内容正文:
第19讲 元素周期表
学习目标
重难点
1.通过领略元素周期表的发展历程,能了解元素表的编排规则和规律。
2.通过对元素周期表的编排分析,能认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。
重点:元素周期表的结构。
难点:原子结构与元素在周期表中位置间的关系。
在门捷列夫编制的元素周期表中还留有很多空格,这些空格应由当时未被发现的元素来填满。门捷列夫还预言了类似硼、铝、硅等未知元素的存在及性质,为什么能预言这些元素的存在及性质?
一、元素周期表的发展历程
门捷列夫周期表是短周期表,课本上的是长式周期表,人们还发明了不同形式的周期表。
1913年12月,莫斯莱到牛津大学工作,研究各种元素所产生的特征X射线的波长。莫斯莱经研究发现,以不同的元素作为产生调射线的靶子,则各种不同元素产生的特征调射线的波长是不同的。莫斯莱把各种元素产生的特征X射线按着波长的大小加以系统排列,他惊奇地发现:这种排列和元素的质子数的顺序是完全一致的,他把这个排列顺序称之为原子序数。
二、元素周期表的结构
1.元素周期表的编排原则
(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。
原子序数与元素的原子结构之间存在着下列关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(2)横行:原子核外电子层数相同的元素,按照原子序数递增的顺序从左到右排列。
(3)纵列:不同横行中原子核外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列。
①核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如 Al3+、Na+、F-等。
②过渡元素:元素周期表中第IIIB族到第IIB族为过渡元素,这些元素都是金属元素,所以又称它们为过渡金属。
③镧系元素:元素周期表第六周期第IIIB中,从57号元素镧到71号元素镥共有15 元素,统称为镧系元素,它们的化学性质相似。
④锕系元素:元素周期表第七周期第IIIB族中,从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素,统称为锕系元素,它们的化学性质相似。
2.周期
数目
现行的元素周期表中有7个横行,每个横行各为一个周期,共7个周期,自上而下依次称为第一、二、三、四、五、六、七周期。
特点
同一周期中,元素原子的电子层数相同,且电子层数等于周期序数,从左到右原子序数递増。
周期分类及元素的种数
7个周期分为短周期(第一、二、三周期)和长周期(第四、五、六、七周期),7个周期中元素的种类不完全相同,其中第一周期含2种元素,第二、三周期各含8种元素,第四、五周期各含18种元素,第六、七周期各含32种元素,总共118种元素。
3.族
数目
元素周期表中共有18个纵列,除第8、9、10三个纵列叫做第VIII族外,其余每个纵列各为一个族,共有16个族。
分类
16个族分为7个主族、7个副族、1个第VIII族和1个0族。
特点
同一主族中元素原子的最外层电子数相同,且等于其族序数,从上到下原子序数递增。
①各周期元素归类
类别
周期序数
起止元素
原子序数
所含元素种数
短周期
1
H~He
1~2
2
2
Li~Ne
3~10
8
3
Na~Ar
11~18
8
长周期
4
K~Kr
19~36
18
5
Rb~Xe
37~54
18
6
Cs~Rn
55~86
32
7
Fr~Og
87~118
32
②常见族元素的特别名称
第I A族(氢除外)碱金属元素;第IIA族:碱土金属元素;第VIIA族:卤族元素;0族:稀有气体元素。
③元素周期表中纵列与族序数的关系
元素周期表中共有18个纵列,16个族。其中有7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个0族。7个主族(第I A族~第VIIA族)从左向右依次为第 1、2、13、14、15、16、17纵列;7个副族(第IIIB族~第VIIB族、第IB族~第IIB族)从左向右依次为第3、4、5、6、7、11、12纵列(其中第3纵列的第IIIB族因包含镧系、锕系元素,所含元素种类最多,有32种);第VIII族包含第8、9、10纵列;0族为第18纵列。
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
第VIII族
副族
主族
0族
名称
IA
IIA
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIII
IB
IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
④元素周期表记忆口诀
横行叫周期,现有一至七;三四分长短,四长副族现, 竖列称作族,总共十六族; VIII族最特殊,三列是一族; 二三分主副,先主后副族; 镧锕各十五,均属IIIB族。
重点:元素周期表中位置与原子序数的关系
1.由原子序数推导元素在周期表中的位置
(1)熟记稀有气体元素的原子序数
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)比大小定周期
比较某元素的原子序数与0族元素原子序数的大小,找出与其相邻近的两种0族元素,该元素和原子序数大的0族元素处于同周期。
(3)求差值定族数
①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处于0族元素所在周期的下一周期的第I A族或第IIA族,如88号元素,88-86=2,则其应位于第七周期第IIA族。
②若某元素的原于序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5,则应分别处在0族元素所在周期的第VIIA、VIA、VA、IVA、IIIA族,如84号元素应在第六周期第VIA族.
③若差值为其他数,则由相应差值找出对应的族。
2.由元素在周期表中的位置推导原子序数
(1)同周期不同主族
因不同周期中所含元素种类数不都完全相同,而且长周期中第IIA族和第IIIA族之间插入了过渡元素,非第IIA族和第IIIA族同周期相邻主族元素的原子序数之差一定是1;同周期第IIA族与第IIIA族元素原子序数之差从第二周期到第七周期依次为1、1、11、11、25、25。
(2)同主族不同周期
若A、B为同主族元素,A所在周期有m种元素,B所在周期有n种元素,A在B的上一周期,设A的原子序数为a。
①若A、B为第IA族或第IIA族(位于过渡元素左边)元素,则B的原子序数为(a+m)。
②若A、B为第IIIA族~第VIIA族(位于过渡元素右边)元素,则B的原子序数为(a+n)。
了解元素周期中的相关信息
1.元素周期表中每一格中的信息
在元素周期表中,每一种元素均占据一格。每一格所表示的元素信息,除元素的原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量外,高中阶段又新增了以下信息:外围电子层排布、是否为放射性元素以及元素的类别等。例如:
2.族序数与原子序数的关系
族序数为奇数(第IIIB族镧系、锕系除外),则该族元素的原子序数一定为奇数;族序数为偶数(第VIII族除外),则该族元素的原子序数一定为偶数。
(1)区别
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、 中子数不同的核素
同种元素形成 的不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只论种类,不论个数
化学性质几乎完全相同
化学性质几乎完全相同
组成元素相同、 性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O三种元素
、、三种核素
、、互称同位素
O2与O3互为同素异形体
(2)联系
几种“相对原子质量”
1 .概念理解
概念
概念理解
原子质量
某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量
一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数)
原子核内质子数与中子数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量
元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的百分比乘积的加和。计算公式为Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…[其中,Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量,a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比,a% + b% +…=1]。元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量
Ar =Ar(A)·a% + Ar(B)·b% +…,该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的质量数代替即得元素的近似相对原子质量
2.实例比较
氯元素
35Cl
37Cl
质量数
35
37
核素的相对原子质量
34.969
36.966
核素的近似相对原子质量
35
37
同位素丰度
75.77%
24.23%
氯元素的相对原子质量
34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量
35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
1.下列有关元素周期表的认识正确的是( )
A.第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B.原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
C.每一族只有一列
D.前3个周期为短周期、其余为长周期
【答案】D
【解析】A.第ⅠA族元素含H元素,H不属于碱金属元素,A错误;
B.原子核外各层电子数相等的元素为H、Be等,Be为金属元素,B错误;
C.周期表中第8、9、10三个纵列为Ⅷ族,则18个列,共16个族,C错误;
D.短周期为一、二、三周期,其它为长周期,故D正确;因此答案为D。
2.下图为元素周期表中的一部分,表中数字是原子序数,其中X为34的是( )
A.B. C. D.
