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知识讲解元素周期表基础解析分析
元素周期表基础
【要点梳理】
要点一、元素周期表的编排
1•原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号为原子序数。
原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数(原子中)
要点诠释:
存在上述关系的是原子而不是离子,因为离子是原子失去或得到电子而形成的,所以在离子中:
核外电子数
=质子数加上或减去离子的电荷数。
2•现在的元素周期表的科学编排原则
(1)将电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一横行,称为周期;
(2)把最外层电子数相同(氦除外)的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行,称为族。
要点二、元素周期表的结构
1.周期
周期
短周期
长周期
-一-
-二二
三
四
五
六
七
对应行数
1
2
3
4
5
6
7
所含兀素种数
2
8
8
18
18
32
32(排满时)
每周期0族元素原
子序数
2
10
18
36
54
86
118
2.族
族
主族
副族
忸族
0族
族数
7
7
1
1
族序号
I
A
n
A
出
A
W
A
V
A
A
vn
A
出
B
W
B
V
B
W
B
v
B
I
B
n
B
vrn
0
列序号
1
2
13
14
15
16
17
3
4
5
6
7
11
12
8\9\10
18
要点诠释:
(1)周期:
元素周期表有7个横行,也就是7个周期。
前三周期叫短周期,后四个周期叫长周期。
第七周期排到112号元素,共有26种元素,由于尚未排满,所以又叫不完全周期。
(2)族:
常见的元素周期表共有18个纵行,从左到右分别叫第1纵行、第2纵行……第18个纵行。
把其中的第&9、10三个纵行称为第忸族,其余每一个纵行各称为一族,分为七个主族、七个副族和一个0族,共16个族。
族序数用罗马数字表示,主族用A、副族用B,并标在族序数的后边。
如IA、nA、川A……IB、nB、
川B……
(3)第18纵行的氦最外层有2个电子,其它元素原子的最外层都有8个电子,它们都已达到稳定结构,化
学性质不活泼,化合价都定为0价,因而叫做0族。
(4)元素周期表中从第川B族到第nB族共10个纵行,包括了第忸族和全部副族,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。
(5)在周期表中根据组成元素的性质,有些族还有一些特别的名称。
例如:
第IA族:
碱金属元素;第nA族:
碱土金属元素;第WA族:
碳族元素;第VA族:
氮族元素;第WA族:
氧族元素;第四A族:
卤族元素;0族:
稀有气体元素。
(6)第六周期的镧系元素、第七周期的锕系元素分别包含15种元素,为了使元素周期表的结构紧凑,放在第川B族;但实际上每种元素都占有元素周期表的一格,所以另外列出,放在元素周期表的下方。
3.周期表与原子结构的关系
(1)周期序数=电子层数
(2)族序数=最外层电子数(对主族而言)
(3)原子序数=质子数
4•各族在元素周期表中的位置分布
周期
1A
0
1
IIA
IVA
VA
VIA
3
3
hjb
IVB
VB
VIB
MB
[IB
4
5
客
7
■4*ifaB■
要点三、元素的性质与原子结构
应用元素周期表,以典型金属元素族(碱金属)和典型非金属元素族(卤族元素)为例,运用理论探究和实验探究的方法,达到掌握元素的性质与原子结构关系的目的。
重点掌握元素周期表中同一主族元素的相似性和
递变性。
1.碱金属兀素
查阅元素周期表和课本,我们可得到碱金属元素的有关信息如下表:
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电
子数
电子层数
原子半径/
nm
锂
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
@))
\r
1
3
0.186
钾
K
19
+1?
