第4章 第2节 元素周期律-【一本】高中化学知识大盘点

第二节 元素周期律阵06考 必备知识 修第 知识点1元素性质的周期性变化规律 册 1.原子核外电子排布的周期性变化 珍知识拓展 第 最外层电子数 主族元素原子半径的 四 周期性变化 65 4 e 8 物质结构 32 ● 0123456789101112131415161718 8 P● 原子序数 Rb Te 总结：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现从 Cs Ba Pb Bi Po At 元素周期 1到8的周期性变化（第一周期从1到2）。 Fr Ra 2.原子半径的周期性变化 3 学以致用 原子半径/nm 0.20 0.186 思考：为什么同周期主 0.18 0.16 0.152 族元素原子的半径会随 0.160 0.14 0.143 0.117 着核电荷数的增多而 0.12 0.102 0.10 0.110, 减小？ 0.08 0.089 0.0820.0750.071 0.099 0.06 0.0770.074 提示：同周期主族元素 0.04 1 23456789101112131415161718原子序数 原子的核外电子层数虽 然相同，但从左到右，核 总结：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现由大到小的 电荷数依次增多，原子 周期性变化（稀有气体除外）。 核对核外电子的引力增 3.元素化合价的周期性变化 强，使得最外层电子与 最高正化合价或最低负化合价 原子核之间的距离缩 +7 +7 +6 小，原子半径减小。 +5, 国 3 学以致用 +1 +1. 比较下列元素的原子 0 1 .123456789101112131415167,18原子序数 半径： 2 22 -2 3 3 一般等于它所处 ①r(Na) r(CI) -4H 4 4 的主族序数 ②r(K) r(Cl) 总结：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现从十1 答案：①>②> 到十7的周期性变化(H、O、F除外)，最低负化合价呈现从 一4到一1的周期性变化。 。075● 4.第三周期元素性质的递变 或知识拓展 (1)Na、Mg、Al金属性的比较 氢氧化铝的两性 元素 Na Mg Al 氢氧化铝既能与酸反应 单质与水的 冷水 反应剧烈 不反应 不反应 第 生成盐和水，又能与强 反应 热水 反应较快 反应较慢 多 碱溶液反应生成盐和 单质与盐酸的反应 反应剧烈 反应较快 最高价氧化 NaOH 水。发生反应的离子方 化学式 Mg(OH)2 Al(OH)3 物对应的水 四 程式分别为A1(OHD3十 化物 碱性强弱 强碱 中强碱 两性氢氧化物 3H—A1++3HO、 结论 金属性：Na>Mg>Al 物 质 Al(OH3+OH (2)Si、P、S、Cl非金属性的比较 烟 [Al(OHD4]。 元素 Si P S c 元 ◆特别提醒 最高价氧 名称 硅酸 磷酸 硫酸 高氯酸 周 ①H2SiO3是常见的不 化物对应 化学式 H2SiOg H:PO H2 SO HCIO 溶于水的酸，其酸性比 的水化物 强酸（酸性比 碳酸的弱。 (含氧酸) 酸性强弱 弱酸 中强酸 强酸 HSO的强) ②最高价氧化物对应的 光照或点燃 反应条件 高温 磷蒸气 加热 水化物（含氧酸）中， 时爆炸化合 HCO4的酸性最强。 单质与氢生成的氢 SiH PH H2S HCI 气的反应化物 氢化物的 不稳定 不稳定 受热分解 稳定 稳定性 结论 非金属性：Si<P<S<CI (3)第三周期元素的金属性、非金属性的递变规律 Na Mg Al Si P S CI 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 知识点2元素周期律 1.定义：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的 规律。 国 学以致用 2.实质：元素原子的核外电子排布呈周期性变化。 3.元素周期表中主族元素性质的递变规律 (福建卷节选)Ar、Kr、 Xe的活泼性依次增强， 元素位置关系 同主族（从上到下） 同周期（从左到右） 原因是 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 提示：同族元素，自上而 电子层数 逐渐增多 相同 下原子半径逐渐增大， 原子核对外层电子的吸 原子结构 原子半径 逐渐增大 逐渐减小 逐渐减小，且阴离子 引逐渐减弱，失电子能 离子半径 逐渐增大 的半径大于阳离子的 力逐渐增强 半径 ●076e 续表 最高正化合价由+1递 相同，且最高正化合 学以致用 最高或最低化 增到十7(O、F和第 价=族序数(O、F除 ①酸性： 合价 周期元素除外)，最低 外) H2CO HNO3。 