1、1第五章 物质结构 元素周期律李仕才第 二 节 元 素 周 期 律 和 元 素 周 期 表 考点一 元素周期表和元素周期律1元素周期表(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。原子序数核电荷数核外电子数质子数。(2)元素周期表的编排原则(3)元素周期表的结构周期(7 个横行，7 个周期)。2族(18 个纵行，16 个族)。分区a分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋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。b各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。c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。元
2、素周期表中的特殊位置a过渡元素：元素周期表中部从B 族到B 族 10 个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。b镧系：元素周期表第 6 周期中，57 号元素镧到 71 号元素镥共 15 种元素。c锕系：元素周期表第 7 周期中，89 号元素锕到 103 号元素铹共 15 种元素。d超铀元素：在锕系元素中 92 号元素铀(U)以后的各种元素。32元素周期律(1)定义元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。(2)实质元素原子核外电子排布周期性变化的结果。(3)具体表现形式4(4)元素周期律的应用根据元素周期表中的位置寻找未知元素预测元素的性质(由递变规律推测)a比较不同主族、不同周期元
3、素的性质如金属性 MgAl，CaMg，则碱性 Mg(OH)2Al(OH)3，Ca(OH) 2Mg(OH)2(填“” 、 “HClHBr。( )9碳酸的酸性强于次氯酸，不能说明 C 的非金属性强于 Cl。( )10对于主族元素，元素的最高正化合价和主族序数相同。( )11第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。( )12HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性和还原性从左到右依次减弱。( )13测定等浓度的 NaCl、AlCl 3两溶液的 pH 可以比较钠、铝的金属性强弱。( )14硅酸钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变红，再滴加稀盐酸，溶液红色变浅直至消失，可证明非金属性：ClSi。( )1周
4、期表 18 个纵行是 16 个族，第 8、9、10 纵行为一族，称为族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在族时，不要写成A 或B。2最外层电子数相同的元素不一定在同一主族，如 He、Be。3含元素种数最多的周期是第六周期，有 32 种元素；含元素种类最多的族是B 族，共有 32 种元素，形成化合物种类最多为A 族。4氢化物有两种书写形式，AA 族元素为 HnR 形式，AA 族元素为 RHn形式。65最高正价原子最外层电子数主族序数，但一般氧元素、氟元素无正化合价。6元素金属性、非金属性的强弱与元素原子失去或得到电子的难易程度有关，与失去或得到电子的数目无关。如 Na 在反应中易失去 1
5、 个电子，Al 在反应中易失去 3 个电子，但金属性：NaAl。7不能理解为某元素的金属性越强，则非金属性越弱。例：Na 金属性很强，Na 没有非金属性；F 非金属性强，它没有金属性。8通常根据最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱，而不是根据其他化合物酸性或碱性的强弱来判断。一、元素周期表和元素周期律1下列有关元素周期表的说法中，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序数B元素周期表中从第B 族到第B 族 10 个纵行的元素都是金属元素C除 He 外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是 8D第A 族与第A 族之间隔着 10 个纵行解析：
6、简单的阴离子如 F 、Cl 及相应原子 F、Cl 的核外电子层数等于元素所在的周期序数，但像 Na 、Mg 2 、Al 3 等阳离子的核外电子层数等于元素所在周期的上一周期的周期序数，A 项错误；从第B 族到第B 族共 10 个纵行的元素全部都是金属元素，B 项正确；除 He 的最外层有 2 个电子外，其他稀有气体元素原子的最外层电子数都是 8，C 项正确；第A 族与第A 族之间隔着 7 个副族和一个第族(3 个纵行)共 10 个纵行，D 项正确。答案：A2元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具，下列说法不正确的是( )A同周期的主族元素中，第A 族元素的原子半径最小B元素周期表中从B 族
