第14讲 元素周期律和元素周期表- 2024年高考化学大一轮复习【精讲精练+专题讲座】

第14讲 元素周期律和元素周期表 【化学学科素养】 1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识物质的多样性；能从元素和原子，分子水平认识物质的组成、结构和性质，形成“结构决定性质”的观念；能从宏观和微观相结合的视角分析元素周期律的递变性。 2.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于实验现象和事实对物质的组成、结构及其变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编排方法，能运用元素周期表揭示元素周期律。 3.科学探究与创新意识：在探究同周期、同主族元素性质递变性的实验中，要明确探究目的，设计实验方案，并在探究中学会合作，结合核外电子排布，元素第一电离能的特殊性等异常现象提出自己的见解。 【必备知识解读】 一、元素周期表及其应用 1．原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。 原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。 2．元素周期表的编排原则 (1)把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行，共有7个横行。 (2)把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行，共有18纵行。 3．元素周期表的结构 (1)周期(7个横行，7个周期) 短周期 长周期 序号 一 二 三 四 五 六 七 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 0族元素 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)族(18个纵行，16个族) 主族 列 1 2 13 14 15 16 17 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族 列 3 4 5 6 7 11 12 族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ族 第8、9、10，共3个纵行 0族 第18纵行 【特别提醒】 ①含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素。 ②过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。 ③最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。 (3)元素周期表中元素的分区 ①分界线：如图所示，沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。 ②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。 ③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。 (4)元素周期表中的特殊位置 过渡元素 元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列共60多种元素，这些元素都是金属元素 镧系 元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素 锕系 元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素 超铀元素 在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素 4．元素周期表的三大应用 (1)科学预测 为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。 (2)寻找新材料 (3)用于工农业生产 对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。 二、 碱金属元素 1．碱金属元素 （1）碱金属元素原子结构的特点： ①相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子， ②不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。 （2）碱金属元素性质的相似性和递变性 ①相似性：由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子，所以都容易失去最外层电子，都表现出很强的金属性，化合价都是+1价。 ②递变性：随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。 元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来比较。 （3）碱金属单质的性质 ①化学性质： 碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应，生成对应的金属氧化物等化合物；都能与水反应，生成对应的金属氢氧化物和氢气；并且随着核电荷数的递增，碱金属单质与氧气、水等物质的反应越来越剧烈。 4Li+O22Li2O/2Na+O2Na2O2/2Na+2H2O==2NaOH+H2↑/2K+2H2O==2KOH+H2↑ 2.碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性 (1)相似性(用R表示碱金属元素) (2)递变性 具体表现如下(按从Li→Cs的顺序) ①与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。 ②与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs