考點(diǎn)13元素周期律

1． 復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．同周期元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律；

2．同主族元素及其化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律，理解元素周期律的實(shí)質(zhì)

3．.理解元素周期律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

4．.能根據(jù)元素周期律預(yù)測元素的性質(zhì)。

2．難點(diǎn)聚焦

元素周期律：

（1）元素原子核外電子排布的周期性變化：

隨著原子充數(shù)的增加，元素排列呈周期性變化

原子序數(shù)

電子層數(shù)

最外層電子數(shù)

1～2

1個

由1～2個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

3～10

2個

由1～8個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

11～18

3個

由1～8個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

19，20～31，36

4個

由1～8個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

37，38～49，54

5個

由1～8個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

55，56～81，86

6個

由1～8個達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

87～88

7個

 

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)周期性變化。

（2）元素原子半徑的周期性變化：

原子序數(shù)

原子半徑的變化

3～9

0.512nm      0.071nm

   大          小

11～17

0.186nm      0.099nm

   大           小

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)周期性的變化：電子層數(shù)相同，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小（除稀有氣體外）

（3）元素主要化合價的周期性變化：

原子序數(shù)

主要化合價的變化

1～2

＋1     0

3～10

＋1     ＋5

－4     －1    0

11～18

＋1       ＋7

－4      －1     0

結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素主要化合價呈現(xiàn)周期性的變化。

注：①元素重要化合價的變化中O一般無正價，F(xiàn)無正價，最高正價與最低負(fù)價的關(guān)系；

②最高正化合價＋|最低負(fù)化合價|＝8（僅適用于非金屬元素）

③金屬無正價

④有些非金屬有多種化合價，如：C元素有＋2，＋4，－4價（在有機(jī)物中也可以有－3，－2，－1價）；S元素有＋4，＋6，－2價；Cl元素有－1，＋1，＋3，＋5，＋7價；N元素有－3，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5價。

（4）元素的金屬性和非金屬性的周期性變化：

電子層數(shù)相同，隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑遞減，核對核外電子的引力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，即元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。

①．元素的金屬性：指元素氣態(tài)原子失去電子的能力。

元素金屬性強(qiáng)弱判斷的實(shí)驗依據(jù)：

a.金屬單質(zhì)跟水或酸反應(yīng)置換出氫氣的難易程度：越容易則金屬性越強(qiáng)，反之，金屬性越弱；

b.最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱：最高價氫氧化物的堿性越強(qiáng)，這種金屬元素金屬性越強(qiáng)，反之，金屬性越弱；

c.金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)

例：

比較1：①鎂與2mL1mol/L鹽酸反應(yīng)

        ②鋁與2mL1mol/L鹽酸反應(yīng)

所以金屬性：

比較2：

⑴鈉與水反應(yīng)（回憶）

⑵鎂與水反應(yīng)【實(shí)驗5-1】

堿性：

金屬性：

②元素的非金屬性：指元素氣態(tài)原子得到電子的能力。

元素非金屬性強(qiáng)弱判斷的實(shí)驗依據(jù)：

a.非金屬元素單質(zhì)與氫氣化合的難易程度及生成氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)弱：如果元素的單質(zhì)跟氫氣化合生成氣態(tài)氫化物容易且穩(wěn)定，則證明這種元素的非金屬性較強(qiáng)，反之，則非金屬性較弱；

b.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱：酸性越強(qiáng)則對應(yīng)的元素的非金屬性越強(qiáng)；

c.非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng)

例：

非金屬性：

對于同一周期非金屬元素：

如等非金屬單質(zhì)與反應(yīng)漸趨容易，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性為：

上述非金屬元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱順序為：

非金屬性：

結(jié)論：

金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)

(5)元素周期律的實(shí)質(zhì)：

元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。換言之，元素性質(zhì)的周期性變化是由元素原子核外電子排布的周期性變化所決定的。

元素周期律的實(shí)質(zhì)：元素原子核外電子排布的周期性變化規(guī)律

3．例題精講

【 例1】(2003年全國高考題)根據(jù)中學(xué)化學(xué)教材所附元素周期表判斷，下列敘述不正確的是(   )

A．K層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素 原子的K層電子數(shù)相等

B．L層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等

C．L層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等

D．M 層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等

【解析】  A項為H元素，根據(jù)最外層電子數(shù)=主族序數(shù)，B和D項最外層電子數(shù)為1、3、5、7，也為主族序數(shù)。對于C項如最外層電子數(shù)為8，則與說法不符。

【答案】C

【命題意圖】本題考查原子結(jié)構(gòu)與周期表結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 周期數(shù)=電子層數(shù), 主族數(shù)=最外層電子數(shù)

 

2.元素周期律的遷移應(yīng)用

該類題目的主要特點(diǎn)是，給出一種不常見的主族元素，分析推測該元素及化合物可能或不可能具有的性質(zhì)。解答該類題目的方法思路是：先確定該元素所在主族位置，然后根據(jù)該元素性質(zhì)變化規(guī)律進(jìn)行推斷判斷。

 

【例2】 （1997年全國高考題）已知Be的原子序數(shù)為4。下列對鈹及其化合物的敘述中，正確的是 (   )

A.鈹?shù)脑�子半徑大于硼的原子半�?/p>

B.氯化鈹分子中鈹原子的最外層電子數(shù)是8

C.氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱

D.單質(zhì)鈹跟冷水反應(yīng)產(chǎn)物為氫氣

【解析】由Be的原子序數(shù)為4，可推知它位于第二周期、第ⅡA族。根據(jù)其位置及同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律，其原子半徑大于B，A正確；堿性Be(OH)2比Ca(OH)2弱，C正確；Be的金屬性小于Mg，已知Mg跟冷水不反應(yīng)，Be就更不可能，故D錯誤；Be原子的最外層電子數(shù)是2個，在BeCl2分子中Be最外層2個電子跟Cl共用兩對電子，其最外層電子數(shù)為4個，B錯誤。

