《元素周期表和元素周期律的應(yīng)用》1.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。2.學(xué)會(huì)運(yùn)用元素周期表、元素周期律的有關(guān)知識(shí)，指導(dǎo)科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、周期表中元素金屬性和非金屬性遞變規(guī)律二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下：具體表現(xiàn)為：（1）結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系：（2）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系：

（3）位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系：例1

下表是部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)。解析：L和Q的化合價(jià)都為+2價(jià)，應(yīng)為元素周期表第ⅡA族元素，根據(jù)半徑關(guān)系可知Q為Be元素，L為Mg元素；R和T的化合價(jià)都有-2價(jià)，應(yīng)為元素周期表第ⅥA族元素，R的最高價(jià)為+6價(jià)，應(yīng)為S元素，T無正價(jià)，應(yīng)為O元素；M的化合價(jià)為+3價(jià)，應(yīng)為元素周期表第ⅢA族元素，根據(jù)原子半徑R<M<L可知M應(yīng)和L（Mg）同周期，為Al元素。綜上分析，L為Mg，M為Al，Q為Be，R為S，T為O。A錯(cuò)，L、R形成的簡(jiǎn)單離子核外電子數(shù)分別為10、18。B錯(cuò)，金屬性Mg>Be，則Mg與酸反應(yīng)更劇烈。C錯(cuò)，非金屬性O(shè)>S，非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性H2T>H2R。D對(duì)，M與T形成的Al2O3是兩性氧化物，溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。答案：D元素代號(hào)LMQRT原子半徑／nm0.1600.1430.1120.1010.066主要化合價(jià)+2+3+2+6、-2-2下列判斷正確的是 （）A.L與R形成的簡(jiǎn)單離子核外電子數(shù)相等B.單質(zhì)與濃度相等的稀鹽酸反應(yīng)的速率Q>LC.氫化物的穩(wěn)定性H2T<H2RD.M與T形成的化合物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)例2

A、B、C為短周期元素，在周期表中所處的位置如圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)子數(shù)。（1）寫出A、B、C三種元素名稱

、

、

。（2）C在元素周期表中的位置是

。（3）C的氫化物與B的氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)弱順序?yàn)?/p>

>

（填化學(xué)式）。（4）比較A、C的原子半徑：A

C，寫出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。解析：據(jù)A、B、C在周期表中的位置可知，A、C處于第二周期，B處于第三周期，設(shè)B的原子序數(shù)為x，則A為x-9，C為x-7，據(jù)題意有x-9+x-7=x，則x=16，即為S，那么A為N，C為F。答案：（1）氮硫氟（2）第二周期第ⅦA族（3）HFH2S（4）>NH3+HNO3

NH4NO3例3現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表。元素編號(hào)元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)TM層上有6個(gè)電子X最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍Y常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性Z元素最高正價(jià)是+7價(jià)（1）元素X的一種同位素可測(cè)定文物年代，這種同位素的符號(hào)是

。（2）元素Y與氫元素形成一種離子YH4+，0.5mol該粒子中所含電子數(shù)為

。（3）元素Z在周期表中的位置是

，元素Z與元素T相比，非金屬性較強(qiáng)的是

（用元素符號(hào)表示）。解析：由題意知，T為硫、X為碳、Y為氮、Z為氯。（1）碳元素的一種核素可測(cè)定文物年代。（2）NH4+是10e-微粒，0.5molNH4+含有電子0.5mol×10NA=5NA。（3）Cl位于第三周期第ⅦA族，元素Cl與S相比，非金屬性較強(qiáng)的是Cl，可用氫化物的穩(wěn)定性、非金屬元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱及非金屬單質(zhì)的置換反應(yīng)等來判斷。答案：（1）146C（2）5NA（3）第三周期第ⅦA族Cl2.元素周期律的具體應(yīng)用（1）預(yù)測(cè)未知元素的性質(zhì)依據(jù)：同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。如由鹵素的性質(zhì)相似性和遞變規(guī)律，可推知未知元素砹（At）應(yīng)為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。（2）比較元素的性質(zhì)依據(jù)：元素周期律。如比較H2SO4和H2SeO4的酸性強(qiáng)弱，因?yàn)镾、Se同主族，由上至下，元素的非金屬性減弱，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性減弱，故酸性H2SO4>H2SeO4。（3）尋找新材料如在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素中尋找半導(dǎo)體材料。例4

元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說法不合理的是 （）A.由水溶液的酸性：HCl>H2S，可推斷出元素的非金屬性：Cl>SB.若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：X>YC.已知第ⅡA族的硫酸鹽溶解性：MgSO4易溶于水，CaSO4微溶于水，可推斷出SrSO4不溶于水，但溶解度比BaSO4大（第ⅡA元素從上到下Be、Mg、Ca、Sr、Ba）D.Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族，堿性：CsOH>Ba(OH)2解析：A錯(cuò)，不能利用無氧酸的酸性比較非金屬性，比較角度不合理，應(yīng)利用元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比較Cl、S的非金屬性。B對(duì)，由X

