元素周期律高考总复习.docx
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元素周期律高考总复习
元素周期律
知识点一、原子核外电子的排布
1.核外电子的分层排布
在多电子的原子里,电子的能量并不相同。
能量低的,通常在离核近的区域运动;能量高的,通常在离核远的区域运动。
核外电子的分层运动,又叫核外电子的分层排布。
其关系如下:
电子层(n)符号
离核远近
能量高低
2.原子核外电子的排布规律
3.
(1)原子(离子)结构的表示方法,如下所示:
(2)原子结构示意图中,核内质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中,二者则不相等。
如:
Na+
;Cl-
。
阳离子:
核外电子数小于核电荷数。
阴离子:
核外电子数大于核电荷数。
点拨
(1)电子层实质上是一个“区域”,或者说是一个“空间范围”,它与宏观上层的含义完全不同。
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。
如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。
其原子结构示意图为
而不应该是
。
例1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)锂的原子结构示意图是
( )
(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍( )
(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍( )
(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数( )
答案
(1)×
(2)× (3)√ (4)×
例2 已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A
试推断:
(1)三种元素的名称和符号:
A________,B________,C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图:
A________,B________,C________。
解析 由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,可知A是碳元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,可知B为硅元素;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,可知C应为氯元素。
答案
(1)碳C 硅Si 氯Cl
(2)
知识点二、元素周期律
1.原子结构的周期性变化
(1)元素原子核外电子排布的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。
(2)元素原子半径的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。
2.元素性质的周期性变化
(1)元素主要化合价的周期性变化
规律:
随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。
点拨 元素化合价的“三个二”
(1)二“特殊”F无正价,O无最高正价。
(2)二“只有”金属只有正价,只有非金属才有负价。
(3)二“等式”(主族元素)
最高正价=最外层电子数,
|最低负价数值|+|最高正价数值|=8。
(2)元素金属性、非金属性的周期性变化
①Na、Mg、Al与水(或酸)反应的比较
Na
Mg
Al
规律(同周期从左到右)
单质与水(或酸)反应
与冷水剧烈反应,产生氢气
与冷水几乎不反应,与沸水反应缓慢,放出氢气;与酸反应剧烈,放出氢气
与酸反应较快,放出氢气
从水或酸中置换H2能力逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物碱性强弱
NaOH 强碱
Mg(OH)2 中强碱
Al(OH)3
两性氢氧化物
最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱
②Si、P、S、Cl四种元素性质的比较
Si
P
S
Cl
规律(同周期从左到右)
单质与氢气反应的条件
高温
磷蒸气与氢气能反应
加热
光照或点燃时发生爆炸而化合
与H2化合能力逐渐增强
形成的气态氢化物的热稳定性
SiH4很不稳定
PH3不稳定
H2S受热分解
HCl稳定
氢化物稳定性逐渐增强
最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱
H2SiO3弱酸
H3PO4中强酸
H2SO4强酸
HClO4强酸(比H2SO4酸性强)
最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强
结论:
随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。
3.元素周期律
内容:
元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。
实质:
元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。
点拨
(1)元素的性质包括:
原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。
(2)物质的性质:
物理性质:
颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等。
化学性质:
氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。
归纳总结
1.元素周期表中元素(主族元素)及其单质和化合物性质的变化规律
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
增多
最外层电子数
增多
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素的化合价
最高正价:
+1→+7
负价数=族序数-8
最高正价(O、F除外)、负价数相同,最高正价=族序数
金属性
减弱
增强
非金属性
