1、第第 18 讲讲 元素周期律和元素周期表元素周期律和元素周期表 考纲要求 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.以第三周期为例，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 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、非金属元素在 周期表中的位置及其性质递变规律。 1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。 2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
2、顺序，从上至下排成的纵列。 3元素周期表的结构 总结 元素周期表 周期7个 短周期 第一、二、三周期 元素种数分别为2、8、8种 长周期 第四、五、六、七周期 元素种数分别为18、18、32、32种 族16个 主族：由短周期和长周期共同构成，共7个 副族：完全由长周期元素构成，共7个 第族：第8、9、10共3个纵列 0族：第18纵列 问题思考 (1)甲、乙是元素周期表中同一周期的A 族和A 族元素，原子序数分别为 m、n，则 m 和 n 的关系为_。 答案 nm5 nm15 nm29 (2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序 数为 x，则乙的原子序
3、数可能是_。 答案 x2 x8 x18 x32 (3)若 A、B 是相邻周期同主族元素(A 在 B 的上一周期)，A、B 所在周期分别有 m 种和 n 种 元素，A 的原子序数为 x，B 的原子序数为 y，则 x、y 的关系为_。 答案 yxm 或 yxn (4)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： 标出族序数。 画出金属与非金属的分界线，写出分界线处金属的元素符号，并用阴影表示出过渡元素的 位置。 标出镧系、锕系的位置。 写出各周期元素的种类。 写出稀有气体元素的原子序数。 答案 (1)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素() (2)第A 族全部是
4、金属元素() (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() (4)两短周期元素原子序数相差 8，则周期数一定相差 1() (5)包含元素种数最多的族是A 族() (6)形成化合物种数最多的元素在A 族() (1)含元素种类最多的族是第B 族，共有 32 种元素。 (2)过渡元素包括 7 个副族和第族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过 2 个(12 个)。 (3)最外层电子数为 37 个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。 题组一 依据元素周期表结构推断原子序数 1下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中 M 为 37 的是( )
5、答案 C 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( ) A5x10 B5x C5x14 D5x16 答案 A 直接相邻的“”型、“”型、“”型原子序数关系 (1) (2) (3) (4) 题组二 周期表的片段在元素推断题中的应用 3.A、B、C 均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知 B、C 元素的原子序数 之和是 A 元素原子序数的 4 倍，则 A、B、C 分别为( ) ABe、Na、Al BB、Mg、Si CO、P、Cl DC、Al、P 答案 C 解析 设 A 的原子序数为 x，则 B 的原子序数为 x81，C 的原子
6、序数为 x81，由(x 81)(x81)4x，解得 x8，所以 A 为 O 元素，B 为 P 元素，C 为 Cl 元素。 4元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有关 A、B、C、D、E 五种元素的叙述中，正 确的是( ) AD 在过量的 B 中燃烧的主要产物为 DB3 BC 的氢化物的水溶液酸性比 E 的强 CA 与 B 形成的阴离子可能有 AB2 3、A2B 2 4 DE 单质中由于形成了氢键，所以很容易液化 答案 C 解析 根据五种元素在元素周期表中的相对位置，可以确定 A 为碳、B 为氧、C 为氟、D 为 硫、E 为氯。A 项，硫在氧气中燃烧生成 SO2，错；B 项，氢氟酸为弱酸，其酸
