全国版2021高考化学一轮复习第16讲元素周期律和元素周期表课件 46页

物质结构 元素周期律 第五章 第 16 讲　元素周期律和元素周期表 1. 掌握元素周期律的实质。　 2. 了解元素周期表 ( 长式 ) 的结构 ( 周期、族 ) 及其应用。　 3. 以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。　 4. 以 Ⅰ A 族和 Ⅶ A 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。　 5. 了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 栏 目 导 航 考点一　元素周期表的结构 　 考点二　元素周期律及其应用 探究高考 · 明确考向 1 ． 原子序数： 按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝ __________ ＝ _______________ ＝ __________ 。 2 ． 编排原则 (1) 周期：把 __________ 相同的元素，按 ____________________ 顺序从左到右排列成一横行。 (2) 族：把 _________________ 相同的元素，按 ___________________ ，从上到下排成一纵行。 考点一　元素周期表的结构 核电荷数 　 核外电子数 　 质子数 　 电子层数 　 原子序数递增 　 最外层电子数 　 电子层数递增 　 3 ． 结构 短 　 2 　 8 　 8 　 长 　 18 　 18 　 32 　 短周期和长周期 　 7 　 7 　 8 、 9 、 10 　 18 　 4 ． 分区 (1) 分界线：沿着元素周期表中 _________________________ 和 _________________ 的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线，分界线左下方为 ________________ ，分界线右上方为 ________________ 。 (2) 分界线附近元素的性质：既表现 __________ 的性质，又表现 ______________ 的性质。 硼、硅、砷、碲、砹 　 铝、锗、锑、钋 　 金属元素区 　 非金属元素区 　 金属元素 　 非金属元素 　 5 ． 元素周期表中的特殊位置 (1) 过渡元素：元素周期表从 __________ 族到 __________ 族 10 个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。 (2) 镧系：元素周期表第 __________ 周期中， 57 号元素镧到 71 号元素镥共 15 种元素。 (3) 锕系：元素周期表第 __________ 周期中， 89 号元素锕到 103 号元素铹共 15 种元素。 (4) 超铀元素：在锕系元素中 92 号元素铀 (U) 以后的各种元素。 ⅢB ⅡB 6 7 周期表结构口诀 横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现 ① ，一零再一遍 ② 。一纵一个族， Ⅷ 族搞特殊，三纵算一族，占去 8 、 9 、 10 。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属 Ⅲ B 族。 说明： ① 指 Ⅰ A 、 Ⅱ A 、 Ⅲ B 、 Ⅳ B 、 Ⅴ B 、 Ⅵ B 、 Ⅶ B 、 Ⅷ ； ② 指 Ⅰ B 、 Ⅱ B 、 Ⅲ A 、 Ⅳ A 、 Ⅴ A 、 Ⅵ A 、 Ⅶ A 、 0 。 (1) 标出族序数。 (2) 画出金属与非金属的分界线，并用阴影表示出过渡元素的位置。 (3) 标出镧系、锕系的位置。 (4) 写出各周期元素的种类。 (5) 写出稀有气体元素的原子序数。 (6) 标出 113 号～ 118 号元素的位置。 答案 2. 如图为元素周期表中前四周期的一部分，若 B 元素的核电荷数为 x ，则这五种元素的核电荷数之和为 ( 　　 ) A ． 5 x ＋ 10 　　　　 B ． 5 x C ． 5 x ＋ 14 　　　 D ． 5 x ＋ 16 A 　 解析 3 ．已知 X 、 Y 、 Z 三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设 X 的原子序数为 a 。