)2531
1
4
0.227
铷
Rb
37
广\\
w
7/
1
5
0.248
铯
Cs
55
L、、v
Ghs15
18呂|
1
6
0.265
要点诠释:
(1)碱金属元素原子结构的特点:
1相同点:
碱金属元素原子的最外层都有1个电子,
2不同点:
碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。
(2)碱金属元素性质的相似性和递变性
1相似性:
由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子,所以都容易失去最外层电子,都表现出很强的金属
性,化合价都是+1价。
2递变性:
随着核电荷数的递增,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,故从锂到铯,金属性逐渐增强。
注:
元素金属性强弱可以从其单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度,以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来比较。
(3)碱金属单质的性质
①化学性质:
碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应,生成对应的金属氧化物等化合物;都能与水反应,生成对应的金属氢氧化物和氢气;并且随着核电荷数的递增,碱金属单质与氧气、水等物质的反应越来越剧烈。
和•小A
4Li+O22Li2O
2Na+02—Na2O2
2Na+2H2O==2NaOH+H2T
2K+2H2O==2KOH+H2T
实验探究:
对比钾、钠与氧气、水的反应
实验内容
现象
结论或解释
与氧气反
应
钠在空气中燃烧
钠开始熔化成闪亮的小球,着火燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体
化学方程式:
A
2Na+O2Na2O2
钾在空气中燃烧
钾开始熔化成闪亮的小球,剧烈反应,生成橙黄色固体
化学方程式:
K+O2上一KO2(超氧化钾)
碱金属与水反应
钠与水的反应
钠块浮在水面,熔化成闪亮小球,四处游动嘶嘶作响,最后消失
化学方程式:
2Na+2H2O==2NaOH+H2t
钾与水的反应
钾块浮在水面,熔成闪亮的小球,四处游动,嘶嘶作响,甚至轻微爆炸,最后消失
化学方程式:
2K+2H2O==2KOH+H2T
实验中的注意事项:
a.钠、钾在实验室里都保存在煤油中,所以取用剩余的金属块可放回原试剂瓶中,并且使用前要用滤纸把表面煤油吸干。
b.对钠、钾的用量要控制;特别是钾的用量以绿豆粒大小为宜,否则容易发生爆炸危险。
c.对碱金属与水反应后的溶液,可用酚酞试液检验生成的碱。
②物理性质
碱金属单质
颜色和状态
密度/g•cm3
熔点/c
沸点/c
锂(Li)
银白色、柔软
0.534
180.5
1347
钠(Na)
银白色、柔软
0.97
97.81
882.9
钾(K)
银白色、柔软
0.86
63.65
774
铷(Rb)
银白色、柔软
1.532
38.89
688
铯(Cs)
略带金属光泽、柔软
1.879
28.40
678.4
要点诠释:
相似性:
除铯外,其余都呈银白色;都比较柔软;有延展性;导电性和导热性也都很好;碱金属的密度都比较小,熔点也都比较低。
递变性:
随着核电荷数的递增,碱金属单质的密度依次增大(钾除外);熔沸点逐渐降低。
2.卤族元素
(1)原子结构的特点
要点诠释:
1相同点:
最外层电子数都是7个。
2不同点:
核电荷数和电子层数不同。
(2)卤族元素性质的相似性和递变性
1相似性:
最外层电子数都是7个,化学反应中都容易得到1个电子,都表现很强的非金属性,其化合价均为—1价。
2递变性:
随着核电荷数和电子层的增加,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,元素原子的得电子能力逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱,卤素单质的氧化性逐渐减弱。
注:
元素的非金属性强弱可以从其最高价氧化物的水化物的酸性强弱,或单质与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性来推断。
(3)卤素单质的物理性质
卤素单质
颜色和状态
密度
熔点/c
沸点/C
F2
淡黄绿色气体
1.69g/L(15C)
—219.6
—188.1
CI2
黄绿色气体
3.215g/L(0C)
—101
—34.6
Br2
深红棕色液体
3
3.119g/cm(20C)
—7.2
58.78
I2
紫黑色固体
3
4.93g/cm
113.5
184.4
要点诠释:
随着核电荷数的递增,卤素单质的颜色逐渐加深;状态由气t液t固;密度逐渐增大;熔沸点都较低,且逐渐
I冋。
(3)卤素单质的化学性质
①卤素单质与氢气反应
F2+H2=2HF
在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的氟化氢很稳定
光照或点燃
CI2+H22HCI
光照或点燃发生反应,生成氯化氢较稳定
A
Br2+H2HBr
加热至一定温度才能反应,生成的溴化氢较稳定
△、
I2+H^2HI
不断加热才能缓慢反应;碘化氢不稳定,在同一条件下同时分解为H2和12,是可逆反应
要点诠释:
随着核电荷数的增多,卤素单质(F2、Cl2、B「2、12)与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱,生成的氢化物的稳定
F>CI>Br>。
性逐渐减弱:
HF>HCI>HBr>HI;元素的非金属性逐渐减弱:
②卤素单质间的置换反应
实验探究:
对比卤素单质(CI2、Bb12)的氧化性强弱
实验内容
将少量氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中,用力振荡后加入少量四氯化碳,振荡、静置。
将少量溴水加入盛有KI溶液的试管
中,用力振荡后加入少量四氯化碳,振
荡、静置。
现象
静置后,液体均分为两层。
上层液体均呈无色,下层液体分别呈橙色、紫色。
静置后,液体分为两层。
上层液体呈无色,下层液体呈紫色。
方程式
12NaBr+Cl2==2NaCl+Br2
22KI+CI2==2KCI+I2
③2KI+Br2==2KBr+I2
结论
随着核电荷数的增加,卤素单质的氧化性逐渐减弱:
Cl2>Br2>l2
(4)卤素的特殊性
1氟无正价,无含氧酸;氟的化学性质特别活泼,遇水生成HF和02,能与稀有气体反应,氢氟酸能腐蚀玻
璃,氟化银易溶于水,无感光性。
2氯气易液化,次氯酸具有漂白作用,且能杀菌消毒。
3溴是常温下唯一液态非金属单质,溴易挥发,少量溴保存要加水液封,溴对橡胶有较强腐蚀作用。
4碘为紫黑色固体,易升华,碘单质遇淀粉变蓝。
要点四、核素、同位素
1.质量数:
如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量
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