【答案】A
【解析】A.15号元素右邻原子序数为16,34号元素位于第四周期,第四周期有18种元素,因此有34-16=18,故A正确;
B.53号元素位于第五周期,第五周期共有18种元素,34、53原子序数差值为19≠18,故B错误;
C.50号元素右邻原子序数为51,51号元素位于第五周期,第五周期共有18种元素,34、51原子序数差值为17≠18,故C错误;
D.26、34原子序数差值为8≠18,故D错误;答案为A。
3.已知A为第IIA族元素,B为第IIIA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且A、B为同一周期的元素,下列关系式错误的是( )
A.n=m+1 B.n=m+11 C.n=m+25 D.n=m+10
【答案】D
【解析】若A、B为第二、三周期元素,n=m+1;若A、B为第四、五周期元素,n=m+11;若A、B为第六、七周期元素,n=m+25;故答案为D。
4.我国一直致力研究开发自己的芯片,制造芯片需要单晶硅,其中硅元素在元素周期表中的位置是( )
A.第二周期第ⅤA族 B.第三周期第ⅥA族
C.第三周期第ⅣA族 D.第二周期第ⅣA族
【答案】C
【解析】硅是14号元素,Si原子核外有三个电子层,最外层电子数为4,根据周期序数等于电子层数,主族序数等于最外层电子数可知,硅在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族,C正确。
5.下列说法正确的是( )
A.某短周期元素最外层有2个电子,则其一定是金属元素
B.主族元素的单原子阳离子一定具有稀有气体的电子层结构(H+除外)
C.元素周期表有7个主族、8个副族,副族均由长周期元素组成
D.主族元素在周期表中的位置只取决于该元素的电子层数
【答案】C
【解析】主族元素的单原子失去最外层电子转化为阳离子,则短周期主族元素的单原子阳离子一定具有稀有气体的电子层结构(H+除外),长周期主族元素不符合,如Ga失去3个电子后最外层电子数为18,故B错误;元素周期表有18个纵列,分为7个主族,8个副族,1个0族,总共16个族,副族由长周期元素组成,故C正确;主族元素的最外层电子数等于族序数,电子层数等于周期数,则主族元素在周期表中的位置取决于该元素的电子层数、最外层电子数,故D错误。
6.元素周期表是指导化学学习的工具。下列说法正确的是( )
A.第58号元素位于第ⅣB族
B.元素周期表共有7个横行、18个纵列,共7个周期、18个族
C.元素周期表中元素种类最多的族是第Ⅷ族
D.元素的相对原子质量是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值
【答案】D
【解析】已知86>58>54,故第58号元素位于周期表第6周期,由于第6周期有镧系元素,一格中有15种元素,故第6周期原子序数与54差值在3到17之间的元素均在第ⅢB族,58-54=4,则58号元素为第ⅢB族,A错误;元素周期表共有7个横行、共7个周期、18个纵列除8、9、10三列合为Ⅷ,其余各列自成一族,共有16个族,B错误;已知第ⅢB中有镧系元素和锕系元素,有30种元素,加上钪和钇,第ⅢB族共有32种元素,故元素周期表中元素种类最多的族是第ⅢB族,C错误;由于很多元素均存在同位素,故元素的相对原子质量是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值,D正确;故选D。
7.1869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错误的是( )
A.周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数
B.副族完全由长周期元素构成
C.主族元素都是短周期元素
D.35号元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族
【答案】C
【解析】元素周期表中,周期的序数等于该周期元素原子的电子层数,说法正确,A不符合题意;短周期(1、2、3周期)不含副族元素,所有副族元素都分布在长周期中,因此副族完全由长周期元素构成,说法正确,B不符合题意;主族元素既有短周期元素(如氧、钠),也有长周期元素(如钾、溴、碘),说法错误,C符合题意;35号元素为溴(),电子层数为4,最外层电子数为7,位于第四周期第ⅦA族,说法正确,D不符合题意;故选C。
8.与元素周期表有关的下列说法正确的是( )
①教材中的元素周期表是按元素的相对原子质量由小到大的顺序排列的
②元素周期表共有16个纵列,称为族
③短周期元素是指原子序数1到20的元素
④最外层电子数是2的元素一定是第IIA族元素
⑤同周期ⅡA、ⅢA元素的序数之差可能为1、11、25
⑥第ⅠA族的元素都被称作碱金属元素
⑦副族元素中,没有非金属元素
⑧主族元素的最低负化合价=最高正化合价-8
⑨所含元素种类最多的是周期表中第3纵列
A.①②⑨ B.⑤⑦⑨ C.①②③④⑦ D.③④⑦⑨
【答案】B
【解析】①错误,现代元素周期表按原子序数排列,而非相对原子质量;
②错误,周期表有18个纵列,不是16个;
③错误,短周期指原子序数1-18(第一至第三周期),不包括20;
④错误,最外层电子数为2的元素不一定是ⅡA族(如He属于0族),
⑤正确,同周期ⅡA与ⅢA族元素原子序数差:第二、三周期为1(如Be-B、Mg-Al),第四、五周期为11(如Ca-Ga、Sr-In),第六周期为25(如Ba-Tl);
⑥错误,第IA族元素包括氢(H)和碱金属(Li、Na、K等)氢不是碱金属,
⑦正确,副族元素均为过渡金属,无非金属;
⑧错误,H元素的最高正价为+1,最低负价为-1,而;
⑨正确,第3纵列元素种类最多(含镧系15种、锕系15种等)则正确的是:⑤⑦⑨;故选B。
9.下列说法正确的是( )
A.门捷列夫按照质子数由小到大排列制出了第一张元素周期表
B.元素周期表含元素种类最多的主族是第IA族
C.同一周期相邻主族原子序数一定相差1
D.每一主族最上方均为非金属元素,最下方为金属元素
【答案】B
【解析】门捷列夫制第一张元素周期表时是按照相对原子质量由小到大排列,而非质子数,A错误;主族中只有ⅠA族在每一个周期都有元素,共7种元素,其他主族从第二周期才开始有元素,共6种,因此ⅠA族是主族中含元素最多的,B正确;同一周期中,ⅡA族和ⅢA族相邻,但第四、五周期二者原子序数相差11,第六、七周期相差25,不是一定相差1,C错误;第IIA族最上方的元素为铍,属于金属元素,不符合描述,D错误;故选B。
10.下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A.元素周期表中从第IIIB族到第IIB族的10个纵列的元素都是金属元素
B.元素周期表由三个短周期,四个长周期构成
C.在金属和非金属的分界线处寻找半导体材料
D.元素周期表中含有主族、副族、第VIII族、0族等十八个族
