5.2元素周期表元素周期律知識整理知識整理元素周期表一、元素周期表的結(jié)構(gòu)1．世界上第一張元素周期表是在1869年由俄國化學家繪制完成的，隨著科學的不斷發(fā)展，已逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)在的常用形式。2．原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素編號，稱之為。＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。3．編排原則（1）周期：把相同的元素，按的順序，從左至右排成的橫行。（2）族：把相同的元素，按的順序，由上而下排成的縱列。4．元素周期表的結(jié)構(gòu)（1）元素周期表的結(jié)構(gòu)eq\a\vs4\al(元,素,周,期,表)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周期,(7個))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素種數(shù)分別為2、8、8種)),長周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素種數(shù)分別為18、18、32、32種)))),\a\vs4\al(族(16個))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成，共7個,副族：完全由長周期元素構(gòu)成，共7個,第Ⅷ族：第8、9、10三個縱列,0族：第18縱列))))（2）元素周期表結(jié)構(gòu)歸納二、原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系1．原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系周期能層數(shù)每周期第一個元素每周期最后一個元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6【注意】（1）能層數(shù)＝電子層數(shù)＝周期數(shù)。（2）價電子數(shù)＝主族序數(shù)。2．每族元素的價電子排布特點（1）主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA價電子排布特點主族ⅤAⅥAⅦA—價電子排布特點—（1）0族：He為1s2；其他為ns2np6。（3）過渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、鑭系、錒系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。三、元素周期表的分區(qū)1．根據(jù)核外電子排布（1）分區(qū)（2）各區(qū)元素化學性質(zhì)及原子價電子排布特點分區(qū)元素分布價電子排布元素性質(zhì)特點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(He除外)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(鑭系、錒系除外)(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14ns2鑭系元素化學性質(zhì)相近，錒系元素化學性質(zhì)相近2.根據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素(如下圖)，處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，又稱為半金屬或準金屬，但不能叫兩性非金屬。【注意】“外圍電子排布”即“價電子層”，對于主族元素，價電子層就是最外電子層，而對于過渡元素原子不僅僅是最外電子層，如Fe的價電子層排布為3d64s2。知識演練知識演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)我國自主研發(fā)的航空母艦裝有大量的磁屏蔽材料K2NbO2F5，K2NbO2F5中所含元素均屬于主族元素。()(2)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素。()(3)第ⅠA族全部是金屬元素。()(4)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素。()(5)兩短周期元素原子序數(shù)相差8，則周期數(shù)一定相差1。()2．請在下表中畫出元素周期表的輪廓，并在表中按要求完成下列問題：(1)標出周期數(shù)和族序數(shù)。(2)畫出金屬與非金屬的分界線，寫出分界線處金屬的元素符號，并用陰影表示出過渡元素的位置。(3)標出鑭系、錒系的位置。(4)寫出各周期元素的種數(shù)。(5)寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。(6)標出113號～118號元素的位置。3．根據(jù)前四周期元素原子核外電子排布特點，回答下列問題：(1)價電子層有2個未成對電子的有__________；有3個未成對電子的有__________。(2)未成對電子數(shù)與周期數(shù)相等的元素有__________________________。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、元素周期表結(jié)構(gòu)的相關(guān)應(yīng)用1．在元素周期表中，鉑元素如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．鉑是非金屬元素，在常溫下呈固態(tài)B.eq\o\al(208,)78Pt和eq\o\al(198,)78Pt的核外電子數(shù)相同，互為同位素C．“195.1”是鉑的質(zhì)量數(shù)D．由78可以推出Pt為第五周期元素2.如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則這五種元素的核電荷數(shù)之和為()A．5x＋10 B．5xC．5x＋14 D．5x＋163．(1)56號元素位于第________周期________族。(2)114號元素位于第________周期________族。(3)25號元素位于第________周期________族。(4)第四周期中，未成對電子數(shù)最多的元素是________(填名稱)。①它位于______族；核外電子排布式是________________。②它有________個能層，________個能級，________種運動狀態(tài)不同的電子。③價電子排布式為________________；價電子排布圖為________________；屬于________區(qū)。方法技巧方法技巧元素周期表結(jié)構(gòu)中隱含的兩條規(guī)律（1）同周期主族元素原子序數(shù)差的關(guān)系①短周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差。②兩元素分布在過渡元素同側(cè)時，原子序數(shù)差＝族序數(shù)差；兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時，第四、五周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋10，第六、七周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋24。