7、到B 族十个纵列的元素都是金属元素7C第A 族元素的原子，其半径越大，气态氢化物越稳定D室温下，0 族元素的单质都是气体解析：C 项，第A 族元素的原子，从上到下，原子半径逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，故不正确。答案：C3已知 33As、 35Br 位于同一周期。下列关系正确的是( )A原子半径：AsClPB热稳定性：HClAsH 3HBrC还原性：As 3 S2 ClD酸性：H 3AsO4H2SO4H3PO4解析：解答本题主要从元素周期表、元素周期律的角度分析，要了解同一主族、同一周期元素性质的递变规律。同一周期原子半径从左到右依次减小，A 选项中 P 的原子
8、半径大于 Cl，A 错；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故 B 选项中热稳定性：HClHBrAsH 3，D 选项中酸性：H 2SO4H3PO4H3AsO4，B、D 均错；S 和 Cl 处于同一周期，故还原性：S 2 Cl ，而 As 和 Se 处于同一周期，还原性：As3 Se2 ，而 S 和 Se 又处于同一主族，还原性：Se 2 S2 ，故 C 正确。答案：C4下列说法正确的是( )AA 族元素的金属性比A 族元素的金属性强BA 族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高C第 3 周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强D第 3 周期元素的离
9、子半径从左到右逐渐减小解析：A 项，同周期的金属元素，才能比较金属性强弱；B 项，A 族中 H2O 最稳定，由于分子间有氢键，其沸点也最高；C 项，应为最高价氧化物对应的水化物；D 项，同一周期阳离子的半径不如非金属阴离子的半径大。答案：B5如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是( )A原子半径：ZYX8B气态氢化物的稳定性：RAlO(或 YZX)；B 项，气态氢化物的稳定性：HClH 2S；C 项，SO 3(WX3)和水反应生成的 H2SO4为共价化合物。答案：D6下列有关原子结构和元素周期律的表述不正确的是( )A原子序数为 15 的元素的最高化合价为5B第 3 周
10、期第A 族元素是同周期中非金属性最强的元素C自然界中所有碳原子的中子数一定都为 6D原子序数为 12 的元素位于周期表的第 3 周期第A 族解析：原子序数为 15 的元素在第A 族，最高化合价为5，A 正确；同一周期从左到右非金属性逐渐增强，非金属性最强的元素在第A 族，B 正确； 14C 的中子数为 8，C 错误；原子序数为 12 的元素位于周期表的第 3 周期第A 族，D 正确。答案：C7应用元素周期律分析下列推断，其中正确的组合是( )铊(Tl)与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应气态氢化物的稳定性 HF 大于 HCl硒(Se)位于元素周期表第A 族，其最高价氧化物对
11、应水化物的酸性比硫酸弱第 2 周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性A BC D解析：在元素周期表中，铊位于铝的下面，其金属性比铝的金属性强，不与碱反应，错误；硒位于硫的下面，非金属性小于硫，正确；由 NH3溶于水呈碱性可知错误。答案：D8下列根据元素周期表和元素周期律得出的推断中正确的是( )A金属元素原子最外层电子数越少，该金属失电子能力越强B若存在简单阴离子 R2 ，则 R 一定位于A 族C aA2 、 bB 、 cC3 三种离子具有相同的电子层结构，则原子序数 cabD铅位于周期表中金属和非金属的交界处，可作半导体材料解析：Ca 的活泼性大于 Na，A 错误；由阴离子 R2
12、 知 R 最外层有 6 个电子，则 R 一定位于A 族，B 正确；三种离子具有相同的电子层结构，则 A、B 在同一周期，且 A 的最外层电子数多，C 在 A 的上一周期，则原子序数 abc，C 错误；铅属于金属，D 错误。9答案：B9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( )A5x10 B5xC5x14 D5x16解析：A、B、C、D、E 为前四周期元素，设 B 的核电荷数为 x，则其他元素的核电荷数如图所示，所以五种元素的核电荷数之和为 xx1x1x8x185x10。答案：A二、片断式周期表在元素推断中的应用10短周期元素 X、Y、Z