【答案】D
【解析】A.元素周期表中从第IIIB族到第IIB族的10个纵列均属于过渡周期元素,过渡周期元素都是金属元素,A正确;
B.元素周期表有7个横行,每个横行为一个周期,其中前三周期为短周期,其他周期为长周期,因此元素周期表由三个短周期,四个长周期构成,B正确;
C.在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素,通常既具有金属性又具有非金属性,可以寻找半导体材料,C正确;
D.元素周期表有18个纵列,其中8、9、10三个纵列共同组成第VIII族,因此元素周期表中含有主族、副族、第VIII族、0族等十六个族,D错误;答案选D。
11.元素周期表中前7周期的元素数目如表所示(假设第7周期已排满):
周期
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(1)第6、7周期比第4、5周期多了14种元素,其原因是 。
(2)周期表中 族所含元素最多。
(3)请分析周期数与元素数目的关系后预言第8周期最多可能含有的元素种数为 。
A.18 B.32 C.50 D.64
(4)如将现行族号取消,并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列,则32号元素锗(Ge)位于第 周期第 纵列。
【答案】(1)第6、7周期有镧系和锕系元素 (2)ⅢB (3)C (4)4 14
【解析】(1)第6、7周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系,每个系的一个空格包含了15种元素,则第6、7周期比第4、5周期多了14种元素。
(2)第6、7周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系,每个系的一个空格包含了15种元素,故ⅢB族含有元素最多。
(3)观察每一周期的元素数发现,它们都是偶数,规律如下:
从中可发现,它们遵循2×n2,除第1周期外,重复一 次,故第8周期含有的元素种数为: 2×52=50,故选C。
(4)如将现行族号取消,并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列,则32号元素锗(Ge)位于第四周期第14纵列。
12.A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,B元素的单质是黑火药的主要成分之一,燃烧后有刺激性气味。B元素的某核素原子核内质子数和中子数相等。
A
C
B
(1)推断:A ,B (元素符号);C元素的名称: 。
(2)A位于元素周期表中第 周期 族。
(3)C的原子结构示意图为: 。
(4)该B元素核素的原子结构式是: 。
【答案】(1)N S 氟(2)2(二) VA(3)(4)
【分析】B元素的单质是黑火药的主要成分之一,燃烧后有刺激性气味。B元素的某核素原子核内质子数和中子数相等,可推知B为S元素,A为N元素,C为F元素,A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,推断成立,据此分析解答。
【解析】(1)由分析可知,A为N元素;B为S元素;C为氟元素;
(2)N元素位于元素周期表的第二周期VA族;
(3)C为氟元素,原子结构示意图为:;
(4)S元素核素的原子结构式是。
13.已知五种元素,X是原子序数最小的元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个;W元素原子K层和M层电子总数比L层电子数多1个;R元素原子最外层有1个电子,其阳离子与Z的阴离子原子核外电子总数相同。回答下列问题:
(1)Z元素的原子结构示意图: ;
(2)W元素形成的离子结构示意图: ;
(3)中子数为8的Y的一种核素符号: ;
(4)含X、Y、Z、R四种元素的化合物的化学式: ;
(5)化合物R2Z2和YZ2反应的化学方程式: 。
【答案】(1)(2)(3)(4)NaHCO3(5)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【分析】X是原子序数最小的元素,即X为元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍,则内层为2个电子,最外层为4个电子,则Y为元素;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个,次外层只能是2个电子,则Z为元素;K层最多2个电子,L层最多8个电子,W元素原子K层和M层电子总数比L层电子数多1个,则M层为7个电子,W为Cl元素;Z的阴离子为,有10个电子,则R为元素,据此分析;
【解析】(1)W为O元素,质子数为8,O的原子结构示意图为;
(2)W为Cl元素,质子数为17,Cl的离子结构示意图为;
(3)中子数为8的C原子,质量数为14,核素符号:;
(4)含H、C、O、Na四种元素的化合物的化学式:NaHCO3或CH3COONa、NaHC2O4等;
(5)化合物Na2O2和CO2反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
14.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,回答下列问题。
(1)元素X单质分子是 (写化学式)。
(2)Y位于元素周期表中的第 周期第 族。
(3)Z的同主族下一周期的元素的原子序数是 。
(4)与Z的同一周期的金属元素中,与氢氧化钠溶液反应的化学反应方程式为
。
【答案】(1)He(2)二 VIIA(3)34(4)
【分析】由短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置可知,X为He、Y为F、Z为S;
【解析】(1)元素X单质为单原子分子,分子为He;
(2)Y的原子结构中有2个电子层、最外层电子数为7,位于第二周期第VIIA族;
(3)Z为S元素,同主族下一周为Se,原子序数比S多18,为34;
(4)与S同一周期中Al能与氢氧化钠溶液反应,化学方程式为:。
15.Ⅰ.在一百多年前,铝被称为“银色的金子”,比黄金还要贵。法国皇帝拿破仑三世为了显示其阔绰,将他的军旗旄头上的银鹰换成了铝鹰,逢盛大国宴,他拿出珍藏的铝质餐具,在宾客面前炫耀一番,就像国宝一样。俄国化学家门捷列夫,当他闻名世界的时候,曾经接受过英国化学学会的崇高奖赏——一只貌似平凡的铝杯。
(1)请指出铝元素在周期表中的位置 。
(2)在元素周期表中各个信息都表示什么意义。
信息
信息所表示的意义
Al
铝
13
26.98
Ⅱ.推算原子序数为34、53、88的元素在周期表中的位置。
原子序数
34
53
88
周期
族
【答案】Ⅰ.(1)第三周期第ⅢA族 (2)铝的元素符号
元素名称 原子序数 相对原子质量
Ⅱ.
