5.1 元素周期律和元素周期表 第2课时(讲义)化学苏教版必修第一册
2026-09-08
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摘要:
本讲义聚焦元素周期表结构及碱金属、卤族元素的原子结构与性质递变规律,先梳理周期表编排原则(周期、族划分及特殊位置),再通过原子结构分析两族元素性质的相似性与递变性,最后拓展元素位置推断及核素等概念,构建结构-性质-应用的学习支架。
该资料通过对比碱金属与卤族元素的结构和性质,强化结构决定性质的化学观念,结合实验探究(如卤素单质氧化性比较)和题型训练培养科学思维,随学随练与拓展内容助力课中教学实施,课后可帮助学生巩固知识、弥补薄弱环节。
内容正文:
专题5
微观结构与物资的多样性
第一单元 元素周期律和元素周期表
第2课时 元素周期表
课标要点
1.认识元素周期表是元素周期律的具体体现。
2.认识原子结构以及元素在元素周期表中位置和元素周期表的结构。
3.通过碱金属、卤族元素原子的结构特点,解释碱金属、卤族元素性质的相似性和递变性。
学习重难点
重点:碱金属元素的原子结构及特点,碱金属元素化学性质的相似性及递变性
难点:原子序数确定元素在周期表中的位置
知识点 元素周期表
1.世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家 绘制完成的,随着科学的不断发展,已逐渐演变为现在的常用形式。
2.原子序数:
(1)含义:按照元素在 给元素编号。
(2)原子序数与元素的原子结构之间存在的关系:原子序数=核电荷数= = 。
3.编排原则
(1)周期:把 相同的元素,按原子序数 的顺序,从 至 排成的横行。
从上到
下行数
名称
元素种数
原子的电
子层数
同周期内元素原子序数的变化规律
1
第一周期
短周期
2
1
从左到右,依次变大
2
第二周期
8
2
3
第三周期
8
3
4
第四周期
长周期
18
4
5
第五周期
18
5
6
第六周期
32
6
7
第七周期
32
7
(2)族:把 相同的元素,按电子层数 的顺序,从 至 排成的纵行。
项目
定义
族序数
主族
由 和 元素共同构成的族,用 表示。
ⅠA、ⅡA、ⅢA……ⅦA
副族
完全由 元素构成的族,用 表示。
ⅠB、ⅡB、ⅢB……ⅦB
列元素
Ⅷ
0族
稀有气体元素
0
4.认识周期表中元素相关信息
5.元素周期表中的特殊位置
(1)分区
①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线,即为 区和
区分界线(氢元素除外)。
②各区位置:分界线左面为 区,分界线右面为 区。
③分界线附近元素的性质:既表现 的性质,又表现 的性质。
(2)过渡元素:元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是 元素。
(3)镧系:元素周期表第 周期中, 号元素镧到 号元素镥共 种元素。
(4)锕系:元素周期表第 周期中, 号元素锕到 号元素铹共 种元素。
(5)超铀元素:在锕系元素中 号元素铀(U)以后的各种元素。
随学随练
1.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,V与R同主族,其中T所处的周期序数与主族序数相等,下列叙述正确的是
A.V原子序数为34 B.T与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气
C.原子半径:T<W D.W元素的最高正化合价和它的负化合价的代数和等于8
2.下列有关70号元素镱()说法正确的是
A.的中子数与质子数之差为104 B.与是同一种核素
C.基态原子核外共有70个电子 D.位于元素周期表中第4周期
3.关于元素周期表的说法正确的是
A.元素周期表中有8个主族 B.IA族中的元素全部是金属元素
C.元素周期表中有8个周期 D.金属与非金属界线处可找到半导体材料
知识点 碱金属元素的原子结构和性质
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构示意图
原子结构
相似性
最外层均有 电子
递变性
从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐
物理性质
相似性
除铯外,碱金属元素都是 的单质,硬度 ,延展性 ,密度 ,熔点 。
递变性
从Li~Cs,熔点逐渐 。
化学性质
相似性
碱金属都是活泼金属,均易失去 电子,在化合物中均为 价。
①均能与非金属单质(O2、Cl2)反应
②与水反应(用R表示单质),反应通式:2R+2H2O=2ROH+H2↑
③与酸反应,反应通式:2R+2H+=2R++H2↑
④碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH),一般都具有 。
递变性:
与水反应现象
Li
Na
K
Rb
Cs
反应较为缓和,锂浮在水面
反应迅速并放热,钠融化成小球
反应迅速,伴有燃烧,轻微爆炸
剧烈反应,发生爆炸
剧烈反应,发生剧烈爆炸
结论
①碱金属都能与水反应,从Li~Cs,反应越来越 。
②LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐 。
③随着核电荷数的递增,碱金属元素的金属性逐渐 。
特别提醒
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。
随学随练
4.下列关于碱金属单质物理性质的叙述中,正确的是
A.碱金属单质都呈银白色(Cs略带金色)
B.碱金属单质的熔点从上到下逐渐升高
C.碱金属单质的密度都大于水
D.碱金属单质都很硬
5.下列关于碱金属元素的说法正确的是
A.第ⅠA族元素叫碱金属元素 B.金属锂可以保存在煤油中
C.都能生成过氧化物 D.熔点:Li>Na>K>Rb>Cs
6.下列关于碱金属的叙述中,正确的是
A.随着原子序数增大,碱金属单质的颜色逐渐加深
B.随着原子序数增大,碱金属单质的密度逐渐增大
C.随着原子序数增大,碱金属单质的熔点逐渐增大
D.随着原子序数增大,碱金属单质的沸点逐渐减小
知识点 卤族元素的结构和性质(重点)
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
原子结构
相似性
最外层均有 电子。
递变性
从F到I,随核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐 。
物理性质
相似性
递变性
颜色:颜色
熔、沸点:逐渐
水溶性:逐渐
2.卤素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
卤族元素的原子最外层均有 电子,得电子的能力 ,容易得 电子,其单质都具有较强的 ,自然界中 游离态的卤素单质。
(2)递变性
①实验探究卤素单质(Cl2、Br2、I2)氧化性的强弱
实验操作
实验现象
离子方程式
氯水与NaBr溶液反应
溶液变为
氯水与KI溶液反应
溶液变为
溴水与KI溶液反应,加入四氯化碳溶液,振荡静置
静置后,液体分层,下层呈
结论:Cl2、Br2、I2单质的氧化性由强到弱的顺序是 ,相应阴离子的还原性由强到弱的顺序是 。
②从F→I,单质与氢气反应越来越 ,气态氢化物的稳定性依次 。
③从Cl→I,最高价氧化物对应水化物的酸性越来 。
(3)结论:随核电荷数的递增,ⅦA族元素原子的得电子能力越来越 ,元素的非金属性越来 。
特别提醒
(1)液溴易挥发,应密闭保存,试剂瓶中的溴常加水液封,盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。常温下唯一的液态非金属。
(2)碘易升华,这是物理变化。可用于分离提纯I2。
(3)卤素单质不易溶于水,易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
(4)氟(F2):氟是最活泼的非金属元素(氟元素只有0价、-1价,无正价,科学家在冰末表面发现的氟元素的含氧酸——次氟酸(HFO),其中氟仍为-1价),F2单质是氧化性最强的单质。
随学随练
7.卤素在我们的生活、生产中应用非常广泛,下列说法错误的是
A.卤素原子最外层电子数相同
B.同周期中,卤素的非金属性最强
C.、、、的酸性依次减弱
D.、、、分别与反应的难度依次增大
8.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O=HXO+HX表示
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-,因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来
9.下列有关卤族元素的说法错误的是
A.从到,颜色由浅到深 B.位于ⅦA族
C.HI受热不易分解 D.单质均具有氧化性
拓展 元素周期表的结构
1.元素周期表的结构
(1)周期
短周期
长周期
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(2)族
族
族与列的关系
主族
ⅠA、ⅡA
第1、2列
ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
第13~17列
副族
ⅠB、ⅡB
第11、12列
ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
第3~7列
0族
第18列
Ⅷ族
第8、9、10列
2.元素周期表的特殊位置
(1)过渡元素,又称过渡金属:指ⅢB~ⅡB族元素,包括所有副族元素和Ⅷ族元素。
(2)镧系:在元素周期表的第六周期ⅢB族,共15种元素。
(3)锕系:在元素周期表的第七周期ⅢB族,共15种元素。
活学活用
1.中国空间站目前使用的是世界上最先进的砷化镓(GaAs)太阳能电池。砷的原子结构示意图和镓元素在元素周期表中的信息如图所示:
已知上述元素原子的内层(除最外层)电子排布相同。下列说法错误的是
A.砷元素在元素周期表的第四周期
B.镓原子的相对原子质量是69.72 g
C.砷元素和镓元素最本质的区别是质子数不同
D.镓在化学反应中一般会失电子显+3价
2.下列有关元素周期律和元素周期表的叙述错误的是
A.副族元素都是金属元素
B.稀土元素位于周期表第ⅢB族
C.同周期主族元素中,第ⅠA族元素的原子半径最大
D.卤族元素,从上到下元素的气态氢化物的稳定性逐渐增强
3.下列说法正确的是
A.元素周期表中,族序数都等于该元素原子的最外层电子数
B.同周期元素原子的电子层数相同
C.第三、四周期上下相邻元素的原子核外电子数均相差8
D.每一周期元素都从碱金属开始,最后以稀有气体结束
拓展 元素、核素、同位素、同素异形体的性质比较
1.比较
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子的总称
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子
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
只有种类,没有个数
化学反应中的最小粒子
化学性质几乎完全相同
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
2.元素、核素、同位素、同素异形体的联系
3.同位素的特征
(1) “同位”指的是在同期表中的位置相同(核外电子排布一样)
(2)相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。同位素的“六同三不同”
(3)天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。
4.氢元素的三种核素
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。
5.几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
活学活用
4.下列叙述中正确的是
A.H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数
B.BaSO4不溶于水,因此是弱电解质
C.和互为同位素,化学性质几乎相同,物理性质不同
D.和是中子数不同质子数相同的同种核素
5.中国科学院发布的消息:由我国自主设计、研发和建设的第四代先进裂变核能系统——钍基熔盐实验堆,首次实现了堆内钍(Th)-铀(U)核燃料转换。下列说法正确的是
A.与互为同素异形体
B.与互为同位素
C.与属于不同种核素
D.由转化为的过程属于化学变化
6.科学家对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于 Pt的说法正确的是
A.Pt和 Pt的质子数相同,互称为同位素
B.Pt和 Pt的中子数不同,互称同素异形体
C.Pt和 Pt的核外电子数相同,是同一种粒子
D.Pt和 Pt的质量数不同,不能互称为同位素
拓展 原子结构与元素的性质
1、从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
2、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
活学活用
7.X、Y、Z、M、Q、R均为短周期主族元素,其原子半径随原子序数的递增变化如下图:
