1、第二单元 元素周期律 元素周期表,三年30考 高考指数:1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第3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。3.以A族和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。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变规律。,一、元素周期律1.元素周期律元素的性质随着_而呈周期性变化的规律。2.元素周期律的实质元素原子_的周期性变化。,元素核电荷数的递增,核外电子排布,3.主族元素的周期性变化规律,电子层数,相同,依次增加,最外层电子数,依次增加1个,相同,原子半径,逐渐减小,逐渐增大,金
2、属性,逐渐减弱,逐渐增强,非金属性,逐渐增强,逐渐减弱,主要化合价,一般，最高正价：+1+7负化合价：主族序数-8,最高正价数=主族序数(O、F除外）,最高价氧化物对应水化物,酸性逐渐增强碱性逐渐减弱,酸性逐渐减弱碱性逐渐增强,氢化物稳定性,逐渐增强,逐渐减弱,二、元素周期表1原子序数原子序数=_=质子数=_2编排原则,核电荷数,核外电子数,横行,元素的_相同,电子层数,左右：_递增,原子序数,纵行,元素的_相同,最外层电子数,上下：_递增,电子层数,3结构“三短四长7不全，七主七副和0”(1)周期(7个横行，7个周期)。每周期最多容纳元素数目。,第4周期18种元素。,第1周期2种元素。,周
3、期,短周期,长周期,第2周期8种元素。,第3周期8种元素。,第5周期18种元素。,第6周期32种元素。,第7周期最多容纳32种元素(现有26种元素)。,每周期0族元素及其原子序数,周期,元素,He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn,2,10,18,36,54,86,(2)族(18个纵行，16个族)。,主族：由短周期元素和长周期元素组成的族。,A,A,A,A,A,A,A,副族：完全由长周期元素组成的族。,B,B,B,B,B,B,B,第族：包含_。0族：又称稀有气体元素，为第_纵行。,第8、9、10三个纵行,18,三、元素周期表和元素周期律的应用1.元素周期表的分区(1)分界线：金属元素与非金属元素(
4、氢除外)分界线是沿着_与_。,Al、Ge、Sb、Po,B、Si、As、Te、At,(2)各区位置。,金属性最强的元素位于元素周期表左下角，是_元素。非金属性最强的元素位于元素周期表右上角，是_元素。,Fr,F,族,1234567,A A A A A A A,0,稀有气体元素,B,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,Po,At,元素,元素,非金属,金属,2.元素周期表和元素周期律应用的重要意义(1)科学预测。为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。(2)寻找新材料。,1.最外层电子数相同的元素一定都在同一族。( )【分析】最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如：He、Be、Fe分别在
5、不同的族。2.Fe元素位于周期表的第B族。( )【分析】Fe元素位于周期表中的第族，族既不是主族也不是副族。,3.元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )【分析】长式周期表为了使周期表紧凑，将镧系和锕系元素放在同一格内，但镧系和锕系元素各自的质子数不同，它们不是同位素。4.电子层数多，原子半径不一定大。( )【分析】原子半径不只与电子层数有关,与电子排布也有关。电子层数多,原子半径不一定大,如：Li原子半径为0.152 nm,Cl原子半径为0.099 nm。5.所有主族元素的最高正价都等于最外层电子数。( )【分析】氟元素没有正价。,1.元素金属性强弱的判断依据(1)根
6、据元素在周期表中的位置。同周期元素，从左到右，金属性逐渐减弱；同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强。(2)根据金属活动性顺序：一般排在前面的金属金属性较强，如AlFe。(3)根据原电池反应：原电池中作负极的金属一般金属性较强。,元素金属性和非金属性强弱的判断依据,(4)根据相关物质的性质。,2.元素非金属性强弱的判断依据(1)根据元素在周期表中的位置。同周期元素，从左到右，非金属性逐渐增强；同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱。,(2)根据相关物质的性质。,【拓展延伸】金属性、非金属性强弱判断的其他依据1.金属性判断的其他依据(1)根据金属对应阳离子氧化性的强弱：金属阳离子的氧化性越弱，则金