修第 负化合价=族序数一8 ②碱性： 册 LiOH 元素的金属性 金属性逐渐增强，非 金属性逐渐减弱，非 Be(OH)2。 第 ③稳定性： 和非金属性 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 NHg H2O。 四章 阳离子的氧化性逐 阳离子的氧化性逐渐 ④原子半径： 离子的氧化性 渐减弱，阴离子的还 增强，阴离子的还原 r(K) r(Na) 和还原性 物质结构 原性逐渐增强 性逐渐减弱 r(Mg)。 ⑤离子半径： 非金属元素的 r(K+) r(Na); 质 气态氢化物的 逐渐减弱 逐渐增强 素周期 r(Mg2+) r(Na); 稳定性 r(A13+) r(S-). 最高价氧化物 碱性逐渐增强，酸性 碱性逐渐减弱，酸性 答案：①<②> 对应的水化物 逐渐减弱 逐渐增强 ③<④> > 的酸碱性 ⑤> << 4.判断元素金属性和非金属性强弱的方法 ◆易混易错 性质 判断方法 ①通常根据最高价氧化 物对应的水化物的酸碱 ①在金属活动性顺序表中的位置越靠前，金属性越强 性的强弱来判断元素金 ②单质与水或非氧化性酸的反应越剧烈，金属性越强 属性或非金属性的强 弱，而不是根据其他化 金 ③单质的还原性越强或阳离子的氧化性越弱，金属性越强 合物的酸碱性的强弱来 ④最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，金属性越强 判断，如不可利用HCI ⑤若反应X+十Y→X十Y+能发生，则Y比X的金属性强 与H2S的酸性强弱比较 Cl和S的非金属性。 ⑥元素在周期表中的位置越靠左下方，金属性越强 ②通常，元素的非金属 ①与H2化合越容易，非金属性越强 性越强，其单质越活泼， ②气态氢化物越稳定，非金属性越强 但元素的非金属性强弱 与其单质的活泼性不完 非 ③单质的氧化性越强或阴离子的还原性越弱，非金属性 金属性 越强 全一致，如O的非金属 性大于C的，但Cl2比 ④最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性 O2活泼，原因是O2中 越强 的O=O,比C2中的 ⑤元素在周期表中的位置越靠右上方，非金属性越强 C一Cl难断裂。 。077。 或化学史话 知识点3元素周期表和元素周期律的应用 神奇的预言与“类铝” 1.元素周期表中金属元素和非金属元素的分区 1869年，门捷列夫编制 族 周期 修第 IA IIA IIA IVA VA VIA VIA 0 出了元素周期表。他在 非金属性逐渐增强 多 研究元素周期表时科学 2 B 非 地预言了11种当时尚 属 3 Al Si 性 非金属 金属性 四 未发现的元素。镓就是 4 逐 Ge As 有气体 他当时预言的“类铝”， Sb e 物 镓的发现在科学界引起 金属 强 素 质 6 Po At 强 了强烈的反响，全世界 烟 金属性逐渐增强 的科学家都知道了元素 由于元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界线，位于 素 周期律的内容和意义， 分界线附近的元素既能表现出一定的金属性，又能表现出一 并以元素周期律为指 定的非金属性。 导，继续探求门捷列夫 2.元素周期表和元素周期律的应用 预言的新元素。 (1)根据元素在元素周期表中的位置推测其原子结构和性质 (2)推测元素性质的变化规律（由递变规律推测） 到学以致用 ①比较不同周期、不同主族元素的性质 ①铊(T)与铝同主族， 如：金属性强弱顺序为Mg>Al、Ca>Mg,则碱性强弱顺序为 Mg(OH)2>Al(OH)3 Ca(OH)2>Mg(OH)2,Ca(OH)2 其单质既能与盐酸反 的碱性比AI(OH)3的强。 应，又能与氢氧化钠溶 ②推测元素的某些性质 液反应。(X) 如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2 ②硒(Se)位于元素周期 难溶；已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)的 表第IA族，其最高价 单质应为有色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，其水溶液呈 酸性，AgAt不溶于水等。 氧化物对应的水化物的 (3)寻找新物质 酸性比硫酸的弱。（√） 金属与非金属的分界处 寻找 半导体材料 ③根据元素周期律推 测，117号元素Ts对应 过渡元素 寻找 制造催化剂和耐高温 耐腐蚀合金的元素 的HTsO4是强酸。