增强
减弱
2.元素的金属性、非金属性强弱判断规律
(1)金属性强弱的判断依据
①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。
②元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则其金属性越强。
③金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,则A的金属性强于B。
④在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的金属性。
⑤金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:
Fe的阳离子仅指Fe2+)。
(2)非金属性强弱的判断依据
①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。
②非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。
③元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则其非金属性越强。
④非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,并且A体现出氧化性,则A的非金属性强于B。
⑤非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。
例3.在第三周期元素中,除稀有气体元素外:
(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答,下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是________。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。
(6)氧化物中具有两性的是________。
答案
(1)Cl
(2)Na (3)HClO4 (4)SiH4
(5)NaOH (6)Al2O3
解析
(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。
(2)金属性最强的元素在最左边,应为Na。
(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应的酸是HClO4。
(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。
(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。
(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。
例4 已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:
HX>H2Y>ZH3
B.非金属活泼性:
Y<X<Z
C.原子半径:
X>Y>Z
D.原子最外层电子数:
X 解析 本题的关键是“最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱”这一信息,由此可推知X、Y、Z为非金属元素,原子序数相连意味着它们属同周期元素,故活泼性: X>Y>Z,原子半径: X<Y<Z,原子最外层电子数: X>Y>Z,气态氢化物的稳定性顺序为HX>H2Y>ZH3。 答案 A 例5.X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是( ) A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强 B.X的非金属性比Y的强 C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强 D.X的气态氢化物比Y的稳定 答案 C 解析 X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。 随堂练习: 一、选择题 1.在下列元素中,原子半径最小的是() A.NB.FC.MgD.Cl 2.在下列元素中,最高正化合价数值最大的是() A.NaB.PC.ClD.Ar 3.元素X原子的最外层有3个电子,元素Y原子的最外层有6个电子,这两种元素形成的化合物的化学式可能是() A.XY2B.X2Y3C.X3Y2D.X2Y 4.元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2,则在气态氢化物中,R元素的化合价为() A.12-3nB.3n-12C.3n-10D.6-3n 5.质量数为32,核内有16个中子的原子R,能形成的粒子组是() A.R2+、RO2、RO3B.R2-、RO2、RO3 C.R-、RO 、R2O D.R+、RO、RO 6.某金属阳离子M2+所带电荷与微粒质量比为8.04×103C/g。 已知每个电子所带的电量为1.6×10-19C,则此金属相对原子质量为() A.24B.40C.64D.65 7.元素性质呈现周期性变化的基本原因是() A.元素的原子量逐渐增大 B.核外电子排布呈周期性变化 C.核电荷数逐渐增大 D.元素化合价呈周期性变化 8.A.B均为原子序数1—20的元素,已知A的原子序数为n,A2+离子比B2-离子少8个电子,则B的原子序数是() A.n+4B.n+6C.n+8D.n+10 9.已知An+、B(n-1)+、C(n+1)+、D(n+1)-都有相同的电子层结构,A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是() A.C>D>B>AB.A>B>C>DC.B>A>C>DD.A>B>D>C 10.Y元素最高正价与负价的绝对值之差是4;Y元素与M元素形成离子化合物,并在水中电离出电子层结构相同的离子,该化合物是() A.KClB.Na2SC.Na2OD.K2S 11.元素的化学性质主要决定于() A.主要化合价B.核外电子数C.原子半径D.最外层电子数 12.根据下列原子序号,可知单质跟水反应时,水作为还原剂的是() A.7B.9C.11D.17 13.元素的下列性质,随着原子序数的递增不成周期性变化的是() A.原子量B.化合价C.原子半径D.元素金属性、非金属性 14.