内容正文:
元素周期表
与元素周期律
第二讲
(基础落实课)
|内|容|与|目|标|
1.熟悉元素周期表的结构(周期、族、区)和应用。
2.掌握元素周期律的实质,熟悉同周期、同主族元素性质的递变规律。
3.掌握电离能、电负性的应用。
第1课时 元素周期表
一、
二、
逐点清(一) 元素周期表的结构
三、
目 录
逐点清(二) 原子结构与元素
周期表的关系
课时跟踪检测
逐点清(一) 元素周期表的结构
[再认再现•旧知新学]
1.原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数,原子序数=_________
= = 。
2.编排原则
核电荷数
质子数
核外电子数
原子序数
最外层电子数
3.结构
(1)周期:3短4长,共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:7主族+8副族+0族,共16个族
注意:①所含元素种类最多的族为ⅢB族(含有锕系、镧系元素),共有32种元素。
②最外层电子数为3~7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。
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 8、9、10 11 12
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
0族 第18纵列
4.分区
(1)根据元素的金属性
与非金属性分区
(2)按价层电子排布分区
[边练边学•实践提能]
√
1.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,下列元素位于元素周期表第二周期的是 ( )
A.O B.P C.Ca D.Fe
解析:O的原子结构示意图为 ,核外有两个电子层,则O位于元素周期表中第二周期,A正确;P的原子结构示意图为 ,核外有三个电子层,则P位于元素周期表中第三周期,B错误;Ca的原子结构示意图为 ,核外有四个电子层,则Ca位于元素周期表中第四周期,C错误;Fe的原子结构示意图为 ,核外有四个电子层,则Fe位于元素周期表中第四周期,D错误。
2.如图A、B、C、D、E是元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是 ( )
A.A、E原子序数之差可能为2
B.D、E原子序数之差可能是18或32
C.B、C原子序数之差一定是2
D.B、D原子序数之差不可能是7
解析:由题给5种元素的位置关系可以看出,A不是第一周期元素,若A为氢元素,则其位于最左边一族,就不会有B;若A为氦元素,则其位于最右边一族,那么不会有C。既然A不是氢元素也不是氦元素,则A、E原子序数之差不可能为2,A错误;由表中位置关系可知,D、E原子序数之差可能是18或32,B正确;B、C之间仅隔有E一种元素,故原子序数之差一定为2,C正确;B、D原子序数之差应大于8,D正确。
√
3.结合如图所示元素周期表,回答下列问题:
(1)表中所列元素,属于短周期元素的有 (填字母,下同),
属于主族元素的有 。
(2)g元素的价层电子排布为 ,该元素位于第 周期 族 区,i元素的价层电子排布为 ,该元素位于第 周期第 族 区。
(3)f元素的价层电子排布为 ,该元素位于第 周期第 族 区,请按氦元素的格式写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量:
a、b、c、d、e、f、g
a、b、c、d、e、f
3s23p6
三
0
p
3d104s2
四
ⅡB
ds
3s23p4
三
ⅥA
p
。
|归纳拓展|元素周期表中元素原子序数的序差规律
(1)同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第二、三周期(短周期)相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25。
(2)相邻周期,同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素,A、B所在周期分别有m和n种元素(如图所示)。当A、B在ⅠA或ⅡA族时,y=x+m。A、B在ⅢA~0族时,y=x+n。
xA m种元素
yB n种元素
逐点清(二) 原子结构与元素周期表的关系
[再认再现•旧知新学]
1.每周期中各元素原子价层电子排布特点
周期 能层数(n) 每周期中各元素原子价层电子排布特点
二 2 2s1→2s22p6
三 3 3s1→3s23p6
四 4 4s1→→4s24p6
五 5 5s1→→5s25p6
六 6 6s1→→6s26p6
2.每族中各元素原子价层电子排布特点
注意:对于主族元素,价电子层就是最外电子层,最外层电子数为3~7的原子一定属于主族元素;对于过渡元素原子,价层电子不仅仅是最外层电子,包括部分的次外层电子,甚至包含部分的倒数第三层电子,如Fe的价层电子排布为3d64s2。
族 价层电子排布
主族 ns1~2np1~5
0族 ns2np6(其中He为1s2)
过渡元素 (n-1)d1~10ns1~2(Pd、镧系和锕系元素除外)
3.各区价层电子排布特点
分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除氢外都是活泼金属元素
p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6
(He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)
d区 ⅢB族~ⅦB族、
Ⅷ族(镧系、锕系除外) (n-1)d1~9ns1~2
(Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 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
4.元素周期表的应用
(1)科学预测:为新元素的发现,以及预测它们的原子结构和性质提供线索。
(2)寻找新材料
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有非金属元素都分布在p区( )
(2)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素( )
(3)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素( )
(4)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si和O、S ( )
(5)研制农药的元素主要在p区( )
(6)第ⅦB族的价层电子排布通式为(n-1)d5ns2 ( )
微点澄清训练
×
√
×
√
√
√
2.下表为元素周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是 (填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为 。
(3)某元素的价层电子排布为nsnnpn+1,该元素原子的最外层电子数为 。
(4)元素⑩的不同周期的相邻元素的价层电子排布式为 。
⑨
苯
5
4d105s1
[边练边学•实践提能]
√
1.周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断 ( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2+的核外价层电子排布为3d54s2
D.Co位于周期表中第9列,属于d区
解析:钴位于元素周期表的第四周期Ⅷ族,A项错误;“3d74s2”为Co的价层电子排布,其简写式中也要注明3d轨道,B项错误;失电子时,应先失去最外层的电子,即先失去4s上的电子,Co2+的价层电子排布为3d7,C项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,属于d区,D项正确。