(X) ◆知识拓展 氟、氯、硫、磷、砷等元素 制造 新品种的农药 依据元素周期律预测元 3.元素“位”“构“性”之间的联系 素性质的流程： 质子数（核电荷数） 结构 「电子层数 ①首先确定同一主族的 核外电子数 最外层电子数 陌生元素在元素周期表 反映 中的位置； 决定 反映 决定 ②然后确定它是金属元 元素的性质 判断元素，推出位置 单质的性质 素还是非金属元素； 位置 性质 通过位置，运用递变规 化合物的性质 律推出性质 离子的性质 ●078● (1)结构与位置的互推 ①电子层数=周期序数；②质子数=原子序数； ③再根据同族元素性质 ③主族元素原子的最外层电子数=族序数： 的相似性、递变规律及 同周期元素的性质变化 ④主族元素的最高正化合价=族序数(O、F除外)，最低负化 规律（元素周期律），来 修第 合价=族序数一8。 推测该元素及其化合物 册 (2)性质与位置的互推 的性质。 ①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置：若同周 ◆特别提醒 第 四 期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则元素A、B、C在同周期 位置、结构和性质的关系： 中按照C、B、A的顺序从左到右排列。 同一主族位置 同一周期 (上→下 (左→右 ②根据元素在周期表中的位置可以推知元素的性质：若元素 质结 A、B、C在同一主族中从上到下排列，则可推知元素A、B、C 电子层酷枸最外层电 数递增 子数递增 公 的单质的氧化性依次减弱或还原性依次增强。 周期 (3)结构与性质的互推 金属性增 非金属性 性质 强，非金 结构决定性质，最外层电子数主要决定主族元素原子的得失 增强，金属 属性减弱 性减弱 电子能力。 高频考点 ●●●●●● 粒子半径的大小 有相同电子层结构的离子，原子序数越大，离 考点1 比较 5年19考 子半径越小，则离子半径大小顺序为C> 例1已知短周期元素的四种离子 D>B+>A+,C错误；非金属性强弱顺序为 A+、B+、C3-、D具有相同的电子 C<D,则还原性强弱顺序为C3->D,D错 层结构，则下列叙述中正确的是 误。故选B。 规律方法粒子半径大小的比较方法 A.原子序数：D>C>B>A 同周期主族元素的原子半径随原 B.原子半径：B>AC>D 同周期 序大 径小 子序数的增大而减小，如Na>Mg贮 Al>Si>P>S>CI C.离子半径：C>D>A+>B 结构相同， 序大 同主族元素的原子半径、离子半 D.还原性：C3-<D 序大径小 同主族 径大 径随原子序数的增大而增大，如 Li<Na<K<Rb<Cs 解析A+、B、C、D具有相同的电子层结 同元素 价高 同一元素不同价态的微粒，价态 径小 越高半径越小，如Fe>Fe2>Fe+ 构，可知短周期元素A、B、C、D分别为Mg、 同结构 序大 电子层结构相同的离子半径随原 Na、N、F。原子序数大小顺序为A>B>D 径小 子序数的增大而减小，如FNab Mg2>Al3+ C,A错误；同主族元素电子层越多，半径越 选择一种参照粒子进行比较，如 大，同周期元素原子序数越大，半径越小，则原 均不同 比较r(K)与rMg),可选择Na*为 参照粒子：r(K+)>r(Na)>r(Mg2+) 子半径大小顺序为B>A>C>D,B正确；具 ●079● 同周期元素性质的 审题指导 考点2 递变规律 5年4考 看要求 金属性还是非金属性 比较金属 例2R、W、X、Y、Z为原子序数依次 性和非金 是否同周期 想位置 递增的同一短周期元素，下列说法 属性的强 是否同主族 第 弱 同周期规律 一定正确的是(m、n均为正整数) 多 用规律 同主族规律 原子序数依次增加1，与 () “依次增大”不同 不同周期借助参照物 和 其他，如置换 第 A.若R(OH)n为强碱，则W(OH)+1也为 反应 章 强碱 解析气态氢化物的稳定性越高，元素的非 物 B.若H,XOm为强酸，则Y是活泼非金属 金属性越强，①不符合题意；Fe与Cl2、S分 质 构 元素 别反应生成FeCL3、FeS,说明氧化性强弱顺 C.若Y的最低负化合价为一2，则Z的最高 序为Cl2>S,非金属性强弱顺序为CI>S,② 元 素 正化合价为+6 不符合题意；C2能与H2S反应置换出S,说 期 D.若X的最高正化合价为十5，则五种元素 明氧化性强弱顺序为C2>S,③不符合题 都是非金属元素 意；元素原子最外层电子数的多少不能说明 解析W的金属性比R的弱，R(OH)m为强 元素非金属性的强弱，④符合题意；只有最高 碱，W(OH)+1不一定为强碱，A错误 价氧化物对应的水化物的酸性越强，才能说 H XO为强酸，说明X的非金属性强，Y位 明元素的非金属性越强，⑤符合题意。