第2講元素周期表元素周期律第五章【課程標(biāo)準(zhǔn)】1.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律,建構(gòu)元素周期律。2.知道元素周期表的結(jié)構(gòu),以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯,以及堿金屬和鹵族元素為例,了解同周期和同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。3.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化,知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。4.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征,了解元素周期律(表)的應(yīng)用價(jià)值。強(qiáng)基礎(chǔ)增分策略一、元素周期表1.原子序數(shù)(1)含義:按照元素在元素周期表中的順序給元素編號(hào),得到原子序數(shù)。(2)存在關(guān)系: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(1)周期:把

電子層數(shù)目

相同的元素,按

原子序數(shù)遞增

的順序,從左至右排成的橫行。

(2)族:把

最外層電子數(shù)

相同的元素,按

電子層數(shù)遞增

的順序,從上至下排成的縱列。

3.元素周期表(1)元素周期表的結(jié)構(gòu)(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)微點(diǎn)撥有關(guān)元素周期表結(jié)構(gòu)的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)基態(tài)原子最外層電子排布相同的原子對(duì)應(yīng)元素不一定處于同主族,如He、Be的最外層均有2個(gè)電子,前者處于0族,后者處于第ⅡA族。(2)第ⅠA族和0族不是含元素種類最多的族,含元素種類最多的族應(yīng)是第ⅢB族,共有32種元素。(3)第Ⅷ族屬于副族;過(guò)渡元素包括8個(gè)副族,全部是金屬元素,原子最外層電子數(shù)不超過(guò)2個(gè)。4.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系周期電子層(能層)序數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)價(jià)層電子排布式原子序數(shù)價(jià)層電子排布式二23

2s1

10

2s22p6

三311

3s1

18

3s23p6

四419

4s1

36

4s24p6

五537

5s1

54

5s25p6

六655

6s1

86

6s26p6

七787

7s1

118

7s27p6

(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系

主族ⅠAⅡAⅢAⅣA價(jià)層電子排布特點(diǎn)

ns1

ns2

ns2np1

ns2np2

主族ⅤAⅥAⅦA—價(jià)層電子排布特點(diǎn)

ns2np3

ns2np4

ns2np5

—5.元素周期表的分區(qū)(1)按元素的種類分區(qū)①分界線:沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫(huà)一條虛線,即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。②各區(qū)位置:分界線左下方為

金屬元素區(qū)

,分界線右上方為

非金屬元素區(qū)

。

③分界線附近元素的性質(zhì):既表現(xiàn)

金屬元素

的性質(zhì),又表現(xiàn)

非金屬元素

的性質(zhì)。

(2)按價(jià)層電子排布分區(qū)按照核外電子排布,可把元素周期表劃分為5個(gè)區(qū),除ds區(qū)外,各區(qū)名稱來(lái)自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)符號(hào)。①元素周期表的分區(qū)如下:②各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及價(jià)層電子的排布特點(diǎn)

分區(qū)元素分布價(jià)層電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1~2除氫外都是活潑金屬元素;通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族~ⅦA族、0族ns2np1~6(除He外)通常是最外層電子參與反應(yīng)(除0族外)d區(qū)ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n-1)d1~9ns1~2(除Pd外)d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n-1)d10ns1~2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近,錒系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近6.元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測(cè):為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新物質(zhì):(3)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn):對(duì)探礦有指導(dǎo)意義的是地球化學(xué)元素的分布與它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢藐P(guān)系,研制農(nóng)藥材料等。易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)基態(tài)原子最外層電子數(shù)為1、2的元素分別處于第ⅠA、ⅡA族。(

×

)(2)+3價(jià)陽(yáng)離子的電子排布式為[Ar]3d5的元素處于第四周期、第Ⅷ族。(

√

)(3)價(jià)層電子排布式為4s24p1的元素位于第五周期第ⅠA族,屬于s區(qū)元素。(

×

)(4)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分別為C、Si和O、S。(

√

)二、元素周期律1.元素周期律2.原子半徑

3.電離能(1)第一電離能:

氣態(tài)

