1.3 元素周期律-2023-2024学年高二化学必备【考点·考法】讲与练（沪科版2020选择性必修第二册）

1.3 元素周期律 学习聚焦 知识精讲 知识点01 核外电子排布与区、周期、族的划分 俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，制成了第一张元素周期表，随着科学的不断发展，周期表也逐渐演变成了如下我们常用的形式。 · 现存周期表的编排 · 编排原则 按照原子序数递增，把电子层数相同的元素，从左至右排成同一横行称为周期，把最外层电子数（价电子）相同的元素，从上至下排成同一纵行（称为族），这样编排得到的一个表，为目前所使用的元素周期表。 · 鲍林近似能级图 基于光谱结果和理论，总结了多电子原子外层原子轨道能级高低顺序的一般规律，画出的原子轨道能级图（构造原理基于此图）。 图中的每个小圆圈代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道并列为一个能级，能量相近的能级都纳入一个方框内，同一方框内的能级称为一个能级组，共划分出 7 个能级组。除第一能级组只有 1 个 1s 能级，其余能级组均由 2 个及以上能级组成， 且以 ns 开始， 以 np 结束。能级组间能量差较大，而能级组内各能级间能量差较小。 按照能量相近分成一组原则，可以得到能级的分组，称为鲍林原子轨道近似能级图， 即：第一能级组、第二能级组、第三能级组…第n能级组，对应不同能层，能层中不同能量的原子轨道称为能级。鲍林近似能级图中的 7 个能级组分别对应了元素周期表中的 7 个周期，每个周期所包含的元素种类数等于所对应的能级组中所有原子轨道最多能容纳的电子数。 （1s）（2s 2p）（3s 3p）（4s 3d 4p）…（ns (n-3)g (n-2)f (n-1)d np）   其中，每个能级组对应元素周期表中的一个周期，因此，能级组的划分是元素周期表划分周期的基础，是核外电子排布的主要依据。以第一到第四能级组为案例： i. 第一能级组（1s），对应第一周期，能级中可能的电子排布有：1s1、 1s2；对应氢、氦共2种元素。 ii. 第二能级组（2s 2p），对应第二周期，能级中可能电子排布有：2s1 、2s2 ；2s2 2p1、2s2 2p2、2s2 2p3、2s2 2p4、2s2 2p5、2s2 2p6；对应锂到氖，共8种元素。 iii. 第三能级组（3s 3p），对应第三周期，能级中可能电子排布有：3s1 3p0、3s2 3p0；3s2 3p1、3s2 3p2、3s2 3p3、3s2 3p4、3s2 3p5、3s2 3p6；对应钠到氩，共8种元素。 iv. 第四能级组（4s 3d 4p），对应第四周期，能级中可能电子排布：4s 电子排布有2种、3d 电子排布有10种、4p电子排布有6种，共有18种，对应钾到氪，共18种元素。 【即学即练1】短周期主族元素W、M、X、Y、Z原子序数依次增大。W的p能级半充满，M原子的s能级电子数和p能级相等，X是同周期电负性最小的元素，Y是同周期离子半径最小的元素，Z只有一个未成对电子。下列说法不正确的是 A．第一电离能： B．M、X组成的常见化合物中阴正离子个数比均为 C．X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物可以相互反应 D．W、M两种元素最低价氢化物的稳定性： 【答案】D 【解析】A．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：，A正确； B．M、X组成的常见化合物为氧化钠、过氧化钠，过氧化钠是由钠离子和过氧根离子构成的，故两者阴正离子个数比均为，B正确； C．X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物分别为氢氧化钠、氢氧化铝、高氯酸，三者可以相互反应，C正确； D．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，W、M两种元素最低价氢化物的稳定性：，D错误。 故选D。 知识点02 元素周期表与族的划分关系 · 族 周期表中，把原子结构相似的元素排成一竖行称为族。电子最后填充在最外层的s和p轨道上的元素称为主族（A族）元素。共有八个主族。通常把惰性气体称为零族元素。主族元素最外电子层上的电子数与所属的族数相同，也与它的最高氧化数相同，所以同主族元素的化学性质非常相似。 族的划分与元素原子价电子排布密切相关。一般来说，同族元素的价电子数相同，对主族元素而言，其价电子数与主族序数相同。 i. 主族元素原子的价电子全部排布在最外层的 ns 或 ns np 轨道上。对于主族元素原子而言，价电子就是最外层电子。例如，碱金属元素原子的价电子排布为ns1，只有 1 个价电子，为ⅠA 族。再如，卤族元素原子的价电子排布为 ns2np5，有 7 个价电子，为Ⅶ A 族。 ii. 稀有气体元素原子的最外层电子排布都是 ns2np6（ He 是 1s2）。对于过渡元素原子，价电子不仅