周期
四
五
七
族
ⅥA
ⅦA
ⅡA
【解析】Ⅰ.铝的原子序数为13,有3个电子层,最外层电子数为3,位于第三周期第ⅢA族;Ⅱ.34号元素比Kr(36)少2个电子,共有4个电子层,最外层电子数为6,位于第四周期第ⅥA族;53号元素比Xe(54)少1个电子,共有5个电子层,最外层电子数为7,位于第五周期第ⅦA族;88号元素比Rn(86)多2个电子,共有7个电子层,最外层电子数为2,位于第七周期第ⅡA族。
1.下列说法中错误的是 ( )
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数均是8
D.第一周期元素、第ⅦA族元素和稀有气体元素都是非金属元素
【答案】A
【解析】原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数,但离子的核外电子层数不一定等于该元素所在的周期数,大多数金属阳离子,如Na+、Mg2+、Al3+、K+等,其核外电子层数不等于该元素所在的周期数。
2.元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.C的原子比B的原子的原子序数大1
B.原子结构示意图为的元素,与C位于同一周期
C.B的原子与D的原子最外层电子数相等
D.原子结构示意图为的元素,与B位于同一主族
【答案】D
【解析】根据元素周期表的结构分析题图可知,它的更具体的内容如下所示:
B是第一周期的最后一种元素,C是第二周期的第一种元素,则C的原子序数比B的原子序数大1,A项正确;原子结构示意图为的元素的原子序数是8,第二周期元素从左到右原子序数为3~10,则原子序数为8的元素与C位于同一周期,B项正确;B是2号元素,原子核外有1个电子层,2个电子,D是12号元素,原子结构示意图为,C项正确;原子结构示意图为的元素是10号元素,也是第二周期的最后一种元素,与B同族,但该族是0族而不是主族,D项不正确。
3.下列关于现行的元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表中第Ⅷ族是包含元素种类最多的族
B.第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8或18
C.元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数
D.位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于第IA族,原子序数为x,乙位于第IIIA族,则乙的原子序数可能为x+13
【答案】B
【解析】A.Ⅷ虽然占三列,但ⅢB含有镧系和锕系,因此元素周期表中第ⅢB包含元素种类最多,故A错误;
B.如果是ⅠA、ⅡA族,第三、四周期元素的原子序数相差8,如果是ⅢA~ⅦA族,第三、四周期元素的原子序数相差18,故B正确;
C.主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数,副族元素的最外层电子数不等于所在族的序数,故C错误;
D.甲位于ⅠA,原子序数为x,乙位于ⅢA,若在短周期中,乙的原子序数为x+2,若在四、五周期,二者原子序数相差12,则乙的原子序数为x+12,若为六、七周期,乙的原子序数为x+26,故D错误;答案为A。
4.元素周期表和元素周期律对其他与化学相关的科学技术有指导作用。下列说法错误的是()
A.位于周期表中金属与非金属分界处的金属铝具有氧化性和还原性
B.制造农药的主要元素是在右上方区域的非金属元素
C.作催化剂的主要元素分布在过渡元素区域
D.在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料
【答案】A
【解析】A.金属铝化合价为最低价态,只有还原性,没有氧化性,故A错误;
B.非金属元素区的C1、P、As等等可应用于制新农药,而这些元素分布于元素周期表右上方的元素,故B正确;
C.催化剂一般为金属或金属化合物,多为过渡元素区的金属元素的单质或化合物,故C正确;
D.一般在金属元素与非金属元素的交界处寻找半导体材料,故D正确;答案选A。
5.2019年诺贝尔化学奖授予John Goodenough教授、Stanley Whittingham教授以及吉野彰博士,以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。已知金属锂的化学性质与金属钠相似;金属锂的密度是0.534 g/cm3、煤油的密度是0.80 g/cm3,下列有关金属锂的说法不正确的是( )
A.自然界中不存在锂单质
B.在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂,金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C.金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D.金属锂与金属钠的性质有相似又有不同,体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
【答案】B
【解析】A.由金属锂的化学性质与金属钠相似可知,锂是活泼金属,自然界不存在锂单质,A说法正确;
B.由金属锂、煤油及水的密度可知,煤油在上层,水在下层,金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应,B说法错误;
C.根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知,金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应,C说法正确;
D.金属锂与钠的性质有相似又有不同,可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同,D说法正确;答案选B。
6.某短周期元素X的最外层电子数比次外层电子数少1个电子,则关于该元素说法正确的是( )
A.该元素一定是氯元素
B.X元素形成的单质都具有氧化性
C.X元素形成的单质都可能与H2O发生氧化还原反应
D.X元素形成的氢化物一定是一种强酸
【答案】C
【解析】A项,Li元素也满足,错误;B项,若X为Li元素,Li在反应中只能失电子,只有还原性,错误;C项,单质Li或者Cl2都能与水发生氧化还原反应,正确;D项,若X为Li元素,LiH不是强酸,错误。
7.我国拥有自主知识产权的硅衬底高光效氮化镓发光二极管(简称LED)技术,已广泛用于照明、显像等多个领域。氮和镓的原子结构示意图及镓在元素周期表中的信息如图所示,下列说法正确的是( )
A.镓的相对原子质量是69.72 g B.镓原子核内有31个中子
C.镓元素位于第三周期、IIIA族 D.氮化镓的化学式为GaN
【答案】D
【解析】A项,相对原子质量的单位为“1”,故镓的相对原子质量是69.72,错误;B项,由图可知,镓原子核内有31个质子,中子数目无法确定,错误;C项,根据主族元素的周期序数等于其原子的电子层数,主族序数等于其原子的最外层电子数,故镓元素位于第四周期、IIIA族,错误;D项,由N、Ga的原子结构示意图可知,N可显-3价,Ga显+3价,故氮化镓的化学式为GaN,正确。
8.下列关于元素和元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表包含元素最多的族是第Ⅷ族
B.质子数相同的粒子一定是同种元素
C.ⅠA族元素与ⅥA族元素间形成的化合物可能不只一种
D.用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第14列
【答案】C
【解析】A项,周期表包含元素最多的族是第IIIB族,包含镧系和锕系,共32种元素,错误;B项,质子数相同的粒子不一定是同种元素,如H2O和Ne,都含10个质子,却不是同种元素,错误;C项,ⅠA族元素如H、Na与ⅥA族元素如O,可形成H2O、H2O2,Na2O、Na2O2,正确;D项,用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列,错误。