2.已知硒与氧元素同主族,与钾元素同周期。下列关于硒的说法不正确的是 ( )
A.硒原子价层电子排布为4s24p4
B.最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4
C.O和Se为p区元素,K为s区元素
D.Se的核外电子排布式为[Ar]4s24p4
解析:Se的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
√
3.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是 ( )
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级上尚未排有电子的两种原子
解析:第1周期的氢、氦和第2周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子,显然它们属于不同周期,故A错误;3p能级上只有一个空轨道的原子是硅,3p能级上有一个未成对电子的原子是铝或氯,同在第3周期,故B正确;最外层电子排布式为2s22p6的原子是第2周期的氖,而最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是第2周期的氧离子、氟离子,也可能是第3周期的钠离子、镁离子、铝离子,故C错误;原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级上尚未排有电子的原子可能是第3周期的氩,也可能是第4周期的钾、钙,故D错误。
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课时跟踪检测
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一、选择题
1.部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是( )
A.B只能得电子,不能失电子
B.原子半径:Ge>Si
C.As的价层电子排布式为4s24p3
D.Po处于第六周期ⅥA族
解析:B位于金属元素与非金属元素的分界线附近,既有金属性又有非金属性,所以既能得电子,也能失电子,故A错误;电子层数越多半径越大,所以原子半径Ge>Si,故B正确;As为33号元素,其价层电子排布式为4s24p3,故C正确;84号Po处于第六周期ⅥA族,故D正确。
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2.(2025·江苏如皋市适应性考试)锡在元素周期表中的信息如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.锡在周期表中位于第五周期ⅣA族
B.锡的基态原子电子排布式为[Kr]5s25p2
C.锡的第一电离能大于左右相邻元素
D.锡的金属性小于锗
解析:锡的基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p2,B错误;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族反常地高,故锡的第一电离能大于左侧相邻元素,小于右侧相邻元素,C错误;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,锡在锗的下方,故锡的金属性大于锗,D错误。
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3.元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起,根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置,进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是 ( )
A.该元素位于d区
B.该元素为金属元素
C.该元素位于第四周期第ⅢA族
D.该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
解析:33号元素,根据原子序数=质子数=原子核外电子数,则该元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,能层数等于电子层数,价层电子排布式为4s24p3,最外层有5个电子,则该元素位于第四周期ⅤA族,位于p区,为非金属元素,故D正确。
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4.下列有关元素周期表结构的说法中正确的是 ( )
A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
B.在元素周期表中金属元素和非金属元素分界线附近可以寻找合金材料
C.某元素原子核外的电子数为63,则它是第六周期副族元素
D.除短周期外,其他周期均为18种元素,副族没有非金属元素
解析:原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族,如He,A错误;在元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近可寻找半导体材料,B错误;该元素处于第六周期,属于副族元素,C正确;第六、七周期都有32种元素,D错误。
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5.某元素的最外层电子数为2,价层电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是 ( )
A.电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B.该元素为V
C.该元素为ⅡA族元素
D.该元素位于d区
解析:该元素的最外层电子数为2,并且为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第二周期或第四周期元素。又因其价电子数≠最外层电子数,可推出该元素不是第二周期元素,应为第四周期ⅤB族元素,价层电子排布式为3d34s2,故为23号元素V,d区元素。
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6.(2025·江苏镇江开学考试)钙钛矿(CaTiO3)、砷化镓(GaAs)可用于制作航天太阳能电池,下列元素属于过渡金属元素的是 ( )
A.Ca B.Ti C.As D.Ga
解析:Ca位于第四周期ⅡA族,As位于第四周期ⅤA族,Ga位于第四周期ⅢA族,均属于主族元素。Ti是22号元素,位于周期表中第四周期第ⅣB族,属于过渡元素,B符合题意。
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7.A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。已知:B、C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是 ( )
A.O、P、Cl B.N、Si、S
C.C、Al、P D.F、S、Ar
解析:设A、B、C三种元素的原子序数分别为a、b、c,由三种元素在元素周期表中的相对位置可知a+8-1=b,a+8+1=c,且b+c=4a,所以a=8,b=15,c=17,即A、B、C分别是O、P、Cl。
