浙江专用高考化学一轮复习专题5微观结构与物质的多样性第二单元元素周期律和元素周期表学案

第二单元　元素周期律和元素周期表

[考点分布]

考点一　元素周期表[学生用书P72]

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：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，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。

(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵列。

4．元素周期表的结构

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6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7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。

题组元素周期表结构的考查

1．硅元素在周期表中的位置是(　　)

A．第2周期ⅣA族　　 B．第3周期ⅣA族

C．第3周期ⅥA族  D．第2周期ⅥA族

解析：选B。本题考查元素周期表知识。硅为14号元素，核外有三个电子层，最外层有4个电子，所以硅原子位于元素周期表第3周期ⅣA族。

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．5x＋10  B．5x

C．5x＋14  D．5x＋16

解析：选A。

元素周期表结构中隐含的两条规律

1．同周期主族元素的原子序数差的关系

(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，第4或5周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第6周期元素原子序数差＝族序数差＋24。

(3)第4、5周期的ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第6周期为25。

2．同主族邻周期元素的原子序数差的关系

(1)ⅠA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。

(2)ⅡA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)ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。

考点二　元素周期律及应用[学生用书P72]

1．定义

元素的性质随核电荷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.元素金属性强弱的比较

(1)结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强。

(2)位置比较法

(3)实验比较法

①根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度：越易反应，则对应金属元素的金属性越强。

②根据金属单质与盐溶液的置换反应：A置换出B，则A对应的金属元素比B对应的金属元素金属性强。

③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱：单质的还原性越强，对应阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强(Fe对应的是Fe2＋，而不是Fe3＋)。

④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，则对应金属元素的金属性越强。

⑤根据电化学原理：不同金属形成原电池时，一般作负极的金属活泼；在电解池中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼。

5．元素非金属性强弱的比较

(1)结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。

(2)位置比较法

(3)实验比较法

①根据非金属单质与H2化合的难易程度：越易化合则其对应元素的非金属性越强。

②根据形成的氢化物的稳定性或还原性：越稳定或还原性越弱，则其对应元素的非金属性越强。

③根据非金属之间的相互置换：A能置换出B，则A对应的非金属元素的非金属性强于B对应的非金属元素的非金属性。

④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强，则对应非金属元素的非金属性越强。

⑤根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱：单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，元素的非金属性越强。

6．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难溶；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，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。

(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在过渡元素中找，如Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。

题组一元素周期律

1．(2019·浙江4月选考，T14)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(　　)

A．第35号元素的单质在常温常压下是液体

B．位于第4周期第ⅤA族的元素为非金属元素

C．第84号元素的最高化合价是＋7

D．第7周期0族元素的原子序数为118

解析：选C。元素周期表中每一周期对应的元素种数及每一周期最后一种元素的原子序数分别为

第35号元素为溴，常温下呈液态，A项正确；位于第4周期ⅤA族的元素为砷，属于非金属元素，B项正确；第84号元素位于ⅥA族，最高化合价是＋6，C项错误；第7周期0族元素的原子序数为118，D项正确。

2．(2020·高考江苏卷)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是(　　)

A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强

B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱

C．原子半径r：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)

D．原子的最外层电子数n：n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br)

解析：选A。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，A项正确；Cl的非金属性强于Br，则Cl2得到电子的能力比Br2强，B项错误；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项错误；Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7，D项错误。

题组二“序、层”规律和“序、价”规律的应用

3．X、Y、Z是三种主族元素，如果Xn＋与Yn－具有相同的电子层结构，Zn－离子半径大于Yn－离子半径，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是(　　)

A．Z >X >Y　　　　　　 B．X >Y >Z

C．Z >Y >X  D．X >Z >Y

解析：选A。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Z>X>Y。

4．X和Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为n，则X的原子序数不可能是(　　)

A．n－8  B．n－3

C．n－1  D．n＋5

解析：选A。由化学式X2Y3知，X、Y的原子序数，一个为奇数一个为偶数，根据“序、价”规律可判断A项不正确。

“序、层”“序、价”规律

1．“序、层”规律

(1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前阳后”，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。

(2)同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，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”。

题组三微粒半径大小的比较及应用

5．比较下列微粒半径大小，用“＞”或“＜”填空。

(1)Na________Mg________Cl。

(2)Li________Na________K。

(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋。

(4)F－________Cl－________Br－。

(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋。

(6)Fe2＋________Fe3＋。

答案：(1)＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞　(4)＜　＜

(5)＞　＞　＞　(6)＞

6．(2020·杭州七中选考模拟)已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、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：D＞C＞B＞A