基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號(hào)為I1,單位為kJ·mol-1。

(2)元素第一電離能的周期性變化同周期從左到右,第一電離能呈

增大

的趨勢(shì),稀有氣體的第一電離能

最大

,堿金屬的第一電離能

最小

;同主族從上到下,第一電離能逐漸

減小

。

微點(diǎn)撥第二、三、四周期中,第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能比相鄰主族元素的第一電離能都大。4.電負(fù)性

微點(diǎn)撥金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右,它們既有金屬性又有非金屬性。5.對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中,某些主族元素與

右下方

的主族元素的有些性質(zhì)是相似的,這種相似性被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。

應(yīng)用提升

元素的電離能及應(yīng)用

易錯(cuò)辨析

判斷正誤:正確的畫(huà)“√”,錯(cuò)誤的畫(huà)“×”。(1)同一周期中,隨著核電荷數(shù)的增加,元素的原子半徑逐漸增大。(

×

)(2)N、O、F三種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F。(

×

)(3)元素的電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),第一電離能也越大。(

×

)(4)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能。(

×

)增素能精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用典例突破已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在元素周期表中的相對(duì)位置如下所示,其中Y的最高化合價(jià)為+3價(jià)。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.還原性:ZQ2<ZR4B.X能從ZO2中置換出ZC.Y能與Fe2O3反應(yīng)得到FeD.M最高價(jià)氧化物的水化物能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)答案

A解析

根據(jù)六種短周期元素的相對(duì)位置可知,Z和M處于第二周期,X、Y、Q、R處于第三周期,又知Y的最高化合價(jià)為+3價(jià),則Y是Al元素,從而推知X為Mg元素,Z為C元素,M為N元素,Q為S元素,R為Cl元素。ZQ2為CS2,ZR4為CCl4,CS2的還原性強(qiáng)于CCl4的還原性,A錯(cuò)誤;針對(duì)訓(xùn)練1.(2022廣東卷)甲~戊均為短周期元素,在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示;戊的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.原子半徑:丁>戊>乙

B.非金屬性:戊>丁>丙C.甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D.丙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)答案

C解析

根據(jù)題干信息,戊的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸,在短周期元素中,符合此條件的可以是S或Cl。如果戊為S元素,則甲、乙、丙、丁分別為C、O、Si、P元素;如果戊為Cl元素,則甲、乙、丙、丁分別為N、F、P、S元素。但無(wú)論戊是什么元素,同周期的主族元素,原子序數(shù)越大,半徑越小,原子半徑:丁>戊;同主族元素的原子序數(shù)越大,半徑越大,原子半徑:戊>乙,則原子半徑:丁>戊>乙,A項(xiàng)正確,不符合題意;無(wú)論戊是什么元素,同周期主族元素的原子序數(shù)越大,非金屬性越強(qiáng),因此非金屬性:戊>丁>丙,B項(xiàng)正確,不符合題意;若戊為S元素,則甲為C元素,甲的氫化物如甲烷遇氯化氫無(wú)白煙產(chǎn)生,C項(xiàng)錯(cuò)誤,符合題意;不論丙是Si元素還是P元素,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為酸,均可以與強(qiáng)堿反應(yīng),D項(xiàng)正確,不符合題意。2.(2023福建三明月考)下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述正確的是(

)A.原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素一定是主族元素B.基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素一定是第ⅦA族元素C.原子的價(jià)層電子排布式為3d3~74s2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族D.基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素一定是主族元素答案

B解析

原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素不是主族元素,如Ne、Ar為0族元素,A錯(cuò)誤;基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素的價(jià)層電子排布式為ns2np5,位于第ⅦA族,B正確;原子的價(jià)層電子排布式為3d6~74s2的元素位于第Ⅷ族,C錯(cuò)誤;基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素可能為K、Cr或Cu,K為主族元素,Cr、Cu為副族元素,D錯(cuò)誤。3.確定下列指定元素的原子序數(shù)。(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素,原子序數(shù)分別為m、n,則m、n的關(guān)系為