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8.某同学设计如下元素周期表,已知X元素的气态氢化物水溶液呈碱性,空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是 ( )
A.X、Y、Z元素分别为N、P、O
B.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素
C.Z的氢化物只有一种
D.Y元素位于第ⅥA族
解析:A项,根据该同学设计的元素周期表的形式和表中元素位置可知:X的原子序数为7,Z的原子序数为8,Y的原子序数为15,因此X为N,Z为O,Y为P,正确;B项,白格中的稀有气体元素He、Ne、Ar不属于主族元素,错误;C项,Z的氢化物有H2O、H2O2,错误;D项,Y元素位于ⅤA族,错误。
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9.1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表,揭示了化学元素间的内在联系,成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是 ( )
A.元素周期表有7个横行、18个纵列,即有7个周期、18个族
B.在过渡元素中寻找半导体材料
C.科学家首次合成了X原子,116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族
D.ⅠA族的元素全部是金属元素
解析:元素周期表中的Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列,因此元素周期表虽然有18个纵列,但共16个族,A错误;在金属元素和非金属元素的分界线附近寻找半导体材料,B错误;第七周期0族元素为118号,则116号元素位于元素周期表中第7周期ⅥA族,C正确;ⅠA族的元素包括H和碱金属元素,D错误。
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10.(2023·广东卷)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是 ( )
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是第ⅠA族元素
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素
D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
解析:化学符号Xe,原子序数为54,在元素周期表中处于第5周期0族,故A错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,故B错误;2H与3H具有相同的质子数,不同的中子数,互为同位素,故C正确;金刚石属于共价晶体,故D错误。
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11.已知A、B、C三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示,设A的原子序数为m,则下列说法不正确的是 ( )
A.元素B和C的原子序数之和可能等于2m
B.元素B的原子序数可能等于m-17
C.元素C的原子序数可能为m+31
D.元素A、B、C一定处于短周期
解析:若三种元素分别处于元素周期表右侧的第三~五周期,A的原子序数为m,则B的原子序数为m-17,C的原子序数为m+17,则A、B正确;若三种元素处于长周期,A的原子序数为m,则C的原子序数为m+31,C正确;元素A、B、C处于周期表的右侧区域,若处于短周期,则B为He,不是主族元素,D错误。
B
A
C
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二、非选择题
12.(8分)确定下列指定元素的原子序数。
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素,原子序数分别为m、n,则m、n的关系为 。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序数为x,则乙的原子序数可能是 。
(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期),A、B所在周期分别有m种和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,则x、y的关系为 。
(4)下列为元素周期表中的一部分,数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是
(填字母)。
n=m+5、n=m+15、n=m+29
x+2、x+8、x+18、x+32
y=x+m或y=x+n
B
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13.(12分)我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称,至此,全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”,它有多种原子,如Mc、Mc等。
(1)113号、115号、118号元素分别处于周期表中的位置为 、
、 。
(2)115号元素的价层电子排布式为 ,属于 区。
(3)在周期表中,假设第八周期按照现有规则填满,则115号元素正下方的将是_____ 号元素。
第七周期ⅢA族
第七周期ⅤA族
第七周期0族
7s27p3
165
p
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13.(12分)我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称,至此,全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”,它有多种原子,如Mc、Mc等。
(4)第四周期中与113号元素同族的是 (填元素符号),价层电子轨道表示式为 。
(5)第四周期的元素中,未成对电子数为1的元素有 种,所在的族分别为
。
(6)第四周期的元素中d区所在的族分别为 。
Ga
5
ⅠA、ⅢB、ⅠB、ⅢA、ⅦA
ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ
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14.(7分)短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示,其中B的一种同位素考古时用来测定文物的年代。
请回答下列问题:
(1)A、D的价层电子排布式分别为 、 。
(2)与A同主族的下一周期元素的核外电子排布式为__________________________
。
(3)C的核外电子轨道表示式为 。
解析:根据图示可推知A为Al,B为C,C为N,D为O,E为Cl。
3s23p1
2s22p4
1s22s22p63s23p63d104s24p1
或[Ar]3d104s24p1
1
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14.(7分)短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示,其中B的一种同位素考古时用来测定文物的年代。
请回答下列问题:
(4)E在周期表中的位置为 。
(5)A的下一周期中,元素原子的核外电子中有3个未成对电子的元素有___________ (填元素符号)。
解析:根据图示可推知A为Al,B为C,C为N,D为O,E为Cl。
第三周期ⅦA族
V、Co、As
$$