③第四、五周期的第ⅡA與ⅢA族原子序數(shù)之差都為11，第六、七周期的第ⅡA族與ⅢA族原子序數(shù)之差都為25。（2）同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差的關(guān)系①ⅠA族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差2、8、8、18、18、32。②ⅡA族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、8、18、18、32。③ⅢA～ⅦA族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、18、18、32、32。④0族元素，隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、8、18、18、32、32。二、元素位、構(gòu)與元素推斷4．M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L能層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物，Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題：(1)寫出M、R的價電子排布式：M__________________、R____________________。(2)寫出X、Y的價電子排布圖：X__________________、Y________________。(3)寫出Z的核外電子排布式：__________________________________。Z的核外未成對電子數(shù)為________。5．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題：(1)X元素原子基態(tài)時的電子排布式為______________，該元素的符號為________。(2)Y元素原子的價電子排布圖為__________________，該元素的名稱是________。(3)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性：________________。知識整理知識整理元素周期律及其應(yīng)用一、元素周期律二、原子半徑1．影響因素eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(能層數(shù)：能層數(shù)越多，原子半徑越大,核電荷數(shù)：能層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小))2．變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸。三、電離能1．第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的，符號為I1，單位為。2．變化規(guī)律（1）同周期：第一種元素的第一電離能最，最后一種元素的第一電離能最，從左到右呈增大的變化趨勢(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)。（2）同族元素：從上到下第一電離能逐漸。（3）同種原子：逐級電離能越來越，即I1<I2<I3……（4）特殊情況當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，為穩(wěn)定狀態(tài)，該元素具有較大的第一電離能，如第一電離能：Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。四、電負性1．含義：元素的原子在化合物中的能力大小的一種度量。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中的能力越強。2．標準：以最活潑的非金屬元素氟的電負性為作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體元素未計)。3．變化規(guī)律（1）金屬元素的電負性一般(填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金屬元素的電負性一般1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右。（2）在元素周期表中，同周期從左到右，主族元素的電負性逐漸；同主族從上到下，元素的電負性逐漸。五、主族元素周期性變化規(guī)律項目同周期(從左→右)同主族(從上→下)原子核外電子排布電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多，1→7(第一周期1→2)最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小逐漸增大元素主要化合價最高正價由＋1→＋7(O、F除外)最低負價由－4→－1最高正價＝主族序數(shù)(O、F除外)，非金屬最低負價＝主族序數(shù)－8原子得失電子能力得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強元素的第一電離能第一電離能總體上呈增大的趨勢第一電離能逐漸減小元素的電負性電負性逐漸增大電負性逐漸減小元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱單質(zhì)氧化性、還原性氧化性逐漸增強，還原性逐漸減弱氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強堿性逐漸增強，酸性逐漸減弱非金屬簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性生成由難到易，穩(wěn)定性逐漸增強生成由易到難，穩(wěn)定性逐漸減弱六、對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與其的主族元素的有些性質(zhì)是相似的。例如：七、金屬性和非金屬性強弱的判斷方法三表元素周期表：金屬性“右弱左強，上弱下強，右上弱左下強”；非金屬性“左弱右強，下弱上強，左下弱右上強”金屬活動性順序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的順序，金屬性減弱非金屬活動性順序表：按F、O、Cl、Br、I、S的順序，非金屬性減弱三反應(yīng)置換反應(yīng)：強的置換弱的(既適合金屬，也適合非金屬)與水或非氧化性酸反應(yīng)越強烈，或最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強，則金屬性越強與氫氣化合越容易，生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強，或最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強，則非金屬性越強兩池原電池：一般情況下，負極材料的金屬性強于正極材料電解池：在陽極先放電的陰離子，其對應(yīng)元素的非金屬性較弱，在陰極先放電的陽離子，其對應(yīng)元素的金屬性較弱氧化性金屬離子的氧化性越弱，對應(yīng)單質(zhì)的金屬性越強還原性非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱，對應(yīng)單質(zhì)的非金屬性越強八、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1．