下列说法正确的是
A.M是地壳中含量最多的元素
B.Q和R的氧化物对应水化物的酸性Q < R
C.简单离子的半径:M > X
D.R、Z与M的最高价氧化物对应的水化物两两间能发生反应
8.2016年IUPAC命名117号元素为Ts,下列说法不正确的是
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts的同位素原子具有不同的中子数
D.中子数为176的Ts核素符号是
9.原子核外电子是有规律地进行排布,它们分层排布在K、L、M、N……层上,下列说法正确的是
A.N层为最外层时,最多只可容纳18个电子
B.K、L、M中能量最低的是M层
C.某元素原子K层和M层电子数相等,该元素为Mg
D.当粒子的最外层有8个电子时,该粒子一定是阴离子
题型 元素周期表的结构
▌例1 已知X、Y、Z、W为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A.若四种元素中只有一种为金属,则Y的最高价氧化物一定属于酸性氧化物
B.若为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性(m、n均为正整数)
C.若四种元素均为非金属,则W的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D.若四种元素均为金属,则只能形成一种氧化物
解题贴士
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。
适用范围:主族元素,适合原子核电荷数较小的元素位置推断。
(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
X(未知)
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
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2,则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族。如元素87X,87-86=1,则X在第7周期第ⅠA族;若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1~5时,则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅢA~ⅦA族,如84X应在第6周期第ⅥA。
▌对点练1-1 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
▌对点练1-2 元素周期表中某区域的一些元素多用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀的材料,它们是
A.左下方区域的主族金属元素 B.右上方区域的非金属元素
C.金属元素和非金属元素分界线附近的元素 D.过渡元素
题型 元素金属性和非金属性的递变
▌例2 牛奶中富含钙、磷、钾、硫、镁、钠等常量元素。随着原子序数的递增,其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。对下列相关元素及其化合物的性质判断不正确的是
A.f与水可以生成x的单质 B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.w和e可以形成两种化合物 D.w、g的简单气态氢化物的热稳定性:
解题贴士
元素金属性、非金属性强弱的判断方法
(1)金属性强弱的判断依据
①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则其金属性越强。
③金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,则A的金属性强于B。
④在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的。
⑤金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe的阳离子仅指Fe2+)。
(2)非金属性强弱的判断依据
①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则其非金属性越强。
④非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,并且A体现出氧化性,则A的非金属性强于B。
⑤非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱
▌对点练2-1 下列有关物质性质的比较,正确的是
A.氧化性: B.稳定性:
C.酸性: D.碱性:
▌对点练2-2 如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是
A.和属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:a>d>e
C.c和e两者的最高价氧化物对应的水化物能发生反应
D.a和b只能形成一种化合物
题型 元素位置的推断
▌例3 下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Z<M
B.简单离子的半径:Z>M>X
C.Y、R两种元素气态氢化物的稳定性:Y<R
D.X、Z两种元素形成的化合物都属于离子化合物
解题贴士
利用稀有气体元素确定主族元素在周期表的位置方法:
原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=ΔZ。
例如,(1)35号元素(相邻近的是36Kr),则35-36=-1,故周期数为四,族序数为8-|-1|=7,即第四周期第ⅦA族,即溴元素。
(2)87号元素(相邻近的是86Rn),则87-86=1,故周期数为七,族序数为1,即第七周期第ⅠA族,即钫元素。
▌对点练3-1 、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。与同族且最外层电子均为其层电子数的3倍,与同族,为金属元素,其原子序数等于与原子序数之和。下列说法错误的是
A.与组成的化合物具有还原性 B.原子半径大小:
C.电解的熔融氯化物制备其单质 D.的氧化物都有漂白性
▌对点练3-2 在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,其位置如图所示,E、H、J的核外电子总数之和为55,下列说法正确的是
A.H的氧化物对应水化物都是强酸
B.E、G气态氢化物的沸点前者更高,所以非金属性:E>G
C.E、H最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.气态氢化物的稳定性:
基础通关
1.钪(Sc)用于国防、军工和超导体等尖端技术制造领域。如图为钪在元素周期表中的信息及原子结构示意图。下列说法不正确的是
A.钪为金属元素 B.钪原子结构示意图中x=2
C.钪的相对原子质量为44.96g D.钪元素位于周期表中第四周期
2.近年来IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“鿬”),其是由科学家们通过原子轰击锫人工合成的。该元素位于
A.第七周期第ⅦA族 B.第七周期第ⅥA族
C.第六周期第ⅥA族 D.第六周期第ⅦA族
3.硒(Se)是人体必需的微量元素,在元素周期表中的位置如图所示。下列关于硒元素的叙述正确的是
O
S
Se
Br
A.硒元素位于元素周期表第四周期第ⅣA族
B.非金属性:
C.稳定性:
D.酸性:
4.已知X元素位于第二周期第ⅥA族,则X的原子序数为
A.6 B.8 C.10 D.16
5.下列关于元素周期表的说法中,不正确的是
A.元素周期表有7个周期
B.元素周期表有18个纵列,16个族
C.第Ⅷ族包含3个纵列
D.所有周期都含有8种元素
6.金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是
A. 和 中均含有22个中子 B. 和 具有相同的质子数
C. 和 的物理性质相同 D. 和 为同一种核素
7.下列关于同主族元素性质的说法中正确的是
A.IA族元素被称为碱金属元素
B.VA族元素的最高化合价一定是+6价
C.IVA族元素的最高化合价都是+4价
D.VIIA族元素的最高化合价都是+7价,且最低负价都是−1价
8.下列说法中,正确的是
A.随核电荷数增加,碱金属单质熔、沸点降低
B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其它金属
D.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
9.下列有关卤素的说法错误的是
A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强
C.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
10.下列事实中,不能说明卤素单质氧化性顺序的是
A.与H2化合的难易程度
B.氢化物的热稳定性
C.单质与盐溶液的置换反应
D.单质在水中的溶解性
素养提升
1.翁堵镇全镇境内土壤天然富硒,主要产茶区的红茶、绿茶硒元素含量分别达每千克0.14毫克、0.089毫克,为全省范围内为数不多的富硒区。硒元素被称为“生命的火种”,可提高人体免疫力。如图,已知硒元素与氧元素同主族,与元素同周期,下列说法正确的是
A.硒元素在元素周期表中的位置是第四周期第VIB族
B.可以形成氧化物
C.简单氢化物热稳定性:
D.硒单质在常温下为固体
2.关于周期表,下列说法正确的是
A.元素种数最多的族是0族 B.ⅠA族元素都是碱金属元素
C.过渡元素都是金属元素 D.最外层电子数是2的元素一定在ⅡA族
3.元素周期表的部分轮廓如图,下列有关元素周期表、元素周期律及原子结构的叙述错误的是
A.元素周期表有18个纵行,18个族
B.离子半径:
C.简单气态氢化物稳定性为:
D.通常用于寻找催化剂及耐高温材料的元素位于B处
4.下列叙述中,正确的是
A.同周期元素中,ⅦA族元素的原子半径最大
B.ⅥA族元素的原子,其原子半径越大,越容易得到电子
C.第二、三周期元素中,同周期最高正化合价从+1价递增到+7价,以稀有气体元素0价收尾
D.在元素周期表中,从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
5.下列根据元素周期表及元素周期律做出的判断正确的是
A.短周期元素中,同主族元素的原子序数差一定相差8
B.可用元素周期律解释的还原性强于
C.若和的核外电子层数相同,M的质子数一定比R大4
D.过渡元素中可寻找制造半导体和耐高温合金的元素
6.根据元素周期律和周期表,下列推断不合理的是
A.第83号元素的最高化合价是+5价
B.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
C.某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素一定是第Ⅱ族元素
D.元素周期表中第3列的元素种类数最多
迁移创新
1.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是
A.碱金属单质的密度按 Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B.酸性:HF<HCl<HBr<HI,则非金属性:F<Cl<Br<I
C.金属Na与O2在加热时生成Na2O2,可以推断 Li与O2在加热时也会生成 Li2O2
D.砹(At)的单质是有色固体,HAt很不稳定
2.下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是
A.随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次增强
B.F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1
C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
D.根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
3.元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知氧族元素(不含Po)的部分知识如下表所示。
氧族元素
O(氧)
S(硫)
Se(硒)
Te(碲)
核电荷数
8
16
34
52
原子结构示意图
单质熔点/℃
-218.4
113
450
单质沸点/℃
-183
444.6
685
989.9
主要化合价
-2
-2,+4,+6
-2,+4,+6
回答下列问题:
(1)硫元素位于元素周期表的第三周期___________族,Se的某一核素含有46个中子,该元素的原子符号为___________。
(2)观察氧族元素的原子结构,从哪一点可以推断出氧族元素的化学性质具有相似性:___________。
(3)下列关于元素硒(Se)推断正确的是___________(填字母)。
a.单质硒的熔点范围可能大于113℃,小于450℃,硒元素的主要化合价有-2,+4,+6.