X+失去1個(gè)電子，Y

Y2-得到2個(gè)電子，設(shè)X+和Y2-的核外電子數(shù)為a，則X、Y的原子序數(shù)分別為a+1、a-2，所以原子序數(shù)X>Y。C對(duì)，由題給信息可知Mg、Ca、Sr、Ba對(duì)應(yīng)的硫酸鹽的溶解度逐漸減小，可推斷出SrSO4不溶于水，但溶解度比BaSO4大。D對(duì)，Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族，Cs的金屬性強(qiáng)，所以Cs的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物CsOH的堿性強(qiáng)。答案：A例5試根據(jù)堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)下列說法，其中不正確的是 （）A.碳酸銫比碳酸氫銫穩(wěn)定 B.氫氧化銫是一種強(qiáng)堿C.可能存在過氧化銫 D.銫在金屬活動(dòng)性順序中排在鉀后面解析：A對(duì)，堿金屬的正鹽比酸式鹽穩(wěn)定，故碳酸銫比碳酸氫銫穩(wěn)定。B對(duì)，銫的金屬性很強(qiáng)，所以氫氧化銫是一種強(qiáng)堿。C對(duì)，因?yàn)榇嬖谶^氧化鈉，故可能存在過氧化銫。D錯(cuò)，銫與鉀同主族且排在鉀下面，銫的金屬性比鉀強(qiáng)，銫在金屬活動(dòng)性順序中排在鉀前面。答案：D解析：a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，c所在周期數(shù)與族數(shù)相同，則c應(yīng)為第三周期ⅢA族的Al；a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同，則a應(yīng)為O，則b可能為Na或Mg；d與a同族，則d為S。四種元素在周期表中的位置如下所示。例6

［2017?全國(guó)Ⅱ卷］a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同；c所在周期數(shù)與族數(shù)相同；d與a同族，下列敘述正確的是 （）A.原子半徑：d>c>b>aB.4種元素中b的金屬性最強(qiáng)C.c的氧化物的水化物是強(qiáng)堿D.d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強(qiáng)

…a（O）b（Na）b（Mg）c（Al）…d（S）A錯(cuò)，同周期主族元素，自左向右原子半徑減??；同主族元素，自上而下原子半徑增大，故原子半徑大小順序?yàn)閎>c>d>a。B對(duì)，同主族元素，自上而下金屬性增強(qiáng)；同周期元素，自右向左金屬性增強(qiáng)，故b的金屬性最強(qiáng)。C錯(cuò)，c的氧化物的水化物為Al(OH)3，為兩性氫氧化物。D錯(cuò)，S的氧化性比O2弱。答案：B例7［2016·上海卷］已知W、X、Y、Z為短周期元素，原子序數(shù)依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X為金屬元素。下列說法一定正確的是 （）A.原子半徑：X>Y>Z>WB.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性強(qiáng)C.W的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于Y的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性D.若W與X原子序數(shù)差為5，則形成化合物的化學(xué)式為X3W2解析：由于原子序數(shù)按W、X、Y、Z依次增大，W與Z是同一主族的元素，而X、Y、Z是同一周期的元素，且只有X是金屬元素，則同主族元素W與Z都是非金屬，可能分別為N、P或O、S或F、Cl，Y可能為Si或S，金屬元素X可能為Na、Mg、Al中的一種。A對(duì)，同一周期的元素原子序數(shù)越大，原子半徑越??；同一主族的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大，所以原子半徑：X>Y>Z>W。B錯(cuò)，W的含氧酸可能是HNO2、HNO3，Z的含氧酸是H3PO4，酸性HNO2<H3PO4。C錯(cuò)，元素的非金屬性W>Y，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性W>Y。D錯(cuò)，若W、X原子序數(shù)相差5，如分別為O、Al，則二者形成的化合物的化學(xué)式為X2W3。