7、性比盐酸的 弱，错；C 项，碳与氧形成的阴离子较多，AB2 3为碳酸根离子，A2B 2 4为草酸根离子，对；D 项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，错。 1元素周期律 2主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左右) 同主族(上下) 原子 结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小阴离子逐渐 减小 r(阴离子)r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由1 7(O、F 除外)负化合价(8 主族序数) 相同，最高正化合价 主族序数(O、F 除外) 元素的金属性和 非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强
8、 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 离子的氧化性、 还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物的稳 定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对 应的水化物的酸 碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 问题思考 根据元素周期律比较下列各组性质(用“”或“”填空)： (1)金属性：K_Na_Mg， 非金属性：F_O_S。 (2)碱性：Mg(OH)2_Ca(OH)2_KOH。 (3)酸性：HClO4_H2SO4_HClO。 (4)热稳定性：CH4_NH3_H2O。 (5)还原性：HBr_HCl，I _S2。 (6)氧
9、化性：Fe3 _Cu2_Fe2。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 3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) 比较不同周期、不同主族元素的性质 如： 金属性： MgAl、 CaMg， 则碱性： Mg(OH)2Al(OH)3、 Ca(OH)2Mg(OH)2， 则 Ca(OH)2 Al(OH)3(填“”“”或“”)。 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
10、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 半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga 等。 农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As 等。 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。 (1)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小() (2)第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性() (3)元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强() (4)元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强，碱性越强，金属性越强() (5)元素的气态氢
11、化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱() 题组一 “微粒”半径大小的比较 1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) “三看”法快速判断简单微粒半径的大小 一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，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。 题组二 元素金属
12、性、非金属性的判断 2下列事实能说明氯的非金属性比硫强的是_(填序号)。 HCl 的溶解度比 H2S 大 HCl 的酸性比 H2S 强 HCl 的稳定性比 H2S 大 HCl 的还 原性比H2S弱HClO4的酸性比H2SO4强 Cl2与铁反应生成FeCl3， 而S与铁反应生成FeS Cl2能与 H2S 反应生成 S 在周期表中 Cl 处于 S 同期的右侧 还原性：Cl Si，则 A 中加_、B 中加 Na2CO3、C 中加_，观察 到 C 中溶液的现象为_。 (6)若 A 中改加浓 HNO3，能否证明非金属性：CSi？为什么？应怎样改进？ 答案 (1)钾 铝 (2)不合理，用碱性强弱比较金属性
13、强弱时，一定要用元素最高价氧化物对 应水化物的碱性强弱比较，NH3 H2O 不是 N 元素最高价氧化物对应的水化物 (3)分液漏斗 防止倒吸 (4)浓盐酸 KMnO4 Na2S S2 Cl 2=S2Cl (5)硫酸 Na 2SiO3 有白色胶状沉淀产生 (6)否，因为浓 HNO3具有挥发性，C 中白色胶状沉淀也可能是 HNO3和 Na2SiO3反应生成的。 可以在两个装置之间加一个装有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶除去 HNO3。 解析 (4)由题中所给药品可知可用 Na2S 与氯气发生置换反应判断非金属性强弱，因为无加 热装置，所以只能选择 KMnO4与浓盐酸反应制取氯气。(5)由 B 中药