碱性强弱介于KOH和Mg(OH)2之间的氢氧化物() A.NaOHB.Al(OH)3C.LiOH D.RbOH 15.下列各组气态氢化物的稳定性按由强到弱的顺序排列的是() A.HI、HCl、H2S、PH3B.PH3、H2S、HCl、HBr C.HF、HCl、H2S、SiH4D.NH3、PH3、H2S、HCl 二、填空题 16.元素周期律是指元素的性质随___________的递增,而呈_______性变化的规律,这里元素的性质主要是指_____________和_____________;元素性质周期性变化是 __________________________呈周期性变化的必然结果。 17.有下列四种微粒: ① O、②2311Na、③ Mg、④ N (1)按原子半径由大到小顺序排列的是__________________________ (2)微粒中质子数小于中子数的是______________________________ (3)在化合物中呈现的化合价的数值最多的是____________________ (4)能形成X2Y2型化合物的是___________,能形成X3Y2型化合物的是___________。 18.在原子序数1—18号元素中: (1)与水反应最剧烈的金属是_____________。 (2)与水反应最剧烈的非金属单质是_____________。 (3)在室温下有颜色的气体单质是_____________。 (4)在空气中容易自燃的单质名称是_____________。 (5)除稀有气体外,原子半径最大的元素是_______________。 (6)原子半径最小的元素是_____________。 (7)气态氢化物水溶液呈碱性的元素是_____________。 (8)气态氢化物最稳定的物质的化学式是_____________。 (9)最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是_____________。 19.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,而B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子电子总数多4。 1molA的单质跟盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。 试回答: (1)A是_________元素,B是___________元素,C是___________元素。 (2)分别写出A、B最高正价氧化物对应水化物分别跟C的气态氢化物水溶液反应的离子方程式: ___________________________________。 (3)A离子的氧化性比B离子的氧化性___________,这是由于____________。 参考答案 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 B C B A B A B A C D D B A A C 二、填空题 16.原子序数;周期性;原子半径;化合价;核外电子排布 17. (1)②>③>④>① (2)①(3)④(4)①②;③④ 18. (1)Na (2)F2(3)Cl2(4)白磷(5)Na;(6)H(7)N(8)HF(9)Cl 19. (1)Na;Al;Cl (2)OH-+H+=H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2O(3)弱;半径大、电荷少。 课后作业: 一、单项选择题: 1.不能作为判断氧、硫两种元素非金属性强弱的依据是( B ) A.单质氧化性的强弱B.单质沸点的高低 C.单质与氢气化合的难易D.最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱 解析: A.单质的氧化性越强,其元素的非金属性越强,可以判断非金属性强弱,故A不选;B.单质的沸点属于物理性质,与元素的非金属性无关,不能判断非金属性强弱,故B选;C.单质与氢气化合越容易,则元素的非金属性越强,可以判断非金属性强弱,故C不选;D.最高价氧化物对应的水化物酸性越强,其元素的非金属性越强,可以判断非金属性强弱,故D不选. 2.下列选项与Li A.与水或酸作用置换出氢气的反应程度越来越剧烈 B.对应元素的金属性由弱到强 C.对应金属阳离子的氧化性由弱到强 D.原子半径由小到大 解析: 随着原子序数的增大,碱金属元素的金属性逐渐增强,与水或酸作用置换出氢气的反应程度越来越剧烈。 由于电子层数逐渐增多,所以原子半径逐渐增大,原子失去电子的能力逐渐增强,其对应阳离子的氧化性逐渐减弱,故本题选择C项。 3.有关元素性质递变规律的叙述正确的是( D ) A.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低 B.同主族元素从上到下,氢化物的熔点逐渐降低 C.同周期元素(除零族元素外)从左到右,简单离子半径逐渐减小 D.同周期元素(除零族元素外)从左到右,原子失电子能力逐渐减弱 解析: A.碱金属元素,单质的熔沸点随着原子序数增大而减小,卤族元素,单质的熔沸点随着原子序数增大而升高,所以同主族元素从上到下,单质的熔点可能逐渐降低、可能逐渐升高,故A错误;B.同一主族元素,氢化物的熔沸点随着相对分子质量增大而升高,但含有氢键的物质熔沸点较高,碳族元素氢化物的熔点随着原子序数增大而增大,故B错误;C.同一周期元素,从左到右,简单离子半径先减小后增大再减小,第IIIA族元素简单离子半径最小,而不是简单的减小,故C错误;D.元素的金属性越强,其原子失电子能力越强,同一周期元素,元素的金属性随着原子序数增大而减弱,非金属性随着原子序数增大而增强,所以同周期元素(除零族元素外)从左到右,原子失电子能力逐渐减弱,得电子的能力越强,故D正确;故选D. 4.某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,由此可以判断( D ) A.R一定是第四周期元素 B.R一定是第ⅣA族元素 C.R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定 D.R气态氢化物化学式为H2R 解析: 由信息“R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4”,可推出元素R为第ⅥA族元素,故B错误;而第ⅥA族元素,可以是S、Se、Te等,不一定是第四周期元素,故A错误;第ⅥA族元素气态氢化物稳定性弱于同周期第ⅦA族元素,故C错误;D中,因R最高正价为+6,则最低负化合价为-2,则气态氢化物化学式为H2R。 