则下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ． Y 与 Z 的原子序数之和可能为 2 a B ． Y 的原子序数可能为 a － 17 C ． Z 的原子序数可能为 a ＋ 31 D ． X 、 Y 、 Z 一定为短周期元素 D 　 解析 X 、 Y 、 Z 为主族元素， Y 一定不在第一周期，则 X 、 Y 、 Z 均可能为长周期元素， D 项错误；若 X 、 Y 、 Z 分别位于第三、四、五周期的右边，则 Y 的原子序数为 a － 17 ； Y 与 Z 的原子序数之和可能为 2 a ；若 X 、 Y 、 Z 分别位于第四、五、六周期的右边， Z 的原子序数可能为 a ＋ 31 。 元素周期表结构中隐含的两条规律 (1) 同周期主族元素原子序数差的关系 ① 短周期元素原子序数差＝族序数差。 ② 两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋ 10 ，六周期元素原子序数差＝族序数差＋ 24 。 ③ 第四、五周期的第 Ⅱ A 与 Ⅲ A 族原子序数之差都为 11 ，第六周期为 25 。 (2) 同主族、邻周期元素的原子序数差的关系 ① Ⅰ A 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 2 、 8 、 8 、 18 、 18 、 32 。 ②Ⅱ A 族和 0 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 8 、 8 、 18 、 18 、 32 。 ③ Ⅲ A ～ Ⅶ A 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 8 、 18 、 18 、 32 。 题组二　元素周期表的多角度应用 4 ．根据 “ 原子序数 ” 推导元素位置： (1)56 号元素位于第 __________ 周期 __________ 族。 (2)114 号元素位于第 __________ 周期 __________ 族。 (3)25 号元素位于第 __________ 周期 __________ 族。 六 　 ⅡA 　 七 　 ⅣA 　 四 　 ⅦB 　 根据稀有气体元素的原子序数推断元素在周期表的位置 第一至第七周期稀有气体元素的原子序数依次为 2 、 10 、 18 、 36 、 54 、 86 、 118 ，可利用元素的原子序数与最相近稀有气体元素原子序数的差值来推断元素在周期表中的位置，遵循 “ 比大小，定周期；比差值，定族数 ” 的原则。 5 ．根据 “ 化合价 ” 关系推导元素，用 “ 元素符号 ” 填空： (1) 最高正价与最低负价代数和为 0 的短周期元素是 __________ 。 (2) 最高正价是最低负价绝对值 3 倍的短周期元素是 __________ 。 6 ．根据 “ 族与周期的关系 ” 推导元素，用 “ 元素符号 ” 填空 ( 前 20 号元素 ) ： (1) 主族序数与周期数相同的元素有 __________ 。 (2) 主族序数是周期数 2 倍的元素有 __________ ，主族序数是周期数 3 倍的元素有 __________ 。 (3) 周期数是主族序数 2 倍的元素有 __________ ，周期数是主族序数 3 倍的元素有 __________ 。 H 、 C 、 Si S H 、 Be 、 Al C 、 S O Li 、 Ca Na 7 ．根据 “ 元素的相对位置 ” 推断元素 (2019 · 辽宁大连模拟 ) A 、 B 、 C 均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知 B 、 C 元素的原子序数之和是 A 元素原子序数的 4 倍，则 A 、 B 、 C 分别为 ( 　　 ) A ． Be 、 Na 、 Al 　　　 B ． B 、 Mg 、 Si C ． O 、 P 、 Cl 　　　 D ． C 、 Al 、 P C 　 解析 设 A 的原子序数为 x ，则 B 的原子序数为 x ＋ 8 － 1 ， C 的原子序数为 x ＋ 8 ＋ 1 ， ( x ＋ 8 － 1) ＋ ( x ＋ 8 ＋ 1) ＝ 4 x ，解得 x ＝ 8 ，所以 A 为 O 元素， B 为 P 元素， C 为 Cl 元素，故选 C 。 1 ． 元素周期律 考点二　元素周期律及其应用 2 ． 