9.如图为某国外学术期刊上刊登的八角形元素周期表,八角形的每个顶角对应一种元素,下列说法错误的是( )
A.图中虚线八角形所标元素属于我们现行元素周期表的第四周期
B.图中虚线箭头所经过的元素按箭头,原子的电子层数增多
C.图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在,不发生化学反应
D.此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
【答案】C
【解析】】A项,由图可知,虚线八角形所标元素由K到Kr,属于我们现行元素周期表的第四周期,正确;B项,由图可知,虚线箭头所经过的元素是同主族元素,C到Sn,原子的电子层数增多,正确;C项,图中①代表的元素是Al,铝单质在常温下能稳定存在,是由于Al和氧气在常温下反应生成致密的氧化铝薄膜,防止Al进一步腐蚀,发生了化学反应,错误;D项,八角形元素周期表是按同主族元素序数增大来排列的,所表示的所有元素只有主族和0族,没有副族元素,正确。
10.以SiC、AlN、ZnSe等宽禁带半体材料为代表的第三代半导体材料是当前的研究热点。上述物质涉及的6种元素中属于副族元素的种数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】Si、C、Al、N、Zn、Se等6种元素中,Si和C同主族,是ⅣA,Al是ⅢA,N是ⅤA,Se为第四周期ⅥA族(位于硫元素正下方),均是主族元素;只有锌为副族元素,故只有1种元素为副族元素,选B项。
11.化学上普遍应用的元素周期表已经成为化学的一种标志,这是历代化学家经过一百多年不断完善的结果。从1869年门捷列夫制出第一个元素周期表开始,人们给出了形形色色的“元素周期表”。其中曾出现了一种扇形元素周期表,如图是扇形元素周期表的一部分(前四周期的元素),对比中学常见元素周期表,回答下列问题。
(1)E代表的元素处于常见周期表的位置是 ;G元素的离子结构示意图: 。
(2)A元素有多种不同的原子,写出可以用于制造氢弹的A元素的核素符号: 。
(3)C元素在自然界有多种单质存在,这些单质之间的关系是 。
(4)L元素与K元素可以组成两种化合物,为了区分这两种化合物需要用到的试剂是 ,其中一种化合物的水溶液与L单质反应转化为另一种化合物,其离子方程式为
。
【答案】(1)第二周期第ⅥA族 (2)221H、31H (3)同素异形体 (4)KSCN溶液 2Fe3++Fe=3Fe2+
【解析】由位置可知,A为H,B为Na,C为C,D为N,E为O,F为Mg,G为Al,J为S,K为Cl,M为Br,L为Fe。(1)O元素位于第二周期第ⅥA族,Al的离子结构示意图为。(2)可用于制造氢弹的是21H、31H。(3)C元素在自然界有金刚石、石墨、C60等多种单质,其互为同素异形体。(4)Fe元素与Cl元素可以组成FeCl2、FeCl3,检验Fe3+需要用KSCN溶液;FeCl3与Fe反应可转化为FeCl2:2Fe3++Fe=3Fe2+。
12.A、B两种元素,A的原子序数为x,A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。
(1)如果A和B同在ⅠA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ,当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。
(2)如果A和B同在ⅦA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ,当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。
【答案】(1)x-n x+m (2)x-m x+n
【解析】此题选取了具有代表性的两族:ⅠA和ⅦA,可以根据它们具体的原子序数来推理,试过之后再与下面的答案相比较。经过对元素周期表的分析研究,你可能不难得出以下结论:①ⅠA、ⅡA族,下面元素的原子序数等于同主族上面元素的原子序数加上上面元素所在周期的元素种类数。②ⅢA到0族,下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的元素种类数。
13.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,表明了元素周期律的重要性。以下短周期主族元素中,含元素a的化合物被广泛用于制作手机电池,古迪纳夫因在该领域做出了杰出贡献荣获2019年诺贝尔化学奖。
a
…
b
c
d
e
…
g
h
j
(1)a原子结构示意图为 。
(2)d在周期表中的位置是 。
(3)元素g的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(4)由单质a制成的电池需要注意防水,其原因用化学反应方程式表示为
。
(5)科学家在研究元素周期表时,预言了在元素h的下一周期存在一种“类h”元素,该元素多年后被德国化学家文克勒发现,命名为锗(Ge),锗在周期表的位置为 。
(6)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文为“镆”、Mc可由反应Am+Ca→Mc+3n得到。Mc用核素符号表示为 。
【答案】(1) (2)第二周期、ⅦA族 (3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (4)2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ (5)第四周期第ⅣA族 (6)Mc
【解析】含元素a的化合物被广泛用于制作手机电池,则a为Li元素;e与a位于同一主族,则e为Na元素;a、b、c、d、e、g、h、j均为短周期主族元素,根据元素周期表可推断,b为N元素,c为O元素,d为F元素,g为Al元素,h为Si元素,j为Cl元素。
(1)Li原子结构示意图为;(2)d元素为F元素,位于周期表中第二周期、ⅦA族;(3)Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;(4)Li能和水反应生成LiOH和H2,化学方程式为2Li+2H2O=2LiOH+H2↑;(5)锗在周期表的位置为第四周期第ⅣA族;(6)由反应Am+Ca→Mc+3n可知,Mc的质子数为95+20-3×0=115,Mc的质量数为243+48-3×1=288,则Mc用核素符号表示为Mc。
14.X、Y、Z、W、R五种元素的性质或结构信息如表,根据表中的信息回答下列问题:
元素
X
Y
Z
W
R
性质或结构信息
单质是最轻的气体
常见单质为空气中的主要成分之一
是海水中质量分数最大的元素
原子核内有11个质子
原子核外有3个电子层,常见单质为气体
(1)写出元素R在元素周期表中的位置: 。
(2)由X、Z、R三种元素形成的化合物XRZ的分子式为 。
(3)W与Z的单质在加热条件反应的化学方程式是 。
(4)写出少量X的单质在盛满R的单质的集气瓶中燃烧的现象: ,燃烧片刻后取出燃烧管,迅速将集气瓶倒扣在过量的烧碱溶液中,可能产生的现象是
,所得溶液中存在的溶质除了过量的NaOH外,还含有的是 (填化学式)。
【答案】(1)第三周期第ⅦA族 (2)HClO (3)2Na+O2Na2O2 (4)有苍白色的火焰 集气瓶内颜色消失,液面上升 NaCl、NaClO
【解析】X的单质是最轻的气体,故X为H;Z是海水中质量分数最大的元素,故Z为O;Y的常见单质为空气中的主要成分之一,故Y为N;W的原子核内有11个质子,则W为Na;R的原子核外有3个电子层,常见单质为气体,则R为Cl。
(1)Cl为17号元素,位于周期表的第三周期第ⅦA族;(2)H、O、Cl形成的分子式为HClO;(2)W(Na)和Z(O)的单质在加热条件下反应生成Na2O2,化学方程式为2Na+O2Na2O2;(4)氢气在氯气中燃烧有苍白色火焰;燃烧生成了氯化氢,还有过量的氯气,故将集气瓶倒扣在过量的烧碱溶液中,集气瓶内黄绿色消失,液面上升;溶质除了氢氧化钠,还有氯气和氢氧化钠生成的NaCl、NaClO。