。

(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序數(shù)為x,則乙的原子序數(shù)可能是

。

(3)下列各表為元素周期表中的一部分,表中數(shù)字為原子序數(shù),其中M的原子序數(shù)為37的是

(填字母)。

答案

(1)n=m+5、n=m+15、n=m+29(2)x+2、x+8、x+18、x+32

(3)B歸納總結(jié)結(jié)合“片段型”元素周期表推斷短周期主族元素(1)直接相鄰的“”型、“”型結(jié)構(gòu)片段表格中上一行元素處于第二周期,下一行元素處于第三周期,原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示:(2)直接相鄰的“”型結(jié)構(gòu)片段表格中上一行元素處于第二周期,下一行元素處于第三周期,同主族上下兩種元素的原子序數(shù)相差8?？键c(diǎn)二元素周期律及應(yīng)用考向1.元素的金屬性和非金屬性的比較典例突破一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中,X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性:W>Z>YC.原子半徑:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合價(jià)為+2價(jià)答案

C解析

本題考查元素推斷與元素周期律。X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子,則X是氫元素;Y、Z、W為第二周期元素,可分別形成4、2、1條共價(jià)鍵,則Y、Z、W分別是C元素、O元素、F元素;元素E的原子比F原子多8個(gè)電子,則E為Cl元素。HClO4是強(qiáng)酸,A項(xiàng)正確;非金屬性:F>O>C(W>Z>Y),B項(xiàng)正確;原子半徑:Cl>F(E>W),C項(xiàng)錯(cuò)誤;氟元素的非金屬性比氧元素強(qiáng),OF2中F元素為-1價(jià),O元素為+2價(jià),D項(xiàng)正確。針對(duì)訓(xùn)練1.(2023廣西貴港模擬)下列事實(shí)或?qū)嶒?yàn)?zāi)茏鳛榕袛嘁罁?jù)的是(

)A.鹽酸是強(qiáng)酸,氫硫酸是弱酸,判斷氯與硫的非金屬性強(qiáng)弱B.熱穩(wěn)定性:H2Se<H2S<H2O,判斷氧、硫與硒的非金屬性強(qiáng)弱C.沸點(diǎn):H2O>NH3>CH4,判斷碳、氧與氮的非金屬性強(qiáng)弱D.向MgCl2、AlCl3溶液中分別加入過(guò)量的氨水,判斷鎂與鋁的金屬性強(qiáng)弱答案

B解析

鹽酸和氫硫酸均不是相應(yīng)元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物,不能作為判斷氯與硫的非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù),A錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng)的元素其單質(zhì)越容易與氫氣化合,得到的氫化物越穩(wěn)定,B正確;H2O、NH3、CH4物質(zhì)的沸點(diǎn)與分子間作用力強(qiáng)弱有關(guān),不能判斷碳、氧與氮的非金屬性強(qiáng)弱,C錯(cuò)誤;鎂與鋁的金屬性強(qiáng)弱可用其跟酸反應(yīng)的劇烈程度判斷,向MgCl2、AlCl3溶液中分別加入過(guò)量的氨水,不能判斷鎂與鋁的金屬性強(qiáng)弱,D錯(cuò)誤。2.研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究碳、硅元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)儀器A的名稱為

。

(2)問(wèn)題探究:[已知酸性:亞硫酸(H2SO3)>碳酸(H2CO3)]①裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是

。

②能說(shuō)明碳元素的非金屬性比硅元素的強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

。

③該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明S的非金屬性強(qiáng)于C的非金屬性?

(填“能”或“不能”),理由是

。

答案

(1)分液漏斗(2)①除去SO2氣體②E試管中的溶液褪色不完全,F試管中出現(xiàn)白色沉淀③不能H2SO3不是S元素的最高價(jià)含氧酸,無(wú)法比較非金屬性的強(qiáng)弱解析

