【同步讲义】高中化学（苏教版2019）必修第一册--5.1.2 元素周期表 讲义

第2课时 元素周期律

知识点01  元素周期表概述

1．元素周期表的诞生

1869年，俄国化学家门捷列夫绘制了第一张元素周期表。

2．编排原则

(1)横行：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，称为周期。7个横行分别称为7个周期。

(2)纵列：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，称为族。共18列，分为16个族。

【即学即练1】下列说法中正确的是（    ）

A．我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量

B．元素周期表中同一横行元素的电子层数相同

C．元素周期表有16个纵行

D．元素周期表已发展为一个稳定的形式，它不再可能有新的变化了

答案：B

解析：元素周期表中元素排序的依据是核电荷数（质子数）。

知识点02  元素周期表的结构

1．周期

(1)特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数＝电子层数。

(2)分类：短周期和长周期。

(3)根据现行元素周期表，完成下表

2．族

(1)主族：共7个，用A表示。

①主族的特点：由短周期和长周期元素共同构成，主族的序数＝最外层电子数。

②根据现行元素周期表，完成下表

(2)副族：完全由长周期元素构成，共7个。

(3)Ⅷ族：占据元素周期表的第8、9、10共3个纵列。

(4)0族：在元素周期表的第18列。

3．元素周期表的特殊位置

(1)镧系：在元素周期表的第六周期ⅢB族，共15种元素。

(2)锕系：在元素周期表的第七周期ⅢB族，共15种元素。

4．常见族的别名

ⅠA称为碱金属(除H外)，ⅡA称为碱土金属，ⅤA称为氮族元素，ⅥA称为氧族元素，ⅦA称为卤素，0族称为稀有气体元素。

【即学即练2】下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)

A．在元素周期表中，每一列就是一个族

B．主族元素都是短周期元素

C．副族元素都是金属元素

D．元素周期表每个长周期均包含32种元素

答案：C

解析：D选项，第四、五周期包括18种元素，第六周期包含32种元素，第七周期如果填满包含32种元素。

考法01  元素周期表的结构

1．元素周期表的结构

(1)周期

(2)族

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。

3．常见族的别名

ⅠA称为碱金属(除H外)，ⅡA称为碱土金属，ⅤA称为氮族元素，ⅥA称为氧族元素，ⅦA称为卤素，0族称为稀有气体。

【典例1】下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是(　　)

答案：D

解析：原子序数为2，元素属于0族，在最右纵列；A、B错误；原子序数为3，元素属于ⅠA族，在最左纵列，C错误。

考法02  元素在周期表中的位置与结构的关系

1．主族元素在周期表中位置与原子结构的关系

(1)原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数。

(2)周期序数＝原子核外电子层数。

(3)主族序数＝原子最外层电子数。

2．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

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。

【典例2】下图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是(　　)

A．元素①位于第2周期ⅣA族

B．②原子的最外层电子数为5

C．④的原子序数比②多8

D．元素的最高化合价③＝⑤

答案：C

解析：根据元素周期表的结构，可知最右上角的元素是He，由此可以推知①为N、②为O、③为F、④为S、⑤为Cl元素。

题组A  基础过关练

1．已知元素的原子序数，不可以推断元素原子的（    ）

A．质子数      B．核电荷数      C．核外电子数      D．离子所带电荷数

答案：D

2．1869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，成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是(　　)

A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族

B．元素周期表有18个族

C．第ⅠA族的元素全部是金属元素

D．短周期是指第1、2、3、4周期

答案：A

解析：A选项，第ⅢB族包括镧系和锕系元素，共32种元素，所以是含元素最多的族，正确。故选A。

3．在短周期主族元素中，族序数和原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有（    ）

A．2种        B．3种        C．4种        D．5种

答案：D

解析：族序数为奇数，即族序数为ⅠA、ⅢA、ⅤA、ⅦA，电子层数为奇数，则元素位于第1、3周期，结合核电荷数与奇数，满足条件的元素有H、Na、Al、P、Cl5种。

4．下列说法正确的是（    ）

A．原子及其离子的电子层数都等于该元素所在周期数

B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列的元素都是金属元素

C．最外层电子数为1的主族元素都是金属元素

D．最外层电子数为2的原子都位于ⅡA族

答案：B

解析：A选项，主族元素的阳离子的电子层数比原子的电子层数少1个，如Na+的电子层数为2，错误；B选项，正确；C选项，H元素的原子最外层电子数为1，为非金属元素，错误；D选项，He元素的原子最外层电子数为2，不属于ⅡA族，错误。

5．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，该元素位于（    ）

A．第三周期，ⅥA族              B．第三周期，ⅣA族

C．第四周期，ⅥA族              D．第四周期，ⅣA族

答案：B

6．科学家预测原子序数为114的元素具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，称为类铅。下列关于它的性质的叙述中，错误的是（    ）

A．最外层电子数为4             B．金属性比铅强

C．有7个电子层                 D．最高价氧化物对应水化物是强酸

答案：D

7．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变为113号元素。下列说法中正确的是（    ）

A．115号元素在第6周期

B．113号元素在第7周期ⅢA族

C．115号元素和113号元素都是非金属元素

D．镅元素和115号元素不在同一周期

答案：B

8．M2＋有2个电子层，则M在元素周期表中的位置是(　　)