b.浓硒酸可能具有强氧化性、脱水性
c. SeO2属于共价化合物,只具有还原性
d.热稳定性:H2S>H2Se,还原性:S2->Se2-
e.酸性:H2SeO4>H2SO4
f. H2Se能与O2或Cl2反应生成单质,说明元素Cl、O的非金属性都强于元素Se
(4)溴化硒是一种重要的电子元件材料,其分子的空间结构如图所示。
原子半径大小关系为___________>___________,硒的化合价为___________。
(5)硒为人和动物体内必须的微量元素,医疗上可用亚硒酸钠片防治缺硒引起的疾病。工业上可以由二氧化硒和碳酸钠制备亚硒酸钠,写出反应的化学方程式___________。
4.下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素,按要求作答.
族周期
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
2
C
N
O
F
3
S
(1)得电子能力最强的原子是_______。
(2)化学性质最不活泼的单质是_______。
(3)F与相比,原子半径较大的是_______。
(4)与相比,热稳定性较强的是_______。
(5)原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是_______。
(6)某阴离子的结构示意图为,其离子符号是_______。
(7)与中,能与溶液反应的是_______。
(8)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是_______,写出该反应的离子方程式:_______。
(9)碳的一种氢化物结构式为,其分子式是_______,其中碳元素与氢元素的质量比_______。(相对原子质量:)
(10)下列各项性质的比较,符合相关性质递变规律的是_______(填标号).
A.还原性: B.碱性:
C.酸性: D.非金属性:
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专题5
微观结构与物资的多样性
第一单元 元素周期律和元素周期表
第2课时 元素周期表
课标要点
1.认识元素周期表是元素周期律的具体体现。
2.认识原子结构以及元素在元素周期表中位置和元素周期表的结构。
3.通过碱金属、卤族元素原子的结构特点,解释碱金属、卤族元素性质的相似性和递变性。
学习重难点
重点:碱金属元素的原子结构及特点,碱金属元素化学性质的相似性及递变性
难点:原子序数确定元素在周期表中的位置
知识点 元素周期表
1.世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的,随着科学的不断发展,已逐渐演变为现在的常用形式。
2.原子序数:
(1)含义:按照元素在周期表中的顺序给元素编号。
(2)原子序数与元素的原子结构之间存在的关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
3.编排原则
(1)周期:把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序,从左至右排成的横行。
从上到
下行数
名称
元素种数
原子的电
子层数
同周期内元素原子序数的变化规律
1
第一周期
短周期
2
1
从左到右,依次变大
2
第二周期
8
2
3
第三周期
8
3
4
第四周期
长周期
18
4
5
第五周期
18
5
6
第六周期
32
6
7
第七周期
32
7
(2)族:把最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序,从上至下排成的纵行。
项目
定义
族序数
主族
由短周期和长周期元素共同构成的族,用A表示。
ⅠA、ⅡA、ⅢA……ⅦA
副族
完全由长周期元素构成的族,用B表示。
ⅠB、ⅡB、ⅢB……ⅦB
第8、9、10列元素
Ⅷ
0族
稀有气体元素
0
4.认识周期表中元素相关信息
5.元素周期表中的特殊位置
(1)分区
①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线,即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置:分界线左面为金属元素区,分界线右面为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。
(2)过渡元素:元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
(3)镧系:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
(4)锕系:元素周期表第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
(5)超铀元素:在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
随学随练
1.短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,V与R同主族,其中T所处的周期序数与主族序数相等,下列叙述正确的是
A.V原子序数为34 B.T与盐酸和氢氧化钠溶液反应都能产生氢气
C.原子半径:T<W D.W元素的最高正化合价和它的负化合价的代数和等于8
【答案】B
【分析】首先推导元素:短周期为前3周期,由元素位置可知T位于第三周期,且周期序数等于主族序数,故T为;进一步推得Q为、R为、W为;V与R同主族,故V为;
【解析】A.V为,原子序数为33,不是34,A错误;
B.T为,属于两性金属,与盐酸、氢氧化钠溶液均能反应生成,B正确;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,和同周期,原子半径,即,C错误;
D.W为,最高正化合价为,最低负化合价为,二者代数和为,不等于8,D错误;
故本题答案选B。
2.下列有关70号元素镱()说法正确的是
A.的中子数与质子数之差为104 B.与是同一种核素
C.基态原子核外共有70个电子 D.位于元素周期表中第4周期
【答案】C
【解析】A.的质子数为70,中子数为,二者差值为,并非104,A错误;
B.核素是具有一定数目质子和一定数目中子的原子,与质子数相同、中子数不同,属于不同核素,B错误;
C.基态中性原子的核外电子数等于原子序数,为70号元素,故核外共有70个电子,C正确;
D.为70号元素,位于元素周期表第6周期,不是第4周期,D错误;
故答案选C。
3.关于元素周期表的说法正确的是
A.元素周期表中有8个主族 B.IA族中的元素全部是金属元素
C.元素周期表中有8个周期 D.金属与非金属界线处可找到半导体材料
【答案】D
【解析】A.元素周期表共有7个主族(~),而非8个,A错误;
B.族包含元素,是非金属元素,并非全部为金属元素,B错误;
C.元素周期表目前共有7个周期,而非8个,C错误;
D.金属与非金属界线处的元素(如、等)兼具部分金属和非金属的性质,可在此区域找到半导体材料,D正确;
故选D。
知识点 碱金属元素的原子结构和性质
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称
锂
钠
钾
铷
铯
元素符号
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构示意图
原子结构
相似性
最外层均有1个电子
递变性
从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大
物理性质
相似性
除铯外,碱金属元素都是银白色的单质,硬度小,延展性好,密度较小,熔点较低。
递变性
从Li~Cs,熔点逐渐降低。
化学性质
相似性
碱金属都是活泼金属,均易失去1个电子,在化合物中均为+1价。
①均能与非金属单质(O2、Cl2)反应
②与水反应(用R表示单质),反应通式:2R+2H2O=2ROH+H2↑
③与酸反应,反应通式:2R+2H+=2R++H2↑
④碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH),一般都具有强碱性。
递变性:
与水反应现象
Li
Na
K
Rb
Cs
反应较为缓和,锂浮在水面
反应迅速并放热,钠融化成小球
反应迅速,伴有燃烧,轻微爆炸
剧烈反应,发生爆炸
剧烈反应,发生剧烈爆炸
结论
①碱金属都能与水反应,从Li~Cs,反应越来越剧烈。
②LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐增强。
③随着核电荷数的递增,碱金属元素的金属性逐渐增强。
特别提醒
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。
随学随练
4.下列关于碱金属单质物理性质的叙述中,正确的是
A.碱金属单质都呈银白色(Cs略带金色)
B.碱金属单质的熔点从上到下逐渐升高
C.碱金属单质的密度都大于水
D.碱金属单质都很硬
【答案】A
【解析】A.碱金属单质中除略带金色光泽外,其余均为银白色,描述符合事实,A正确;
B.碱金属从上到下原子半径逐渐增大,金属键逐渐减弱,单质熔点逐渐降低,而非升高,B错误;
C.、、的密度均小于水,仅、密度大于水,并非所有碱金属单质密度都大于水,C错误;
D.碱金属单质硬度都很小,质软,可用小刀切割,D错误;
故选A。
5.下列关于碱金属元素的说法正确的是
A.第ⅠA族元素叫碱金属元素 B.金属锂可以保存在煤油中
C.都能生成过氧化物 D.熔点:Li>Na>K>Rb>Cs
【答案】D
【解析】A.第ⅠA族包含H元素,H是非金属元素,除H外的第ⅠA族元素才是碱金属元素,故A错误;
B.锂的密度小于煤油,会浮在煤油表面无法隔绝空气,不能保存在煤油中,锂应保存在石蜡中,故B错误;