(2)①?gòu)难b置D中出來(lái)的氣體中含有二氧化硫,二氧化硫可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化,故裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是除去SO2氣體;②二氧化碳與Na2SiO3溶液反應(yīng)生成硅酸,說(shuō)明了碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng),證明碳元素的非金屬性比硅元素的非金屬性強(qiáng),所以當(dāng)酸性KMnO4溶液褪色不完全,盛有Na2SiO3溶液的試管中出現(xiàn)白色沉淀即說(shuō)明碳元素的非金屬性比硅元素的非金屬性強(qiáng);③依據(jù)最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷非金屬性的強(qiáng)弱,二氧化硫溶于水生成的是亞硫酸,不是最高價(jià)含氧酸,所以不能用來(lái)判斷非金屬性的強(qiáng)弱。歸納總結(jié)元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法考向2.比較粒子半徑的大小典例突破A、B、C為三種短周期元素,A、B同周期,A、C的最低價(jià)離子分別為A2-、C-,B2+與C-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列敘述不正確的是(

)A.原子序數(shù):A>B>CB.原子半徑:B>A>CC.離子半徑:A2->B2+>C-D.原子最外層電子數(shù):C>A>B答案

C解析

由題意可推出A為S、B為Mg、C為F。原子序數(shù):S>Mg>F,A項(xiàng)正確;不同周期元素,電子層數(shù)越多,原子半徑越大,同一周期元素,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,因此原子半徑:Mg>S>F,B項(xiàng)正確;S2-的電子層數(shù)為3,離子半徑最大,Mg2+與F-的電子層數(shù)為2,且具有相同的核外電子數(shù),核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,因此離子半徑:S2->F->Mg2+,C項(xiàng)錯(cuò)誤;F原子最外層電子數(shù)為7,S原子最外層電子數(shù)為6,Mg原子最外層電子數(shù)為2,因此原子最外層電子數(shù):F>S>Mg,D項(xiàng)正確。針對(duì)訓(xùn)練1.比較下列微粒半徑的大小(用“>”或“<”填空):(1)Si

N

F。

(2)Li

Na

K。

(3)Na+

Mg2+

Al3+。

(4)F-

Cl-

Br-。

(5)Cl-

O2-

Na+。

(6)H-

Li+

H+。

答案

(1)>

>

(2)<

<

(3)>

>

(4)<

<

(5)>

>

(6)>

>2.X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,X的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,Y的基態(tài)原子的價(jià)層電子中有3個(gè)未成對(duì)電子,Z的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍;Z與W同主族。下列說(shuō)法正確的是(

)A.離子半徑:W>Z>Y>XB.鍵角:H2Z<H2WC.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:Z>WD.第一電離能:Z>Y>W答案

C解析

X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,X的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,為氫元素;Y的基態(tài)原子的價(jià)層電子中有3個(gè)未成對(duì)電子,為氮元素;Z的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,為氧元素;Z與W同主族,W為硫元素。氧離子和氮離子是電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,根據(jù)核電荷數(shù)越大半徑越小分析,氧離子半徑小于氮離子半徑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;水分子和硫化氫分子都有兩個(gè)孤電子對(duì),氧原子、硫原子都為sp3雜化,但是氧原子的電負(fù)性比硫原子大,使得水分子中的成鍵電子間的斥力大于硫化氫分子中的,因此鍵角:H2O>H2S,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氧元素的非金屬性比硫元素的強(qiáng),故H2O的穩(wěn)定性比H2S的穩(wěn)定性強(qiáng),C項(xiàng)正確;同主族元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而減小,同周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì),氮原子的2p軌道為半充滿結(jié)構(gòu),其第一電離能大于氧的第一電離能,故第一電離能N>O>S,D項(xiàng)錯(cuò)誤。歸納總結(jié)

考向3.元素電離能、電負(fù)性等元素周期律的綜合應(yīng)用典例突破X、Y為第三周期元素,Y最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6,二者形成的一種化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.原子半徑:X>YB.簡(jiǎn)單氫化物的還原性:X>YC.同周期元素形成的單質(zhì)中Y氧化性最強(qiáng)D.同周期中第一電離能小于X的元素有4種答案