14、品 Na2CO3可知，用最 高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断非金属性强弱，所以 A 中加入硫酸，B、C 装置中 加入相应的盐。 题组四 根据元素周期律预测元素的性质 5应用元素周期律分析下列推断，其中正确的是( ) A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 B气态氢化物的稳定性 HF 低于 HCl C硒(Se)位于元素周期表第A 族，其最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱 D第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性 答案 C 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，A 项错 误；氟的非金属性比氯强，气态氢化物稳定性
15、 HF 较强，B 项错误；NH3的水溶液呈碱性，D 项错误。 依据周期律预测元素性质的流程 对于同一主族的陌生元素，首先确定它在元素周期表中的位置，然后确定它是金属元素还是 非金属元素，再根据同族元素性质的相似性、递变性及同周期元素性质的变化规律(元素周期 律)，来推测该元素及其化合物的性质。 1 (2019 海南， 7 改编)今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年， 联合国将 2019 年定为“国 际化学元素周期表年”。下列有关化学元素周期表的说法正确的是( ) A元素周期表共有 18 列，所以共有 18 个族 BA 族元素的非金属性自上而下依次减弱 C主族元素均呈现与其族数相同的最高化
16、合价 D第二周期主族元素的原子半径自左向右依次增大 答案 B 解析 元素周期表共有 18 纵列，也就是共有 18 列，但只有 16 个族，A 错误；由于同一主族 的元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子获得电子的能力逐渐减弱，所以A 族元素的非 金属性自上而下依次减弱，B 正确；主族元素一般呈现与其族数相同的最高化合价，O、F 非金属性强，O 没有与族序数相等的最高正化合价，F 没有正价，C 错误； 第二周期主族元 素的原子半径自左向右依次减小，D 错误。 2(2019 江苏，8)短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多 的元素，Y 原子的最外层有 2 个电子，Z
17、 的单质晶体是应用最广泛的半导体材料，W 与 X 位 于同一主族。下列说法正确的是( ) A原子半径：r(W)r(Z)r(Y)r(X) B由 X、Y 组成的化合物是离子化合物 CZ 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 W 的强 DW 的简单气态氢化物的热稳定性比 X 的强 答案 B 解析 “X 是地壳中含量最多的元素”，则 X 为 O 元素，“Y 原子的最外层有 2 个电子”， Y 的原子序数大于 X，则 Y 为 Mg 元素，“Z 的单质晶体是应用最广泛的半导体材料”，则 Z 为 Si 元素，“W 与 X 位于同一主族”，则 W 为 S 元素。A 项，原子半径：r(Mg)r(Si) r(S)r(
18、O)，错误；B 项，MgO 为离子化合物，正确；C 项，非金属性：SiS，则酸性： H2SiO3H2SO4，错误；D 项，非金属性：SO，则热稳定性：H2SH2O，错误。 3(2019 北京，8)2019 年是元素周期表发表 150 周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈 努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等 9 种元素相对原子质量的新值，被 采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( ) AIn 是第五周期第A 族元素 B.115 49In 的中子数与电子数的差值为 17 C原子半径：InAl D碱性：In(OH)3RbOH 答案 D 解析 Rb
19、为碱金属，属于第五周期元素，故 In 亦为第五周期元素，In 与 Al 同主族，即为第 A 族元素，A 项正确；115 49In 的中子数为 1154966，质子数为 49，质子数等于核外电子 数，故中子数与电子数之差为 17，B 项正确；同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大， 故原子半径：InAl，C 项正确；同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，故其最高价氧化物 对应水化物的碱性逐渐减弱，即碱性：In(OH)3RbOH，D 项错误。 4(2019 浙江 4 月选考，14) 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
