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第二单元元素周期表和元素周期律
专题5 微观结构与物质的多样性
第二单元元素周期表和元素周期律
明考纲要求
理主干脉络
1.了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
2.掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质的递变规律。
3.了解元素(主族和零族)原子结构、在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。
知识点1:
元素周期表的结构和应用
[必备知识]
一、元素周期表
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。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
2.编排原则
横行→周期
纵行→族
3.结构
注意:
镧系元素和锕系元素分别位于第六周期和第七周期,均在ⅢB族(第3列)。
从ⅢB族到ⅡB族(第3~12列,共10个纵行)的元素统称为过渡金属元素。
二、元素周期表的应用
1.元素周期表中元素的分区
分界线两侧的元素,既能表现出一定的非金属性,又能表现出一定的金属性。
2.元素周期表在科研、生产等方面的指导作用
(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:
将下面左右两侧对应内容连线。
[典题例析]
1.(2014·兰州模拟)下列有关元素周期表结构的说法中正确的是( )
A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表ⅡA族
B.在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料
C.某元素原子核外的电子数为63,则它是第6周期副族元素
D.除短周期外,其他周期均为18种元素,副族元素没有非金属元素
[方法技巧]
1.元素周期表中的几个特殊“数字”
(1)含元素种数最多的周期是第6周期,有32种元素;含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。
(2)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族,全部都是金属元素,原子最外层电子数不超过2个(1~2个)。
(3)最外层电子数为3~7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。
(4)同一周期ⅡA族与ⅢA族的原子序数可能相差1(2、3周期)或11(4、5周期)或25(6、7周期)。
(5)主族的族序数=最外层电子数=最高正价=8-|最低负价|
2.从元素周期表归纳电子排布规律
(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
(2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族或0族元素氦。
(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期。
(4)某元素的阴离子最外层电子数与次外层相同,则该元素位于第3周期。
(5)电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期;若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。
3.从元素周期表归纳元素化合价规律
(1)主族元素的最高正价等于主族序数,且等于主族元素原子的最外层电子数(O除外),其中氟无正价。
(2)主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8,绝对值之差为0、2、4、6的主族元素分别位于ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族。
4.同一元素的“位、构、性”关系
(1)结构与位置互推。
①掌握三个关系式:
a.电子层数=周期序数;
b.质子数=原子序数;
c.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:
a.各周期所能容纳元素种数;
b.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;
c.同族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)性质与位置的互推。
①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。
如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强,则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。
②根据元素在周期表中的位置关系,可以推断元素的性质,如A、B、C三种元素在同一主族中从上往下排列,则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。
(3)结构与性质的互推。
①若元素的最外层电子数小于4,则该元素容易失电子;若该元素的最外层电子数大于4,则该元素容易得电子。
②若某元素容易得电子,则可推知该元素的最外层电子数大于4;若某元素容易失电子,则可推知该元素的最外层电子数小于4。
[特别提醒]
(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以及信息之间的联系。
知识点2:
元素周期律及其应用[必备知识]
1.元素周期律
元素的性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律。
2.元素周期律的实质
元素原子核外电子排布的周期性变化。
3.主族元素的周期性变化规律
内容
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
原子结构
电子层数
相同
依次递增
最外层电子数
依次增加1个
相同
原子半径
依次减小
依次增大
元素的性质
金属性
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:
族序数
负化合价:
族序
数-8
最高正价数=最外层
电子数(O、F除外)
化合物性质
最高价氧化物
对应水化物
酸性依次增强
碱性依次减弱
酸性依次减弱
碱性依次增强
氢化物
稳定性
依次增强
依次减弱
[典题例析]
2.(2014·江苏高考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。
X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,W与X同主族。
下列说法正确的是( )
A.原子半径的大小顺序:
r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同
C.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱
D.Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强