B．原子半径：B＞A＞C＞D

C．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋

D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－

解析：选B。由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。原子序数大小应为A＞B＞D＞C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B项正确；离子半径大小应为C3－＞D－＞B＋＞A2＋，C项错误；还原性应为C3－＞D－，D项错误。

(1)微粒半径大小比较方法

(2)元素性质应用的思维模式

有结构定位置，有位置想规律，有规律做判断(以上方法仅适用于主族元素)。

题组四利用“位—构—性”关系进行推断

7．(2020·浙江7月选考，T16)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物Z2X4的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是(　　)

A．原子半径：Z<Y<M

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>M

C．X2Z—ZX2易溶于水，其水溶液呈碱性

D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物

解析：选D。X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素，结合“Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族”，可推出Y为C、Z为N、M为Si，由“化合物Z2X4的电子总数为18个”可推出X为H，由“Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子”可推出Q为Cl。

根据同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，可得原子半径：Z(N)<Y(C)<M(Si)，A项正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：Z(HNO3)>Y(H2CO3)>M(H2SiO3)，B项正确；H2N—NH2为联氨，是一种极性较强的化合物，能与水、醇等形成分子间氢键，根据相似相溶原理，联氨能溶于水、醇等极性溶剂中，又H2NNH2＋H2OH2NNH＋OH－，其水溶液呈碱性，C项正确；X(H)、Z(N)、Q(Cl)三种元素可形成NH4Cl，NH4Cl是离子化合物，D项错误。

8．(2018·浙江11月选考，T12)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示，其中元素Q位于第4周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法不正确的是(　　)

A.原子半径(r)：r(Q)＞r(Y)＞r(Z)

B．元素X有－4、＋2、＋4等多种价态

C．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸

D．可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物

解析：选C。根据元素Q位于第4周期可知，X在第2周期，Y、Z都在第3周期；又X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17，可推出X是碳元素、Y是硫元素、Z是氯元素、Q是砷元素。A.电子层数越多，原子半径越大；当电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径(r)：r(Q)＞r(Y)＞r(Z)，故A正确。B.元素X是碳元素，碳元素有－4、＋2、＋4等多种价态，故B正确。C.Y、Z的氧化物对应的水化物有多种，如果是最高价氧化物的水化物，则均为强酸，但HClO、H2SO3不是强酸，故C不正确。D.Q位于第ⅤA族，其最高价为＋5价，可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物，故D正确。

9．(2018·浙江4月选考，T12)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示，原子序数之和为48。下列说法不正确的是(　　)

A.原子半径(r)大小比较：r(X)>r(Y)

B．X和W可形成共价化合物XW3

C．W的非金属性比Z的强，所以W氢化物的沸点比Z的高

D．Z的最低价单核阴离子的失电子能力比Y的强

解析：选C。根据题中各元素在周期表中的相对位置及原子序数之和为48，可推断出X为氮、Y为氧、Z为硫、W为氯。A项中，氮与氧都在第2周期，同周期原子半径从左到右逐渐减小，正确；B项中，氮与氯可形成共价化合物NCl3，正确；C项中，氯的非金属性比硫的强，但不能得出氯的氢化物的沸点比硫的高的结论，不正确；D项中，硫的最低价单核阴离子S2－的失电子能力比氧的最低价单核阴离子O2－的强，正确。

10．(2017·浙江4月选考，T14)

W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．Z、Y、X的原子半径依次减小，非金属性依次降低

B．Z、Y、W的最高价氧化物的水化物的酸性依次降低

C．WH4与Z元素的单质在一定条件下可发生化学反应

D．W的位置是第2周期ⅣA族

解析：选A。由W、X、Y、Z四种短周期元素在周期表中的位置可推知，W为C，X为O，Y为S，Z为Cl。A项，同周期从左到右，随着原子序数的递增，元素的原子半径逐渐减小，非金属性逐渐增强；同主族从上到下，随着

原子序数的递增，元素的原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱；因此原子半径：S>Cl>O，非金属性：O>Cl>S，故错误。B项，非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，因非金属性：Cl>S>C，所以酸性：HClO4>H2SO4>H2CO3，故正确。C项，CH4与Cl2在光照条件下可发生取代反应，故正确。D项，C元素位于第2周期ⅣA族，故正确。

(1)非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，不能说成其含氧酸的酸性就越强，不能漏掉了“最高价”。 HClO4、H2SO4为强酸，而HClO、H2SO3为弱酸。

(2)非金属元素得电子能力越强，其氢化物的稳定性就越强，而不是指氢化物的酸性。如氟与氯，HCl是强酸、而HF则是弱酸。