故 于X的右边、Z的左边，所以Y一定不是稀 选A。 有气体元素，故Y的非金属性比X的更强，B 考点4元素周期律的应用⑤年40考 正确；若Y为氧元素，则Z没有正化合价，C 例4（北京卷）下列性质的比较，不 错误；若五种元素同为第三周期，当X的最 能用元素周期律解释的是() 高正化合价为十5时，R为金属元素Al,D错 A.酸性：HCIO4>H2SO3>H2SiO3 误。故选B。 B.碱性：KOH>NaOH>LiOH 金属性、非金属性 C.稳定性：H2O>H2S>PH 考点3 的强弱比较 5年11考 D.非金属性：F>O>N 例3下列不能说明氯的得电子能力 比硫的强的事实是 解析元素的非金属性越强，其最高价氧化 () ①HCl比H2S稳定；②Cl2与Fe反 物对应的水化物的酸性就越强，硫元素的最 应生成FeCl3,S与Fe反应生成FeS;③Cl2 高价含氧酸是H2SO4而不是H2SO3,因此不 能与H2S反应生成S;④氯原子最外层有7 能根据元素周期律判断酸性强弱顺序为 个电子，硫原子最外层有6个电子；⑤HCI的 HCIO4>H2SO3>H2SiO3,A错误；同主族 酸性比H2SO3的强。 必须是最高价氧化物 元素的金属性自上而下依次增强，元素的金 对应的水化物 A.④⑤ 属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的 B.①⑤ 碱性就越强，元素的金属性强弱顺序为K> C.①③⑤ Na>Li,则碱性强弱顺序为KOH> D.①②③ NaOH>LiOH,B正确；同周期元素的非金 ●080● 属性从左到右依次增强，同主族元素的非金 质的氧化性逐渐减弱，即单质的氧化性强弱 属性自上而下依次减弱，元素的非金属性越 顺序为O2>S,D错误。故选B。 强，其气态氢化物的稳定性就越高，元素的非 规律方法 必 金属性强弱顺序为O>S>P,所以气态氢化 (1)解题步骤 修第 物的稳定性高低顺序为H2O>H2S>PH3,C 依据题目给出的信息，首先找到能 册 正确；同周期元素的非金属性从左到右依次 确定元 够判断出来的元素，然后再根据元 增强，所以元素的非金属性强弱顺序为F> 素名称 素在周期表中的相对位置及原子结 第 构特点，确定出各元素的名称 四 O>N,D正确。故选A。 在判断出各元素名称的基础上，确 判断递 定出各元素在周期表中的相对位置： 元素“位”“构”性” 变规律 依据同周期、同主族元素性质的递 考点5之间的联系及应用5年2考 变规律，判断各选项的正误 质结 例5（全国Ⅱ卷）A、B、C、D为原子 (2)常用的元素推断的特殊结构信息 序数依次增大的短周期主族元素， 特殊关系 对应元素 A原子核外电子总数与B原子次 最外层电子数等于次外层电子 素周期 Li、Si 外层的电子数相同；C所在周期数与族数相 数的一半 同；D与A同族。下列叙述正确的是() 最外层电子数等于次外层电 Be、Ar A.原子半径：D>C>B>A 子数 最外层电子数等于次外层电子 B.4种元素中B的金属性最强 C 数的2倍 C.C的最高价氧化物对应的水化物是强碱 最外层电子数等于次外层电子 D.D单质的氧化性比A单质的氧化性强 0 数的3倍 解析若B原子次外层有2个电子，则A为 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al He,与题中主族元素不符，所以B原子次外层 (3)常用的元素推断的特殊性质信息 有8个电子，A为O;D与A(O)同族，则D为 ①地壳中含量最高的非金属元素是O,金属元 S;由C所在周期数和族数相同，再结合原子 素是A1; 序数大于A(O),可知C为Al,则B可能为Na ②最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反 或Mg。同周期元素从左到右，原子半径逐渐 应，又能与强碱反应的元素是A1; 减小，同主族元素自上而下，原子半径逐渐增 ③单质是重要的半导体材料或氧化物可用作 大，故原子半径大小顺序为B(Na或Mg)> 光导纤维的元素是Si; C(AI)>D(S)>A(O),A错误；同周期元素从 ④最活泼的非金属元素是F; 左到右，金属性逐渐减弱，同主族元素自上而 ⑤单质可用于自来水杀菌消毒的元素是 下，金属性逐渐增强，故B(Na或Mg)的金属 C、O; 性最强，B正确；C(A)的最高价氧化物对应的 ⑥最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元 素是C; 水化物是A1(OH)3,A1(OH)3是两性氢氧化 ⑦气态氢化物与最高价氧化物对应的水化物 物不是强碱，C错误；D(S)与A(O)同族，同主 能反应的元素是N。 族元素自上而下，非金属性逐渐减弱，对应单 ●081●