第4章 第11讲 元素周期表元素周期律 -【名师大课堂】2025年新高考化学艺术生总复习必备

O的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为其他原子,O 􀪅O的 键 能 与 形 成 该 键 的 核 素 无 关,D 错 误;故 答 案 为:B。 例2 A Sr位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族,故 A 错误;质谱法可以测定原子的相对原子质量,87Sr和86Sr 的相对原子质量不同,可以用质谱法区分,故B正确;87Sr 的中子数为87-38=49,86Sr的中子数为86-38=48,故 C正确;由题意可知,38Sr(锶)的87Sr、86Sr稳定同位素在 同一地域土壤中 87Sr 86Sr 值不变,故D正确;故选A。 考点二 经典例题剖析 例1 C 元素辨析:WX2是形成酸雨的物质之一,WX2 为 NO2或SO2,W的原子序数比X的小,故 W 是 N、X是 O;Y的最外层电子数与其K层电子数相等,Y的原子序 数比O的大,则Y的原子结构示意图为 ,Y 是 Mg;又四种元素的最外层电子数之和为19,则Z的最 外层电子数是6,结合原子序数关系知Y为S。 同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,即r(O)<r (N),A错误;H2O分子间形成了氢键,故 H2O的沸点比 H2S的 沸 点 高,B错 误;MgO 为 离 子 化 合 物,C 正 确; H2SO4是强酸,D错误。 例2 D 电负性:H<S,A错误;H2SO3 为弱酸,故酸性: H2SO3<H2SO4,B错误;基态 H原子中未成对电子数为 1,基态O原子中未成对电子数为2,故C错误;K的氧化 物溶于水可产生 KOH,溶液pH>7,S的氧化物溶于水 生成 H2SO3或 H2SO4,溶液pH<7,故D正确。 第11讲 元素周期表 元素周期律 考点一 经典例题剖析 例1 C 甲~戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应 水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则 戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S,若是硫酸,则戊 为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。 根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则原子半 径:丁>戊>乙,故A正确;根据同周期从左到右非金属 性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,故B正确;甲的氢 化物可能为氨气,可能为甲烷、乙烷等,若是氨气,则遇氯 化氢一定有白烟产生;若是甲烷、乙烷等,则遇氯化氢不 反应,没有白烟生成,故C错误;丙的最高价氧化物对应 的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸,都一定能与强碱反 应,故D正确。综上所述,答案为C。 例2 A ZQ2为:CS2,ZR4 为:CCl4,CS2 中硫的还原性强 于CCl4中的氯元素,A错误;Mg和CO2 发生下述反应: 2Mg+CO2 点燃 􀪅􀪅2MgO+C,B正确;Al和Fe2O3 发生铝 热反应如下:2Al+Fe2O3 高温 􀪅􀪅Al2O3+2Fe,C正 确;M 为:N,N的最高价氧化物的水化物为:HNO3,最低价氢 化物为:NH3,二 者 发 生 如 下 反 应:HNO3+NH3 􀪅􀪅 NH4NO3,D正确;答案为A。 考点二 经典例题剖析 例1 C 元素辨析:根据基态X原子s轨道上的电子数与 p轨 道 上 的 电 子 数 相 等,可 知 X 的 电 子 排 布 式 为 1s22s22p4,为O元素,基态O原子的未成对电子数为2, 则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子 序数关系可确定Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则 该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WF2,结合化合物 中各元素化合价代数和为0可确定 W 为+2价,又其原 子序数最大,故 W为Ca元素,Y为F元素。 元素电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O <P<Ca,B项错误;F2、Ca与水反应生成的气体分别为 O2和 H2,C项正确;P元素的最高价氧化物对应的水化 物 H3PO4不具有强氧化性,D项错误。 