C.锂与氧气反应只能生成氧化锂,无法生成过氧化物,不是所有碱金属都能生成过氧化物,故C错误;
D.碱金属从上到下原子半径逐渐增大,金属键键能逐渐减弱,熔点逐渐降低,故熔点:,故D正确;
选D。
6.下列关于碱金属的叙述中,正确的是
A.随着原子序数增大,碱金属单质的颜色逐渐加深
B.随着原子序数增大,碱金属单质的密度逐渐增大
C.随着原子序数增大,碱金属单质的熔点逐渐增大
D.随着原子序数增大,碱金属单质的沸点逐渐减小
【答案】D
【解析】A.碱金属单质均为银白色(铯略带金色),颜色不随原子序数增大而加深,A错误;
B.碱金属密度变化趋势:锂(0.534 g/cm³) < 钠(0.97 g/cm³) > 钾(0.86 g/cm³) < 铷(1.532 g/cm³) < 铯(1.93 g/cm³),钾的密度小于钠,故密度非逐渐增大,B错误;
C.碱金属熔点随原子序数增大而降低:锂(180.5°C) > 钠(97.8°C) > 钾(63.4°C) > 铷(39.3°C) > 铯(28.4°C),故熔点非逐渐增大,C错误;
D.碱金属沸点随原子序数增大而降低:锂(1342°C) > 钠(883°C) > 钾(759°C) > 铷(688°C) > 铯(678°C),故沸点逐渐减小,D正确;
答案选择D。
知识点 卤族元素的结构和性质(重点)
1.卤族元素原子结构的相似性和递变性
元素名称
氟
氯
溴
碘
元素符号
F
Cl
Br
I
原子结构
相似性
最外层均有7个电子。
递变性
从F到I,随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
物理性质
相似性
递变性
颜色:颜色加深
熔、沸点:逐渐升高
水溶性:逐渐减小
2.卤素单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
卤族元素的原子最外层均有7个电子,得电子的能力强,容易得1个电子,其单质都具有较强的氧化性,自然界中不存在游离态的卤素单质。
(2)递变性
①实验探究卤素单质(Cl2、Br2、I2)氧化性的强弱
实验操作
实验现象
离子方程式
氯水与NaBr溶液反应
溶液变为橙黄色
2Br-+Cl2=2Cl-+Br2
氯水与KI溶液反应
溶液变为棕黄色
2I-+Cl2=2Cl-+I2
溴水与KI溶液反应,加入四氯化碳溶液,振荡静置
静置后,液体分层,下层呈紫红色
2I-+Br2=2Br-+I2
结论:Cl2、Br2、I2单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2,相应阴离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。
②从F→I,单质与氢气反应越来越难,气态氢化物的稳定性依次减弱。
③从Cl→I,最高价氧化物对应水化物的酸性越来越弱。
(3)结论:随核电荷数的递增,ⅦA族元素原子的得电子能力越来越弱,元素的非金属性越来越弱。
特别提醒
(1)液溴易挥发,应密闭保存,试剂瓶中的溴常加水液封,盛溴的试剂瓶不可选用橡胶塞。常温下唯一的液态非金属。
(2)碘易升华,这是物理变化。可用于分离提纯I2。
(3)卤素单质不易溶于水,易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有机溶剂。
(4)氟(F2):氟是最活泼的非金属元素(氟元素只有0价、-1价,无正价,科学家在冰末表面发现的氟元素的含氧酸——次氟酸(HFO),其中氟仍为-1价),F2单质是氧化性最强的单质。
随学随练
7.卤素在我们的生活、生产中应用非常广泛,下列说法错误的是
A.卤素原子最外层电子数相同
B.同周期中,卤素的非金属性最强
C.、、、的酸性依次减弱
D.、、、分别与反应的难度依次增大
【答案】C
【解析】A.卤素(F、Cl、Br、I、At)属于第ⅦA族元素,它们的原子最外层都有7个电子,因此最外层电子数相同,A正确;
B.在同一周期中,主族元素的非金属性从左到右逐渐增强,卤素位于同周期的最右侧(稀有气体除外),因此同周期中卤素的非金属性最强,B正确;
C.HF是弱酸,而HCl、HBr、HI是强酸,从HCl到 HI,H-X键的键能逐渐减小,在水溶液中更易电离出H+,因此酸性依次增强,C错误;
D.非金属性:F>Cl>Br>I,非金属性越强,与氢气越容易化合,反应条件越简单,因此,、、、分别与反应的难度依次增大,D正确;
故选C。
8.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是
A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O=HXO+HX表示
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D.X-的还原性依次为F-<Cl-<Br-<I-,因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来
【答案】C
【解析】A.2F2+2H2O=O2+4HF,A错误;
B.HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱,B错误;
C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多,C正确;
D.F2优先与水反应,故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质,D错误。
9.下列有关卤族元素的说法错误的是
A.从到,颜色由浅到深 B.位于ⅦA族
C.HI受热不易分解 D.单质均具有氧化性
【答案】C
【解析】A.卤素单质从到,颜色由浅到深,分别为浅黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色,A正确;
B.卤族元素原子最外层都有7个电子,所以位于ⅦA族,B正确;
C.同主族从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱,HI受热易分解,C错误;
D.卤素单质具有氧化性,能氧化还原性物质,D正确;
故选C。
拓展 元素周期表的结构
1.元素周期表的结构
(1)周期
短周期
长周期
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(2)族
族
族与列的关系
主族
ⅠA、ⅡA
第1、2列
ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
第13~17列
副族
ⅠB、ⅡB
第11、12列
ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
第3~7列
0族
第18列
Ⅷ族
第8、9、10列
2.元素周期表的特殊位置
(1)过渡元素,又称过渡金属:指ⅢB~ⅡB族元素,包括所有副族元素和Ⅷ族元素。
(2)镧系:在元素周期表的第六周期ⅢB族,共15种元素。
(3)锕系:在元素周期表的第七周期ⅢB族,共15种元素。
活学活用
1.中国空间站目前使用的是世界上最先进的砷化镓(GaAs)太阳能电池。砷的原子结构示意图和镓元素在元素周期表中的信息如图所示:
已知上述元素原子的内层(除最外层)电子排布相同。下列说法错误的是
A.砷元素在元素周期表的第四周期
B.镓原子的相对原子质量是69.72 g
C.砷元素和镓元素最本质的区别是质子数不同
D.镓在化学反应中一般会失电子显+3价
【答案】B
【解析】A.原子的电子层数等于其所在周期数,砷原子核外有4个电子层,因此砷元素位于元素周期表第四周期,A正确;
B.相对原子质量是比值,单位为1,通常省略不写,镓原子的相对原子质量为69.72,单位不是,B错误;
C.质子数决定元素种类,砷元素和镓元素最本质的区别是质子数不同,C正确;
D.已知两种元素内层电子排布相同,镓原子序数为31,核外电子排布为2、8、18、3,最外层电子数为3,小于4,化学反应中易失去3个电子显价,D正确;
答案选B。
2.下列有关元素周期律和元素周期表的叙述错误的是
A.副族元素都是金属元素
B.稀土元素位于周期表第ⅢB族
C.同周期主族元素中,第ⅠA族元素的原子半径最大
D.卤族元素,从上到下元素的气态氢化物的稳定性逐渐增强
【答案】D
【解析】A.副族元素均为过渡金属元素,全部属于金属元素,A正确;
B.稀土元素包含钪、钇及镧系元素,均位于元素周期表第ⅢB族,B正确;
C.同周期主族元素从左到右,核电荷数逐渐增大,原子核对核外电子的吸引作用增强,原子半径逐渐减小,因此第ⅠA族元素的原子半径最大,C正确;
D.卤族元素从上到下非金属性逐渐减弱,元素非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,因此卤族元素气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱,D错误;
故选D。
3.下列说法正确的是
A.元素周期表中,族序数都等于该元素原子的最外层电子数
B.同周期元素原子的电子层数相同
C.第三、四周期上下相邻元素的原子核外电子数均相差8
D.每一周期元素都从碱金属开始,最后以稀有气体结束
【答案】B
【解析】A.元素周期表中,只有主族元素的族序数等于原子最外层电子数,副族、0族元素的族序数并不满足该规律,A错误;
B.元素周期表的编排规则就是将电子层数相同的元素,按原子序数递增顺序从左到右排成横行,即同周期元素原子的电子层数相同,B正确;
C.第三、四周期上下相邻元素,前半部分(如Na和K)核外电子数相差8,但过渡元素之后的部分(如Cl和Br)核外电子数相差18,并非均相差8,C错误;
D.第一周期是从氢元素开始,氢不属于碱金属,并非所有周期都从碱金属开始,D错误;
故选B。
拓展 元素、核素、同位素、同素异形体的性质比较
1.比较
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子的总称