答案：A素養(yǎng)目標(biāo)1.知道元素周期表的簡(jiǎn)單分區(qū),進(jìn)一步認(rèn)識(shí)元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式,增強(qiáng)宏觀辨識(shí)與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等方面的能力。2.學(xué)會(huì)運(yùn)用元素周期表、元素周期律的有關(guān)知識(shí),指導(dǎo)科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),培養(yǎng)科學(xué)探究精神和社會(huì)責(zé)任。課前篇素養(yǎng)初探【知識(shí)鋪墊】1.元素周期表中,同一周期從左到右,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng);同一主族自上而下,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。2.元素周期表中,第三周期中金屬與非金屬分界處的元素是鋁(Al)和硅(Si)。3.常用作半導(dǎo)體材料的硅,在元素周期表中的位置是第三周期第ⅣA族?！颈貍渲R(shí)】一、元素的金屬性和非金屬性二、元素的化合價(jià)與元素在周期表中的位置之間的關(guān)系1.主族元素最高正化合價(jià)=族序數(shù)=原子最外層電子(價(jià)電子)數(shù)。2.非金屬元素的化合價(jià)(1)最高正價(jià)等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)。(2)最低負(fù)價(jià)等于使它達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所需得到的電子數(shù)。(3)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值之和等于8(H除外)。【微思考】(1)某主族元素的原子最外層電子數(shù)為7,則其最高價(jià)是否一定為+7價(jià)?(2)原子變?yōu)殡x子后,最外層電子數(shù)是否一定是8個(gè)(K層為最外層時(shí)有2個(gè)電子)?提示

(1)不是,如氟元素為非金屬性最強(qiáng)的元素,無正價(jià)。(2)不是,如H+的原子核外無電子。三、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.根據(jù)元素在周期表中的位置推測(cè)其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.根據(jù)元素的原子結(jié)構(gòu)推測(cè)它在周期表中的位置。3.指導(dǎo)新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。4.指導(dǎo)其他與化學(xué)相關(guān)的科學(xué)技術(shù)。

【情境鏈接】農(nóng)藥六六六有較高和較寬廣的殺蟲活性,對(duì)人體的急性毒性較低。六六六進(jìn)入機(jī)體后主要蓄積于中樞神經(jīng)和脂肪組織中,刺激大腦及小腦運(yùn)動(dòng)。主要在元素周期表的什么位置尋找制取農(nóng)藥的元素?提示

元素周期表的右上角,氟、氯、硫、磷、砷等的周圍?！咀晕倚y(cè)】1.某主族元素R的最高正價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為4,由此可以判斷(

)A.R一定是第四周期元素 B.R一定是第ⅣA族元素C.R一定是第ⅦA族元素 D.R的氫化物化學(xué)式為H2R答案

D解析

據(jù)題意可知元素R為第ⅥA族元素[+6+(-2)=4],但周期數(shù)不確定,則A、B、C均錯(cuò);元素R為第ⅥA族元素,其最低負(fù)價(jià)為-2價(jià),故其氫化物化學(xué)式為H2R,D正確。2.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)。下列說法不正確的是(

)A.同一元素可能既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性B.第三周期主族元素的最高正化合價(jià)等于它所處的主族序數(shù)C.短周期元素形成離子后,最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.同一主族的元素的原子,最外層電子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)相似答案

C解析

第三周期的Al元素,既有金屬性,又有非金屬性,故A錯(cuò)誤;H+最外層無電子,Li+最外層有2個(gè)電子,因此并非所有的短周期元素原子形成離子后,最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故C錯(cuò)誤;同主族元素的原子,化學(xué)性質(zhì)有相似性,但并不完全相同,故D正確。課堂篇素養(yǎng)提升探究元素“位—構(gòu)—性”的關(guān)系及應(yīng)用【問題探究】1.原子結(jié)構(gòu)示意圖為

的原子,在周期表中的位置是

,根據(jù)其在周期表中的位置推測(cè),該元素的最高正價(jià)是

,其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為

(該元素用X代替),其酸性比硫酸

。

提示

第四周期第ⅥA族

+6價(jià)

H2XO4

弱2.如果已知X、Y為周期表中相鄰的兩元素,且它們的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,能否確定它們的相對(duì)位置?提示

可根據(jù)元素非金屬性的變化規(guī)律確定它們的相對(duì)位置。由已知條件可確定非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)閄>Y,所以,如果它們同周期,則X排在Y的后面;如果它們同主族,則X在Y的上一周期。3.近年來,我國(guó)在超導(dǎo)研究方面居世界領(lǐng)先地位,鉈(Tl)是超導(dǎo)體的組成成分之一,鉈位于第六周期第ⅢA族。Tl3+的氧化能力和Al3+比誰的強(qiáng)?提示