20、 号元素的单质在常温常压下是液体 B位于第四周期第A 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第七周期 0 族元素的原子序数为 118 答案 C 解析 35 号元素是溴元素，单质 Br2在常温常压下是红棕色的液体，A 项合理；位于第四周 期第A 族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B 项合理；第 84 号元素位于第六周期A 族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是6，C 项不合理； 第七周期 0 族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为 118，D 项合理。 5(2019 全国卷，9)今年是门捷列夫发现元素周期律 150 周年。如表是元素周
21、期表的一部 分， W、 X、 Y、 Z 为短周期主族元素， W 与 X 的最高化合价之和为 8。 下列说法错误的是( ) A原子半径：WX B常温常压下，Y 单质为固态 C气态氢化物热稳定性：ZW DX 的最高价氧化物的水化物是强碱 答案 D 解析 原子半径：NAl，A 项正确；常温常压下，单质硅呈固态，B 项正确；由非金属性： PN，可知气态氢化物热稳定性：PH3Si，故氢化物的热稳定性：CH4SiH4，B 正确；C、Si 形成的化合物 SiC 为共价化合物，C 错误；Mg 能溶解在浓硝酸中，Si 不与浓硝酸反应，D 错误。 基础知识训练 1 下列各表是元素周期表的一部分， 表中数字表示的原
22、子序数与其在周期表中的位置相符合 的是( ) 答案 D 解析 1 号元素和 2 号元素不应只隔 1 纵列， 且 1 号元素与 11 号元素之间还有一周期的元素， 还要有一横行，A 错误； 4 号元素(Be)和 13 号元素(Al)中间应有 10 纵列过渡元素，不能在 相邻位置，B 错误；10 号元素(Ne)为 0 族元素，与 15、16 号元素不在同一周期，C 错误；9、 17、35 是第A 族元素，16 号元素是第三周期第A 族元素，第 18 号元素是第三周期 0 族 元素，第二行为 16、17、18 是第三周期元素，符合位置关系，D 正确。 2(2019 “皖豫联盟体”高三上学期第一次大联
23、考)115 号元素名称为“镆”，符号为 Mc。 下列有关说法正确的是( ) AMc 的最低负化合价为3 BMc 的最高价氧化物的化学式为 Mc2O5 CMc 的中子数为 115 D通过化学反应可使288 115Mc 转化为 290 115Mc 答案 B 解析 第七周期0族元素的原子序数为118,115号元素的原子序数为115， 是位于第七周期A 族的金属元素，依据元素周期律分析作答。Mc 元素名称为“镆”，属于金属元素，无负化 合价，A 项错误；Mc 位于第A 族，最高化合价为5 价，Mc 的最高价氧化物的化学式为 Mc2O5，B 项正确； 中子数与质子数不一定相等，Mc 的质子数为 115，
24、但中子数不一定为 115，C 项错误；化学变化是原子核不变的情况下生成新物质，而使288 115Mc 转化为 290 115Mc 属于 原子核的变化，不属于化学变化，D 项错误。 3 为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150 周年， 联合国宣布 2019 年为“国际 化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是( ) A表中数字代表元素的原子序数 B表中元素的排列依据是元素的原子结构 C推测表中“？70”指代的元素的最高化合价为4 D每一纵行(列)都对应现在常用的元素周期表中的一族 答案 C 解析 表中数字代表元素的相对原子质量，故 A 错误；表中元素的排列依据是相对原子质量 的大小
25、，故 B 错误；推测表中“？70”和 C、Si 在同一横排，属于同主族，所以元素的最 高化合价为4，故 C 正确；每一横行都对应现在常用的元素周期表中的同一族，故 D 错误。 4部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法 不正确的是( ) AB 只能得电子，不能失电子 B原子半径：GeSi CAs 可作半导体材料 DPo 处于第六周期A 族 答案 A 解析 根据以上分析，B 元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，又能 失电子，故 A 错误；同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：GeSi，故 B 正确；As 元素位于金属元素与非
26、金属元素的分界线附近，可作半导体材料，故 C 正确； Po 为主族元素，原子有 6 个电子层，最外层电子数为 6，处于第六周期A 族，故 D 正确。 5下列说法不正确的是( ) Si P S Cl Ar Ge As Se Br Kr Sn Sb Te I Xe Pb Bi Po At Rn A.稳定性：HBrHIHAt B酸性：H3PO4H2SO4AsS D表中元素 Pb 的金属性最强 答案 A 解析 同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则非金属性：BrIAt，元素的非金 属性越强，对应的氢化物越稳定，则稳定性：HAtHIHBr，故 A 错误；同主族元素从上 到下元素的金属性逐渐增强，同