D解析

X、Y位于第三周期,Y的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6,則Y是Cl元素,由X、Y形成的陰離子和陽(yáng)離子知,X是P元素。P與Cl在同一周期,則P的原子半徑大,即X>Y,A正確;兩者對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別是PH3和HCl,PH3的還原性強(qiáng),B正確;同周期主族元素從左往右,金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng),各元素對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)還原性減弱,非金屬單質(zhì)的氧化性增強(qiáng),則Cl2的氧化性最強(qiáng),C正確;同一周期從左到右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),第ⅤA族元素的第一電離能大于相鄰元素的第一電離能,所以第三周期第一電離能從小到大依次為Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl,即第三周期第一電離能小于P元素的有5種,D錯(cuò)誤。針對(duì)訓(xùn)練1.某離子液體的陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示,其中W、X、Y、Z、M為原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素,W是有機(jī)分子的骨架元素。下列說(shuō)法正確的是(

)A.Z元素的最高價(jià)態(tài)為+7B.電負(fù)性:Y>Z>X>WC.該陰離子中X不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.最簡(jiǎn)單氫化物水溶液的pH:X>M答案

D解析

W是有機(jī)分子的骨架元素,則W是C元素;化合物中X、Y、Z、M形成共價(jià)鍵數(shù)目分別為2、2、1、6,離子帶1個(gè)單位負(fù)電荷,且W、X、Y、Z、M為原子序數(shù)依次增大的短周期非金屬元素,則X是N元素,Y是O元素,Z是F元素,M是S元素。Z是F元素,其電負(fù)性最大,無(wú)正化合價(jià),A錯(cuò)誤;同周期主族元素從左至右,電負(fù)性逐漸增大,因此電負(fù)性:Z>Y>X>W,B錯(cuò)誤;該陰離子中X(N)形成2個(gè)共價(jià)鍵且得到1個(gè)電子,氮原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;NH3的水溶液呈堿性,H2S的水溶液呈酸性,則前者的pH大于后者,D正確。2.(1)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。

I1/(kJ·mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578I1(Li)>I1(Na),原因是

。

I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是

。

(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)

(填“大于”或“小于”)I1(Cu),原因是

。

(3)元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1958kJ·mol-1,INi=1753kJ·mol-1,ICu>INi的原因是

。

答案

(1)Na與Li同主族,Na的電子層數(shù)多,原子半徑大,故第一電離能更小Li、Be和B為同周期元素,同周期主族元素從左至右,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì);但由于基態(tài)Be原子的2s能級(jí)處于全充滿狀態(tài),能量更低更穩(wěn)定,故其第一電離能大于B的第一電離能(2)大于Zn原子核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子(3)銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子歸納總結(jié)1.同周期、同主族元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結(jié)構(gòu)核電荷數(shù)逐漸增大逐漸增大電子層數(shù)相同逐漸增多原子半徑逐漸減小逐漸增大離子半徑陽(yáng)離子逐漸減小陰離子逐漸減小且r(陰離子)>r(陽(yáng)離子)逐漸增大項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由+1→+7(O、F除外),負(fù)化合價(jià)=-(8-主族序數(shù))相同,最高正化合價(jià)=主族序數(shù)(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸減弱電負(fù)性電負(fù)性逐漸變大電負(fù)性逐漸變小項(xiàng)目同周期(左→右)同主族(上→下)元素性質(zhì)第一電離能呈增大趨勢(shì)(第ⅡA、第ⅤA族存在反常)第一電離能逐漸減氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)逐漸減弱最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性(或堿性)堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱離子的氧化性、還原性陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)陰離子還原性逐漸減弱陽(yáng)離子氧化性逐漸減弱陰離子還原性逐漸增強(qiáng)2.電離能規(guī)范答題的兩個(gè)類型(1)電離能與原子結(jié)構(gòu)答題策略:從原子核對(duì)最外層電子的吸引力來(lái)判斷。答題模板:A原子比B原子的半徑大,且A原子的核電荷數(shù)比B原子的小,所以A原子對(duì)最外層電子的吸引力小于B,故第一電離能A小于B。(2)電離能與半充滿、全充滿答題策略:能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)時(shí),比較穩(wěn)定,難失電子。答題模板:A原子的價(jià)層電子排布式為×××,處于半充滿(或全充滿),比較穩(wěn)定,難失電子,×××電離能大。研專項(xiàng)前沿命題元素周期表中“位—構(gòu)—性”關(guān)系及應(yīng)用