7、属性越强；金属阳离子的氧化性越强，则金属性越弱。(注意：Fe对应的阳离子为Fe2，而不是Fe3)(2)根据电解池中阴极上阳离子的放电顺序，先放电的阳离子对应金属元素金属性越弱。,2.非金属性判断的其他依据(1)根据电解池中阳极上阴离子的放电顺序：先放电的阴离子还原性强，其对应元素的氧化性弱。(2)根据与金属反应后价态的不同：如Fe与S反应生成FeS，Fe与Cl2反应后生成FeCl3，非金属性Cl大于S。,【高考警示钟】(1)元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难易程度，而不是得失电子的多少。如Mg比Na失电子数多，但Na比Mg失电子更容易，故Na的金属性比Mg强。(2)对于M
8、g、Al、NaOH溶液形成的原电池中，虽然Al作负极，但不能说明Al的金属性比Mg强。因为金属性强弱的判断是根据金属与酸反应放出H2的难易，此处的电解质溶液为NaOH溶液。(3)判断非金属性强弱时可以根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断；最高价氧化物对应的水化物或无氧酸，不能作为判断依据。,【典例1】(2011江苏高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B.原子半径的大小顺序为：r(X)r(Y)r(Z)r(W)r(Q)C.离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同D.元素W的最高价氧化
9、物对应的水化物的酸性比Q的强,【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)所给元素都为短周期元素，且表格中元素在第二、三周期中。(2)利用稀有气体元素结合周期表的结构确定各元素的名称及结构。,【解析】选A。根据五种元素在周期表中的位置关系可知，X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。X(N)的最高正价为+5价，Z(Al)的最高正价为+3价，X(N)、Z(Al)的最高正价之和为8，A对；原子半径 r(Al)r(N)，B错；Y2-为O2-，Z3+为Al3+，它们的核外电子数和电子层数均相同，C错；元素W的最高价氧化物对应的水化物为H2SO4,其酸性比Q的最高价氧化物对应的水化物(HClO4)
10、弱，D错。,【互动探究】(1)上述五种离子的半径由大到小顺序如何？提示：N3-、O2-、Al3、S2-、Cl-半径由大到小的顺序为S2-Cl- N3-O2-Al3。(2)还有哪些方法证明非金属性W小于Q，用方程式表示。提示：Cl2能置换H2S中的S：H2SCl2=2HClS。,【变式备选】短周期金属元素甲戊在元素周期表中的相对位置如表所示。下列判断正确的是( )A丁、戊单质与NaOH溶液形成原电池，丁作负极B金属性：甲丙C最高价氧化物对应水化物碱性：丙丁戊D最外层电子数：甲乙,【解析】选C。根据五种元素在周期表中的位置关系可知，甲、乙元素位于第2周期，且分别为Li、Be；丙、丁、戊分别为第3周
11、期的Na、Mg、Al。,1.原子半径的比较(1)同一周期元素原子，原子序数越大，原子半径越小。例如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)(2)同一主族元素原子，电子层数越多，原子半径越大。例如：r(I)r(Br)r(Cl)r(F)(3)不同周期，不同主族元素的原子。原子半径可根据同主族与同周期原子半径的比较规律解决。如比较r(K)与r(Mg)原子半径，可利用同主族r(K)r(Na)，然后利用同周期r(Na)r(Mg)可得出r(K)r(Mg)。,主族微粒半径大小的比较,2.离子半径的比较(1)同种元素的粒子，电子数越多，半径越大。例如：r(Cl-)r(Cl)；r(F
12、e)r(Fe2+)r(Fe3+)(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2-)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(K+)r(Na+)r(Li+);r(S2-)r(O2-)(4)所带电荷、电子层数都不相同的离子，可选一种离子参照比较。例如：比较r(K+)与r(Mg2+)的大小，可选r(Na+)作参照：r(K+)r(Na+)，r(Na+)r(Mg2+)，故r(K+)r(Mg2+)。,【高考警示钟】(1)该部分考试中容易出错的地方是电子层结构相同的微粒半径的比较。电子层结构相同的微粒半径看核电荷数，核电荷
13、数越大，半径越小；不是核电荷数越大，半径越大。(2)第3周期从左到右，原子半径依次减小，而离子半径则是先减小，后增大，再减小。第3周期中离子半径最小的离子为Al3，常用于元素推断试题中元素种类的确定。(3)不是同周期或同主族元素的微粒，比较半径大小时要借助于参照物。,【典例2】已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是( )A.离子半径：ABCDB.原子序数：bacdC.原子半径：D C B A D四种元素一定属于短周期元素【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)首先确定四种元素在周期表中的位置；(2)根