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子
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
只有种类,没有个数
化学反应中的最小粒子
化学性质几乎完全相同
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
2.元素、核素、同位素、同素异形体的联系
3.同位素的特征
(1) “同位”指的是在同期表中的位置相同(核外电子排布一样)
(2)相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。同位素的“六同三不同”
(3)天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。
4.氢元素的三种核素
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。
5.几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
活学活用
4.下列叙述中正确的是
A.H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数
B.BaSO4不溶于水,因此是弱电解质
C.和互为同位素,化学性质几乎相同,物理性质不同
D.和是中子数不同质子数相同的同种核素
【答案】C
【解析】A.H3O+中质子数是11,电子数是10,而OH-中质子数是9,电子数是10,可见二者具有相同的电子数,但质子数不同,A错误;
B.虽然BaSO4不溶于水,但其溶于水的部分完全电离变为离子,因此是强电解质,B错误;
C.和互为同位素,质子数相同,原子核外电子数相同,核外电子排布也相同,因此化学性质几乎相同,但由于质量数不同,因此二者的物理性质不同,C正确;
D.和质子数相同但中子数不同,因此二者是同一元素的不同种核素,D错误;
故合理选项是C。
5.中国科学院发布的消息:由我国自主设计、研发和建设的第四代先进裂变核能系统——钍基熔盐实验堆,首次实现了堆内钍(Th)-铀(U)核燃料转换。下列说法正确的是
A.与互为同素异形体
B.与互为同位素
C.与属于不同种核素
D.由转化为的过程属于化学变化
【答案】C
【解析】A.与互为同位素,A错误;
B.同位素必须是质子数相同的元素,不同元素质子数肯定不同,B错误;
C.核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一类原子,与的中子数不同,是两种不同的核素,C正确;
D.化学变化中元素种类不变,由转化为的过程中元素种类发生变化,故该过程不属于化学变化,D错误。
故选C。
6.科学家对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于 Pt的说法正确的是
A.Pt和 Pt的质子数相同,互称为同位素
B.Pt和 Pt的中子数不同,互称同素异形体
C.Pt和 Pt的核外电子数相同,是同一种粒子
D.Pt和 Pt的质量数不同,不能互称为同位素
【答案】A
【解析】APt和 Pt的质子数相同,均为78,二者互称为同位素,A正确;
BPt中子数是134, Pt的中子数是120,因此中子数不同,二者互为同位素而非同素异形体,B错误;
C.Pt和 Pt的核外电子数相同,均为78,中子数不同,因此二者不是同一种粒子,C错误;
D.质子数相同的不同核素互为同位素,Pt和 Pt的质子数相同,因此二者互为同位素,D错误。
故本题选A。
拓展 原子结构与元素的性质
1、从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
2、从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律
活学活用
7.X、Y、Z、M、Q、R均为短周期主族元素,其原子半径随原子序数的递增变化如下图:
下列说法正确的是
A.M是地壳中含量最多的元素
B.Q和R的氧化物对应水化物的酸性Q < R
C.简单离子的半径:M > X
D.R、Z与M的最高价氧化物对应的水化物两两间能发生反应
【答案】D
【分析】首先推断元素:短周期主族元素同周期原子半径随原子序数递增减小,第三周期元素原子半径整体大于第二周期,结合半径数据可得:为,为,为,为,为,为。
【解析】A.是,地壳中含量最多的元素是,A错误;
B.选项未说明是最高价氧化物对应的水化物,无法比较酸性强弱,B错误;
C.和核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,即,C错误;
D.、、最高价氧化物对应的水化物分别为、、,是强酸、是强碱、是两性氢氧化物,两两均可发生反应,D正确;
故答案选D。
8.2016年IUPAC命名117号元素为Ts,下列说法不正确的是
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts的同位素原子具有不同的中子数
D.中子数为176的Ts核素符号是
【答案】D
【解析】A.118号元素为第七周期0族元素,原子序数为117的Ts位于第七周期第ⅦA族,A正确;
B.同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,原子中质子数等于核外电子数,故Ts的同位素原子电子数相同,B正确;
C.根据同位素定义,互为同位素的原子质子数相同、中子数不同,故Ts的同位素原子中子数不同,C正确;
D.核素符号左上角为质量数,质量数=质子数+中子数,中子数为176的Ts核素质量数为,正确核素符号为,D错误;
故选D。
9.原子核外电子是有规律地进行排布,它们分层排布在K、L、M、N……层上,下列说法正确的是
A.N层为最外层时,最多只可容纳18个电子
B.K、L、M中能量最低的是M层
C.某元素原子K层和M层电子数相等,该元素为Mg
D.当粒子的最外层有8个电子时,该粒子一定是阴离子
【答案】C
【解析】A.N层是第4层,原子核外最多容纳32个电子,由于原子核外最外层是8个电子(K层为最外层时2个电子)时是稳定结构,故当其为最外层时,最多只可容纳8个电子,A项错误;
B.离核越近,能量越低。K、L、M中能量最低的是K层,B项错误;
C.K层最多容纳2个电子,K层和M层电子数相等,该元素为12号元素,C项正确;
D.当粒子最外层有8个电子,处于稳定结构,可以是阳离子()、阴离子()或原子(),D项错误;
故选C。
题型 元素周期表的结构
▌例1 已知X、Y、Z、W为短周期主族元素,在周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A.若四种元素中只有一种为金属,则Y的最高价氧化物一定属于酸性氧化物
B.若为强酸,则X的氢化物溶于水一定显酸性(m、n均为正整数)
C.若四种元素均为非金属,则W的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D.若四种元素均为金属,则只能形成一种氧化物
【答案】A
【解析】A.若四种元素中只有一种为金属,则唯一金属元素为位于第三周期的,对应为、为C,的最高价氧化物为,属于酸性氧化物,A正确;
B.若为强酸,例如为时是强酸,其氢化物溶于水形成氨水,溶液显碱性,B错误;
C.若四种元素均为非金属,例如为时,其最高价氧化物对应的水化物为,属于中强酸,不是强酸,C错误;
D.若四种元素均为金属,则为、为、为、为,仅就可形成、等多种氧化物,D错误;
故答案选A。
解题贴士
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。
适用范围:主族元素,适合原子核电荷数较小的元素位置推断。
(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
X(未知)
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
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2,则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族。如元素87X,87-86=1,则X在第7周期第ⅠA族;若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1~5时,则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅢA~ⅦA族,如84X应在第6周期第ⅥA。
▌对点练1-1 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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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;
故答案为:D。
▌对点练1-2 元素周期表中某区域的一些元素多用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀的材料,它们是
A.左下方区域的主族金属元素 B.右上方区域的非金属元素
C.金属元素和非金属元素分界线附近的元素 D.过渡元素
【答案】D
【解析】A.左下方区域的主族金属元素多为活泼的碱金属、碱土金属,性质活泼、熔点较低,不适用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀材料,A错误;
B.右上方区域的非金属元素多用于制备农药等化工产品,不符合题干描述的用途,B错误;
C.金属元素和非金属元素分界线附近的元素多为半导体材料,不符合题干描述的用途,C错误;