[方法技巧]
1.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较
本质
原子越易失电子,金属性越强。
判断方法
1.在金属活动顺序表中越靠前,金属性越强。
2.单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强。
3.单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强。
4.最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强。
5.元素在周期表中的位置:
左边或下方元素的金属性强。
6.金属与盐溶液的置换反应,若A的单质置换出B的单质,则A元素的金属性强于B元素。
7.电化学原理:
不同金属形成原电池时,通常作负极的金属性强;在电解池中的惰性电极上,先析出的金属性弱。
非金属性比较
本质
原子越易得电子,非金属性越强。
判断方法
1.与H2化合越易,气态氢化物越稳定,非金属性越强。
2.单质氧化性越强,阴离子还原性越弱,非金属性越强。
3.最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性越强。
4.元素在周期表中的位置:
右边或上方元素的非金属性强。
5.非金属单质之间的相互置换,若A的单质能置换出B的单质,则A元素的非金属性强于B元素。
2.微粒半径大小的比较方法
[针对训练]
1.(2014·上海高考)下列事实不能用元素周期律解释的只有( )
A.碱性:
KOH>NaOH B.相对分子质量:
Ar>K
C.酸性:
HClO4>H2SO4D.元素的金属性:
Mg>Al
2.(2014·盐城模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的原子在元素周期表中原子半径最小,Y原子最外层电子数是次外层的3倍,ZX2是一种储氢材料,W与Y属于同一主族。
下列叙述正确的是( )
A.原子半径:
rW>rZ>rY
B.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
C.化合物X2Y、ZY、WY3中化学键的类型相同
D.化合物ZWY4·7X2Y的水溶液显酸性
[课堂小结] 巧借考题,串主干知识
以“元素周期表片段”为载体串联物质结构知识
高考载体(2013·浙江高考T9)
短同期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半。
请用具体的化学用语回答以下问题:
X
Y
Z
W
Q
[知识串联设计]
(1)X、Y、Z、W、Q分别为
(2)原子半径比较X Y、Y W。
(3)Y与Na反应可生成的化合物为
(4)W与Q得电子能力强的是 ,它们与Fe反应所生成的物质中Fe元素所显示的化合价分别为
(5)W、Q两种元素对应氢化物的稳定性,由强到弱的顺序为
(6)通过实验可比较X、Z非金属性的强弱,请写出你所设计实验发生反应的化学方程式
第二单元元素周期表和元素周期律跟踪检测
1.(2014·苏锡常镇二调)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素。
X、W同主族,Z、W同周期,X原子核内质子数是Y原子核内质子数的3/4,W原子最外层电子数是Z原子最外层电子数的4倍。
下列说法中正确的是( )
A.原子半径:
r(X)>r(Y)>r(W)>r(Z)
B.元素W的气态氢化物的热稳定性比元素X的强
C.X、Y、Z三种元素形成的化合物中存在离子键和共价键
D.Y和W形成的化合物的熔点肯定比Y和Z形成的化合物的熔点低
2.(2014·南通三模)短周期元素X、Y、Z原子序数之和为28,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构,Y、Z在同一周期。
下列推测正确的是( )
A.元素Y的最高化合价为+7
B.三种元素的原子半径rZ>rY>rX
C.Z的单质比Y的单质更易与H2反应
D.化合物X2Z2中阴阳离子数之比为1∶2
3.(2014·海南高考)下列有关物质性质的说法错误的是( )
A.热稳定性:
HCl>HIB.原子半径:
Na>Mg
C.酸性:
H2SO3>H2SO4D.结合质子能力:
S2->Cl-
4.(2014·南通二模)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,原子半径:
r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)。
X与W同主族,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z原子的核电荷数等于X、Y原子核电荷数之和。
下列说法正确的是( )
A.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同
B.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
C.仅由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性
D.化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同
5.[双选题](2014·通泰扬宿模拟)短周期元素T、X、Y、Z的原子序数依次增大,T与Z属于同一主族,X、Y、Z最高价氧化物对应的水化物两两之间都能反应,且X、Y、Z原子最外层电子数之和等于X的原子序数。
则下列说法正确的是( )
A.简单离子半径大小顺序:
rT>rX>rY
B.T与Z的最高正化合价相等
C.室温下,单质Y不能与浓硫酸反应
D.用电解法可制得T、X、Y的单质
6.(2014·沛县中学模拟)W、Q、A、B、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,已知W与X在同一主族;Q的阴离子和A的阳离子具有相同的电子层结构,且两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体F;A、B、Z三种元素的原子最外层共有11个电子,且这3种元素的最高价氧化物的水化物两两皆能发生反应生成盐和水;X元素的最外层电子数比次外层电子数少4;Y元素的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。
(1)W元素在周期表中的位置是______________________________________________;
淡黄色固体F中含有的化学键是_____________________________________________。
(2)A与Y两元素可形成化合物,用电子式表示此化合物的形成过程:
________________________________________________________________________。
(3)写出A、B两元素的最高价氧化物的水化物发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
(4)A、B、Y、Z四种元素的简单离子的离子半径由大到小的顺序为:
_____________________________________________________(用离子符号表示)。
(5)X、Y、Z三种元素的氢化物的稳定性由强到弱的顺序为:
___________________(用化学式表示)。
7.
