内容正文:
第2课时 元素周期表(基础课)
第1章 原子结构 元素周期律
第2节 元素周期律和元素周期表
必备知识 自主预习
一、元素周期表
1.元素周期表与元素周期律的关系
元素周期表是__________的具体表现形式。
2.元素周期表与元素信息
元素周期律
原子序数
相对原子质量
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3.元素周期表的编排原则
(1)横行:________相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排列。
(2)纵列:最外层电子数相同的元素,按________递增的顺序自上而下排列。
电子层数
电子层数
必备知识
关键能力
学习效果
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4.元素周期表的结构
(1)周期:元素周期表有_个横行,即有_个周期。
①短周期:第1、2、3周期,每周期所含元素的种类数分别为_、_、_。
②长周期:第4、5、6、7周期,每周期所含元素的种类数分别为__、__、__、__。
7
7
2
8
8
18
18
32
32
必备知识
关键能力
学习效果
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(2)族:元素周期表有18个纵列,但只有__个族。
特点 主族元素的族序数=____________
分类 主族 共有_个,包括________________________________________,由__周期和__周期元素共同构成
副族 共有_个,包括___________________________________________
_______________,完全由__周期元素构成
0族 占据元素周期表的第__纵列,最外层电子数为__(He为2),很难与其他物质发生化学反应
16
最外层电子数
7
ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
短
长
8
ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ(8、
9、10三个纵列)
长
18
8
必备知识
关键能力
学习效果
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(3)过渡元素
元素周期表中第3~12列中的元素。包括了大部分____元素。
金属
必备知识
关键能力
学习效果
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判一判 (正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)ⅠA族全部是金属元素。 ( )
(2)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数。 ( )
(3)0族是由长周期元素和短周期元素组成的族,故它属于主族。
( )
(4)最外层电子数等于或大于3且小于8的元素一定是主族元素。
( )
×
×
×
√
必备知识
关键能力
学习效果
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二、ⅡA、ⅤA族元素与过渡元素的性质
1.ⅡA族元素(碱土金属元素)的性质
元素 铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)
原子核外
电子排布 最外层电子数均为__,电子层数依次____
单质的
物理性质 均为亮白色固体、具有良好的导电性
化学性质 均易失去最外层的__个电子,化学性质活泼,在自然界中都以____态存在
2
增多
2
化合
必备知识
关键能力
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2.ⅤA族元素(氮族元素)的性质
元素 氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)
原子核外电子排布 最外层电子数均为__,电子层数依次增多
化学性质 得电子能力逐渐____,失电子能力逐渐____
5
减弱
增强
必备知识
关键能力
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3.过渡元素
元素 元素周期表中第3~12列
原子核外电子排布 最外层电子数为1~2(Pd除外)
性质特点 (1)全为____元素
(2)具有良好的导电性
(3)多数过渡元素的单质比较稳定
金属
必备知识
关键能力
学习效果
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4.焰色试验
(1)概念:多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫作焰色试验。
(2)钠呈__色,钾呈____色(通过蓝色钴玻璃观察)。
(3)操作步骤
黄
浅紫
必备知识
关键能力
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判一判 (正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素。 ( )
(2)铁是目前世界上使用最多的金属,它位于元素周期表中的ⅧB族。 ( )
×
×
必备知识
关键能力
学习效果
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关键能力 情境探究
元素周期表的结构
1867年,俄国化学家门捷列夫在研究中开始涉及元素分类的规律性。为了进一步将元素进行分类,他把当时已发现的63种元素中相对原子质量相近的排列在一起,并进行反复研究,探索元素之间的规律性。门捷列夫克服了许多困难,终于在1869年编制了第一张元素周期表。
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1.元素周期表中每个横行为一个周期,每个纵列为一个族吗?
提示:不是。元素周期表中除Ⅷ族为3个纵列,其余的每一纵列为一族。因此共有18个纵列,16个族。
2.元素周期表中含有元素种类最多的族是Ⅷ族吗?为什么?
提示:Ⅷ族元素种类不是最多的,ⅢB族元素种类最多。因为第6周期ⅢB族镧系元素有15种,第7周期ⅢB族锕系元素有15种,ⅢB族共有32种元素,Ⅷ族元素共有12种。
必备知识
关键能力
学习效果
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提示:由于第2、3周期没有过渡元素,所以同周期ⅡA族元素与ⅢA族元素原子序数相差1;第4、5周期各有10种过渡元素,所以同周期ⅡA族元素与ⅢA族元素原子序数相差11;第6、7周期各有24种过渡元素,所以同周期ⅡA族元素与ⅢA族元素原子序数相差25。
3.观察元素周期表,思考同一周期ⅡA族元素与ⅢA族元素原子序数相差的数值是多少?为什么?