A．第二周期0族    B．第二周期Ⅷ族

C．第二周期ⅡA族   D．第三周期ⅡA族

答案：D

解析：M2＋有2个电子层，则M原子结构示意图为。由周期序数＝原子核外电子层数，主族序数＝原子最外层电子数，得M元素位于第三周期ⅡA族。

9．根据原子结构和元素周期表的关系完成下列各题。

(1)写出下列微粒的符号及其在元素周期表的位置。

微粒：________　________　________　________

位置：________　________　________　________

(2)第3周期ⅣA族的元素原子序数是________。

(3)Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是________。

(4)短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：______________(填元素符号，下同)。

(5)短周期元素中，族序数＝周期序数2倍的元素有：____________。

(6)短周期元素中，周期序数＝族序数2倍的有：____________________________。

答案(1)O  Na+  Cl  Cl-    第二周期ⅥA族    第三周期ⅠA族    第三周期ⅦA族    第三周期ⅦA族

(2)14    (3)3、19    (4)H、Be、Al    (5)C、S    (6)Li

10．请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：

(1)标出族序数。

(2)填入1～20元素的元素符号。

(3)填入稀有气体元素的原子序数以及每周期的元素种类。

(4)画出主族与副族边界线。

答案：

题组B  能力提升练

1．0.05 mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出1.12 L H2(标准状况)，并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是(　　)

A．第3周期ⅠA族   B．第3周期ⅡA族

C．第4周期ⅠA族   D．第4周期ⅡA族

答案：D

解析：0.05mol金属单质产生氢气0.05mol，即1mol金属单质产生氢气1mol，则该金属与盐酸反应生成+2价离子，又因为该离子与Ar原子的电子层结构相同，故该元素为Ca，故选D。

2．已知铍（Be）的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是（    ）

A．铍的原子半径小于硼的原子半径

B．铍的金属性比镁的金属性强

C．氢氧化铍可能具有两性，其碱性比Ca(OH)2弱

D．单质铍能跟冷水反应放出氢气

答案：C

解析：Be和Al处于对角线，按照对角线规则，Be与Al元素的性质相似，因此Be(OH)2具有两性；Be、Mg、Ca位于第ⅡA族，金属性依次减弱，故Be不能与冷水反应，Be(OH)2的碱性比Ca(OH)2弱。

3．某元素的离子结构示意图为，该元素在周期表中的位置是(　　)

A．第五周期0族          B．第六周期ⅠB族

C．第五周期ⅦA族        D．第六周期ⅠA族

答案：D

解析：核电荷数为55，核外电子总数为54，很明显是失1个e－形成阳离子结构，故最外层有1个e－，可推断是第六周期ⅠA族，D项正确。

4．a、b、c、d均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置关系如图所示。若b原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法正确的是（    ）

A．原子半径：c>b>a

B．气态氢化物的稳定性：a>b>d

C．最高价氧化物对应水化物的酸性：c<d

D．a单质最稳定，不和任何物质发生反应

答案：C

解析：b元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，b为O元素，由此可以推出a为N，c为S，d为Cl。

5．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＋11

C．5x＋14          D．5x＋16

答案：A

解析：由五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x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案选A。

题组C  培优拔尖练

1．据有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于元素周期表的(　　)

A．第六周期ⅣA族            B．第七周期ⅥA族

C．第七周期ⅦA族            D．第八周期ⅥA族

答案：B

解析：第七周期稀有气体元素的原子序数为118，据此可以判断116号元素应位于元素周期表的第七周期ⅥA族，B正确

2．国际无机化学命名委员会在1989年做出决定，把长式元素周期表原先的主副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是(　　)

A．第9列元素中没有非金属元素

B．第15列元素原子最外层有5个电子

C．在整个18列元素中，第3列的元素种类最多

D．只有第2列元素原子最外层有2个电子

答案：D

解析：第9列属于Ⅷ族，都是金属元素，没有非金属元素，选项A正确；第15列是ⅤA族，选项B正确；第3列包括镧系和锕系元素，所以元素种类最多，选项C正确；第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子，但He及部分过渡元素原子最外层也含有2个电子，选项D错误。

3．如果n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于(　　)

①第ⅢA族　②第ⅣA族　③第ⅢB族　④第ⅠA族

A．①③      B．①②      C．②③   D．①③④

答案：A

解析：元素周期表中，在第二、三周期中，若n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于第ⅢA族，从第四周期往后，若n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于第ⅢB族。

4．已知X、Y、Z三种元素在周期表中的相对位置如表所示，且X的原子序数为a，下列说法中不正确的是(　　)

A.Y、Z的原子序数之和可能为2a

B．Y的原子序数可能是a－17

C．Z的原子序数可能是a＋31

D．X、Y、Z一定都是短周期元素

答案：D

解析：若Y、X、Z分别为第一、二、三周期的元素，则分别为He、F、S，代入原子序数得2＋16＝2×9，A项正确；若Y为第三、第四周期元素，则B项正确；若X为第五或第六周期元素，则C项正确。

5．有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，不难得出以下结论：(1)ⅠA、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。(2)ⅢA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。