(1)下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。
把与下面元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中:
①第ⅡA族元素的价电子数_____________________________________________。
②第3周期元素的最高正价_______________________________________________。
③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径____________________________________。
(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。
已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4;M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3;N-、Z+、X+的半径逐渐减小;化合物XN常温下为气体。
据此回答:
①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。
②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比均为1∶1∶1,A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小。
则化合物A中的化学键类型为________________________,B的化学式为________。
③工业上制取单质M的化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
元素周期表和元素周期律
热点与专题
1.(2014·南京模拟)短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,下列说法正确的是( )
X
Y
Z
A.X、Y、Z三种
元素中,X的非金属性最强
B.X的单质的熔点比Z的低
C.Y的最高正化合价为+7
D.Y的氢化物的稳定性比Z的氢化物的稳定性弱
2.(2014·扬州期末)有X、Y、Z、W、M五种短周期元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+与M2-具有相同的电子层结构;Z2-离子半径大于W-离子半径;Y是一种重要的半导体材料。
下列说法中不正确的是( )
A.元素X、M组成的化合物中阴阳离子个数之比为1∶2
B.气态氢化物的稳定性:
Z C.X、Y和M三种元素形成的化合物的水溶液呈碱性 D.W元素的含氧酸都属于强酸 3.(2014·南京、盐城、淮安三模)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层电子数是其电子层数的3倍,Y与X可形成Y2X2和Y2X两种离子化合物,Z原子的核外电子数比Y原子多1,W与X同主族。 下列说法正确的是( ) A.单质的还原性: Y>Z B.原子半径: Y<Z<W C.气态氢化物的稳定性: X<W D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应 4.(2014·常州期末)X、Y、Z、W为四种短周期元素,它们在周期表中位于连续的四个主族,如图所示。 Z元素原子最外层电子数是内层电子总数的1/5。 下列说法中正确的是( ) X Y Z W A.原子半径由小到大的顺序为: X B.Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H3YO4 C.X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同 D.Y最简单气态氢化物比Y相邻周期同主族元素气态氢化物沸点高 5.(2013·江苏高考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且原子最外层电子数之和为13。 X的原子半径比Y的小,X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素。 下列说法正确的是( ) A.原子半径的大小顺序: r(Y)>r(Z)>r(W) B.元素Z、W的简单离子的电子层结构不同 C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强 D.只含X、Y、Z三种元素的化合物,可能是离子化合物,也可能是共价化合物 6.(2014·肇庆模拟)短周期元素A、B、C的原子序数依次增大,其原子的最外层电子数之和为10,A与C在周期表中位置上下相邻,B原子最外层电子数等于A原子次外层电子数。 下列有关叙述不正确的是( ) A.A与C可形成共价化合物 B.A的氢化物的稳定性大于C的氢化物的稳定性 C.原子半径A D.B的氧化物是离子化合物,A的氧化物是共价化合物 7. (2014·苏北四市联考)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,其中Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。 下列说法正确的是( ) A.元素Y和元素Z的最高正化合价相同 B.单核阴离子半径的大小顺序为: r(W)>r(Y)>r(Z) C.气态氢化物的稳定性顺序为: X D.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强 8.已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。 下列说法正确的是( ) A.元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态 B.一定条件下,元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间不能发生反应 C.工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质 D.化合物AE与CE含有相同类型的化学键 9.