必备知识
关键能力
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1.元素周期表的结构“七横(行)十八纵(列)”。
2.横行叫周期,现有一至七,四长三个短。
3.纵列称作族,共有十六族,一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三列算一族,占去8、9、10。
4.主族序数=最外层电子数=最高正价(O、F除外),周期序数=电子层数。
必备知识
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√
1.(双选)短周期元素X、Y的原子序数相差2。下列叙述正确的是( )
A.X与Y可能位于同一主族
B.X与Y一定位于同一主族
C.X与Y一定位于同一周期
D.X与Y可能位于同一周期
AD [短周期元素X、Y的原子序数相差2,可能位于同一主族,如H与Li,也可能位于同一周期,如Li与B,也可能既不同周期又不同主族,如F与Na。]
√
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2.结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。
必备知识
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(2)表中所列元素中,属于短周期元素的有______________________
___________(填元素符号,下同),属于主族元素的有____________
____________;g元素位于第________周期________族;i元素位于第______周期________族。
(3)元素f是第________周期________族元素,请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
H、C、Na、Mg、Al、
S、Ar
H、C、Na、
3
0
4
ⅡB
3
ⅥA
Mg、Al、S
必备知识
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[解析] 元素周期表共有7个横行,即7个周期,其中1、2、3周期称为短周期。元素周期表共有18个纵列,16个族,从左到右依次为ⅠA族、ⅡA族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族、Ⅷ族、ⅠB族、ⅡB族、ⅢA族、ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族和0族。(3)元素周期表中每一个方格代表一种元素,方格左上方是元素的原子序数,右上方为该元素的元素符号,下方为该元素的相对原子质量。
原子序数与元素周期表中的位置关系
溴化钙用于油田钻井作业中的化学切削液,优点是避免污染含油层,使油井高产、稳产等。溴化钙还应用于照相化学品,高能电池等领域。
必备知识
关键能力
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1.已知钙元素原子结构示意图为 ,据此你能否推导其在元素周期表中的位置?
提示:周期序数等于电子层数,主族序数等于最外层电子数,故钙元素位于第4周期ⅡA族。
必备知识
关键能力
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提示:第4周期0族元素的原子序数为36,则溴在其前面的一个空格内为第4周期ⅦA族。
2.已知溴的原子序数为35,据此你能否推导其在元素周期表中的位置?
必备知识
关键能力
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3.钙和溴都是第4周期的元素,分别与它们同族的第3周期的元素原子序数是多少?它们原子序数的差值相同吗?
提示:钙位于ⅡA族,第3周期ⅡA族的元素是Mg,原子序数为12,和钙原子序数之差为8;溴位于ⅦA族,第3周期ⅦA族的元素是Cl,原子序数为17,和溴原子序数之差为18,故它们的原子序数之差不同。
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1.由原子序数确定元素在周期表中的位置
(1)原子结构示意图法
推断根据:周期数=原子电子层数,主族序数=原子最外层电子数。
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(2)0族定位法
①0族元素原子序数与周期序数
稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
②比大小,定周期;求差值,定族数。
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2.同主族序差规律
(1)ⅠA、ⅡA族(过渡元素左侧),同族相邻周期元素原子序数差=上一周期元素种类数。
(2)ⅢA~ⅦA族(过渡元素右侧),同族相邻周期元素原子序数差=下一周期元素种类数。
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√
1.已知某离子的结构示意图为 ,下列说法中正确的是( )
A.该元素位于第2周期ⅡA族
B.该元素位于第2周期Ⅷ族
C.该元素位于第3周期0族
D.该元素位于第3周期ⅡA族
D [该微粒对应元素的原子序数为12,故为镁元素,镁元素在元素周期表中位于第3周期ⅡA族,D项正确。]
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2.(双选)科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子,结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是( )
A.115号元素在第6周期
B.113号元素在第7周期ⅢA族
C.115号和113号元素都是非金属元素
D.镅元素和115号元素在同一周期
√
√
必备知识
关键能力
学习效果
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BD [95号元素镅、115号元素、113号元素,原子序数都大于86而小于118,所以都在第7周期;115号元素比118号元素原子序数小3,应在ⅤA族,113号元素在ⅢA族;113号元素和115号元素都是金属元素。]
方法技巧
(1)如果原子序数较小,可先画出该元素的原子结构示意图,依据结构与位置的对应关系来确定它在元素周期表中的位置。