例2 A 根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但 第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,则第一 电离能:Z>Y>X,故A错误;根据同周期从左到右电负 性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负 性:Z>Y>X>W,故B正确;根据同电子层结构核多径 小,则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半 径:W<Z,故C正确;W2X2 与水反应生成产物之一为乙 炔,乙炔是非极性分子,故D正确。综上所述,答案为A。 微专题4 “位—构—性”综合推断 题的解题方法 专题精练 1.A Y元素原子的价层电子排布为ns(n-1)np(n+1),s能 级最多容纳2个电子,故n-1=2,解得n=3,故Y元素 原子的价层电子排布为3s23p4,Y为S元素,由 X、Y、Z 在周期表中的位置可知,X为F元素,Z为As元素。 2.AB W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素, W形成1条单键且核电荷数最小,W 为 H,X形成4条 键,核电荷数大于 H,且小于其他三种元素,X为C,Y形 成2条单键,核电荷数大于C,Y为O,W、Y原子序数之 和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q原子价电子数的2 倍,Q为 Al。W 与 X的化 合 物 不 一 定 为 极 性 分 子,如 CH4就是非极性分子,A错误;同周期元素从左到右第一 电离能呈增大趋势,则第一电离能F>O>C,B错误;Q 为Al,Al2O3 为两性氧化物,C正确;该阴离子中L与 Q 之间形成配位键,D正确;故答案选AB。 3.C W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大, WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序数的规律,则 W为N,X为O,Y的最外层电子数与其 K层电子数相 等,又因为Y的原子序数大于氧的,则Y电子层为3层, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —803— 第11讲 元素周期表 元素周期律 考点一 元素周期表及应用 1.第一张元素周期表 元 素 周 期 表 诞生 →1869年,俄国化学家门捷列夫首制 编制 → 将元素按照相对原子质量由小到大的顺序 排列,将化学性质相似的元素放在一个纵行 意义 →揭示了化学元素间的内在联系 演变 →为未知元素留下的空位先后被填满 现行 → 元素的排序依据由相对原子质量改为原 子的核电荷数 2.原子序数 (1)概念:按照元素在周期表中的顺序由小 到大给元素编号。 (2)原子序数与原子结构的关系: 原子序数= 核电荷数 =质子数= 核 外电子数 。 3.元素周期表的结构 (1)周期 ①含义:把 电子层数目 相同的元素,按 原子序数 递增的顺序从左到右排列的 一横行,叫做一个周期。 ②数目:元素周期表有 7 个横行,有 7 个周期。 ③分类: 周期 (7个) 短 周期 第一、二、三周期 元素种数分别为 2 、 8 、 8 种 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 长 周期 第四、五、六、七周期 元素种数分别为 18 、 18 、 32 、32种 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 (2)族 ①含义:把不同横行中 最外层电子数 相 同的元素,按 电子层数 递增的顺序由上 而下排成纵行。 ②数目:元素周期表有 18 个纵行,有 16 个族。 ③分类 族 (16个) 主族:由 短周期和长周期 共同构成, 共 7 个 副族:完全由长周期元素构成,共 7 个 第Ⅷ族:第 8、9、10 共3个纵行 0族:第 18 纵行 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 4.元素周期表的分区 (1)按元素种类分 (2)按电子排布分 按电子排布,可把周期表里的元素划分成5 个区。除ds区外,区的名称来自按构造原 理 最后填入电子 的能级符号。