14、据元素性质的递变规律推断性质和微粒半径大小。,【解析】选B。由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：原子序数bacd；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径ABDC；A和B可以为第4周期元素。故选B。,【技巧点拨】A2-、B-、C、D2电子层结构相同时的规律总结(1)阴阳离子所对应元素在元素周期表中的位置关系。阴离子在阳离子的前一周期末端，阳离子在阴离子的下一周期前端。(2)确定原子的原子序数关系。A、B、C、D的原子序数关系为DCBA。,(3)确定元素的族序数。如A、B、C、D分别位于A、A、A和A。(4)确定元素原子或离子的半径大
15、小。如：原子半径CDAB，离子半径A2-B-CD2。(5)确定元素的金属性或非金属性强弱。如金属性：CD，非金属性：BA。,同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：,元素位置、原子结构、元素性质之间的关系,1结构与位置互推(1)掌握三个关系式。电子层数周期数质子数原子序数最外层电子数主族序数(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律。各周期所能容纳元素种数稀有气体的原子序数及在周期表中的位置 同族上下相邻元素原子序数的关系,元素原子序数差与元素在周期表中的位置关系：,2性质与位置的互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。
16、(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。3.结构与性质的互推(1)最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。,【拓展延伸】根据原子序数确定元素在周期表中的位置方法(1)0族序数，要熟记。要熟记每周期稀有气体元素的原子序数。,(2)比大小，定周期。若该原子序数比最邻近的稀有气体原子序数小，则该元素与该稀有气体元素同周期；若该原子序数比最邻近的稀有气体原子序数大，则该元素在稀有气体元素所在周期的下一周期。(3)求差值，定族数。若某元素原子序数比相应稀有气体元素多1或2，则该元素处于该稀
17、有气体元素所在周期的下一周期的A族或A族；若比相应稀有气体元素少15，则该元素处于稀有气体元素所在周期的AA族。对于过渡元素族序数的确定另行考虑。,【高考警示钟】(1)元素“位构性”的相互推断类型题目所给的信息较多，在审题过程中一定要注意找全信息和信息之间的联系。(2)在题目的已知信息中可能有的元素没有已知信息，难以确定其名称和结构，这样的题目要通读全题，在题目的所求填空的信息中找出对该元素有用的信息。,【典例3】J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如表。J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。,(1)M的离
18、子结构示意图为_；元素T在周期表中位于第_族。(2)J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为_。(3)M和T形成的化合物在潮湿的空气中有白雾产生，反应的化学方程式为_。,(4)L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。在微电子工业中，甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂，所发生反应的产物不污染环境，其化学方程式为_。L的另一种氢化物乙通常用作火箭的燃料，其组成原子数之比为12，则乙的化学式为_。(5)由J、R形成的液态化合物JR2 0.2 mol在O2中完全燃烧，生成两种气态氧化物，298 K时放出热量215 kJ。该反应的热化学方程式为_。,【解题指南】解答本题时应注意以下四点：(1)根据
19、J的原子结构和周期表的结构确定J和R、T。(2)根据M的特殊性质确定M元素。(3)L的性质在题目要求中解决。(4)根据已知元素结合其化合物性质及反应原理解题。,【解析】根据J的最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，可知J为碳元素，则R为硫元素，T为氯元素；M是地壳中含量最多的金属元素，M为铝元素；根据(4)中，L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性，知L为氮元素。(1)Al3的结构示意图为 ，Cl在元素周期表中位于第A族。(2)C与H形成的6原子分子为C2H4，结构简式为CH2CH2。(3)Al与Cl形成的AlCl3在空气中容易与水蒸气发生反应AlCl33H2O=Al(OH)33HCl，