D.元素周期表中的过渡元素全部为金属元素,多数具有较高的熔点、硬度,耐腐蚀性强,且存在多种可变价态,是工业催化剂、耐高温耐腐蚀合金材料的核心常用原料,完全符合题干描述的用途,D正确;
故选D。
题型 元素金属性和非金属性的递变
▌例2 牛奶中富含钙、磷、钾、硫、镁、钠等常量元素。随着原子序数的递增,其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。对下列相关元素及其化合物的性质判断不正确的是
A.f与水可以生成x的单质 B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.w和e可以形成两种化合物 D.w、g的简单气态氢化物的热稳定性:
【答案】B
【分析】首先推断元素:由化合价、原子序数及原子半径变化规律可知,为,为,为,为,为,为,为。
【解析】A.是,与热水反应可生成(的单质),A正确;
B.为,为,的最高价氧化物对应水化物为,的最高价氧化物对应水化物为,是强酸,是弱酸,酸性,即,B错误;
C.为,为,二者可形成、两种化合物,C正确;
D.为,为,非金属性,元素非金属性越强,简单气态氢化物热稳定性越强,故稳定性,即,D正确;
故选B。
解题贴士
元素金属性、非金属性强弱的判断方法
(1)金属性强弱的判断依据
①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,则其金属性越强。
③金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,则A的金属性强于B。
④在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的。
⑤金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe的阳离子仅指Fe2+)。
(2)非金属性强弱的判断依据
①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,则其非金属性越强。
④非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A置换出B,并且A体现出氧化性,则A的非金属性强于B。
⑤非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱
▌对点练2-1 下列有关物质性质的比较,正确的是
A.氧化性: B.稳定性:
C.酸性: D.碱性:
【答案】A
【解析】A.O和S同主族,O的原子半径小于S,得电子能力更强,因此单质氧化性,A正确;
B.Cl和Br同主族,非金属性,元素非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,因此氢化物稳定性应为,B错误;
C.N和P同主族,非金属性,元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,因此酸性应为,C错误;
D.Na和K同主族,金属性,元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,因此碱性应为,D错误;
故选A。
▌对点练2-2 如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是
A.和属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性:a>d>e
C.c和e两者的最高价氧化物对应的水化物能发生反应
D.a和b只能形成一种化合物
【答案】C
【分析】短周期中,a常见化合价为-2、e常见化合价为+6,二者同主族,故a为、e为;b原子序数大于、常见化合价为+1,故b为;结合原子序数递增顺序和化合价,c为、d为。
【解析】A.和质子数相同、中子数不同,属于不同核素,A错误;
B.非金属性,非金属性越强简单气态氢化物越稳定,故气态氢化物稳定性,B错误;
C.c的最高价氧化物对应水化物为,e的最高价氧化物对应水化物为,为两性氢氧化物,可与强酸发生反应,C正确;
D.和可形成、两种化合物,D错误;
故选C。
题型 元素位置的推断
▌例3 下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Z<M
B.简单离子的半径:Z>M>X
C.Y、R两种元素气态氢化物的稳定性:Y<R
D.X、Z两种元素形成的化合物都属于离子化合物
【答案】D
【分析】同周期元素自左而右原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,因此图中前半段(原子半径递减)为第二周期元素,后半段(原子半径突增后再递减)为第三周期元素;结合原子序数可确定X为O、Y为F、Z为Na、M为Al、R为Cl。
【解析】A.Z(Na)的最高价氧化物对应水化物为NaOH,M(Al)的为Al(OH)3;同周期从左到右金属性减弱,金属性Na>Al,故最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH>Al(OH)3,即Z>M,A错误;
B.Z、M、X的简单离子分别为Na+、Al3+、O2-,三者电子层结构相同(均为2层8电子),核电荷数越大,对核外电子的吸引力越强,离子半径越小;核电荷数Al>Na>O,故离子半径O2->Na+>Al3+,即X>Z>M,B错误;
C.Y(F)与R(Cl)同主族,从上到下非金属性减弱,非金属性F>Cl,非金属性越强,气态氢化物越稳定,故稳定性HF>HCl,即Y>R,C错误;
D.X(O)为活泼非金属元素,Z(Na)为活泼金属元素,二者形成的化合物Na2O和Na2O2均由阴、阳离子通过离子键结合而成,都属于离子化合物,D正确;
故答案选D。
解题贴士
利用稀有气体元素确定主族元素在周期表的位置方法:
原子序数-最邻近的稀有气体元素的原子序数=ΔZ。
例如,(1)35号元素(相邻近的是36Kr),则35-36=-1,故周期数为四,族序数为8-|-1|=7,即第四周期第ⅦA族,即溴元素。
(2)87号元素(相邻近的是86Rn),则87-86=1,故周期数为七,族序数为1,即第七周期第ⅠA族,即钫元素。
▌对点练3-1 、、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。与同族且最外层电子均为其层电子数的3倍,与同族,为金属元素,其原子序数等于与原子序数之和。下列说法错误的是
A.与组成的化合物具有还原性 B.原子半径大小:
C.电解的熔融氯化物制备其单质 D.的氧化物都有漂白性
【答案】D
【分析】与同族,最外层电子数是层(2个电子)的3倍即最外层6个电子,结合短周期原子序数递增,得为、为;与同族,为金属且原子序数等于,推导得为、为、为(,符合金属和原子序数顺序)。
【解析】A.与组成的化合物为,其中为-2价易失电子被氧化,具有还原性,A正确;
B.电子层数越多原子半径越大,同周期主族元素原子序数越大半径越小,为第二周期元素,、为第三周期元素,故原子半径,B正确;
C.为活泼金属,工业上通过电解熔融制备单质,C正确;
D.的氧化物有和,仅有漂白性,无漂白性,并非所有氧化物都有漂白性,D错误;
故选D。
▌对点练3-2 在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,其位置如图所示,E、H、J的核外电子总数之和为55,下列说法正确的是
A.H的氧化物对应水化物都是强酸
B.E、G气态氢化物的沸点前者更高,所以非金属性:E>G
C.E、H最高价氧化物对应水化物的酸性,前者更强
D.气态氢化物的稳定性:
【答案】D
【分析】在元素周期表中,E、G、H、J均为前四周期的主族元素,E是第二周期元素、H和G是第三周期元素、J是第四周期元素;设G的原子序数为a,则E的原子序数为a-8、H的原子序数为a-1、J的原子序数为a+16, E、H、J的核外电子总数之和为55,a-8+a-1+a+16=55,a=16。则E是O元素、G是S元素、H是P元素、J是Ge元素。
【解析】A.P的氧化物对应水化物都是弱酸,故A错误;
B.O的非金属性大于S,H2O的沸点比H2S高,是因为H2O分子间形成氢键,故B错误;
C.O元素没有最高价含氧酸,故C错误;
D.元素非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性N>Ge,气态氢化物的稳定性:,故D正确;
选D。
基础通关
1.钪(Sc)用于国防、军工和超导体等尖端技术制造领域。如图为钪在元素周期表中的信息及原子结构示意图。下列说法不正确的是
A.钪为金属元素 B.钪原子结构示意图中x=2
C.钪的相对原子质量为44.96g D.钪元素位于周期表中第四周期
【答案】C
【解析】A.钪属于金属元素,A正确;
B.在原子中,质子数=核外电子数,则x=21-2-8-9=2,B正确;
C.相对原子质量的单位为“1”,而不是“g”,C错误;
D.原子的核外电子层数=元素周期数,则钪元素位于周期表中第四周期,D正确;
故选C。
2.近年来IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“鿬”),其是由科学家们通过原子轰击锫人工合成的。该元素位于
A.第七周期第ⅦA族 B.第七周期第ⅥA族
C.第六周期第ⅥA族 D.第六周期第ⅦA族
【答案】A
【解析】第七周期0族元素的原子序数为118,117号元素原子序数比118小1,最外层电子数为7,故位于第七周期第ⅦA族,A正确;
故选A。
3.硒(Se)是人体必需的微量元素,在元素周期表中的位置如图所示。下列关于硒元素的叙述正确的是
O
S
Se
Br
A.硒元素位于元素周期表第四周期第ⅣA族
B.非金属性:
C.稳定性:
D.酸性:
【答案】B
【解析】A.根据Se元素在元素周期表中的位置可知,硒与氧、硫同主族,位于元素周期表中的第四周期第ⅥA族,A项错误;
B.同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱,所以硒的非金属性比S的弱,B项正确;
