内容正文:
专题拓展突破6 元素周期表与元素周期律
元素周期表与元素周期律是高考的必考内容之一,题型为选择题,相对单一,试题命制时主要是以原子(或离子)结构、核外电子排布、元素化合物的性质为突破口,进行元素的推断,然后分项考查粒子半径大小的比较,金属性、非金属性强弱的比较,气态氢化物的稳定性强弱,最高价氧化物对应水化物的酸性强弱等元素周期律知识,有时还涉及化学键与物质类别关系的判断。
【考向阐释】
【解题技法】
运用“两步骤”准解元素周期表、周期律的题目
第一步:由题给特征信息推断元素
基本思路如下:
第二步:逐项分析定答案
根据命制选项常考查的角度进行综合分析:
角度
判断分析依据
原子半径
①同周期元素的原子半径随原子序数的增大而减小;
②同主族元素从上到下,原子半径随电子层数的增多而增大(不考虑稀有气体元素)
元素化合价
①同周期元素从左到右,元素的最高正化合价由+1→+7,非金属元素的最低负化合价由-4→-1;
②同主族元素的最高正化合价、最低负化合价均相同(适用于短周期主族元素,氧无最高正价,氟无正价)
得失电
子能力
①同周期元素从左到右,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强;
②同主族元素从上到下,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱(不考虑稀有气体元素)
金属性与非金属性
①同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;
②同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱(不考虑稀有气体元素)
氧化物对应水化物
①元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强;
②元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强(F无正价,O无最高正价,不考虑)
单质的氧化性、还原性
一般情况下,元素的金属性越强,单质的还原性越强,简单阳离子的氧化性越弱;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,简单阴离子的还原性越弱
物质的熔点、沸点
①一般情况下,对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔点、沸点也越高,如I2>Br2>F2;
②NH3、H2O、HF的沸点反常高,是因为分子间形成氢键,使物质的沸点升高
【典例】 (2023·九江一模)X、Y、Z、M、Q为五种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z、M同主族,M与Z组成的化合物的排放是形成酸雨的主要原因之一,X是元素周期表中原子半径最小的元素,Y与Z相邻,下列说法正确的是( )
A.原子半径:M>Q>Z>Y
B.气态氢化物稳定性:Y>Z>Q>M
C.X、Y、Z、M四种元素至少能形成三种离子化合物
D.Q的氧化物对应水化物的酸性强于M的氧化物对应水化物
解析:选C。X、Y、Z、M、Q是五种原子序数依次增大的短周期主族元素,X是元素周期表中原子半径最小的元素,则X为H元素;Z、M同主族,M与Z组成的化合物的排放是形成酸雨的主要原因之一,则Z为O元素、M为S元素;Y与Z相邻,则Y为N元素;Q的原子序数大于M,则Q为Cl元素。同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氧原子的原子半径小于氮原子,A错误;元素的非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,氧元素的非金属性强于氮元素,则水的稳定性强于氨气,B错误;氢、氮、氧、硫四种元素形成的硫酸铵、硫酸氢铵、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵都是离子化合物,C正确;次氯酸是弱酸,酸性弱于硫酸,D错误。
【专题对点练】
1.X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W为同族元素,R的原子半径是同周期主族元素中最大的。X、Y、Z、W形成的化合物可表示为[YX4]+[XWZ4]-。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W>Z>Y
B.简单氢化物的沸点:W>Z
C.Z与X、Y、R、W均可形成多种化合物
D.Z、R、W三种元素形成的化合物的水溶液呈中性
解析:选C。R的原子半径是同周期主族元素中最大的,则R为第ⅠA族元素,根据题意可知R元素之前至少还有3种短周期元素,所以R为Na元素;Y和X可以形成阳离子[YX4]+,可推测X为H元素,Y为N元素,[XWZ4]-为酸式盐的阴离子,Z、W为同族元素,不难推出Z为O元素,W为S元素。电子层数越多原子半径越大,电子层数相同核电荷数越小原子半径越大,所以原子半径:S>N>O,即W>Y>Z,故A错误;W和Z的简单氢化物分别为H2S、H2O,水分子间存在氢键,所以沸点:H2S<H2O,故B错误;O与H可以形成H2O和H2O2,与N可以形成NO、NO2等,与Na可以形成Na2O和Na2O2,与S可以形成SO2和SO3,故C正确;O、Na、S可以形成化合物Na2SO3,其水溶液显碱性,故D错误。
2.甲~庚等元素在周期表中的相对位置如下表,己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断