題型考查內(nèi)容選擇題考查知識(shí)結(jié)合原子結(jié)構(gòu)、元素在元素周期表中的位置、元素及其化合物的性質(zhì)等信息,推斷未知元素,結(jié)合元素周期律進(jìn)行判斷核心素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知考向1元素周期表中“位—構(gòu)—性”的關(guān)系及應(yīng)用例1.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子。下列說(shuō)法正確的是(

)A.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>X>YB.W與Y能形成含有非極性鍵的化合物C.X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>YD.由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性思路指導(dǎo)Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,且Z的原子序數(shù)最大,推測(cè)Z的核外有3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為1,即為Na元素。W與X能形成原子個(gè)數(shù)比為2∶1的18e-分子,形成的化合物為N2H4,則W為H元素,X為N元素;Y的原子序數(shù)是W與X的原子序數(shù)之和,則Y為O元素。答案

B針對(duì)訓(xùn)練1.(2022全國(guó)甲卷)Q、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,其最外層電子數(shù)之和為19。Q與X、Y、Z位于不同周期,X、Y相鄰,Y原子最外層電子數(shù)是Q原子內(nèi)層電子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法正確的是(

)A.非金屬性:X>QB.單質(zhì)的熔點(diǎn):X>YC.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):Z>QD.最高價(jià)含氧酸的酸性:Z>Y答案

D解析

由題意可知,Q為第二周期元素,X、Y、Z為第三周期元素,再依據(jù)Y原子最外層電子數(shù)是Q原子內(nèi)層電子數(shù)的2倍,可推知Y為Si元素,由“X、Y相鄰”,且X的原子序數(shù)小于Y,可推知X為Al元素,最后依據(jù)原子序數(shù)的大小關(guān)系和四種元素最外層電子數(shù)之和為19可推知,若Q為O元素,則Z為S元素;若Q為N元素,則Z為Cl元素;若Q為F元素,則Z為P元素。非金屬性:Al<O(或N或F),A項(xiàng)錯(cuò)誤;單質(zhì)的熔點(diǎn):Al<Si,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于H2O或NH3或HF分子間存在氫鍵,而H2S或HCl或PH3分子間存在范德華力,則簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):H2S<H2O(或HCl<NH3或PH3<HF),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于非金屬性:S>Si(或Cl>Si或P>Si),所以最高價(jià)含氧酸的酸性:H2SO4>H2SiO3(或HClO4>H2SiO3或H3PO4>H2SiO3),D項(xiàng)正確。2.(2023浙江6月選考)X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期,且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子,W原子在同周期中原子半徑最大。下列說(shuō)法不正確的是(

)A.第一電離能:Y>Z>XB.電負(fù)性:Z>Y>X>WC.Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑:W<ZD.W2X2與水反應(yīng)的產(chǎn)物中,有一種產(chǎn)物分子是非極性分子答案

A解析

X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期,且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子,則X為C,Y為N,Z為F,W原子在同周期中原子半徑最大,則W為Na。根據(jù)同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),且第一電離能:第ⅡA族大于第ⅢA族、第ⅤA族大于第ⅥA族可知,第一電離能:F>N>C,即Z>Y>X,A錯(cuò)誤;根據(jù)同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小可知,電負(fù)性:F>N>C>Na,即Z>Y>X>W,B正確;具有相同電子層結(jié)構(gòu)的原子或離子,原子序數(shù)越大,原子或離子的半徑越小,則Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑:Na+<F-,即W<Z,C正確;W2X2(Na2C2)與水反應(yīng)的產(chǎn)物為乙炔和NaOH,其中乙炔分子是非極性分子,D正確。考向2元素的推斷及元素周期律的應(yīng)用例2.某多孔儲(chǔ)氫材料前驅(qū)體結(jié)構(gòu)如圖,M、W、X、Y、Z五種元素原子序數(shù)依次增大,基態(tài)Z原子的電子填充了3個(gè)能級(jí),其中有2個(gè)未成對(duì)電子。下列說(shuō)法正確的是(