15.下表是元素周期表的一部分,请参照元素①~⑥的位置回答下列问题:
族
周期
IA
0
1
①
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
②
3
③
④
⑤
⑥
(1)元素①的一种核素中,含有1个质子和2个中子,表示该核素组成的符号是 。
(2)元素⑤的简单离子的结构示意图是 。
(3)⑥的单质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
(4)由元素②和③按原子个数1∶1组成的化合物与二氧化碳反应的化学方程式为
。
(5)单质的氧化性⑥大于⑤,请用一道离子方程式表示 。
【答案】(1)H (2) (3)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (4)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (5)Cl2+S2-=S↓+2Cl-
【解析】由元素在周期表中的位置,可知①是H、②是O、③是Na、④是Al、⑤是S、⑥是Cl。
(1)元素H的一种核素中,1个质子和2个中子,该核素的质量数为3,符号为H;(2)硫是第三周期VIA族元素,离子结构示意图为:;(3)⑥的单质是氯气,Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;(4)元素O和Na按原子个数1∶1组成的化合物为Na2O2,与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;(5)⑥的单质是Cl2,⑤的单质是S,根据氧化还原反应强制弱原理可知,反应的方程式为Cl2+S2-=S↓+2Cl-。
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第19讲 元素周期表
学习目标
重难点
1.通过领略元素周期表的发展历程,能了解元素表的编排规则和规律。
2.通过对元素周期表的编排分析,能认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。
重点:元素周期表的结构。
难点:原子结构与元素在周期表中位置间的关系。
在门捷列夫编制的元素周期表中还留有很多空格,这些空格应由当时未被发现的元素来填满。门捷列夫还预言了类似硼、铝、硅等未知元素的存在及性质,为什么能预言这些元素的存在及性质?
一、元素周期表的发展历程
门捷列夫周期表是短周期表,课本上的是长式周期表,人们还发明了不同形式的周期表。
1913年12月,莫斯莱到牛津大学工作,研究各种元素所产生的特征X射线的波长。莫斯莱经研究发现,以不同的元素作为产生调射线的靶子,则各种不同元素产生的特征调射线的波长是不同的。莫斯莱把各种元素产生的特征X射线按着波长的大小加以系统排列,他惊奇地发现:这种排列和元素的质子数的顺序是完全一致的,他把这个排列顺序称之为原子序数。
二、元素周期表的结构
1.元素周期表的编排原则
(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。
原子序数与元素的原子结构之间存在着下列关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(2)横行:原子核外电子层数相同的元素,按照原子序数递增的顺序从左到右排列。
(3)纵列:不同横行中原子核外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列。
①核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如 Al3+、Na+、F-等。
②过渡元素:元素周期表中第IIIB族到第IIB族为过渡元素,这些元素都是金属元素,所以又称它们为过渡金属。
③镧系元素:元素周期表第六周期第IIIB中,从57号元素镧到71号元素镥共有15 元素,统称为镧系元素,它们的化学性质相似。
④锕系元素:元素周期表第七周期第IIIB族中,从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素,统称为锕系元素,它们的化学性质相似。
2.周期
数目
现行的元素周期表中有7个横行,每个横行各为一个周期,共7个周期,自上而下依次称为第一、二、三、四、五、六、七周期。
特点
同一周期中,元素原子的电子层数相同,且电子层数等于周期序数,从左到右原子序数递増。
周期分类及元素的种数
7个周期分为短周期(第一、二、三周期)和长周期(第四、五、六、七周期),7个周期中元素的种类不完全相同,其中第一周期含2种元素,第二、三周期各含8种元素,第四、五周期各含18种元素,第六、七周期各含32种元素,总共118种元素。
3.族
数目
元素周期表中共有18个纵列,除第8、9、10三个纵列叫做第VIII族外,其余每个纵列各为一个族,共有16个族。
分类
16个族分为7个主族、7个副族、1个第VIII族和1个0族。
特点
同一主族中元素原子的最外层电子数相同,且等于其族序数,从上到下原子序数递增。
①各周期元素归类
类别
周期序数
起止元素
原子序数
所含元素种数
短周期
1
H~He
1~2
2
2
Li~Ne
3~10
8
3
Na~Ar
11~18
8
长周期
4
K~Kr
19~36
18
5
Rb~Xe
37~54
18
6
Cs~Rn
55~86
32
7
Fr~Og
87~118
32
②常见族元素的特别名称
第I A族(氢除外)碱金属元素;第IIA族:碱土金属元素;第VIIA族:卤族元素;0族:稀有气体元素。
③元素周期表中纵列与族序数的关系
元素周期表中共有18个纵列,16个族。其中有7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个0族。7个主族(第I A族~第VIIA族)从左向右依次为第 1、2、13、14、15、16、17纵列;7个副族(第IIIB族~第VIIB族、第IB族~第IIB族)从左向右依次为第3、4、5、6、7、11、12纵列(其中第3纵列的第IIIB族因包含镧系、锕系元素,所含元素种类最多,有32种);第VIII族包含第8、9、10纵列;0族为第18纵列。
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
第VIII族
副族
主族
0族
名称
IA
IIA
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIII
IB
IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
④元素周期表记忆口诀
横行叫周期,现有一至七;三四分长短,四长副族现, 竖列称作族,总共十六族; VIII族最特殊,三列是一族; 二三分主副,先主后副族; 镧锕各十五,均属IIIB族。
重点:元素周期表中位置与原子序数的关系
1.由原子序数推导元素在周期表中的位置
(1)熟记稀有气体元素的原子序数
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)比大小定周期
比较某元素的原子序数与0族元素原子序数的大小,找出与其相邻近的两种0族元素,该元素和原子序数大的0族元素处于同周期。
(3)求差值定族数
①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处于0族元素所在周期的下一周期的第I A族或第IIA族,如88号元素,88-86=2,则其应位于第七周期第IIA族。
②若某元素的原于序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5,则应分别处在0族元素所在周期的第VIIA、VIA、VA、IVA、IIIA族,如84号元素应在第六周期第VIA族.
