物質結構與性質元素周期律第五章第二節元素周期表元素周期律2017版課程標準素養目標1.認識元素性質與元素在周期表中位置的關系2.結合有關數據和實驗事實認識元素性質呈周期性變化的規律，建構元素周期律3.知道元素周期表的結構，以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、硫、氯以及堿金屬和鹵族元素為例，了解同周期和主族元素性質的遞變規律。體會元素周期律(表)在學習元素化合物知識與科學研究中的重要作用1.宏觀辨識與微觀探析：能從不同層次認識物質的多樣性；能從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化，形成“結構決定性質”的觀念。能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題2.證據推理與模型認知：具有證據意識，能基于實驗現象和事實對物質的組成、結構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，能運用元素周期表揭示元素周期律3.科學探究與創新意識：在探究同周期、同主族元素性質遞變性的實驗中，要明確探究目的，設計探究方案，并在探究中學會合作，面對“異常”現象敢于提出自己的見解欄目導航01必備知識關鍵能力02真題體驗領悟高考03配套訓練必備知識關鍵能力1元素周期表【基礎整合】1．元素周期表的結構(1)世界上第一張元素周期表。1869年，第一張元素周期表由俄國化學家__________繪制完成。隨著科學的不斷發展，已逐漸演變為現在的常用形式。(2)原子序數。按照元素在周期表中的順序給元素編號，稱之為____________，____________＝核電荷數＝質子數＝核外電子數。門捷列夫原子序數原子序數(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，從上至下排成的縱行。電子層數原子序數遞增最外層電子數電子層數遞增(4)元素周期表的結構。元素周期表短2

8

8

長18

18

32

短周期和長周期7

7

8、9、10

18

(5)元素周期表結構歸納、巧記。①過渡元素：元素周期表中從第______族到第______族10個縱行共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。②鑭系：元素周期表第______周期中，57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。③錒系：元素周期表第______周期中，89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。④超鈾元素：在92號元素鈾(U)以后的各種元素。⑤稀有氣體元素不屬于非金屬元素。ⅢB

ⅡB

六七2．原子結構與元素周期表的關系周期能層數每周期第一個元素每周期最后一個元素原子序數基態原子簡化電子排布式原子序數基態原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311________________________________四419________________________________五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6[Ne]3s1

18

1s22s22p63s23p6

[Ar]4s1

36

1s22s22p63s23p63d104s24p6

3．元素周期表的分區(1)根據核外電子排布。分區(如圖所示)。(2)各區元素化學性質及原子最外層電子排布特點(如下表)。分區元素分布外圍電子排布元素性質特點s區第ⅠA、第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p區第ⅢA族～第ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外層電子參與反應d區第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n－1)d1～10ns1～2d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成ds區第ⅠB族、第ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系、錒系元素化學性質相近“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。判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)短周期元素中，最外層電子數是2的元素一定是第ⅡA族元素(

)(2)同主族元素的最外層電子數一定相同(

)(3)兩短周期元素原子序數相差8，則周期數一定相差1(

)(4)元素所在的主族序數與最外層電子數之比為1的全部是金屬元素(

)(5)某元素原子的核電荷數為53，則該元素位于第五周期第ⅦA族(

)(6)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據同一格，它們是同位素(

)(7)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(

)(8)鐵位于元素周期表的第四周期ⅧB族(

)【答案】(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×

(7)×

(8)×【重難突破】【答案】C

【解析】最外層電子數為2的元素不一定處于周期表第ⅡA族，如He，A錯誤；在元素周期表中金屬與非金屬分界線附近可尋找半導體材料，B錯誤；第六、七周期均有32種元素，D錯誤。3．下列有關第114號和第116號元素的說法錯誤的是(

