第14講-元素周期律和元素周期表(講)(原卷版)

第14講元素周期律和元素周期表1.掌握元素周期律的實(shí)質(zhì);了解元素周期表(長(zhǎng)式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用.2.以第三周期為例,掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.3.以ⅠA和ⅦA族為例,掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系.4.了解金屬、非金屬元素在周期表中的位置及其性質(zhì)遞變規(guī)律.【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從不同層次認(rèn)識(shí)物質(zhì)的多樣性；能從元素和原子，分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念；能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析元素周期律的遞變性。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：具有證據(jù)意識(shí)，能基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律；能基于元素周期律理解元素周期表的編排方法，能運(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：在探究同周期、同主族元素性質(zhì)遞變性的實(shí)驗(yàn)中，要明確探究目的，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并在探究中學(xué)會(huì)合作，結(jié)合核外電子排布，元素第一電離能的特殊性等異?，F(xiàn)象提出自己的見(jiàn)解。知識(shí)點(diǎn)一元素周期表及其應(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(1)把電子層數(shù)相同的元素按原子序數(shù)遞增順序從左到右排成一橫行，共有7個(gè)橫行。(2)把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱行，共有18縱行。3．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期(7個(gè)橫行，7個(gè)周期)短周期長(zhǎng)周期序號(hào)一二三四五六七元素種類(lèi)288181832320族元素原子序數(shù)21018365486118(2)族(18個(gè)縱行，16個(gè)族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10，共3個(gè)縱行0族第18縱行【特別提醒】①含元素種類(lèi)最多的族是第ⅢB族，共有32種元素。②過(guò)渡元素包括7個(gè)副族和第Ⅷ族，全部是金屬元素，原子最外層電子數(shù)不超過(guò)2個(gè)(1～2個(gè))。③最外層電子數(shù)為3～7個(gè)的原子一定屬于主族元素，且最外層電子數(shù)即為主族的族序數(shù)。(3)元素周期表中元素的分區(qū)①分界線：如圖所示，沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫(huà)一條斜線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)分界線(氫元素除外)。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)。(4)元素周期表中的特殊位置過(guò)渡元素元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列共60多種元素，這些元素都是金屬元素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種元素超鈾元素在錒系元素中，92號(hào)元素鈾(U)以后的各種元素4．元素周期表的三大應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測(cè)為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)他們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新材料(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。知識(shí)點(diǎn)二元素周期律及其應(yīng)用1．元素周期律（1）元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。（2）元素周期律的實(shí)質(zhì)是元素原子核外電子排布的周期性變化的結(jié)果。2．主族元素的周期性變化規(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r(陰離子)＞r(陽(yáng)離子)逐漸增大性質(zhì)化合價(jià)最高正化合價(jià)由＋1→＋7(O、F除外)最低負(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)氣態(tài)氫化物穩(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3．元素周期律的兩大應(yīng)用(1)比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)①比較Ca(OH)2和Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱方法：金屬性：Mg>Al，Ca>Mg，則堿性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。②比較H2O和SiH4的穩(wěn)定性強(qiáng)弱的方法：非金屬性：C>Si，O>C，則氫化物穩(wěn)定性：H2O>CH4>SiH4。(2)預(yù)測(cè)未知元素的某些性質(zhì)①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶。②已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知未學(xué)元素砹(At)的化合物的性質(zhì)為HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt難溶于水。高頻考點(diǎn)一元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用例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：?。疚欤疽褺.非金屬性：戊＞?。颈鸆.甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D.丙最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)【方法技巧】同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差的關(guān)系①第ⅠA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。②第ⅡA族和0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。③第ⅢA～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?！咀兪教骄俊浚?020·浙江卷）X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。Y元素的最高正價(jià)為+4價(jià)，Y元素與Z、M元素相鄰，且與M元素同主族；化合物的電子總數(shù)為18個(gè)；Q元素的原子最外層電子數(shù)比次外層少一個(gè)電子。下列說(shuō)法不正確的是()A.原子半徑：B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：C.易溶于水，其水溶液呈堿性D.X、Z和Q三種元素形成的化合物一定是共價(jià)化合物高頻考點(diǎn)二元素在周期表中的位置推測(cè)例2.（2021·浙江卷）已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對(duì)位置如下所示，其中Y的最高化合價(jià)為+3。下列說(shuō)法不正確的是A．還原性：B．X能從中置換出ZC．Y能與反應(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)【方法技巧】由稀有氣體元素的原子序數(shù)確定元素在周期表中位置原子序數(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，族序數(shù)為8－|ΔZ|；若ΔZ＞0，則在稀有氣體元素下一周期，族序數(shù)為ΔZ。