③若差值为其他数,则由相应差值找出对应的族。
2.由元素在周期表中的位置推导原子序数
(1)同周期不同主族
因不同周期中所含元素种类数不都完全相同,而且长周期中第IIA族和第IIIA族之间插入了过渡元素,非第IIA族和第IIIA族同周期相邻主族元素的原子序数之差一定是1;同周期第IIA族与第IIIA族元素原子序数之差从第二周期到第七周期依次为1、1、11、11、25、25。
(2)同主族不同周期
若A、B为同主族元素,A所在周期有m种元素,B所在周期有n种元素,A在B的上一周期,设A的原子序数为a。
①若A、B为第IA族或第IIA族(位于过渡元素左边)元素,则B的原子序数为(a+m)。
②若A、B为第IIIA族~第VIIA族(位于过渡元素右边)元素,则B的原子序数为(a+n)。
了解元素周期中的相关信息
1.元素周期表中每一格中的信息
在元素周期表中,每一种元素均占据一格。每一格所表示的元素信息,除元素的原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量外,高中阶段又新增了以下信息:外围电子层排布、是否为放射性元素以及元素的类别等。例如:
2.族序数与原子序数的关系
族序数为奇数(第IIIB族镧系、锕系除外),则该族元素的原子序数一定为奇数;族序数为偶数(第VIII族除外),则该族元素的原子序数一定为偶数。
(1)区别
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、 中子数不同的核素
同种元素形成 的不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只论种类,不论个数
化学性质几乎完全相同
化学性质几乎完全相同
组成元素相同、 性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O三种元素
、、三种核素
、、互称同位素
O2与O3互为同素异形体
(2)联系
几种“相对原子质量”
1 .概念理解
概念
概念理解
原子质量
某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量
一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数)
原子核内质子数与中子数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量
元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的百分比乘积的加和。计算公式为Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…[其中,Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量,a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比,a% + b% +…=1]。元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量
Ar =Ar(A)·a% + Ar(B)·b% +…,该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的质量数代替即得元素的近似相对原子质量
2.实例比较
氯元素
35Cl
37Cl
质量数
35
37
核素的相对原子质量
34.969
36.966
核素的近似相对原子质量
35
37
同位素丰度
75.77%
24.23%
氯元素的相对原子质量
34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量
35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
1.下列有关元素周期表的认识正确的是( )
A.第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B.原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
C.每一族只有一列
D.前3个周期为短周期、其余为长周期
2.下图为元素周期表中的一部分,表中数字是原子序数,其中X为34的是( )
A.B. C. D.
3.已知A为第IIA族元素,B为第IIIA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且A、B为同一周期的元素,下列关系式错误的是( )
A.n=m+1 B.n=m+11 C.n=m+25 D.n=m+10
4.我国一直致力研究开发自己的芯片,制造芯片需要单晶硅,其中硅元素在元素周期表中的位置是( )
A.第二周期第ⅤA族 B.第三周期第ⅥA族
C.第三周期第ⅣA族 D.第二周期第ⅣA族
5.下列说法正确的是( )
A.某短周期元素最外层有2个电子,则其一定是金属元素
B.主族元素的单原子阳离子一定具有稀有气体的电子层结构(H+除外)
C.元素周期表有7个主族、8个副族,副族均由长周期元素组成
D.主族元素在周期表中的位置只取决于该元素的电子层数
6.元素周期表是指导化学学习的工具。下列说法正确的是( )
A.第58号元素位于第ⅣB族
B.元素周期表共有7个横行、18个纵列,共7个周期、18个族
C.元素周期表中元素种类最多的族是第Ⅷ族
D.元素的相对原子质量是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值
7.1869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错误的是( )
A.周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数
B.副族完全由长周期元素构成
C.主族元素都是短周期元素
D.35号元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族
8.与元素周期表有关的下列说法正确的是( )
①教材中的元素周期表是按元素的相对原子质量由小到大的顺序排列的
②元素周期表共有16个纵列,称为族
③短周期元素是指原子序数1到20的元素
④最外层电子数是2的元素一定是第IIA族元素
⑤同周期ⅡA、ⅢA元素的序数之差可能为1、11、25
⑥第ⅠA族的元素都被称作碱金属元素
⑦副族元素中,没有非金属元素
⑧主族元素的最低负化合价=最高正化合价-8
⑨所含元素种类最多的是周期表中第3纵列
A.①②⑨ B.⑤⑦⑨ C.①②③④⑦ D.③④⑦⑨
9.下列说法正确的是( )
A.门捷列夫按照质子数由小到大排列制出了第一张元素周期表
B.元素周期表含元素种类最多的主族是第IA族
C.同一周期相邻主族原子序数一定相差1
D.每一主族最上方均为非金属元素,最下方为金属元素
10.下列关于元素周期表的说法错误的是( )
A.元素周期表中从第IIIB族到第IIB族的10个纵列的元素都是金属元素
B.元素周期表由三个短周期,四个长周期构成
C.在金属和非金属的分界线处寻找半导体材料
D.元素周期表中含有主族、副族、第VIII族、0族等十八个族
11.元素周期表中前7周期的元素数目如表所示(假设第7周期已排满):
周期
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(1)第6、7周期比第4、5周期多了14种元素,其原因是 。
(2)周期表中 族所含元素最多。
(3)请分析周期数与元素数目的关系后预言第8周期最多可能含有的元素种数为 。
A.18 B.32 C.50 D.64
(4)如将现行族号取消,并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列,则32号元素锗(Ge)位于第 周期第 纵列。
12.A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,B元素的单质是黑火药的主要成分之一,燃烧后有刺激性气味。B元素的某核素原子核内质子数和中子数相等。
A
C
B
(1)推断:A ,B (元素符号);C元素的名称: 。
(2)A位于元素周期表中第 周期 族。
(3)C的原子结构示意图为: 。
(4)该B元素核素的原子结构式是: 。
13.已知五种元素,X是原子序数最小的元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个;W元素原子K层和M层电子总数比L层电子数多1个;R元素原子最外层有1个电子,其阳离子与Z的阴离子原子核外电子总数相同。回答下列问题:
(1)Z元素的原子结构示意图: ;
(2)W元素形成的离子结构示意图: ;
(3)中子数为8的Y的一种核素符号: ;
(4)含X、Y、Z、R四种元素的化合物的化学式: ;
(5)化合物R2Z2和YZ2反应的化学方程式: 。
14.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,回答下列问题。
(1)元素X单质分子是 (写化学式)。