(2)如果原子序数较大,可根据与该原子的原子序数最接近的稀有气体元素的原子序数,然后左移或到下一周期右移,确定该元素的位置。
必备知识
关键能力
学习效果
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[教材 历史回眸]
某研究性学习小组以元素周期律为课题研究“短周期元素在周期表中的分布”,他们提出元素在周期表中分布的四种方法:
方案甲:
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方案乙:
方案丙:
必备知识
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方案丁:
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(1)这四种方案都有“合理”的理由,请填写下表:
“合理”的理由
方案甲 ________与Li、Na等ⅠA族元素原子的最外层均为一个电子,________与Ne、Ar等稀有气体元素原子最外层都已达稳定结构
方案乙 ________与Be、Mg等ⅡA族元素原子的最外层电子数均为2
H
He
He
必备知识
关键能力
学习效果
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“合理”的理由
方案丙 ________与F、Cl等ⅦA族的元素原子均可得到一个电子形成稳定结构
方案丁 ________与C、Si等ⅣA族的非金属元素原子都不易得到或失去电子形成稳定结构
H
H
必备知识
关键能力
学习效果
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(2)下列化合物中支持方案丙中把H放在ⅦA族的是________(填字母,下同)。
A.H2O B.HCl
C.NH4Cl D.NaH
(3)下列关系式中支持方案丁中把H放在ⅣA族的是________。
A.最外层电子数=族序数
B.最高正化合价+|最低负化合价|=8
C.最高正化合价=|最低负化合价|
D.电子层数=周期数
D
C
必备知识
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[解析] (1)方案甲中H与Li、Na等ⅠA族元素原子的最外层均有一个电子,He与Ne、Ar等稀有气体元素原子的最外层都已达稳定结构;方案乙中He与Be、Mg等ⅡA族元素的原子最外层电子数均为2;方案丙中H与F、Cl等ⅦA族元素的原子均可得一个电子形成稳定结构;方案丁中H与C、Si等ⅣA族的非金属元素原子都不易得到或失去电子形成稳定结构。(2)方案丙中把H放在ⅦA族是因为氢原子也可得到一个电子形成稳定结构,从而显-1价,四个化合物中只有NaH中的氢元素显-1价,故D项符合。(3)方案丁中把H放在ⅣA族是因为H和C、Si一样形成化合物时最高正化合价等于最低负化合价的绝对值,选C。
学习效果 随堂评估
2
4
3
题号
1
1.下列关于元素周期表的叙述正确的是( )
A.元素周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左至右排列的
B.同族元素的最外层电子数一定相同
C.同周期元素的电子层数相同
D.每一周期的元素都是从碱金属开始,以稀有气体元素结束
√
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2
4
3
题号
1
C [元素周期表是按各元素的原子序数从小到大的顺序排列的,A项错误;同主族元素的最外层电子数不一定相同,如对于0族元素而言,最外层电子数则可能是2、8,B项错误;在元素周期表中,同一周期必然具有相同的电子层数,C项正确;第一周期起始元素为氢元素,为非金属,D项错误。]
2
3
题号
1
4
2.我国的纳米基础研究能力已跻身世界前列,我国科学家曾制得一种合成纳米材料,其化学式为RN。已知该化合物中的Rn+核外有28个电子,则R元素位于元素周期表的( )
A.第3周期ⅤA族
B.第4周期ⅢA族
C.第5周期ⅢA族
D.第4周期ⅤA族
√
必备知识
关键能力
学习效果
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2
3
题号
1
4
B [R元素在化合物RN中的化合价决定于氮元素的化合价,因RN中R显正化合价,故氮元素在RN中显-3价,因此,R元素离子应为R3+,则R元素原子应含有28+3=31个电子,其质子数为31;第4周期0族元素的原子序数为36,说明R元素为第4周期元素;再由36-31=5,说明R元素在ⅢA族,即R为第4周期ⅢA族元素。]
2
3
题号
4
1
3.元素aX和bY位于元素周期表中的同主族、相邻周期,且b>a,则(b-a)不可能是( )
A.2 B.8 C.19 D.32
√
C [若aX、bY分别位于第1、第2周期,则b-a=2;若aX、bY分别位于第2、第3周期,则b-a=8;若aX、bY分别位于第3、第4周期,则b-a=8或18;若aX、bY分别位于第5、第6周期,则b-a=18或32。故选C。]
必备知识
关键能力
学习效果
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2
4
3
题号
1
4.下表显示了元素周期表中短周期的一部分,①~⑥代表6种短周期元素。
① ② ③
④ ⑤ ⑥
已知③与氢元素能组成生活中最常见的化合物X。请填写下列空白。
(1)与⑤同族的下一周期元素的原子结构示意图为____________。
必备知识
关键能力
学习效果
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2
4
3
题号
1
(2)④的单质与X反应的离子方程式为_________________________
_______________________________________________________。
(3)⑥的单质与X反应的化学方程式为_______________________。
(4)①、②、③分别与氢元素组成含10个电子的分子的化学式分别为________、________、________。
2Na+2H2O===2Na++
2OH-+H2↑
Cl2+H2O===HCl+HClO
CH4
NH3
H2O
必备知识
关键能力
学习效果
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2
4
3
题号
1
[解析] ③与氢元素能组成生活中最常见的化合物X,X为H2O,则③为O元素,其他①②④⑤⑥分别为C、N、Na、Mg、Cl元素。
$$