C.元素的非金属性越强,其对应的最简单氢化物的稳定性越强,非金属性,故最简单氢化物的稳定性项错误;
D.非金属性,故最高价氧化物对应水化物的酸性,D项错误。
故选B。
4.已知X元素位于第二周期第ⅥA族,则X的原子序数为
A.6 B.8 C.10 D.16
【答案】B
【解析】A.原子序数为6的元素是碳,位于第二周期第ⅣA族,不符合题干要求,A错误;
B.原子序数为8的元素是氧,位于第二周期第ⅥA族,符合题干要求,B正确;
C.原子序数为10的元素是氖,位于第二周期0族,不符合题干要求,C错误;
D.原子序数为16的元素是硫,位于第三周期第ⅥA族,不符合题干要求,D错误;
故答案选B。
5.下列关于元素周期表的说法中,不正确的是
A.元素周期表有7个周期
B.元素周期表有18个纵列,16个族
C.第Ⅷ族包含3个纵列
D.所有周期都含有8种元素
【答案】D
【解析】A.元素周期表共有7个横行,对应7个周期,A正确;
B.元素周期表有18个纵列,包含7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族,共16个族,B正确;
C.第Ⅷ族包含元素周期表的第8、9、10共3个纵列,C正确;
D.第一周期仅含2种元素,第六、七周期均含有32种元素,并非所有周期都含有8种元素,D错误;
故选D。
6.金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是
A. 和 中均含有22个中子 B. 和 具有相同的质子数
C. 和 的物理性质相同 D. 和 为同一种核素
【答案】B
【解析】A.中子数=质量数-质子数,所以的中子数=48-22=26,的中子数=50-22=28,二者中子数不同,故A错误;
B. 和为钛元素的不同核素,质子数相同,均为22,故B正确;
C. 和化学性质相同,物理性质有差异,故C错误;
D. 和质子数相同,中子数不同,为钛元素的不同核素,故D错误;
答案选B。
7.下列关于同主族元素性质的说法中正确的是
A.IA族元素被称为碱金属元素
B.VA族元素的最高化合价一定是+6价
C.IVA族元素的最高化合价都是+4价
D.VIIA族元素的最高化合价都是+7价,且最低负价都是−1价
【答案】C
【解析】A.除氢以外的第IA族元素被称为碱金属元素,故A错误;
B.VA族元素的最外层有5个电子,其最高化合价是+5价,故B错误;
C.IVA族元素的最外层有4个电子,其最高化合价都是+4价,故C正确;
D.VIIA族元素的最高化合价是+7价,且最低负价都是−1价,但氟没有最高正价,故D错误。
综上所述,答案为C。
8.下列说法中,正确的是
A.随核电荷数增加,碱金属单质熔、沸点降低
B.碱金属单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C.碱金属单质的化学性质活泼,易从盐溶液中置换其它金属
D.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越弱
【答案】A
【解析】A.随核电荷数增加,其阳离子半径越来越大,与自由电子的作用力越来越弱,金属键减弱,所以碱金属单质熔、沸点降低,故A正确;
B.金属Li在空气中燃烧生成氧化锂,金属钾在空气中燃烧生成超氧化钾,只有金属钠在空气中燃烧生成过氧化钠,故B错误;
C.K、Na等过于活泼的碱金属先和水反应,生成强碱,而不是与盐溶液发生置换反应,故C错误;
D.碱金属的原子半径越大,原子核对最外层电子的吸引能力减弱,则越易失电子,其还原性越强,故D错误;
故选:A。
9.下列有关卤素的说法错误的是
A.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,还原性依次增强
C.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
D.碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度
【答案】A
【解析】A.元素非金属性的强弱与其对应的氢化物溶液的酸性强弱无关,可根据其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱进行比较,A错误;
B.同主族元素,从上往下,非金属性依次减小,F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,氢化物的热稳定性依次减弱,还原性依次增强,B正确;
C.F2为浅黄色,Cl2为黄绿色,Br2为深红棕色,I2为紫黑色,卤素单质的颜色随核电荷数增加逐渐加深,C正确;
D.在KI溶液中存在平衡:,可使其溶解度增大,碘在碘化钾溶液中的溶解度大于在纯水中的溶解度,D正确;
故选A。
10.下列事实中,不能说明卤素单质氧化性顺序的是
A.与H2化合的难易程度
B.氢化物的热稳定性
C.单质与盐溶液的置换反应
D.单质在水中的溶解性
【答案】D
【解析】A.卤素单质氧化性越强,越易与发生化合反应,因此与化合的难易程度可说明氧化性顺序,A错误;
B.卤素单质氧化性越强,对应气态氢化物热稳定性越强,因此氢化物的热稳定性可说明氧化性顺序,B错误;
C.氧化性强的卤素单质可将氧化性更弱的卤素从其盐溶液中置换出来,因此置换反应可说明氧化性顺序,C错误;
D.单质在水中的溶解性属于物理性质,与卤素单质的氧化性(化学性质)无关,不能说明氧化性顺序,D正确;
故答案选D。
素养提升
1.翁堵镇全镇境内土壤天然富硒,主要产茶区的红茶、绿茶硒元素含量分别达每千克0.14毫克、0.089毫克,为全省范围内为数不多的富硒区。硒元素被称为“生命的火种”,可提高人体免疫力。如图,已知硒元素与氧元素同主族,与元素同周期,下列说法正确的是
A.硒元素在元素周期表中的位置是第四周期第VIB族
B.可以形成氧化物
C.简单氢化物热稳定性:
D.硒单质在常温下为固体
【答案】D
【解析】A.硒与氧同主族,最外层电子数为6,因此在周期表中是第四周期第ⅥA族,而非第VIB族,A错误;
B.硒作为第ⅥA族元素,最高正价为+6价,常见正价还有+4价,对应氧化物为、,不存在这种形式的氧化物,B错误;
C.同主族从上到下元素非金属性逐渐减弱,非金属性,而非金属性越强,简单氢化物热稳定性越强,因此热稳定性,C错误;
D.第ⅥA族中,氧气常温为气态,硫单质常温为固态,硒的相对分子质量、分子间作用力都大于硫,硒单质常温下为固体,D正确;
故选D。
2.关于周期表,下列说法正确的是
A.元素种数最多的族是0族 B.ⅠA族元素都是碱金属元素
C.过渡元素都是金属元素 D.最外层电子数是2的元素一定在ⅡA族
【答案】C
【解析】A.元素种数最多的族是族,其包含镧系、锕系共32种元素,远多于族的元素种数,A错误;
B.族包含氢元素与碱金属元素,氢为非金属元素,不属于碱金属,B错误;
C.过渡元素包含全部副族和族元素,所有元素均为金属元素,C正确;
D.最外层电子数为2的元素可能为族的、部分过渡金属元素等,不一定位于第ⅡA族,D错误;
故选C。
3.元素周期表的部分轮廓如图,下列有关元素周期表、元素周期律及原子结构的叙述错误的是
A.元素周期表有18个纵行,18个族
B.离子半径:
C.简单气态氢化物稳定性为:
D.通常用于寻找催化剂及耐高温材料的元素位于B处
【答案】A
【解析】A.元素周期表有十八个纵行,共十六个族,即7个主族、7个副族、1个Ⅷ族和1个0族,A错误;
B.简单离子半径规律:电子层数越多半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大半径越小,B正确;
C.非金属性越强,其简单氢化物稳定性越强,C正确;
D.元素周期表的轮廓图B处为过渡金属元素所在的区域,可在此区域内寻找催化剂及耐高温材料,D正确;
故选A。
4.下列叙述中,正确的是
A.同周期元素中,ⅦA族元素的原子半径最大
B.ⅥA族元素的原子,其原子半径越大,越容易得到电子
C.第二、三周期元素中,同周期最高正化合价从+1价递增到+7价,以稀有气体元素0价收尾
D.在元素周期表中,从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
【答案】D
【解析】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,ⅦA族是同周期最靠右的主族,原子半径最小,A错误;
B.同主族元素原子半径越大,原子核对最外层电子的吸引能力越弱,越容易失电子、越难得到电子,B错误;
C.第二周期中氧元素无最高正价、氟元素无正价,同周期最高正价无法从+1价递增到+7价,C错误;
D.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族的10个纵列均为过渡元素,全部是金属元素,D正确;
故答案选D。
5.下列根据元素周期表及元素周期律做出的判断正确的是
A.短周期元素中,同主族元素的原子序数差一定相差8
B.可用元素周期律解释的还原性强于
C.若和的核外电子层数相同,M的质子数一定比R大4
D.过渡元素中可寻找制造半导体和耐高温合金的元素
【答案】B
【解析】 A.短周期第IA族的和原子序数差为2,同主族元素原子序数差不一定为8,A错误;
B.同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,故非金属性,非金属性越强,简单阴离子还原性越弱,因此还原性强于,B正确;
C.若和核外电子层数相同,仅说明核外电子层数相等,并非核外电子总数相等,如和均有3层电子,质子数比大9,因此M质子数不一定比R大4,C错误;
D.制造半导体的元素位于金属与非金属的分界线处,过渡元素中可寻找耐高温、耐腐蚀合金及催化剂材料,D错误;
答案选B。
6.根据元素周期律和周期表,下列推断不合理的是
A.第83号元素的最高化合价是+5价
B.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