(2)Y位于元素周期表中的第 周期第 族。
(3)Z的同主族下一周期的元素的原子序数是 。
(4)与Z的同一周期的金属元素中,与氢氧化钠溶液反应的化学反应方程式为
。
15.Ⅰ.在一百多年前,铝被称为“银色的金子”,比黄金还要贵。法国皇帝拿破仑三世为了显示其阔绰,将他的军旗旄头上的银鹰换成了铝鹰,逢盛大国宴,他拿出珍藏的铝质餐具,在宾客面前炫耀一番,就像国宝一样。俄国化学家门捷列夫,当他闻名世界的时候,曾经接受过英国化学学会的崇高奖赏——一只貌似平凡的铝杯。
(1)请指出铝元素在周期表中的位置 。
(2)在元素周期表中各个信息都表示什么意义。
信息
信息所表示的意义
Al
铝
13
26.98
Ⅱ.推算原子序数为34、53、88的元素在周期表中的位置。
原子序数
34
53
88
周期
族
1.下列说法中错误的是 ( )
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数均是8
D.第一周期元素、第ⅦA族元素和稀有气体元素都是非金属元素
2.元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.C的原子比B的原子的原子序数大1
B.原子结构示意图为的元素,与C位于同一周期
C.B的原子与D的原子最外层电子数相等
D.原子结构示意图为的元素,与B位于同一主族
3.下列关于现行的元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表中第Ⅷ族是包含元素种类最多的族
B.第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8或18
C.元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数
D.位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于第IA族,原子序数为x,乙位于第IIIA族,则乙的原子序数可能为x+13
4.元素周期表和元素周期律对其他与化学相关的科学技术有指导作用。下列说法错误的是()
A.位于周期表中金属与非金属分界处的金属铝具有氧化性和还原性
B.制造农药的主要元素是在右上方区域的非金属元素
C.作催化剂的主要元素分布在过渡元素区域
D.在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料
5.2019年诺贝尔化学奖授予John Goodenough教授、Stanley Whittingham教授以及吉野彰博士,以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。已知金属锂的化学性质与金属钠相似;金属锂的密度是0.534 g/cm3、煤油的密度是0.80 g/cm3,下列有关金属锂的说法不正确的是( )
A.自然界中不存在锂单质
B.在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂,金属锂在水层和煤油界面处发生反应
C.金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应
D.金属锂与金属钠的性质有相似又有不同,体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用
6.某短周期元素X的最外层电子数比次外层电子数少1个电子,则关于该元素说法正确的是( )
A.该元素一定是氯元素
B.X元素形成的单质都具有氧化性
C.X元素形成的单质都可能与H2O发生氧化还原反应
D.X元素形成的氢化物一定是一种强酸
7.我国拥有自主知识产权的硅衬底高光效氮化镓发光二极管(简称LED)技术,已广泛用于照明、显像等多个领域。氮和镓的原子结构示意图及镓在元素周期表中的信息如图所示,下列说法正确的是( )
A.镓的相对原子质量是69.72 g B.镓原子核内有31个中子
C.镓元素位于第三周期、IIIA族 D.氮化镓的化学式为GaN
8.下列关于元素和元素周期表的叙述正确的是( )
A.周期表包含元素最多的族是第Ⅷ族
B.质子数相同的粒子一定是同种元素
C.ⅠA族元素与ⅥA族元素间形成的化合物可能不只一种
D.用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第14列
9.如图为某国外学术期刊上刊登的八角形元素周期表,八角形的每个顶角对应一种元素,下列说法错误的是( )
A.图中虚线八角形所标元素属于我们现行元素周期表的第四周期
B.图中虚线箭头所经过的元素按箭头,原子的电子层数增多
C.图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在,不发生化学反应
D.此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
10.以SiC、AlN、ZnSe等宽禁带半体材料为代表的第三代半导体材料是当前的研究热点。上述物质涉及的6种元素中属于副族元素的种数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
11.化学上普遍应用的元素周期表已经成为化学的一种标志,这是历代化学家经过一百多年不断完善的结果。从1869年门捷列夫制出第一个元素周期表开始,人们给出了形形色色的“元素周期表”。其中曾出现了一种扇形元素周期表,如图是扇形元素周期表的一部分(前四周期的元素),对比中学常见元素周期表,回答下列问题。
(1)E代表的元素处于常见周期表的位置是 ;G元素的离子结构示意图: 。
(2)A元素有多种不同的原子,写出可以用于制造氢弹的A元素的核素符号: 。
(3)C元素在自然界有多种单质存在,这些单质之间的关系是 。
(4)L元素与K元素可以组成两种化合物,为了区分这两种化合物需要用到的试剂是 ,其中一种化合物的水溶液与L单质反应转化为另一种化合物,其离子方程式为
。
12.A、B两种元素,A的原子序数为x,A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。
(1)如果A和B同在ⅠA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ,当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。
(2)如果A和B同在ⅦA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数为 ,当B在A的下一周期时,B的原子序数为 。
13.联合国大会将2019年定为“化学元素周期表国际年”,表明了元素周期律的重要性。以下短周期主族元素中,含元素a的化合物被广泛用于制作手机电池,古迪纳夫因在该领域做出了杰出贡献荣获2019年诺贝尔化学奖。
a
…
b
c
d
e
…
g
h
j
(1)a原子结构示意图为 。
(2)d在周期表中的位置是 。
(3)元素g的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(4)由单质a制成的电池需要注意防水,其原因用化学反应方程式表示为
。
(5)科学家在研究元素周期表时,预言了在元素h的下一周期存在一种“类h”元素,该元素多年后被德国化学家文克勒发现,命名为锗(Ge),锗在周期表的位置为 。
(6)2016年IUPAC确认了四种新元素,其中一种为Mc,中文为“镆”、Mc可由反应Am+Ca→Mc+3n得到。Mc用核素符号表示为 。
14.X、Y、Z、W、R五种元素的性质或结构信息如表,根据表中的信息回答下列问题:
元素
X
Y
Z
W
R
性质或结构信息
单质是最轻的气体
常见单质为空气中的主要成分之一
是海水中质量分数最大的元素
原子核内有11个质子
原子核外有3个电子层,常见单质为气体
(1)写出元素R在元素周期表中的位置: 。
(2)由X、Z、R三种元素形成的化合物XRZ的分子式为 。
(3)W与Z的单质在加热条件反应的化学方程式是 。
(4)写出少量X的单质在盛满R的单质的集气瓶中燃烧的现象: ,燃烧片刻后取出燃烧管,迅速将集气瓶倒扣在过量的烧碱溶液中,可能产生的现象是
,所得溶液中存在的溶质除了过量的NaOH外,还含有的是 (填化学式)。
15.下表是元素周期表的一部分,请参照元素①~⑥的位置回答下列问题:
族
周期
IA
0
1
①
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2
②
3
③
④
⑤
⑥
(1)元素①的一种核素中,含有1个质子和2个中子,表示该核素组成的符号是 。
(2)元素⑤的简单离子的结构示意图是 。
(3)⑥的单质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是 。
(4)由元素②和③按原子个数1∶1组成的化合物与二氧化碳反应的化学方程式为
。
(5)单质的氧化性⑥大于⑤,请用一道离子方程式表示 。
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