根據(jù)在元素周期表中的位置推斷未知元素。2．預(yù)測元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測)（1）比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)。如金屬性：Mg＞Al、Ca＞Mg，則堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，則Ca(OH)2＞Al(OH)3。填(“＞”“＜”或“＝”)（2）推測未知元素的某些性質(zhì)。如已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2溶；再如已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)應(yīng)為有色固體，與氫化合，HAt穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt溶于水等。3．啟發(fā)人們在一定區(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)（1）半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如Si、Ge、Ga等。（2）農(nóng)藥中常用元素在右上方，如F、Cl、S、P、As等。（3）催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。知識演練知識演練1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。（1）改編]NH4H2PO4中，電負性最高的元素是氧。()（2）元素Mn與O中，第一電離能較大的是Mn。()（3）B和N相比，電負性較大的是N。()（4）C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C。()（5）某正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其元素在周期表中位于第Ⅷ族。()（6）價電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p區(qū)元素。()（7）元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大。()（8）在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價。()（9）元素的氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，非金屬性越強；堿性越強，金屬性越強。()（10）元素的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強，其水溶液的酸性越強，還原性越弱。()2．（1）比較微粒半徑：①F－________O2－(填“＞”“＝”或“<”，下同)。②Na________Mg________Cl；③F－________Cl－________Br－；④S2－________S。（2）C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為________________。（3）第三周期所有元素的第一電離能大小順序為_____________________________。（4）F、Cl、Br、I的第一電離能大小順序為____________，電負性大小順序為_______________。方法技巧方法技巧“三看”法快速判斷簡單微粒半徑的大小一看電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大。二看核電荷數(shù)：當電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小。三看核外電子數(shù)：當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升一、元素的金屬性與非金屬性1．下列事實能說明氯元素原子得電子能力比硫元素原子強的是________(填序號)。①HCl的溶解度比H2S大②HCl的酸性比H2S強③HCl的穩(wěn)定性比H2S大④HClO4的酸性比H2SO4強⑤Cl2與鐵反應(yīng)生成FeCl3，而S與鐵反應(yīng)生成FeS⑥Cl2能與H2S反應(yīng)生成S⑦在周期表中Cl處于S同周期的右側(cè)⑧還原性：Cl－＜S2－2．下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是()選項事實結(jié)論A與冷水反應(yīng)，Na比Mg強烈金屬性：Na>MgBCa(OH)2的堿性強于Mg(OH)2金屬性：Ca>MgCSO2與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2非金屬性：S>CDt℃，Br2＋H22HBrK＝5.6×107I2＋H22HIK＝43非金屬性：Br>I3．(雙選)下列實驗不能作為相應(yīng)判斷依據(jù)的是()A．向等物質(zhì)的量濃度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分別滴加3滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色，判斷N和Si的非金屬性強弱B．鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅，判斷鈉與鐵的金屬活動性強弱C．硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，判斷碳酸與硅酸的酸性強弱D．Mg、Al、NaOH溶液組成的原電池，根據(jù)電極現(xiàn)象判斷Mg與Al的金屬性強弱方法技巧方法技巧規(guī)避金屬性和非金屬性判斷中的易錯點（1）關(guān)注關(guān)鍵詞“最高價”，根據(jù)元素氧化物對應(yīng)水化物的酸性或堿性的強弱判斷元素非金屬性或金屬性的強弱時，必須是其最高價氧化物對應(yīng)的水化物。（2）關(guān)注關(guān)鍵詞“難易”，判斷元素非金屬性或金屬性的強弱，可依據(jù)元素原子在化學反應(yīng)中得失電子的難易而非得失電子的多少。二、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的綜合應(yīng)用4．根據(jù)信息回答下列問題：(1)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12～17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。①認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為________<Al<________；(填元素符號)②圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族。(2)已知元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出常見元素的電負性。元素AlBBeCClFLi電負性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi電負