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?！咀兪教骄俊肯聢D是周期表中短周期的一部分，已知Y原子與Z原子核外電子總數(shù)為X原子核外電子數(shù)的4倍，以下推斷正確的是()A．X、Y、Z三者均為金屬元素B．X、Y、Z三者核外電子數(shù)之和為40C．X與Y、Y與Z均可形成離子化合物D．Y與Z只能形成一種共價(jià)化合物高頻考點(diǎn)三金屬性、非金屬性的強(qiáng)弱比較例3.（2022·浙江卷）W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。W和Y同族，Y的原子序數(shù)是W的2倍，X是地殼中含量最多的金屬元素。下列說(shuō)法正確的是A.非金屬性：Y＞W(wǎng) B.XZ3是離子化合物C.Y、Z的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均為強(qiáng)酸 D.X與Y可形成化合物X2Y3【方法技巧】金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法金屬性比較本質(zhì)原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷方法①在金屬活動(dòng)性順序表中越靠前，金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈，金屬性越強(qiáng)③單質(zhì)還原性越強(qiáng)或陽(yáng)離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強(qiáng)⑥元素在周期表中的位置：左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)非金屬性比較本質(zhì)原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與原子得電子數(shù)目無(wú)關(guān))判斷方法①與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)②單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)④元素在周期表中的位置：右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)【特別提醒】①通常根據(jù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性的強(qiáng)弱判斷元素金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱，而不是根據(jù)其他化合物酸堿性的強(qiáng)弱來(lái)判斷。②非金屬性強(qiáng)弱與單質(zhì)的活潑性不完全一致；通常非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)越活潑，但也有例外。如非金屬性：O>Cl，但Cl2比O2活潑，原因是O2中存在eq\a\vs4\al(O)O雙鍵，比Cl—Cl單鍵難斷裂。【舉一反三】（2020·新課標(biāo)Ⅲ）W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，四種元素的核外電子總數(shù)滿足X+Y=W+Z；化合物XW3與WZ相遇會(huì)產(chǎn)生白煙。下列敘述正確的是A.非金屬性：W>X>Y>Z B.原子半徑：Z>Y>X>WC.元素X的含氧酸均為強(qiáng)酸 D.Y的氧化物水化物為強(qiáng)堿【變式探究】[2019新課標(biāo)Ⅰ]科學(xué)家合成出了一種新化合物（如圖所示），其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是A．WZ的水溶液呈堿性B．元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>ZC．Y的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸D．該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)高頻考點(diǎn)四粒子半徑的大小比較例4.(2020·江蘇，9)海水曬鹽后精制得到NaCl，氯堿工業(yè)電解飽和NaCl溶液得到Cl2和NaOH，以NaCl、NH3、CO2等為原料可得到NaHCO3；向海水曬鹽得到的鹵水中通Cl2可制溴；從海水中還能提取鎂。下列關(guān)于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的說(shuō)法正確的是()A．NaOH的堿性比Mg(OH)2的強(qiáng)B．Cl2得到電子的能力比Br2的弱C．原子半徑r：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)D．原子的最外層電子數(shù)n：n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)【方法技巧】粒子半徑大小的比較方法【變式探究】已知短周期元素的四種離子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述中正確的是()A．原子序數(shù)：D>C>B>AB．原子半徑：B>A>C>DC．離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋D．氧化性：A2＋>B＋，還原性：C3－<D－高頻考點(diǎn)五根據(jù)元素周期律預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)例5.（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： B．單質(zhì)的熔點(diǎn)：C．簡(jiǎn)單氫化物的佛點(diǎn)： D．最高價(jià)含氧酸的酸性：【方法技巧】依據(jù)周期律預(yù)測(cè)元素性質(zhì)的流程對(duì)于同一主族的陌生元素，首先確定它在元素周期表中的位置，然后確定它是金屬元素還是非金屬元素，再根據(jù)同族元素性質(zhì)的相似性、遞變性及同周期元素的性質(zhì)變化規(guī)律(元素周期律)，來(lái)推測(cè)該元素及其化合物的性質(zhì)。如已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)的單質(zhì)應(yīng)為有色固體，與H2難化合，HAt不穩(wěn)定，HAt水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等?！咀兪教骄俊縖2019浙江4月選考]2019年是門(mén)捷列夫提出元素周期表150周年。根據(jù)元素周期律和元素周期表，下列推斷不合理的是A．第35號(hào)元素的單質(zhì)在常溫常壓下是液體B．位于第四周期第ⅤA族的元素為非金屬元素C．第84號(hào)元素的最高化合價(jià)是＋7D．第七周期0族元素的原子序數(shù)為118高頻考點(diǎn)六位、構(gòu)、性關(guān)系的綜合推斷例6.（2022·海南卷）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X、Y同周期并相鄰，Y是組成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金屬性最強(qiáng)，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，下列判斷正確的是A.是非極性分子B.簡(jiǎn)單氫化物沸點(diǎn)：C.Y與Z形成的化合物是離子化合物D.X、Y、Z三種元素組成的化合物水溶液呈酸性【變式探究】[2019新課標(biāo)Ⅱ]今年是門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，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。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．原子半徑：W<XB．常溫常壓下，Y單質(zhì)為固態(tài)C．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Z<WD．X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿【歸納總結(jié)】1．元素周期表中短周期的特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)用(1)元素周期表中第一周期只有兩種元素H和He，H元素所在的第ⅠA族為元素周期表的左側(cè)邊界，第ⅠA族左側(cè)無(wú)元素分布。(2)He為0族元素，0族元素為元素周期表的右側(cè)邊界，0族元素右側(cè)沒(méi)有元素分布。利用這個(gè)關(guān)系可以確定元素所在的周期和族。2．熟悉主族元素在周期表中的特殊位置族序數(shù)等于周期數(shù)的元素H、Be、Al族序數(shù)