)A．兩種元素位于同一周期B．116號元素位于第ⅥA族C．兩種元素都是活潑的非金屬元素D．114號元素的原子半徑比116號元素的大【答案】C

【解析】第114號元素和第116號元素分別處于第七周期第ⅣA族和第ⅥA族，均為金屬元素，A，B均正確，C錯誤；依據同周期原子半徑的遞變規律判斷，114號元素的原子半徑比116號元素的大，D正確。1．同周期主族元素原子序數差的關系(1)短周期元素原子序數差＝族序數差。(2)若兩元素分布在過渡元素同側時，原子序數差＝族序數差。若兩元素分布在過渡元素兩側時，四、五周期元素原子序數差＝族序數差＋11，六、七周期元素原子序數差＝族序數差＋25。2．同主族相鄰周期元素的原子序數差的關系(1)第ⅠA、ⅡA族元素，隨電子層數的增加，原子序數依次相差2、8、8、18、18、32。(2)第ⅢA～ⅦA族元素，隨電子層數的增加，原子序數依次相差8、18、18、32、32。(3)第0族元素，隨電子層數的增加，原子序數依次相差8、8、18、18、32、32。【答案】A

【解析】由于這五種元素為前四周期，根據元素周期表的構成特點，則它們只能為二、三、四周期的右邊第ⅢA～ⅦA族，所以A的原子序數為x－1，C為x＋1，D為x－8，E為x＋18，這五種元素的核電荷數之和為5x＋10。5．X、Y、Z、W均為短周期元素，它們在元素周期表中位置如圖所示，已知W原子的最外層電子數比內層電子數少3個，下列說法正確的是(

)A．氧化物對應水化物酸性W比Z強B．Y單質與Z的氫化物水溶液反應，有沉淀生成C．X單質氧化性強于Y單質D．簡單離子的半徑：Z＜W【答案】B

【解析】X、Y、Z、W均為短周期元素，W原子的最外層電子數比內層電子數少3個，則W為Cl元素，結合元素在周期表中相對位置可知，Z為S，Y為O，X為N。HClO為Cl的一種氧化物對應的水化物，其為弱酸，酸性比H2SO3、H2SO4都弱，A錯誤；氧氣和硫化氫溶液反應生成硫單質，溶液變渾濁，B正確；非金屬性：N＜O，元素的非金屬性越強，對應單質的氧化性越強，C錯誤；S2－、Cl－具有相同的核外電子排布，則核電荷數越大，離子半徑越小，D錯誤。(2)用元素符號表示B、C、D三種元素的第一電離能由低到高的排序________，電負性由小到大的順序__________________________________________________。(3)A元素與B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，其結構式分別為______________、______________。(4)E3＋比E2＋穩定的原因是_________________________________________。(5)B、D核外未成對電子數分別為________、________。7．已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層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元素原子基態時的電子排布式為____________________，該元素的符號為________。(2)Y元素原子的價層電子的電子軌道表示式為____________________，該元素的名稱是__________________________________________________。(3)比較X的氫化物與同族第2、3周期元素所形成的氫化物穩定性：____________________。【解析】由X原子的4p軌道上有3個未成對電子，可知X為As，原子序數為33；Y原子的2p軌道上有2個未成對電子，則Y為1s22s22p2(碳元素)或1s22s22p4(氧元素)，若Y為碳元素，碳元素原子序數為6，則Z元素原子序數為3，是鋰元素，鋰元素不能形成負一價離子，所以Y為氧元素，原子序數為8；Z為氫元素，氫元素可形成負一價離子。元素周期律及應用【基礎整合】1．元素周期律【答案】原子序數原子核外電子排布2．電離能(1)第一電離能：氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的______________，符號：______，單位：kJ·mol－1。(2)規律：①同周期：第一種元素的第一電離能______，最后一種元素的第一電離能______，總體呈現__________________的變化趨勢。②同族元素：從上至下第一電離能__________。③同種原子：逐級電離能越來越______(即I1____I2____I3…)。最低能量I1