(2014·金陵中学模拟)香花石由前20号元素中的6种组成,其化学式为X3Y2(ZWR4)3T2,X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层相等,X、Z位于同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数为次外层的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。 下列说法不正确的是( ) A.原子半径: Y>Z>R>T B.气态氢化物的稳定性: W<R<T C.最高价氧化物对应的水化物碱性: X>Y>Z D.XR2、WR2两化合物中R的化合价相同 10.(2014·南京模拟)短周期元素R、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,X原子最外层电子数比次外层电子数少3,下列说法正确的是( ) R X Y Z A.X的气态氢化物比R的气态氢化物稳定 B.原子半径大小顺序是Z>Y>X C.Y、R形成的化合物YR2能使酸性KMnO4溶液褪色 D.X、Z形成的化合物XZ5分子中各原子均满足最外层8电子结构 X Y Z 11.短周期主族元素X、Y、Z最外层电子数之和为11,它们在周期表中的相对位置如下图所示。 下列关于X、Y、Z元素的说法正确的是( ) A.X、Z的高价态氧化物性质相似 B.工业上常用电解法生产Y的单质 C.原子半径的大小顺序为rX D.元素X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的弱 12.[双选题](2014·南京、盐城模拟)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是形成化合物最多的元素且X常见化合价为+1和-1,Y原子最外层电子数是次外层的3倍;Z与X处于同一主族,W的原子序数是Y的2倍。 下列叙述正确的是( ) A.原子半径的大小顺序: rZ>rW>rY>rX B.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱 C.化合物Z2Y2与X2Y反应时,Z2Y2既是氧化剂又是还原剂 D.由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物其水溶液一定显酸性 13.(2014·无锡期末)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A和C同族,B和D同族,C离子和B离子具有相同的电子层结构。 A和B、D、E均能形成共价型化合物。 A和B形成的化合物在水中呈碱性,C和E形成的化合物在水中呈中性。 下列说法正确的是( ) A.五种元素中原子半径最大的是E,最小的是A B.A和B、D、E均能形成的共价型化合物中,稳定性最差的是A、D形成的化合物 C.E最高价氧化物对应水化物化学式为H2EO4 D.C的单质在空气中燃烧产物的化学式为C2O 专题验收评估(五)微观结构物质的多样性检测题 一、单项选择题(本题包括5小题,每小题只有1个正确选项,每小题4分,共20分) 1.(2014·南通三模)核反应堆通常使用235U和239Pu作为原料,研究和开发核能可以减少对化石燃料的依赖。 下列有关说法正确的是( ) A.239Pu比235U原子核内多4个中子 B.核反应堆中使用的重水与水互为同位素 C.石油、天然气等化石燃料属于可再生能源 D.合理使用核能可有效减少温室气体的排放 2.(2014·苏锡常镇二模)下列有关化学用语正确的是( ) A.甲基的电子式: H H B.硫离子的结构示意图: C.中子数为50,质子数为39的钇(Y)的核素: Y D.间硝基甲苯的结构简式: 3.(2014·淮安三模)下列化学用语表示正确的是( ) A.N2分子的电子式: N⋮⋮N B.中子数为18的氯原子的原子符号: Cl C.CH4分子的球棍模型: D.HOCH2COOH缩聚物的结构简式 4.(2014·丹阳中学模拟)下列排列顺序正确的是( ) ①热稳定性: H2O>HF>H2S ②原子半径: Na>Mg>O ③酸性: H3PO4>H2SO4>HClO4 ④结合H+的能力: OH->CH3COO->Cl- A.①③ B.②④ C.①④D.②③ 二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题有1~2个正确选项,每小题6分,共30分) 5.(2014·苏锡常镇一模)X、Y、Z、R是短周期主族元素,X原子最外层电子数是次外层的两倍,Y元素在地壳中的含量最多,Z元素的化合物的焰色反应呈黄色,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。 下列叙述正确的是( ) A.原子半径的大小顺序: r(X)>r(Y)>r(Z)>r(R) B.含有Y、Z、R三种元素的化合物最多只有2种 C.元素R和Y形成的化合物RY2是一种高效安全灭菌消毒剂 D.Y与Z形成的两种化合物中的化学键和晶体类型均相同 6.(2014·扬州中学模拟)短周期元素M、W、X、Y、Z的原子序数依次增大,M元素的一种核素没有中子,且M、W、X、Y+、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为1、2、3、4、2(不考虑零族元素)。 下列关于这些元素的叙述正确的是( ) A.X分别和其他四种元素均可形成至少2种化合物 B.M分别和W、X、Y、Z形成化合物,均显相同化合价 C.M、X、Z三种元素组成的化合物含有离子键 D.M、X、Y组成的化合物和Y、Z组成的化合物,其水溶液均呈碱性 7.(2014·徐州、宿迁三模)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,A、B同周期,B、D同主族,D原子的核内质子数是B原子的2倍,A、E的原子序数之和与B、D的原子序数之和相等,C的单质与NaOH溶液或盐酸都能反应生成氢气。 下列叙述正确的是( ) A.元素A的最高价氧化物的水化物的酸性比E的强 B.元素B、C组成的化合物可用作耐高温材料 C.元素C、D、E的简单离子的半径依次减小 D.化合物AB2、DB2中化学键的类型相同 8.
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- 第二 单元 元素 周期表 元素周期律