20、因为有HCl生成，所以有白雾产生。,(4)甲为NH3，与H2O2反应生成不污染环境的产物，则产物为N2和H2O，反应的化学方程式为2NH3H2O3H2O2=N28H2O或2NH33H2O2=N26H2O。N的氢化物中N与H原子数目之比为12，则乙为N2H4。(5)C与S形成CS2，CS2在O2中燃烧生成SO2和CO2，反应的化学方程式为CS23O2 CO22SO2，因为0.2 mol CS2完全燃烧放出215 kJ热量，该反应的热化学方程式为CS2(l)3O2(g)=CO2(g)2SO2(g) H =-1 075 kJ mol-1。,答案：(1) A(2)CH2CH2(3)AlCl33H2O=
21、Al(OH)33HCl(4)2NH3H2O3H2O2=N28H2O或2NH33H2O2=N26H2ON2H4(5)CS2(l)3O2(g)=CO2(g)2SO2(g) H=-1 075 kJ mol-1,【互动探究】(1)请在表中用元素符号标出M的位置。提示：M为Al，在表中的位置如图所示：(2)若题中其他条件不变，将J的性质改为J的气态氢化物与最高价氧化物的水化物反应生成盐，则能够符合题目要求吗？提示：不符合，因为J的气态氢化物与最高价氧化物的水化物反应生成盐，则J为N元素，R为Cl元素，元素T的位置就在0族，与所有元素都是主族元素不符合。,【实验探究4】利用特征反应突破组成检测型实验题,【
22、典例】(2011重庆高考T27)固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用如图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。,(1)仪器B的名称是_。(2)实验中，中的试纸变蓝，中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则中的试剂为_；中发生反应的化学方程式为_；中的试剂为_。(3)乙组同学进行同样的实验，但装置连接顺序为-，此时中现象为_，原因是_。(4)经上述反应，2.5 g 化合物A理论上可得0.56 L(标准状况)M；则A的化学式为_。,【精讲精析】1.解题关键点本题的解题关键是挖掘题目中的有效信息，充分利用题目中的突破口。 突破口一：使干燥红色石蕊试纸变蓝的是碱性气体，中学化学
23、中只有NH3，即A与水反应生成NH3，因此A中含有N元素。突破口二：中黑色CuO粉末逐渐变为红色，说明CuO被NH3还原生成单质铜。突破口三：在高温下NH3被氧化生成气体M，而M可用排水法收集，因此M为N2。,2.解题疑惑点(1)CuO和NH3反应的化学方程式的书写。根据题中提示信息，CuO和NH3反应生成Cu和N2，根据原子守恒判断生成物中还应有水，写出方程式，根据电子转移守恒配平即可。(2)装置连接顺序按(3)排列，装置中试纸为什么会变蓝。如果NH3先用碱石灰干燥然后再通过热的CuO，氧化还原反应3CuO2NH3 3Cu3H2ON2一样可以发生，由于生成物中有水生成，过量的NH3和水一样会
24、使干燥红色石蕊试纸变蓝。,(3)A物质化学式的推断。由题意知n(N2)=0.025 mol，则n(NH3)=0.05 mol，设A的化学式为X3Ny，X的相对原子质量是x，则有：X3Ny yNH3 1 y 0.05 mol 0.05 moly只能是正整数，所以只有y=2，x=24时符合题意，即化合物A是Mg3N2。,【参考答案】(1)分液漏斗(2)碱石灰 3CuO2NH3 3Cu3H2ON2浓硫酸(3)试纸变蓝 CuO与氨气反应生成的水和未反应的氨气形成氨水，使试纸变蓝(4)Mg3N2,组成检测型实验是高考实验考查中经常考查的一种题型，这类题目要求考生能够设计合理的方案或根据题目已知方案确定物
25、质的组成。1.试题类型组成检测类题目主要包括两个类型： (1)确定纯净物的化学式，即确定化学式中各元素的比值。(2)确定混合物中各组分的百分含量。,2.解题策略(1)确定纯净物的化学式。通读全题，根据题目要求和已知的方案或实验装置，使化合物中的各元素分别发生反应，然后通过合理的方案进行分离，从而确定每种元素的物质的量，以确定化学式。(2)确定混合物中各组分的百分含量。通读全题，根据题目要求和已知的方案或实验装置，将混合物中的各种物质进行分离，从而确定各组分的质量或物质的量，从而确定混合物中各组分的百分含量。,3.解题注意的问题(1)选用特征反应，反应准确。反应要有良好的选择性，要有明显的外部特
26、征(颜色改变、沉淀的生成或溶解、气体的生成等)，反应速率要快。(2)反应完全，充分转化。不论是纯净物还是混合物组成检测，使其反应时都应该完全反应。,(3)排除干扰，不增不减。勿引杂质分离各元素或物质时不要引入杂质，不能使被检验元素损失，以免对该元素或组分的量的确定产生影响。顺序合理严格掌握各成分检测的先后顺序，防止各成分检验过程中的相互干扰。如有水蒸气生成的，先检测水蒸气，再检测其他成分。,1.下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是( )原子序数为15的元素的最高化合价为+3 第A族元素是同周期中非金属性最强的元素 第2周期第A族元素的原子核电荷数和中子数一定为6 原子序数为12的元素位于