27、周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，故表中元素 Pb 的金属性最强，故 D 正确。 6下列有关物质性质的比较，结论正确的是( ) A碱性：LiOHRbOH B溶解度：Na2CO3NaHCO3 C热稳定性：PH3SiH4 D沸点：C2H5OHC2H5SH 答案 A 解析 因金属性：LiRb，所以其碱性：LiOHNaHCO3，B 项错误；因非金属性：PSi， 所以热稳定性：PH3SiH4，C 项错误；C2H5OH 分子之间能形成氢键，而 C2H5SH 分子之间 只存在范德华力，因此沸点：C2H5OHC2H5SH，D 项错误。 71869 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
28、素间的内在联系， 成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是( ) A元素周期表有 7 个横行、18 个纵列，即有 7 个周期、18 个族 B在过渡元素中寻找半导体材料 C俄罗斯专家首次合成了178 116X 原子，116 号元素位于元素周期表中第七周期A 族 DA 族的元素全部是金属元素 答案 C 解析 元素周期表中的第族包含 8、9、10 共 3 个纵列，因此元素周期表虽然共 18 个纵列， 但共 16 个族，A 错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B 错误；第七周期 0 族元素为 118 号，则 116 号元素位于元素周期表中第七周期A 族，C 正确；第
29、A 族的元 素包括 H 和碱金属元素，碱金属元素全部是金属元素，H 是非金属元素，D 错误。 8 科学家根据元素周期律和原子结构理论预测， 原子序数为 114 的元素位于第七周期A 族， 称为类铅元素。下列关于它的原子结构和性质预测正确的是( ) A类铅元素原子有 18 种运动状态不同的电子 B它的最高价氧化物对应的水化物的碱性比铅的最高价氧化物对应的水化物的碱性弱 C它的金属性比铅强，具有放射性 D它的原子半径比铅小 答案 C 解析 原子序数为 114 的元素属于第七周期A 族，称为类铅元素，利用第A 族元素性质 的相似性和递变性分析解答。类铅元素原子核外有 114 个电子，每个电子的运动状
30、态都不完 全相同，因此有 114 种运动状态不同的电子，故 A 错误；同一主族，从上到下，最高价氧化 物对应的水化物的碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱，因此类铅元素最高价氧化物对应的水化物 的碱性比铅的最高价氧化物对应的水化物的碱性强，故 B 错误；同主族从上到下金属性逐渐 增强，则它的金属性比铅强，具有放射性，故 C 正确；同主族从上到下原子半径在增大，则 它的原子半径比铅大，故 D 错误。 9类推是一种重要的学习方法，但如果不具体问题具体分析就会得出错误结论。下列类推结 论正确的是( ) ASiH4的熔、沸点比 CH4高，则 PH3的熔、沸点比 NH3高 BH2O 比 NH3稳定，则 H2S 也
31、比 NH3稳定 CF2在暗处遇 H2即爆炸，I2在暗处遇 H2也爆炸 D同族元素有 Ca(OH)2的碱性强于 Mg(OH)2，Pb(OH)4的碱性也应强于 Sn(OH)4 答案 D 解析 SiH4的熔、 沸点比甲烷高， 由于 NH3分子间存在氢键， 导致 PH3熔、 沸点比 NH3的低， A 项错误；元素非金属性越强，氢化物的稳定性越强，因非金属性：ON，则 H2O 比 NH3 稳定，而非金属性：OS，则无法通过类比比较 H2S 与 NH3的稳定性，B 项错误；同主族元 素从上到下非金属性减弱，能用元素周期律解释 F2在暗处遇 H2即爆炸，但 I2在暗处遇 H2 几乎不反应，C 项错误；同一主
32、族从上到下元素的金属性逐渐增强，金属性：CaMg，则同 族元素对应的最高价氧化物的水化物 Ca(OH)2的碱性强于 Mg(OH)2的碱性，同理，金属性： PbSn，所以 Pb(OH)4的碱性也应强于 Sn(OH)4，D 项正确。 10根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是( ) 选项 事实 推测 A Mg 与水反应缓慢，Ca 与水反应较快 Ba(第A 族)与水反应会更快 B Si 是半导体材料，同族的 Ge 也是半 导体材料 第A 族的元素的单质都可作 半导体材料 C HCl 在 1 500 时分解，HI 在 230 时分解 HBr 的分解温度介于二者之间 D Si 与 H2高温时缓慢反应，S 与 H2加 热能反应 P 与 H2在高温时反应 答案 B 解析 在元素周期表中，位于金属和非金属分界线处的元素单质能作半导体，Pb 不位于金属 元素和非金属元素分界线处，所以 Pb 不能作半导体材料，选项 B 错误。