最小最大從左至右逐漸增大逐漸減小大<

<

3．電負性(1)含義：元素的原子在化合物中________________能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中________________的能力越____。(2)標準：以最活潑的非金屬氟的電負性____作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體未計)。(3)變化規律：金屬元素的電負性一般__________，非金屬元素的電負性一般__________，而位于非金屬三角區邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右。在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸______；同主族從上至下，元素的電負性逐漸______。吸引鍵合電子吸引鍵合電子強4.0

小于1.8

大于1.8

增大減小4．主族元素的周期性變化規律項目同周期(左→右)同主族(上→下)原子結構核電荷數逐漸________逐漸________電子層數________逐漸________原子半徑逐漸________逐漸________離子半徑陽離子逐漸____，陰離子逐漸_____，r(陰離子)____r(陽離子)逐漸________增大增大相同增多減小增大減小減小＞

增大項目同周期(左→右)同主族(上→下)性質化合價最高正化合價由____→____(O、F除外)，負化合價＝_____________________相同，最高正化合價＝主族序數(O、F除外)元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸________非金屬性逐漸______金屬性逐漸________非金屬性逐漸______離子的氧化性、還原性陽離子氧化性逐漸____陰離子還原性逐漸____陽離子氧化性逐漸____陰離子還原性逐漸____氣態氫化物穩定性逐漸________逐漸________最高價氧化物對應的水化物的酸堿性堿性逐漸________酸性逐漸________堿性逐漸________酸性逐漸________＋1

＋7

－(8－主族序數)

減弱增強增強減弱增強減弱減弱增強增強減弱減弱增強增強減弱右下方

6．元素周期表的應用7．元素“位—構—性”之間的關系及應用

(1)結構與位置互推。①電子層數＝__________；質子數＝__________；最外層電子數＝__________。②熟練掌握周期表中的一些特殊規律：各周期所能容納元素種數；稀有氣體的原子序數及其在周期表中的位置；同族上下相鄰元素原子序數的關系。周期序數原子序數主族序數(2)性質與位置的互推。①根據元素的性質可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金屬性逐漸增強，則可知A、B、C在同周期中按__________的順序從左向右排列。②根據元素在周期表中的位置關系可以推斷元素的性質。如A、B、C三種元素在同一主族中由上而下排列，則A、B、C的單質氧化性依次______或還原性依次______。C、B、A

減弱增強(3)結構與性質的互推。①若元素的最外層電子數小于4，則該元素容易________；若該元素的最外層電子數大于4，則該元素容易________。②若某元素容易得電子，則可推知該元素的最外層電子數________；若某元素容易失電子，則可推知該元素的最外層電子數________。失電子得電子大于4

小于4

判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)第ⅠA族與第ⅥA族元素形成的化合物均為離子化合物(

)(2)最高正價與最低負價絕對值相等元素一定是第ⅥA族元素(

)(3)第二周期元素從左到右，最高正價從＋1遞增到＋7(

)(4)元素的非金屬性越強，其氧化物對應水化物的酸性越強(

)(5)元素的氣態氫化物越穩定，非金屬性越強，其水溶液的酸性越強(

)(6)兩種活潑性不同的金屬電極組成的原電池中，活潑金屬一定做負極(

)(7)碳酸的酸性強于次氯酸，說明C的非金屬性強于Cl(

)(8)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(

)(9)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(

)(10)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(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×

(8)×

(9)×

(10)×【重難突破】2．(2019·湖南衡陽質檢)應用元素周期律分析下列推斷，其中正確的是(

)A．鉈(Tl)與鋁同主族，其單質既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應B．氣態氫化物的穩定性HF低于HClC．硒(Se)位于元素周期表第ⅥA族，其最高價氧化物對應水化物的酸性比硫酸弱D．第二周期非金屬元素的氣態氫化物溶于水后，水溶液均為酸性【答案】C

【解析】在元素周期表中，鉈位于鋁的下面，其金屬性比鋁的金屬性強，不與堿反應，A錯誤；氟的非金屬性比氯強，氣態氫化物穩定性HF較強，B錯誤；NH3的水溶液呈堿性，D錯誤。3．下列由實驗得出的結論正確的是(