5.已知下列元素的原子半径: 元素 N S O Si 原子半径/10﹣10m 0.75 1.02 0.74 1.17 根据以上数据,磷元素的原子半径可能是( A ) A.1.10×10﹣10mB.0.80×10﹣10m C.1.20×10﹣10mD.0.70×10﹣10m 解析: N、P是同一主族元素,P元素的原子序数大于N元素的原子序数,所以P的原子半径大于N的原子半径,Si、P、S是同一周期的元素,且p的原子序数大于Si的原子序数小于S的原子序数,所以P的原子半径小于Si的原子半径大于S的原子半径, 则磷元素的原子半径可能为1.10×10﹣10m,故选A. 6.如图是一块非常独特的手表,用H~Mg12种元素分别表示1: 00~12: 00,关于此表的下列说法中不正确的是( D ) A.2: 00时的时针和12: 00时的分针所指元素极难形成化合物 B.7: 00时,时针和分针所指元素可能形成相对分子质量为100的化合物 C.8: 00时,时针和分针所指元素形成的氧化物属于碱性氧化物 D.3: 00时,时针所指元素的金属性比11: 00时时针所指元素的金属性强 解析: 将时针和分针所指元素找出,利用元素周期表的相关规律和元素化合物的性质作答即可。 2: 00时,时针指向元素He,12: 00时,分针指向Mg,二者很难形成化合物,A正确。 7: 00时,时针和分针所指元索分别是N、Mg,可形成相对分子质量为100的化合物Mg3N2,B正确。 8: 00时,时针和分针分别指向O、Mg,二者形成的MgO属于碱性氧化物,C正确。 3: 00、11: 00时,时针所指元素分别是Li、Na,前者金属性弱于后者,D错误。 7.下列说法正确的是( C ) A.热稳定性: H2O>H2S>HF B.微粒X2﹣和Y2+的核外电子排布相同,离子半径: X2﹣<Y2+ C.第3周期金属都能与氯气发生化合反应 D.第IVA族元素的氧化物都能与NaOH溶液反应生成盐和水 解析: A.非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性: F>O>S,则热稳定性: HF>H2O>H2S,故A错误;B.核外电子排布相同的离子,原子序数越大,半径越小,微粒X2﹣和Y2+的核外电子排布相同,则原子序数Y>X,所以离子半径: X2﹣>Y2+,故B错误;C.第3周期金属包括Na、Mg、Al,Na、Mg、Al均能与氯气发生化合反应生成氯化物,故C正确;D.第IVA族元素的氧化物中的CO属于不成盐氧化物,与氢氧化钠溶液不反应,故D错误.故选C. 8.下表是元素周期表的一部分。 X、Y、Z、W均为短周期元素,Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8。 下列说法错误的是( C ) X Y Z W A.气态氢化物的稳定性: Z C.X元素只能形成一种单质D.Y元素可形成多种氧化物 解析: 根据Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8,则Z的最外层电子数是6,总电子数是16,是S元素,即X、Y、Z、W分别是C、N、S、Cl,C可以构成石墨、金刚石等多种单质,C错误。 9.依据下列说法来判断相应元素的金属性、非金属性强弱,不合理的是( D ) A.卤素单质Cl2、Br2、I2的氧化性 B.气态氢化物NH3、H2O、HF的稳定性 C.碱金属单质Li、Na、K与水反应的剧烈程度 D.1molNa、Mg、Al分别与足量盐酸反应时失电子数的多少 解析: A.非金属性越强,单质的氧化性越强;故卤素单质Cl2、Br2、I2的氧化性强弱可以说明非金属性强弱,故A正确;B.非金属性越强,氢化物越稳定,气态氢化物NH3、H2O、HF的稳定性以说明非金属性强弱,故B正确;C.金属单质与水反应越剧烈,则金属性越强,故C正确;D.金属性强弱与失去电子数目多少无关,与难易程度有关,也可以根据与酸反应的剧烈程度判断,故D错误,故选D. 10.四种短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,Y、Z质子数之和为20,下列说法中不正确的是( A ) A.X、Y、Z、W均为非金属元素 B.X、Y、W的氢化物中,W的氢化物稳定性最小 C.Z的阳离子与Y的阴离子电子层结构相同 D.W元素的简单离子半径大于Z元素的简单离子半径 解析: 设Y的原子序数为y,则y+y+8-2=20,y=7,则Y为氮(N),Z为铝(Al),A错误;C、N、S元素形成的氢化物中,H2S受热易分解,最不稳定,B正确;Al3+与N3-都是10e-离子,C正确;S2-为18e-微粒,有3个电子层,比10e-的2个电子层的Al3+半径大,D正确。 11.下列说法正确的是( C ) A.碱金属的单质中,锂的还原性最强 B.第IA族元素比第IIA族元素的金属性强 C.同周期中,原子半径随原子序数的增大而减小(稀有气体除外) D.随着核电荷数的递增,第三周期元素的氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强 解析: A.同主族元素从上到下金属性依次增强,所以锂的还原性最弱,故A错误; B.由元素周期律可知,同周期的IA族元素的金属性比IIA族的元素金属性强,不在同一周期不正确,故B错误;C.同周期元素,原子电子层数相同,其原子半径随核电荷数的增加而减小,故C正确;D.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,此未说明是最高价,故D错误,故选C. 12.已知铍(Be)与铝的性质相似.则下列判断正确的是( C ) A.铍遇冷水剧烈反应B.氧化铍的化学式为Be2O3 C.氢氧化铍能与氢氧化钠溶液反应D.氯化铍水溶液显中性 解析: A.Be与Al的性质相似,Al与冷水不反应,可知Be与冷水不反应,故A错误;B.Be的化合价为+2,氧化物化学式为BeO,故B错误;C.氢氧化铍与氢氧化铝的性质相似,Be(OH)2能与NaOH溶液反应,故C正确;D.BeCl2与AlCl3相似,氯化铝的水溶液呈酸性,所以氯化铍水溶液显酸性,故D错误。 13.主族元素X、Y、Z的离子为aX+、bY2﹣、cZ﹣,半径大小关系是X+<Z﹣
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