【答案】A、C

【命題意圖】本題考查同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律 ，根據(jù)元素周期律預(yù)測元素的性質(zhì)。

                       

3.確定“指定的幾種元素形成的化合物”的形式

該類題目的主要特點(diǎn)是，給出幾種元素的原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)特征，判斷它們形成化合物的形式。解答該類題目的方法思路是：推價態(tài)、定元素、想可能、得形式。該類題目也可由化合物形式判斷元素的原子序數(shù)。

 

【例3】 （1999年全國高考題）X、Y、Z為短周期元素，這些元素原子的最外層電子數(shù)分別為1、4、6，則由這3種元素組成的化合物的化學(xué)式不可能是 (   )

     A. XYZ           B. X2YZ       C. X2YZ2          D. X2YZ3

【解析】原子最外層電子數(shù)為1、4、6的短周期元素分別是：“1”――H、Li、Na，“4”――C、Si，“6”――O、S。可將H、C、O三元素作為代表，它們可組成的物質(zhì)有：H2CO3、HCHO、HCOOH等，將其與題中選項對照，即得答案。

【答案】A

【命題意圖】本題考查1―18元素的原子核外電子排布的特點(diǎn)及核外電子排布規(guī)律。

 [例4]砹(At)是原子序數(shù)最大的鹵族元素，推測砹或砹的化合物不可能具有的性質(zhì)是

    A. HAt很穩(wěn)定                B. 易溶于某些有機(jī)溶劑 

    C. AgAt不溶于水             D. 是有色固體

[解析]由題意，砹在周期表中與碘相鄰，故它的性質(zhì)與碘具有相似性，但它的非金屬性應(yīng)比碘弱。HAt的穩(wěn)定不如HI，故選項A錯誤；碘易溶于某些有機(jī)溶劑，則砹也應(yīng)溶解；AgI不溶于水，則AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固體，根據(jù)相似性砹也是有色固體。

    本題正確選項為A。

 [例5]銅有兩種天然同位素Cu和Cu，參考銅的原子量(63.5)估算Cu的百分含量約是

    A. 20%          B. 25%         C. 50%          D. 66.7%        E. 75%

[解析]用十字交叉法可求得兩種同位素的原子個數(shù)比

                65          0.5 (⁶⁵Cu)

                     63.5

                63          1.5 (⁶³Cu)

即⁶⁵Cu與⁶³Cu的原子個數(shù)比為1:3，所以Cu%=，故應(yīng)選B。

 [例6]若短周期中的兩種元素可以形成原子個數(shù)比為2:3的化合物，則這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是

     A. 1                B. 2               C. 5              D. 6

[解析]設(shè)兩種元素的符號分別為X和Y，則化合物的化學(xué)式為X₂Y₃，即X為+3價，Y為-2價，在短周期元素中滿足此要求的X元素有₅B、₇N、₁₃Al，Y元素有₈O和₁₆S，原子序數(shù)差值見下表

                       X

         原子序數(shù)差

Y

 

5

 

13

 

7

8

3

5

1

16

11

3

9

    本題正確答案為D。

 

[例7]X和Y兩元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，X元素的陽離子半徑大于Y元素的陽離子半徑，Z和Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同，Z元素的原子半徑小于Y元素的原子半徑。X、Y、Z三種元素原子序數(shù)的關(guān)系是

    A. X>Y>Z          B. Y>X>Z          C. Z>X>Y         D. Z>Y>X

[解析]對于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，現(xiàn)X元素的陽離子半徑大于Y，故核電荷數(shù)應(yīng)是Y>X。Z和Y的電子層數(shù)相同，則它們在同一周期，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，現(xiàn)Z的原子半徑小于Y，則核電荷數(shù)是Z>Y。綜合以上關(guān)系得Z>Y>X。

    本題正確答案為D。

六、原子結(jié)構(gòu)知識的綜合推斷

[例8]周期表中相鄰的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為19，三種元素的原子核中質(zhì)子數(shù)之和為41。則這三種元素是A______、B_______、C________、D_________(填元素符號)。

[解析]本題采用平均值法解答比較簡單。由A、B、C三元素為相鄰元素以及它們的平均質(zhì)子數(shù)41/3≈14<18，可知A、B、C三元素為短周期元素；又根據(jù)最外層電子數(shù)的平均值19/3≈6.3<7，推知其中必有最外層電子數(shù)為7的元素，所以A、B、C三種元素應(yīng)分布在ⅥA、ⅦA族，經(jīng)推斷A為S，B為Cl、C為O符合題意。

[例9]已知某主族金屬元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之比為1:1，含該金屬陽離子0.192g的溶液恰好能將20mL0.4mol/L的Na₂CO₃溶液中的CO₃^2-全部沉淀，推斷X是什么元素及在周期表中的位置。

[解析]周期表中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的金屬元素只有Mg和Ca兩種，它們都是+2價金屬。設(shè)金屬的相對原子質(zhì)量為M，由關(guān)系式 X²⁺～Na₂CO₃得：M:1=0.192:(0.4×0.02)，解得M=24。則X為鎂，位于第3周期第ⅡA族。

 

4．實(shí)戰(zhàn)演練

一、選擇題

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二、填空題：

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