)【解析】Mg、Al與同濃度的鹽酸反應，Mg更劇烈，可知鎂的金屬性強于鋁，同周期金屬性越強，原子半徑越大，A錯誤；測定等濃度的Na2CO3溶液和Na2SO4溶液的pH，Na2CO3的水解使溶液顯堿性，Na2SO4不水解，溶液顯中性，說明酸性：硫酸＞碳酸，而硫酸、碳酸分別是S元素、C元素的最高價含氧酸，因此非金屬性S＞C，B正確；只能得出Cl2的氧化性大于Br2和I2，無法證明Br2和I2的氧化性強弱，C錯誤；生成的二氧化碳中含有揮發的HCl，HCl與硅酸鈉溶液反應而干擾二氧化碳的反應，所以該實驗不能比較三者酸性的強弱，D錯誤。比較金屬性和非金屬性強弱的三種方法(1)結構比較法。最外層電子數越少，電子層數越多，元素金屬性越強；最外層電子數越多，電子層數越少，元素非金屬性越強。(2)位置比較法。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”金屬活動性順序按KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu的順序，金屬性減弱非金屬活動性順序按FOClBrIS的順序，非金屬性減弱(3)實驗比較法。【答案】B

5．下列各組粒子中粒子半徑由大到小順序正確的是(

)A．O、Cl、S、P

B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋

D．Li、Na、K、Cs【答案】C微粒半徑大小的判斷方法【答案】B

【解析】X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的，為鈉元素，Z與X形成的化合物水溶液呈中性，說明XZ為氯化鈉，Z為氯元素，則Y為硫元素或磷元素，W為氧元素或氮元素。簡單離子半徑：Z＞W＞X，A錯誤；W和鈉形成的化合物為氮化鈉、氧化鈉或過氧化鈉，其水溶液溶質都有氫氧化鈉，顯堿性，B正確；氣態氫化物穩定性：W＞Y，C錯誤；最高價氧化物對應的水化物中高氯酸酸性最強，D錯誤。7．(2018·云南昆明模擬)隨原子序數遞增，八種短周期元素(用字母x，y，z…表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如圖所示。下列說法正確的是(

)A．x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族B．離子半徑：g2－>h－>d2－>e＋>f3＋C．最高價氧化物對應水化物的酸性：y>zD．氣態氫化物的熱穩定性：g>h【答案】B

【解析】根據題中的化合價可知，d為O，g為S，則x為H，f為Al，e為Na，h為Cl，y為C，z為N。x元素在周期表中位置是第一周期第ⅠA，A錯誤；離子半徑大小：S2－>Cl－>O2－>Na＋>Al3＋，B正確；非金屬性：N>C，最高價氧化物對應水化物酸性HNO3>H2CO3，C錯誤；非金屬性：Cl>S，氣態氫化物的熱穩定性HCl>H2S，D錯誤。(3)D的氫化物比C的氫化物的沸點________(填“高”或“低”)，原因_________________________________________________________________。(4)E元素在周期表的第________周期________族，已知元素周期表可按電子排布分為s區、p區、d區、ds區、f區等，則E元素在________區。(5)用電子式表示B的硫化物的形成過程：_______________________________。(6)寫出A的最高價氧化物與B的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式_______________________________________________________________。(5)元素周期表中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示，則該元素是________(填元素符號)。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)電子從能量較高的能級躍遷到能量較低的能級時，以光(子)的形式釋放能量(3)Mn2＋的3d軌道電子處于半滿狀態，比較穩定(4)2

(5)Al【解析】(4)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，其單質中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點依次升高；硅形成原子晶體；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫為固體，氯氣、氬為氣體，故8種元素按單質熔點由高到低的順序為硅、鋁、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬，其中電負性最大的為氯。(5)由圖可知，該元素的電離能I4

遠大于I3，故為第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i屬于第三周期，應為Al。10．(1)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數依次增大。a的核外電子總數與其周期數相同，b的價電子層中的未成對