具体表现形式 增大 　 项目 同周期 ( 左 → 右 ) 同族 ( 上 → 下 ) 原子结构 核电荷数 逐渐 __________ 逐渐 __________ 电子层数 __________ 逐渐 __________ 原子半径 逐渐 __________ 逐渐 __________ 离子半径 阳离子逐渐 __________ 阴离子逐渐 __________ r ( 阴离子 )__________ r ( 阳离子 ) 逐渐 __________ 相同 　 减小 　 增大 　 增多 　 增大 　 减小 　 减小 　 > 　 增大 　 ＋ 1 　 项目 同周期 ( 左 → 右 ) 同族 ( 上 → 下 ) 性质 化合价 最高正化合价由 __________ → __________(O 、 F 除外 ) 负化合价＝ ______________ _____ 相同 最高正化合价＝ __________ (O 、 F 除外 ) 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐 __________ 非金属性逐渐 __________ 金属性逐渐 __________ 非金属性逐渐 __________ 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐 __________ 阴离子还原性逐渐 __________ 阳离子氧化性逐渐 __________ 阴离子还原性逐渐 __________ ＋ 7 　 － (8 －主族序数 ) 　 主族序数 　 减弱 　 增强 　 增强 　 减弱 　 增强 　 减弱 　 减弱 　 增强 　 增强 　 项目 同周期 ( 左 → 右 ) 同族 ( 上 → 下 ) 性质 气态氢化 物稳定性 逐渐 __________ 逐渐 __________ 最高价氧 化物对应 的水化物 的酸碱性 碱性逐渐 __________ 酸性逐渐 __________ 碱性逐渐 __________ 酸性逐渐 __________ 减弱 　 减弱 　 增强 　 增强 　 减弱 　 3 ． 元素金属性和非金属性强弱的判断方法 金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强 ( 与原子失电子数目无关 ) 判断 方法 ① 在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强 ② 在元素周期表中左边或下方元素的金属性强 ③ 单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 ④ 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 ⑤ 单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ⑥ 不同金属单质与同一物质反应越易进行其金属性越强 ⑦ 在原电池中，一般来说做负极的金属其金属性比做正极的金属强 非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强 ( 与原子得电子数目无关 ) 判断 方法 ① 元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强 ② 与 H 2 越容易化合，气态氢化物越稳定，非金属性越强 ③ 单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强 ④ 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强 ⑤ 不同非金属单质与同种金属反应越易进行其非金属性越强 4 ． 元素周期表、元素周期律的应用 (1) 根据元素周期表中的位置寻找未知元素 (2) 预测元素的性质 ( 由递变规律推测 ) ① 比较不同周期、不同主族元素的性质 如：金属性 Mg>Al 、 Ca>Mg ，则碱性 Mg(OH) 2 __________Al(OH) 3 、 Ca(OH) 2 __________Mg(OH) 2 ( 填 “ > ”“ < ” 或 “ ＝ ” ) 。 ②推测未知元素的某些性质 如：已知 Ca(OH) 2 微溶， Mg(OH) 2 难溶，可推知 Be(OH) 2 __________ 溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹 (At) 应为有色固体，与氢气难化合， HAt __________ 稳定。水溶液呈 __________ 性， AgAt __________ 溶于水等。 > 　 > 　 难 　 不 　 酸 　 不 　 (3) 启发人们在一定区域内寻找新物质 ①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如： Si 、 Ge 、 Ga 等。 ②农药中常用元素在右上方，如： F 、 Cl 、 S 、 P 、 As 等。 ③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要是过渡元素，如： Fe 、 Ni 、 Rh 、 Pt 、 Pd 等。 [ 填一填 ] 1 ．根据元素周期律比较下列各组性质，用 “ ＞ ” 或 “ ＜ ” 填空： (1) 金属性： K__________Na__________Mg ， 非金属性： F__________O__________S 。 (2) 碱性： Mg(OH) 2 __________Ca(OH) 2 __________KOH 。 (3) 酸性： HClO 4 __________H 2 SO 4 __________HClO 。 (4) 热稳定性： CH 4 __________NH 3 __________H 2 O 。 (5) 还原性： HBr__________HCl ， I － __________S 2 － 。 (6) 氧化性： Fe 3 ＋ __________Cu 2 ＋ __________Fe 2 ＋ 。 ＞ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＜ 　 ＜ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＜ 　 ＜ 　 ＞ 　 ＜ 　 ＞ 　 ＞ 　 2 ．根据元素周期律比较下列微粒半径大小，用 “ ＞ ” 或 “ ＜ ” 填空： (1)Na__________Mg__________Cl (2)Li__________Na__________K (3)Na ＋ __________Mg 2 ＋ __________Al 3 ＋ (4)F － __________Cl － __________Br － (5)Cl － __________O 2 － __________Na ＋ __________Mg 2 ＋ (6)Fe 2 ＋ __________Fe 3 ＋ ＞ 　 ＞ 　 ＜ 　 ＜ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＜ 　 ＜ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＞ 　 ＞ 　 “ 三看 ” 法快速判断简单微粒半径的大小 (1) 电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 (2) 核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 (3) 核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 题组一　根据元素周期律和元素周期表判断物质的性质 1 ． (2019 · 四川成都诊断 ) 我国在砷化镓太阳能电池研究方面国际领先。砷 (As) 和镓 (Ga) 都是第四周期元素，分别属于 ⅤA 和 ⅢA 族。下列说法中，不正确的是 ( 　　 ) A ．原子半径： Ga ＞ As ＞ P B ．热稳定性： NH 3 ＞ PH 3 ＞ AsH 3 C ．酸性： H 3 AsO 4 ＞ H 2 SO 4 ＞ H 3 PO 4 D ． Ga(OH) 3 可能是两性氢氧化物 C 　 解析 A. 同周期自左而右，原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，所以原子半径 Ga ＞ As ＞ P ，故 A 正确； B. 同主族自上而下非金属性减弱，非金属性 N ＞ P ＞ As ，非金属性越强，氢化物越稳定，所以热稳定性： NH 3 ＞ PH 3 ＞ AsH 3 ，故 B 正确； C. 同周期自左而右，非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性 S ＞ P ＞ As ，所以酸性 H 2 SO 4 ＞ H 3 PO 4 ＞ H 3 AsO 4 ，故 C 错误； D. 镓 (Ga) 是第四周期 Ⅲ A 族元素，与 Al 同族，与 Al 具有相似性质，氢氧化铝是两性氢氧化物， Ga 金属性虽然比 Al 强，但可能具有两性，故 D 正确。 2 ． (2019 · 天津一中月考 ) 科学家预测原子序数为 114 的元素，具有相当稳定性的同位素，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是 ( 　　 ) A ．它的最外层电子数为 4 B ．它的金属性比铅强 C ．它的最高价氧化物的水化物是强酸 D ．它的位置在第七周期 ⅣA 族 C 　 解析 A. 第 7 周期 Ⅳ A 族元素的最外层电子数均为 4 ，故 A 正确； B. 同主族元素的原子，从上到下失电子能力逐渐增强， 114 号元素在周期表中处于元素 Pb 的下方，故它的失电子能力比铅强，故 B 正确； C. 该元素为金属元素，其最高价氧化物的水化物不可能是强酸，故 C 错误； D. 具有相当稳定性的同位素称为类铅，则 114 号是第七周期 Ⅳ A 族的元素，故 D 正确； 3 ． (2019 · 广东深圳四校联考 ) 元素 R 、 X 、 T 、 Z 、 Q 在元素周期表中的相对位置如图所示，其中 T 单质和 H 2 在光照的条件下发生爆炸。