Al3+。Tl的還原性比Al強(qiáng),Tl3+的氧化能力比Al3+弱?！旧罨卣埂客辉氐摹拔?、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下:(1)結(jié)構(gòu)與位置的互推①原子核外電子層數(shù)=周期數(shù)。②原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)。③主族元素原子最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)=族序數(shù)(氧、氟除外),最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-8。(2)性質(zhì)與位置的互推①根據(jù)元素的性質(zhì)可以推知元素在周期表中的位置:若同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強(qiáng),則A、B、C在同周期中按照C、B、A的順序從左到右排列。②根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系可以推斷元素的性質(zhì):若同主族元素A、B、C在同一主族中從上往下排列,則可推知A、B、C的單質(zhì)的氧化性依次減弱或還原性依次增強(qiáng)。(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推①若某元素原子的最外層電子數(shù)小于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易失電子;若某元素原子的最外層電子數(shù)大于4,則該元素原子在反應(yīng)中容易得電子。②若某元素原子在反應(yīng)中容易得電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)大于4;若某元素原子在反應(yīng)中容易失電子,則該元素原子的最外層電子數(shù)小于4?！咀⒁狻课恢?、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:【素能應(yīng)用】典例下表是元素周期表的一部分。回答下列問題:(1)表中列出的元素中,金屬性最強(qiáng)的是

(填元素符號(hào),下同),非金屬性最強(qiáng)的是

,原子半徑最小的是

。

(2)元素d的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

(填“強(qiáng)”或“弱”,下同);元素i的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比元素j的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

。

(3)元素b的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性比元素h的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性

(填“強(qiáng)”或“弱”),寫出能證明上述結(jié)論的化學(xué)方程式:

。

(4)g的最高價(jià)氧化物的水化物呈

,證明該結(jié)論的離子方程式為

、

。

答案

(1)Na

F

H

(2)強(qiáng)弱(3)強(qiáng)CO2+Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3(或2CO2+Na2SiO3+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3)(4)兩性Al(OH)3+3H+===Al3++3H2OAl(OH)3+OH-===

+2H2O解析

根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)易推知,表中字母所代表的元素分別為a—H,b—C,c—N,d—O,e—F,f—Na,g—Al,h—Si,i—S,j—Cl。(1)根據(jù)元素周期律可知,表中所給元素中,金屬性最強(qiáng)的元素為Na,非金屬性最強(qiáng)的元素為F,原子半徑最小的元素為H。(2)O、S為同主族元素,O的非金屬性強(qiáng)于S的,故H2O的穩(wěn)定性比H2S的強(qiáng);同周期元素從左到右,元素的非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),故H2S的穩(wěn)定性比HCl的弱。(3)同主族元素從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱。(4)Al(OH)3與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式分別為Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-

===+2H2O。變式訓(xùn)練如圖是元素周期表的一部分,關(guān)于元素X、Y、Z的敘述正確的是(

)①X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)生成鹽②Y、Z的氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性:Y<Z③Z的單質(zhì)在常溫下是液體,可與鐵粉反應(yīng)④Z的原子序數(shù)比Y的大19⑤Z所在的周期中含有32種元素A.只有①②③④

B.①②③④⑤C.只有③

D.只有①④答案

A解析

根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu),可知R為He,X為N,Y為S,Z為Br;X的氣態(tài)氫化物為NH3,Y的最高價(jià)氧化物的水化物為H2SO4,NH3與H2SO4發(fā)生的反應(yīng)為2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4;氫硫酸的酸性弱于氫溴酸的;Br2在常溫下是液體,能與鐵粉反應(yīng);Br的原子序數(shù)為35,S的原子序數(shù)為16;Br處于第四周期,該周期包括18種元素。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測(cè)1.(2020遼寧撫順六校協(xié)作體高一期末)在元素周期表中位于金屬和非金屬元素交界處最容易找到的材料是(

)A.半導(dǎo)體材料 B.制催化劑的材料C.制農(nóng)藥的材料 D.耐高溫、耐腐蝕的合金材料答案

A解析

在金屬元素和非金屬元素交界區(qū)域的元素通常既具有金屬性又具有非金屬性,其單質(zhì)可以用來做良好的半導(dǎo)體材料,如硅等,故A正確;在過渡元素中尋找制造催化劑的元素,故B錯(cuò)誤;制備農(nóng)藥的元素可以從周期表左上角中的非金屬元素中找到,故C錯(cuò)誤;在過渡元素中可尋找制造新制耐高溫、耐腐蝕材料的元素,故D錯(cuò)誤。2.(2020黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期中)元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說法不合理的是(

)A.若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則原子序數(shù):X>YB.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推斷出元素的非金屬性:Cl>SC.在元素周期表中,硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處,都可以做半導(dǎo)體材料D.Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族,堿性:CsOH>Ba(OH)2答案

B解析

若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則X處于Y的下一周期,原子序數(shù):X>Y,故A正確;不能根據(jù)氫化物水溶液的酸性強(qiáng)弱來比較元素的非金屬性,故B錯(cuò)誤;硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處,具有一定金屬性與非金屬性,都可以做半導(dǎo)體材料,故C正確;同周期元素自左而右,元素金屬性減弱,金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),金屬性:Cs>Ba,故堿性:CsOH>Ba(OH)2,D正確。3.鍺是一種重要的半導(dǎo)體材料,用于制