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 860 各个区的元素价电子排布特点如下: 分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA、 ⅡA族 ns1~2 除 氢 外 都 是 活 泼 金 属 元 素;通常是最 外 层 电 子 参 与反应 p区 ⅢA族~ ⅦA族、0族 ns2np1~6(He 为1s2) 通 常 是 最 外 层 电 子 参 与 反应 d区 ⅢB族~ ⅦB族、Ⅷ族 (除镧系、 锕系外) (n-1)d1~9 ns1~2 (Pd为4d10) d轨道可以不 同 程 度 地 参 与 化 学 键 的 形成 续表 ds区 ⅠB族、 ⅡB族 (n-1)d10 ns1~2 金属元素 f区 镧系、锕系 (n - 2) f0~14(n-1) d0~2ns2 镧 系 元 素 化 学性质相近, 锕 系 元 素 化 学性质相近 5.元素周期表的应用 (1)科学预测:为新元素的发现和预测原子 结构和性质提供了线索。 (2)寻找新材料。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 利用元素周期表的结构推断元素位置和性质 1.元素周期表中的“不一定” (1)原子最外层电子数小于或等于2的,不 一定是金属元素,如氢、氦。 (2)元素周期表中每一族不一定占一列,如 第Ⅷ族占3列。 (3)具有相同电子层数的粒子对应的元素不 一定位于同一周期,如电子层数相同的阳离 子与原子。 (4)同一族元素的最外层电子数不一定相 同,如副族元素、第Ⅷ族元素、0族元素。 2.利用元素周期表中的规律推断元素位置 (1)同构规律:稀有气体元素原子与同周期 非金属元素的阴离子、下一周期主族金属元 素的阳离子具有相同的电子层结构。 (2)同周期序数差规律 ①短周期中同周期元素原子序数差=族序 数差。 ②同周期的两种元素分布在过渡元素同侧 时,原子序数差=族序数差。 ③同周期的两种元素分布在过渡元素两侧 时,第四或第五周期元素原子序数差=族序 数差+10;第六或第七周期元素原子序数差 =族序数差+24。 如同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子 序数之差,在第四、五周期时都为1+10,在 第六、七周期时为1+24。 (3)同主族序数差规律 ①第ⅠA族元素随电子层数的增加,原子序 数依次相差2、8、8、18、18、32。 ②第ⅡA族和0族元素随电子层数的增加, 原子序数依次相差8、8、18、18、32。 [应用] 第ⅠA、ⅡA族,下一周期元素的 原子序数=上一周期相邻元素的原子序数 +上一周期元素的种数。如11Na下一周期 相邻元素是xK,Na所在周期有8种元素,所 以有x=11+8=19。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 960 ③第ⅢA~ⅦA族元素,随电子层数的增 加,原子序数依次相差8、18、18、32、32。 [应用] 第ⅢA~ⅦA族,下一周期元素的 原子序数=上一周期相邻元素的原子序数 +下一周期元素的种数。如17Cl下一周期是 yBr,Br所 在 周 期 有18种 元 素,所 以 有 y=17+18=35。 (4)根据稀有气体元素推断未知元素在周期 表中的位置 ①各周期稀有气体元素的原子序数 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 本周期元素种数 2 8 8 18 18 32 32 本周期稀有气体 元素的原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ②比大小,定周期 若某元素原子序数比最邻近的稀有气体元 素原子序数小,则该元素与该稀有气体元素 同周期;若某元素原子序数比最邻近的稀有 气体元素原子序数大,则该元素在该稀有气 体元素所在周期的下一周期。 ③求差值,定族数 若元素的原子序数比相应稀有气体元素的 小1~5,则该元素与稀有气体元素同周期, 且位于第ⅦA~ⅢA族。如53号元素,由 于36<53<54,则53号元素位于第五周 期,54-53=1,所以53号元素位于54号元 素左侧第一格,即第ⅦA族,可得53号元素 在元素周期表中的位置是第五周期第Ⅶ A族。 说明:20号以后的元素与最邻近的稀有气 体元素相比,若比该稀有气体元素原子序数 大3~12(或比该稀有气体元素原子序数小 6以上),则该未知元素是过渡元素。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 甲~戊均为短周期元素,在元素周期表 中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化 物对应的水化物为强酸。下列说法不正确 的是 ( ) 甲 乙 丙 丁 戊 A.原子半径:丁>戊>乙 B.非金属性:戊>丁>丙 C.甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生 D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能 与强碱反应 已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在 周期表中的相对位置如下所示,其中 Y的 最高化合价为+3。下列说法不正确∙∙∙ 的是 ( ) A.还原性:ZQ2<ZR4 B.X能从ZO2 中置换出Z C.Y能与Fe2O3 反应得到Fe D.M最高价氧化物的水化物能与其最低价 氢化物反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 070 考点二 元素周期律及应用 1.元素周期律 2.主族元素的周期性变化规律 同周期(左→右) 同主族(上→下) 核电荷数 逐渐 增大 逐渐 增大 电子层数 逐渐 相同 逐渐 增多 原子半径 逐渐 减小 逐渐 增大 离子 半径 阳离 子 逐 渐 减 小 ; 阴离 子 逐 渐 减 小 ; r(阴离子) > r (阳离子) 逐渐 增大 化合价 最高 正 化 合 价 由 +1 → +7 (O、F除外),负化 合价= -(8-主 族序数) 相同,最高正化 合价= 主族 序数 (O、F除 外); 元素的金 属性和非 金属性 金属 性 逐 渐 减 弱 ; 非金属性逐渐 增 强 金 属 性 逐 渐 增强 ; 非金 属 性 逐 渐 减弱 离子的 氧化性、 还原性 阳离子氧化性逐渐 增强 ; 阴离子还原性逐渐 减弱 阳离 子 氧 化 性 逐渐 减弱 ; 阴离 子 还 原 性 逐渐 增强 续表 气态氢 化物的 稳定性 逐渐 增强 逐渐 减弱 最高价氧 化物对应 的水化物 的酸碱性 碱性逐渐 减弱 酸性逐渐 增强 碱性 逐 渐 增 强 酸性 逐 渐 减 弱 3.元素周期表、元素周期律的应用 (1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素 (2)预测元素的性质(由递变规律推测) ①比较不同周期、不同主族元素的性质 如金 属 性:Mg>Al、Ca> Mg,则 碱 性: Mg(OH)2 > Al(OH)3、Ca(OH)2 > Mg(OH)2,则 碱 性:Ca(OH)2 > Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。 ②推测未知元素的某些性质 如:已知Ca(OH)2 微溶,Mg(OH)2 难溶, 可推知Be(OH)2 难 溶;再如:已知卤族 元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应 为有色固体,与氢 难 化合,HAt 不 稳定,其水溶液呈 酸 性,AgAt 不 溶于水等。 (3)启发人们在一定区域内寻找新物质 ①半导体元素在金属与非金属分界线附近, 如:Si、Ge、Ga等。 ②农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、 P、As等。 ③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在 过渡元素中,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 170 1.电子分层排布的规律 (1)电子总是尽可能先从内层排起,当一层 充满后再填充下一层。 (2)原 子 核 外 各 电 子 层 最 多 容 纳2n2 个 电子。 (3)原子最外层电子数不能超过8(K层为 最外层时不能超过2),次外层电子数不能 超过18。 2.粒子半径大小比较 (1)原子半径大小的比较。 ①同电子层:一般来说,当电子层相同时,随 着核电荷数的增加,其原子半径(或离子半 径)逐渐减小(稀有气体除外),有“序小径 大”的规律。 ②同主族:一般来说,当最外层电子数相同 时,能层数越多,原子(或离子)半径越大。 (2)离子半径大小的比较。 ①同种元素的离子半径:阴离子大于原子, 原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离 子。如r(Cl)>r(Cl),r(Fe)>r(Fe2+)> r(Fe3+)。 ②电子层结构相同的离子,核电荷数越大, 半径越小。如r(O2-)>r(F-)>r(Na+)> r(Mg2+)>r(Al3+)。 ③带相同电荷的离子,电子层数越多,半径 越大。如r(Li+)<r(Na+)<r(K+)< r(Rb+)<r(Cs+),r(O2-)<r(S2-)< r(Se2-)<r(Te2-)。 ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一 种离 子 参 照 比 较。如 比 较 r(K+ )与 r(Mg2+)可 选r(Na+)为 参 照:r(K+)> r(Na+)>r(Mg2+)。 