13、、W、Q 在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是( )A离子半径的大小顺序：r(W 2 )r(Q )r(Y2 )r(Z3 )B单质 W 能从 Q 的钠盐溶液中置换出单质 Q10C元素 X 的氢化物与 Q 的氢化物化合的产物中既含共价键又含离子键DX、Z、W、Q 四种元素的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应解析：由图分析可知 X、Y、Z、W、Q 分别为 N、O、Al、S、Cl。离子半径 r(S2 )r(Cl )r(O2 )r(Al3 )，A 正确；Cl 2能从硫化钠溶液中置换出硫单质，B 错误；NH 4Cl 中既含离子键又含共价键，C 正确；HNO 3、Al(OH) 3、H 2
14、SO4、HClO 4均能与强碱反应，D 正确。答案：B11X、Y、Z、W 均为短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若 Z 原子的最外层电子数是第一层电子数的 3 倍，下列说法中正确的是( )AX 的最常见气态氢化物的水溶液显酸性B最高价氧化物对应的水化物的酸性 W 比 Z 的强CZ 的单质与氢气反应比 Y 单质与氢气反应剧烈DX 的原子半径小于 Y解析：根据图示元素的位置关系，结合 Z 原子的最外层电子数是第一层电子数的 3 倍，可以推出 Z 为 S，从而可以确定 X 为 N，Y 为 O，W 为 Cl。N 的最常见气态氢化物 NH3的水溶液显碱性，A 错误；非金属性 Cl 强于
15、S，因此最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4H2SO4，B 正确；非金属性 O 强于 S，因此 O2与 H2反应较 S 与 H2反应剧烈，C 错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此 N 的原子半径大于 O，D 错误。答案：B12短周期元素 X、Y、Z、W 在元素周期表中的相对位置如图所示。已知 Y、W 的原子序数之和是 Z 的 3 倍，下列说法正确的是( )A.原子半径：XZCZ、W 均可与 Mg 形成离子化合物D最高价氧化物对应水化物的酸性：YW11解析：由 X、Y、Z、W 四种元素的相对位置关系和 Y、W 的原子序数之和是 Z 的 3 倍可推出：X 是硅，Y 是氮，Z 是氧，
16、W 是氯。A 项，原子半径：XYZ。B 项，气态氢化物的稳定性：XY(N)，故最高价氧化物对应水化物的酸性：WY。答案：C一、元素在周期表中的位置规律1 元素周期表中原子序数之间的关系(1)同主族、邻周期元素的原子序数差(2)同周期A 族和A 族元素原子序数差2 利用稀有气体确定主族元素在周期表的位置(1)方法：原子序数最邻近的稀有气体元素的原子序数Z。(2)Error!3 直接相邻的原子序数关系124 “序、层” “序、价”规律(1)“序、层”规律若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后” ，即阴离子在前一周期，阳离子在后一周期，阳离子的原子序数大。同周期元素的简单阳离子与阴离子相
17、比，阴离子原子序数大。(2)“序、价”规律在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致， “价奇序奇，价偶序偶” 。131在元素周期表中的前四周期，两两相邻的 5 种元素如图所示，若 B 元素的核电荷数为 a。下列说法正确的是( )AB、D 的原子序数之差可能为 2BE、B 的原子序数之差可能是 8、18 或 32C5 种元素的核电荷数之和为 5a10DA、E 的原子序数之差可能是 7解析：由四种元素在周期表中的位置可知，D、B、E 分别在周期表的第二、三、四周期，若 B 元素的核电荷数为 a，则 A 的原子序数为 a1，C 的原子序数为 a1，D 的原子序数为 a8，
18、E 的原子序数为 a18，根据分析可知，B、D 的原子序数之差为 8，不可能为 2，故 A 错误；B、E 的原子序数之差为 18，故 B 错误；五种元素的核电荷数之和为：aa1a1a8a185a10，C 项正确；A、E 的原子序数之差为 a18(a1)19，故 D 错误。答案：C2已知 X、Y、Z 三种主族元素在元素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 2aBY 的原子序数可能为 a17CZ 的原子序数可能为 a31DX、Y、Z 一定为短周期元素14解析：由题给信息可知，X、Y、Z 只能位于元素周期表中过渡元素区域的右边
19、，则：若 X、Y、Z 同为短周期元素，由 X 的原子序数为 a 可知，Y 的原子序数为a81a7，Z 的原子序数为 a81a7，A 正确；若 X 为长周期非金属元素，Y 为短周期非金属元素，则 Y 的原子序数可能为 a181a17，B 正确；若 Z 为第六或第七周期元素，因存在镧系和锕系元素，则 Z 的原子序数可能为 a321a31，C 正确。答案：D32012 年 5 月 30 日，国际理论与应用化学联合会正式确定了第 114 号和第 116 号元素的名称。下列有关这两种元素的说法错误的是( )A两种元素位于同一周期B116 号元素位于第A 族C两种元素都是活泼的非金属元素D114 号元素的