则下列判断不正确的是 ( 　　 ) A ．五种元素中 Z 的活动性最弱， T 的最高价氧化物对应水化合物酸性最强 B ．氢化物的稳定性： R ＞ Q ＞ X ； R ＞ T ＞ X C ． Q 单质能从溶液中置换出 X 单质， R 单质能从溶液中置换出 Q 单质 D ． X 阴离子和 T 阴离子相比，半径： X 阴离子的大；还原性： T 阴离子的强 D 　 解析 由上述分析可知， R 为 F 元素、 X 为 S 元素、 Z 为 Ar 、 Q 为 O 元素， T 为 Cl 。 A.Z 为 Ar ，原子最外层为稳定结构，活动性最弱， T 为 Cl 元素，其最高价氧化物对应水化合物高氯酸是最强的酸，故 A 正确； B. 非金属性为： R ＞ Q ＞ X 、 R ＞ T ＞ X ，故氢化物的稳定性： R ＞ Q ＞ X 、 R ＞ T ＞ X ，故 B 正确； C. 氧气与硫化氢溶液反应可以得到硫，氟气通入溶液中，与水发生置换反应生成 HF 与氧气，故 C 正确； D.X 阴离子和 T 阴离子电子层结构相同， T 原子核电荷数降低，故 X 阴离子半径大；非金属性 T 较强，故 T 阴离子还原性较弱，故 D 错误。 题组二　元素金属性和非金属性的多角度判断 4 ． (2019 · 四川成都模拟 ) 下列关于金属性、非金属性强弱判断不正确的是 ( 　　 ) A ．高温下 C ＋ SiO 2 ===2CO ＋ Si ，说明非金属性 C ＞ Si B ．同浓度下碱性： KOH ＞ Mg(OH) 2 ，说明金属性 K ＞ Mg C ．氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性 F ＞ Cl D ．氧化性： Cu 2 ＋ ＞ Na ＋ ，说明金属性 Na ＞ Cu A 　 解析 A. 该反应之所以能够发生是因为生成的 CO 是气体，在高温条件下，能够及时脱离反应体系，促进了反应的进行，不能用该反应比较 C 、 Si 的非金属性强弱，故 A 错误； B. 同浓度下碱性： KOH ＞ Mg(OH) 2 ，碱性越强对应元素的金属性越强，所以金属性 K ＞ Mg ，故 B 正确； C. 元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其单质与氢气化合越容易，所以氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性 F ＞ Cl ，故 C 正确； D. 金属离子的氧化性越强，则金属单质的还原性越弱，因为氧化性： Cu 2 ＋ ＞ Na ＋ ，则金属性 Na ＞ Cu ，故 D 正确。 5 ．下列事实不能作为元素金属性和非金属性判断依据的是 ( 　　 ) A ．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱 B ．铁投入 CuSO 4 溶液中，能置换出铜，钠投入 CuSO 4 溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱 C ．酸性 H 2 CO 3 ＜ H 2 SO 4 ，判断硫与碳的非金属活动性强弱 D ． Br 2 与 I 2 分别与足量的 H 2 反应，判断溴与碘的非金属活动性强弱 B 　 解析 A. 元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱，钠反应比镁剧烈，所以可以据此判断金属性强弱，故 A 正确； B. 钠投入硫酸铜溶液中，先钠和水反应生成 NaOH ， NaOH 再和硫酸铜发生复分解反应，铁能置换出硫酸铜中的铜，这两个实验都说明 Cu 的活泼性最弱，不能说明 Fe 、 Na 的活泼性强弱，故 B 错误； C. 元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，酸性 H 2 CO 3 ＜ H 2 SO 4 ，这两种酸都是其最高价氧化物的水化物，所以能判断非金属性强弱，故 C 正确； D. 元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易， Br 2 与 I 2 分别与足量的 H 2 反应，根据其反应剧烈程度判断非金属性强弱，故 D 正确。 (1) 对于主族元素而言，元素的最高正化合价和主族序数相同，但是氟没有正价，氧无最高正价，一般为零价或负价。 (2) 判断元素非金属性或金属性的强弱，可依据元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。 (3) 根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物。 探究高考 · 明确考向 第三周期 ⅡA 族 ＜ 核电荷数 PS ，得电子能力 P