的原子半徑小于同主族其他元素答案D2．已知X、Y、Z三種主族元素在元素周期表中的位置如圖所示，設(shè)X的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是()A．Y與Z的原子序數(shù)之和可能為2B．Y的原子序數(shù)可能為a－17C．Z的原子序數(shù)可能為a＋31D．X、Y、Z一定為短周期元素答案D解析由于X、Y、Z均為主族元素，結(jié)合其位置關(guān)系和元素周期表的結(jié)構(gòu)，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錯(cuò)誤；若Y、X、Z分別位于第三、四、五周期的右側(cè)，則Y、Z的原子序數(shù)之和為2a，A正確；若Y、X、Z分別位于第三、四、五周期(或分別位于第四、五、六周期)的右側(cè)，則Y的原子序數(shù)為(a－17)，B正確；若Y、X、Z分別位于四、五、六周期的右側(cè)，則Z的原子序數(shù)為(a考點(diǎn)eq\a\vs4\al(二)元素周期律及其應(yīng)用[解析]R2Q2用于呼吸面具或潛水艇中作為氧氣來源，說明R為鈉元素，Q為氧元素；其中T元素的主要化合價(jià)有－2、＋4、＋6，且半徑大于氧原子，則T為硫元素；M元素的主要化合價(jià)為＋1，且其原子半徑比氧小，則M為氫元素；Z原子半徑比氧大，主要化合價(jià)為－1，則為氯元素；X、Y兩元素的主要化合價(jià)為＋3、＋2，原子半徑比鈉略小，則X、Y分別為鋁、鎂元素，據(jù)此分析可得結(jié)論。由上述分析可知，T、Z分別為硫和氯元素，因氯元素的非金屬性比硫強(qiáng)，所以其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性S<Cl，故A正確；由上述分析可知，R、X、Y分別為鈉、鎂、鋁三種金屬元素，其金屬性強(qiáng)弱為鈉>鎂>鋁，則單質(zhì)失去電子能力最強(qiáng)的是鈉，故B錯(cuò)誤；M與Q分別為氫和氧元素，它們之間形成的化合物為共價(jià)化合物，故C錯(cuò)誤；由上述分析可知，M、Q、Z分別為氫、氧、氯三種元素，分別位于周期表中的一、二、三周期，故D錯(cuò)誤。[答案]A1．元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱比較方法2．微粒半徑大小比較(1)先看電子層數(shù)，電子層數(shù)多的半徑大，如rK>rNa。(2)電子層數(shù)相同時(shí)看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)大的半徑反而小，如：rNa>rAl。(3)當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)都相同時(shí)看電子數(shù)，電子數(shù)多的半徑大，如：rCl－>rCl。3．(2019·北京朝陽高三期末)根據(jù)元素周期律判斷，不正確的是()A．鈹(Be)原子失電子能力比Ca弱B．K與水反應(yīng)比Mg與水反應(yīng)劇烈C．HCl的穩(wěn)定性強(qiáng)于HBrD．硼酸(H3BO3)的電離程度強(qiáng)于H2SO4答案D解析Be、Ca是同一主族的元素，同主族元素越往下金屬性越強(qiáng)，所以鈹(Be)原子失電子能力比Ca弱，A正確；由于同主族元素K比Na金屬性強(qiáng)，同周期中Na比Mg金屬性強(qiáng)，所以K比Mg金屬性強(qiáng)，故K與水反應(yīng)比Mg與水反應(yīng)劇烈，B正確；Cl、Br是同一主族的元素，元素的非金屬性Cl>Br，所以穩(wěn)定性HCl>HBr，C正確；非金屬性B<S，所以酸性H3BO3<H2SO4，即硼酸比硫酸難電離，D錯(cuò)誤。4．(2019·安徽宣城高三期末調(diào)研)短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，且X、Z是同族元素，W元素的單質(zhì)為淡黃色固體。它們的最高價(jià)氧化物溶于水可得四種溶液，25℃時(shí)，0.010mol·L－1的這四種溶液pH與該元素原子半徑的關(guān)系如圖所示。A．W的氧化物的水化物一定是強(qiáng)酸B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>XC．簡單離子半徑：W>YD．Y與W形成的化合物一定含有共價(jià)鍵答案C解析W元素的單質(zhì)為淡黃色固體，W是S元素；0.010mo