20、原子半径比 116 号元素的大解析：根据 0 族元素第六周期为 86 号，第七周期为 118 号，故 114 号、116 号分别在第七周期的A 族和A 族。答案：C4下列说法正确的是( )A原子序数为 7 的元素的最高化合价为4 价B82 号元素位于第六周期第A 族C位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为 m，则乙的原子序数可能为 m4D位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于A 族，原子序数为 m，乙位于A 族，则乙原子序数可能为 m19解析：原子序数为 7 的元素是 N，N 的最高价为5，A 错误；86 号元素位于第六周期0 族，82 号元素位于第六周期第A 族，B 正确；同一主族的元素
21、相差 2、8、18、32 或上述数字间的和，C 错误；同一周期第A 族与第A 族之间的差可能为 2、12、26，D 错误。答案：B5X、Y、Z 是三种主族元素，如果 Xn 阳离子与 Yn 阴离子具有相同的电子层结构，Zn 阴离子半径大于 Yn 阴离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是( )AZXY BXYZCZYX DXZY解析：根据“序、层”规律可知，X 元素在 Y 元素的下一周期，Z 元素在 X 同周期或下几个周期，故三种元素的原子序数大小顺序为 ZXY。答案：A15二、微粒半径比较1 微粒半径大小比较方法2 “三看”法快速判断简单粒子半径大小一看电子层数：最外层电子数相同时，电子
22、层数越多，半径越大。二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。三看核外电子数：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。6下列各组粒子中粒子半径由大到小的是( )AO、Cl、S、P BAl 3 、Mg 2 、Ca 2 、Ba 2CK 、Mg 2 、Al 3 、H DLi、Na、K、Cs解析：比较粒子半径有以下原则：同周期从左到右逐渐减小，A 为 PSClO，同主族从上到下逐渐增大，核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，Mg2 Al3 ，各层排布都饱和，一般电子层越多，半径越大。答案：C7A、B、C 为三种短周期元素，A、B 在同周期，A、C 的最低价离子分别
23、为 A2 和C ，B 2 和 C 具有相同的电子层结构。下列说法中正确的是( )A原子序数：ABC16B原子半径：ABCC离子半径：A 2 B2 CD原子最外层电子数：ACB解析：由题意可确定 A、B、C 分别为 S、Mg、F 三种元素。则原子序数：ABC；原子半径：BAC；离子半径：A 2 C B2 ；原子最外层电子数：CAB。答案：A8已知短周期元素的四种离子 A2 、B 、C 3 、D 具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )A原子序数：DCBAB原子半径：BACDC离子半径：C 3 D A2 BD氧化性：A 2 B ，还原性：C 3 BDC，A 项错误；根据原子半径的递变规律，
24、可以判断 B 正确；离子半径应为C3 D B A2 ，C 错误；还原性为 C3 D ，D 错误。答案：B9W、X、Y、Z 均是短周期主族元素，X、Y、Z 处于同一周期，W、X、Z 的简单离子具有相同的电子层结构，W 的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物能反应生成盐，X 的氧化物既能溶于酸又能溶于碱，Y 的最高正价与最低负价的代数和为 0。下列说法正确的是( )A离子半径：WXZ B原子半径：ZXYC单质的熔点：WZY D最高正价：ZWX解析：由题意可知，W 为氮元素，X 为铝元素，Y 为硅元素，Z 为钠元素或镁元素。Na 或 Mg2 的半径均大于 Al3 的半径，A 项错误；原子半径：Na(或
25、 Mg)AlSi，B 项正确；N2常温下为气态，其熔、沸点很低，熔点：SiNa(或 Mg)N2，C 项错误；最高正价：NAlNa(或 Mg)，D 项错误。答案：B10W、X、Y、Z 是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图。已知 W的一种核素的质量数为 18，中子数为 10；X 和 Ne 原子的核外电子数相差 1；Y 的单质是一种常见的半导体材料；Z 的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是( )17A对应简单离子半径：XCu2 Fe2 ，金属性 FeCu)(7)电化学原理：不同金属形成原电池时，通常负极金属的金属性强；通常在电解池的阴极上，先析出的金属的金属性弱。2 比较