27、元素周期表的第3周期第A族A. B. C. D.,【解析】选C。原子序数为15的元素为P，最高正化合价为+5；同一周期中从左至右元素的非金属性依次增强，第A族元素的非金属性最强；第2周期第A族元素为碳元素，而碳元素有多种同位素存在，中子数不一定为6；原子序数为12的元素的原子结构示意图为 ，位于第3周期第A族。,2.下列叙述正确的是( )A.除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B.副族元素没有非金属元素C.碱金属元素是指A族的所有的元素D.周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素【解析】选B。F无正价，A错；副族元素都是金属元素，没有非金属元素，B对；碱金
28、属元素不包含氢，C错；周期表中第A族只含有金属元素，D错。,3.如图为“八卦周期表”的一部分，仔细分析此图，判断下列说法中错误的是( )A.X为第4周期A族元素B.C的非金属性比Z弱C.原子半径：NMZD.W的最高价氧化物对应的水化物为强酸,【解析】选C。由图可知X为钙，在第4周期第A族，A项正确；C为碳，Z为氮，非金属性碳比氮弱，B项正确；N为硫，M为氧，原子半径硫氧，氮氧，C项错误；W为氯，其最高价氧化物对应水化物为HClO4，是强酸，D项正确。,4.(2012杭州模拟)A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物显碱性，且碱性BA；C和D两种元素对应的气态
29、氢化物的稳定性CD,E是这五种元素中原子半径最小的，则它们的原子序数由小到大的顺序为( )A.BACDE B.AEBCDC.EBACD D.BADCE,【解析】选D。由B的最高价氧化物对应的水化物的碱性大于A的最高价氧化物对应水化物的碱性，得A和B都是金属，且A的原子序数大于B的原子序数；C的氢化物稳定性大于D的氢化物的稳定性，得C的原子序数大于D的原子序数；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则原子序数最大，故选D。,5.碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列关于Fr的预言错误的是( ).在碱金属中它具有最大的原子半径.它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱C.钫
30、在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物D.它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸,【解析】选C。Fr是碱金属中原子序数最大的元素，因此原子半径最大，A对；因为Fr是金属性最强的金属，所以FrOH是最强的碱，B对；Fr金属性非常强，在空气中燃烧可能生成Fr2O2等更复杂的氧化物，C错；Fr具有碱金属的通性，且金属性最强，所以能够与水反应生成碱和氢气，且反应剧烈易发生爆炸，D对。,6.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为_。(2)W与Y可形成
31、化合物W2Y，该化合物的化学式为_。(3)X的硝酸盐水溶液显_性，用离子方程式解释原因：_。,(4)Y的低价氧化物通入Z单质的水溶液中，发生反应的化学方程式为_。(5)比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_(用分子式表示)。(6)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是_。,【解析】(1)两种金属的最高价氧化物对应的水化物能反应生成盐和水，应为强碱和两性氢氧化物，因此应为NaOH和Al(OH)3，W为Na元素，X为Al元素，其反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。(2)由化学式W2Y及原子序数Y大于钠，又为短周期元素，知W2Y为Na2S，Y为S元素。(3)A
32、l(NO3)3为强酸弱碱盐，能发生水解反应，水解后溶液显酸性：Al33H2O Al(OH)33H。,(4)S的低价氧化物为SO2，Z只能为Cl元素，则SO2与Cl2在水中反应生成HCl和H2SO4。(5)Cl的非金属性强于S，因此HCl的稳定性大于H2S。(6)Na、Al3、S2-、Cl-的离子半径比较，可借助r(Al3)r(Cl-)r(Na)r(Al3)。,答案：(1)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(2)Na2S(3)酸 Al33H2O Al(OH)33H(4)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(5)HCl H2S(6)r(S2-) r(Cl-) r(Na) r(Al3),