3.价层电子排布与元素的最高正价数 (1)当主族元素失去全部价电子后,表现出 该元素的最高化合价。最高正价=主族序 数(O、F除外)。 (2)ⅢB~ⅦB族可失去ns2 和(n-1)d轨道 上的全部电子,所以,最高正价数=族序数。 (3)Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的 部分(n-1)d电子,所以最高正价低于族序 数(8),只有Ru和Os可表现八价。 (4)ⅠB族可失去ns1 电子和部分(n-1)d 电子,所以ⅠB的族数<最高正价,ⅡB只 失去ns2 电子,ⅡB的族序数=最高正价。 4.第一电离能 (1)影响因素。 ①同一周期:一般来说,同一周期的元素具 有相同的电子层数,从左到右核电荷数增 大,原子的半径减小,核对外层电子的引力 加大,因此,越靠右的元素,越不易失去电 子,电离能也就越大。 ②同一族:同一族元素电子层数不同,最外 层电子数相同,原子半径增大起主要作用, 半径越大,核对电子引力越小,越易失去电 子,电离能也就越小。 ③电子排布:各周期稀有气体元素的电离能 最大,原因是稀有气体元素的原子具有相对 稳定的8电子(He为2电子)最外层电子构 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 270 型。某些元素具有全充满和半充满的电子 构 型,稳 定 性 也 较 高,如 Be(2s2)、N (2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相 邻元素的第一电离能大。 (2)电离能的应用。 ①确定元素原子的核外电子排布。如Li:I1 ≪I2<I3,表明Li原子核外的三个电子排布 在两个能层(K、L能层)上,而且最外层上 只有一个电子。 ②确定元素的化合价。如K元素I1≪I2< I3,表明K原子容易失去一个电子形成+1 价阳离子。 ③判断元素的金属性、非金属性强弱。I1 越 大,元素的非金属性就越强;I1 越小,元素的 金属性就越强。 ④ⅡA族、ⅤA族元素原子的价电子排布分 别为ns2、ns2np3,为全满和半满结构,导致 这两族元素原子第一电离能反常。 5.电负性的应用 (1)判断金属性或非金属性的相对强弱。 ①金属元素的电负性一般小于1.8,非金属 元素的电负性一般大于1.8,位于非金属三 角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左 右,它们既有金属性,又有非金属性。 ②金属元素的电负性越小,金属元素越活 泼;非金属元素的电负性越大,非金属元素 越活泼。 (2)判断元素的化合价。 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电 子的能力弱,元素的化合价为正值; ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电 子的能力强,元素的化合价为负值。 (3)判断化学键的类型。 ①若两个成键元素原子间的电负性差值大 于1.7,它们之间通常形成离子键; ②若两个成键元素原子间的电负性差值小 于1.7,它们之间通常形成共价键。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2023·湖南卷)日光灯中用到的某种 荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。 已知:X、Y、Z和 W 为原子序数依次增大的 前20号元素,W为金属元素。基态X原子 s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相 等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比 为2∶1∶3。下列说法正确的是 ( ) A.电负性:X>Y>Z>W B.原子半径:X<Y<Z<W C.Y和 W的单质都能与水反应生成气体 D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有 强氧化性 (2023·浙江卷)X、Y、Z、W四种短周期 主族元素,原子序数依次增大。X、Y与Z 位于同一周期,且只有X、Y元素相邻。X 基态原子核外有2个未成对电子,W 原子 在同周期中原子半径最大。下列说法不正 ∙∙ 确 ∙ 的是 ( ) A.第一电离能:Y>Z>W B.电负性:Z>Y<X>W C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单 离子的半径:W<Z D.W2X2 与水反应生成产物之一是非极性 分子 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 370