C.某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素一定是第Ⅱ族元素
D.元素周期表中第3列的元素种类数最多
【答案】C
【解析】A.第83号元素为铋元素,其位于元素周期表第六周期第ⅤA族,最高化合价是+5价,A合理;
B.在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料,如:Si,B合理;
C.某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素可能是第ⅡA族元素,也可能是0族元素(氦)或过渡金属,C不合理;
D.元素周期表中第3列的元素,包括镧系元素和锕系元素,元素的种类数最多,D合理;
故选C。
迁移创新
1.在元素周期表中,同主族元素原子结构相似,在化学性质上表现出相似性和递变性,以下结论正确的是
A.碱金属单质的密度按 Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B.酸性:HF<HCl<HBr<HI,则非金属性:F<Cl<Br<I
C.金属Na与O2在加热时生成Na2O2,可以推断 Li与O2在加热时也会生成 Li2O2
D.砹(At)的单质是有色固体,HAt很不稳定
【答案】D
【解析】A.碱金属单质的密度按、、、、的顺序总体呈增大趋势,但的密度小于,存在反常,并非逐渐增大,A错误;
B.氢化物的酸性强弱不能作为判断非金属性强弱的依据,应通过最高价氧化物对应水化物的酸性或氢化物的稳定性比较,实际上非金属性,B错误;
C.的金属性弱于,与加热反应时只能生成,不会生成,C错误;
D.卤族元素单质从上到下颜色逐渐加深、状态由气态逐步过渡到固态,故砹单质是有色固体;同主族从上到下非金属性逐渐减弱,对应氢化物稳定性减弱,故很不稳定,D正确;
故选D。
2.下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述正确的是
A.随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次增强
B.F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,Li、Na、K、Rb的最外层电子数都是1
C.碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
D.根据F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱,可推出HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
【答案】B
【解析】A.随着核电荷数的增加,卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,氧化性依次减弱,A错误;
B.F、Cl、Br、I均位于VIIA,其最外层电子数都是7,Li、Na、K、Rb均位于IA,其最外层电子数都是1,B正确;
C.碱金属元素的金属性从Li到Cs依次增强,加热时与氧气反应,锂生成氧化锂、钠生成过氧化钠等,C错误;
D.F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,则对应单质的氧化性依次减弱,离子的还原性依次增强,即HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强,热稳定性依次减弱,D错误。
3.元素周期律是指导我们学习元素及其化合物知识的重要工具。已知氧族元素(不含Po)的部分知识如下表所示。
氧族元素
O(氧)
S(硫)
Se(硒)
Te(碲)
核电荷数
8
16
34
52
原子结构示意图
单质熔点/℃
-218.4
113
450
单质沸点/℃
-183
444.6
685
989.9
主要化合价
-2
-2,+4,+6
-2,+4,+6
回答下列问题:
(1)硫元素位于元素周期表的第三周期___________族,Se的某一核素含有46个中子,该元素的原子符号为___________。
(2)观察氧族元素的原子结构,从哪一点可以推断出氧族元素的化学性质具有相似性:___________。
(3)下列关于元素硒(Se)推断正确的是___________(填字母)。
a.单质硒的熔点范围可能大于113℃,小于450℃,硒元素的主要化合价有-2,+4,+6.
b.浓硒酸可能具有强氧化性、脱水性
c. SeO2属于共价化合物,只具有还原性
d.热稳定性:H2S>H2Se,还原性:S2->Se2-
e.酸性:H2SeO4>H2SO4
f. H2Se能与O2或Cl2反应生成单质,说明元素Cl、O的非金属性都强于元素Se
(4)溴化硒是一种重要的电子元件材料,其分子的空间结构如图所示。
原子半径大小关系为___________>___________,硒的化合价为___________。
(5)硒为人和动物体内必须的微量元素,医疗上可用亚硒酸钠片防治缺硒引起的疾病。工业上可以由二氧化硒和碳酸钠制备亚硒酸钠,写出反应的化学方程式___________。
【答案】(1) ⅥA Se
(2)氧族元素最外层都含6个电子
(3)a、b、f
(4) Se Br +1
(5)SeO2+Na2CO3=Na2SeO3+CO2↑
【解析】(1)硫元素最外层电子数为6,有3个电子层,故硫元素位于元素周期表的第三周期ⅥA族。给定 Se 核素中子数为46,则质量数为34+46=80,原子符号为;
(2)从原子结构示意图可知,氧族元素最外层都含6个电子,这决定了它们具有相似的化学性质;
(3)a:单质Se 的熔点在 S(113 ℃)与 Te(450 ℃)之间,且 Se与S类似, 主要化合价为 −2、+4、+6;故a正确;
b:浓硫酸具有强氧化性和脱水性,Se与S处于同一主族,性质类似,则浓硒酸可能具有强氧化性、脱水性,故b正确;
c:SeO2(类似SO2 )中Se元素为+4价,既有氧化性又有还原性,故c错误;
d:同一主族从上到下,非金属性减弱,对应简单氢化物的热稳定性减弱,单质的氧化性减弱,对应离子的还原性增强,故H2Se 热稳定性比H2S低,Se2-的还原性强于S2-,故d错误;
e:同一主族从上到下,非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,故H2SeO4 酸性小于H2SO4,故e错误;
f:H2Se 被O2或Cl2 氧化析出 Se,说明O、Cl 的非金属性比 Se 强,故f正确;
故选a、b、f;
(4)Se、Br 同在第四周期,从左到右原子半径减小,故 Se 原子半径大于 Br;在该化合物中,Se与Se、Br共形成两个共价键,在Se2Br2中Se 的化合价为 +1;
(5)对比SO2与Na2CO3的反应,可知二氧化硒和碳酸钠制备亚硒酸钠的化学方程式为:SeO2+Na2CO3=Na2SeO3+CO2↑。
4.下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素,按要求作答.
族周期
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
2
C
N
O
F
3
S
(1)得电子能力最强的原子是_______。
(2)化学性质最不活泼的单质是_______。
(3)F与相比,原子半径较大的是_______。
(4)与相比,热稳定性较强的是_______。
(5)原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是_______。
(6)某阴离子的结构示意图为,其离子符号是_______。
(7)与中,能与溶液反应的是_______。
(8)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是_______,写出该反应的离子方程式:_______。
(9)碳的一种氢化物结构式为,其分子式是_______,其中碳元素与氢元素的质量比_______。(相对原子质量:)
(10)下列各项性质的比较,符合相关性质递变规律的是_______(填标号).
A.还原性: B.碱性:
C.酸性: D.非金属性:
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)D
【解析】(1)得电子能力最强的原子是。同周期从左到右元素得电子能力增强,同主族从上到下得电子能力减弱,所以表中得电子能力最强。
(2)化学性质最不活泼的单质是。是稀有气体,其最外层电子数为8,达到稳定结构,化学性质很不活泼
(3)与相比,原子半径较大的是。同主族元素,电子层数越多,原子半径越大,的电子层数比多,所以原子半径大。
(4)与相比,热稳定性较强的是。的非金属性比强,元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性越强。
(5)原子最外层电子数与最内层电子数相等的元素是。是12号元素,电子排布为2、8、2,最外层和最内层都是2个电子。
(6)根据阴离子的结构示意图可得知,该元素为,则离子符号是。
(7)是两性氢氧化物,能与强碱溶液反应,而是碱,不与溶液反应。
(8)第三周期元素中能与冷水剧烈反应的金属单质是,离子方程式为。
(9)碳的氢化物结构式为H-C≡C-H,其分子式是,中有2个C和2个H,根据相对原子质量计算可得质量比为(12×2):(1×2)=12:1。所以碳元素与氢元素的质量比。
(10)A.同周期从左到右元素金属性减弱,单质还原性减弱,还原性Na>Al,A错误;
B.同周期从左到右元素金属性减弱,最高价氧化物对应水化物碱性减弱,碱性>,B错误 ;
C.非金属性N>C,最高价氧化物对应水化物酸性> ,C错误;
D.同主族从上到下元素非金属性减弱,非金属性O>S,D正确;
综上所述,答案是D。
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