)A.氫化物沸點(diǎn):X>YB.原子半徑:M<X<Y<ZC.第一電離能:W<X<Y<ZD.陰、陽(yáng)離子中均有配位鍵思路指導(dǎo)由題干信息可知,基態(tài)Z原子的電子填充了3個(gè)能級(jí),其中有2個(gè)未成對(duì)電子,其核外電子排布式為1s22s22p2或1s22s22p4,故Z為C元素或者O元素。根據(jù)多孔儲(chǔ)氫材料前驅(qū)體結(jié)構(gòu)圖可知Y周圍形成了4個(gè)單鍵,再結(jié)合信息M、W、X、Y、Z五種元素原子序數(shù)依次增大,故Y為N元素,Z為O元素,M只形成一個(gè)單鍵,M為H元素,X為C元素,則W為B元素。答案

D突破方法元素周期表中元素推斷及元素周期律應(yīng)用類題目的思維流程如下:針對(duì)訓(xùn)練3.(2023遼寧卷)某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能,其陰離子結(jié)構(gòu)如下圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素,W、Y原子序數(shù)之和等于Z,Y原子價(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A.W與Y的化合物為極性分子B.第一電離能Z>X>YC.Q的氧化物是兩性氧化物D.該陰離子中含有配位鍵答案

B解析

結(jié)合L結(jié)構(gòu)中原子的成鍵數(shù)目可知,X可形成四條共價(jià)鍵,則X為碳元素,W、Z形成一條共價(jià)鍵,Y形成兩條共價(jià)鍵,結(jié)合原子序數(shù)和價(jià)電子數(shù),W、Y、Z、Q分別為H、O、F、Al。W(H)與Y(O)可以形成極性分子H2O、H2O2,A項(xiàng)正確;第一電離能:Z>Y>X(F>O>C),B項(xiàng)錯(cuò)誤;Al2O3為兩性氧化物,C項(xiàng)正確;Al的價(jià)電子數(shù)為3,Q與L形成四條共價(jià)鍵,則該陰離子中含有配位鍵,D項(xiàng)正確。4.(2022湖南卷)科學(xué)家合成了一種新的共價(jià)化合物(結(jié)構(gòu)如圖所示),X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期元素,W的原子序數(shù)等于X與Y的原子序數(shù)之和。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.原子半徑:X>Y>ZB.非金屬性:Y>X>WC.Z的單質(zhì)具有較強(qiáng)的還原性D.原子序數(shù)為82的元素與W位于同一主族答案

C解析

本題考查元素推斷、元素周期表結(jié)構(gòu)和元素周期律。W、Y分別形成4個(gè)、2個(gè)共價(jià)鍵,結(jié)合W的原子序數(shù)是X、Y之和,可知X、Y、W分別為C、O、Si元素,則Z為F元素。原子半徑C>O>F,A項(xiàng)說(shuō)法正確;非金屬性O(shè)>C>Si,B項(xiàng)說(shuō)法正確;F2具有強(qiáng)氧化性,C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;根據(jù)86號(hào)元素為0族元素,可推出82號(hào)元素位于第Ⅳ

A族,與W(Si)位于同一主族,D項(xiàng)說(shuō)法正確。明考向真題演練1.(2023全國(guó)甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等,WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說(shuō)法正確的是(

)A.原子半徑:X>WB.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X<ZC.Y與X可形成離子化合物D.Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸答案

C解析

WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一,結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知W、X分別為N、O;Y最外層電子數(shù)與K層電子數(shù)相等,則Y是Mg;四種元素最外層電子數(shù)之和為19,故Z最外層電子數(shù)為6,結(jié)合原子序數(shù)可知Z為S元素。四種元素在元素周期表中的位置關(guān)系如下圖。根據(jù)元素周期律:原子半徑W>X,A項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O分子間形成氫鍵導(dǎo)致其沸點(diǎn)比H2S的沸點(diǎn)高,B項(xiàng)錯(cuò)誤;Mg(Y)與O(X)可以形成離子化合物MgO,C項(xiàng)正確;H2SO4是強(qiáng)酸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

……N(W)O(X)Mg(Y)……

S(Z)2.(2023