26、元素非金属性强弱的方法(1)元素在周期表中的相对位置同周期元素，自左向右，元素的非金属性依次增强，如 FONCB；ClSPSi 等。同主族元素自上而下，非金属性依次减弱，如 FClBrI；OSSe；NPAs 等。18(2)非金属单质与氢气越易化合，对应元素的非金属性越强，如 F2、Cl 2、Br 2、I 2与 H2化合由易到难，所以非金属性 FClBrI。(3)气态氢化物越稳定，对应元素的非金属性越强。如稳定性：HFH2OHClNH3HBrHIH2SPH3，所以非金属性：FOClNBrISP。(4)最高价氧化物对应水化物的酸性越强，对应元素的非金属性越强。如酸性：HClO4H2SO4H3PO4
27、H2CO3H2SiO3，则非金属性：ClSPCSi。(5)非金属单质对应阴离子的还原性越强，该非金属元素的非金属性越弱。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是 S2 I Br Cl F ，则非金属性SIBrClF。(6)几种非金属元素同处于一种物质中，可根据化合价判断元素非金属性的强弱。如 HClO、HClO 3中，氯元素显正价、氧元素显负价，说明氧元素的非金属性强于氯元素。11下列能说明氯元素原子得电子能力比硫元素原子得电子能力强的是( )HCl 的溶解度比 H2S 的大HCl 的酸性比 H2S 的强HCl 的稳定性比 H2S 的强还原性：Cl S2HClO 4的酸性比 H2SO4的强Cl 2能
28、与 H2S 反应生成 SCl 2与铁反应生成 FeCl3，而 S 与铁反应生成 FeSA BC D全部解析：元素的非金属性越强，其得电子能力越强。比较元素非金属性强弱的依据有：单质与 H2化合的难易程度；简单气态氢化物的稳定性；最高价含氧酸的酸性强弱；单质之间的置换反应；对应阴离子的还原性强弱；单质与变价金属反应时，氧化金属的程度等。答案：C12将甲、乙两种金属的性质相比较，已知：甲与 H2O 反应比乙与 H2O 反应剧烈；甲单质能从乙的盐溶液中置换出乙单质；甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的最高价氧化物对应的水化物碱性强；与某金属反应时甲原子得电子数目比乙原子得电子数目多；甲单质的熔、沸
29、点比乙的低。能说明甲的金属性比乙强的是( )A B C D19解析：比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性的强弱、置换反应，而不能根据其与金属反应时得电子的数目多少、熔沸点的高低进行比较。答案：B13下列实验不能达到实验目的的是( )解析：A 项，Cl 2、Br 2分别与 H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B 项，向 MgCl2、AlCl 3溶液中分别通入氨，MgCl 2与 NH3H2O 反应生成 Mg(OH)2，AlCl 3与 NH3H2O 反应生成 Al(OH)3，但无法比较二者的金属性强弱；C 项，测定相同物质的量
30、浓度的 Na2CO3、Na 2SO4溶液的 pH，根据 pH 可判断出 Na2CO3与 Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性 H2CO3H2SO4，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D 项，利用 Fe、Cu 与稀盐酸反应现象的不同即可判断出 Fe、Cu 的金属性强弱。答案：B14下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：(1)和的元素符号是_和_。(2)表中最活泼的金属是_，非金属性最强的元素是_。(填写元素符号)最高价氧化物对应的水化物碱性最强的是_(填化学式，下同)，酸性最强的是_，气态氢化物最稳定的是_。20(3)由和的单质作电极在弱酸性溶液中构成原电池，负极的电极反应式为_。(4)元
31、素非金属性强弱的比较有很多方法，其中和的非金属性强弱的研究方案中不可行的是_(填序号)。A比较两种单质的颜色B比较氢化物的稳定性C依据两元素在周期表中的位置D比较原子半径大小E比较最高价氧化物对应水化物的酸性解析：(1)根据元素周期表，可确定、元素分别为 N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br。(2)金属性：同周期元素从左到右越来越弱，同主族元素从上到下越来越强，并且金属性越强其最高价氧化物对应的水化物碱性越强；非金属性：同周期元素从左到右越来越强，同主族元素从上到下越来越弱，并且非金属性越强其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，气态氢化物越稳定。(3)因为镁的金属性比铝强，在弱酸性溶液中，镁和铝作电极构成原电池时，镁是负极，电极反应式为 Mg2e =Mg2 。(4)Cl 和 Br 位于同一主族，可依据元素周期律比较非金属性强弱，但根据单质的颜色不能确定非金属性的强弱。答案：(1)Si Ar(2)K F KOH HClO 4 HF(3)Mg2e =Mg2(4)A
