高考總復(fù)習(xí)元素周期表和元素周期律

高考總復(fù)習(xí) 元素周期表與元素周期律【考綱要求】1掌握元素周期律的實質(zhì)。了解元素周期表的結(jié)構(gòu)（周期、族）及其應(yīng)用。2以第三周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。3以A族和A族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。4了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律?！究键c梳理】要點一、元素周期表1原子序數(shù)按照元素在周期表中的順序給元素所編的序號為原子序數(shù)。原子序數(shù)=核電荷數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)（原子中）2編排原則（1）周期：將電子層數(shù)相同的元素按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列，排成一個橫行；（2）族：把最外層電子數(shù)相同的元素（個別除外）按電子層數(shù)遞增順序從上到下排列，排成一個縱行。33個短周期：一、二、三周期元素種數(shù)分別為2、8、8種3個長周期：四、五、六周期元素種數(shù)分別為18、18、32種1個不完全周期：七周期元素種數(shù)為26（非排滿）種周期（7個）主族（7個）：AA副族（7個）：BB（1個）：表中第8、9、10三個縱行0族（1個）：表中最右邊族元素周期表元素周期表的結(jié)構(gòu)（“七橫十八縱”）表中各族的順序：A、A、BB、B、B、AA、0（自左向右）。4原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系（1）電子層數(shù)=周期數(shù) （2）最外層電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正化合價（除F、O）（3）質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)要點二、元素周期律1定義：元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化，這個規(guī)律叫元素周期律。2實質(zhì)：元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的實質(zhì)是元素原子的核外電子排布的周期性變化。注：元素的性質(zhì)主要是指原子半徑、化合價、元素的金屬性和非金屬性等3元素周期表中主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律同周期（從左到右）同主族（從上到下）原子半徑逐漸減小逐漸增大電子層結(jié)構(gòu)電子層數(shù)相同最外層電子數(shù)遞增電子層數(shù)遞增最外層電子數(shù)相同 得電子能力失電子能力逐漸增強(qiáng)逐漸減弱逐漸減弱逐漸增強(qiáng)金屬性非金屬逐漸減弱逐漸增強(qiáng)逐漸增強(qiáng)_逐漸減弱主要化合價最高正價=主族序數(shù)最低負(fù)價=主族序數(shù)8（對非金屬）最高正價和負(fù)價數(shù)均相同，最高正價數(shù)=族序數(shù)（O、F除外）最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸減弱酸性逐漸減弱堿性逐漸增強(qiáng)非金屬元素氣態(tài)氫化物的形成及穩(wěn)定性氣態(tài)氫化物的形成逐漸變易，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)。氣態(tài)氫化物形成逐漸變難，氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱。4118號元素的有關(guān)知識5金屬元素與非金屬元素在周期表中有相對明確的分區(qū)現(xiàn)象。如圖所示，虛線的右上角為非金屬元素，左下角為金屬元素。要點詮釋：元素的金屬性與非金屬之間并沒有嚴(yán)格的界線，所以位于分界線附近的元素既能表現(xiàn)一定的金屬性，又能表現(xiàn)一定的非金屬性。由表中信息可知：處于元素周期表的左下方的元素鈁（Fr，第七周期，第A族）的金屬性最強(qiáng)；處于元素周期表中右上方的元素氟（F，第二周期，第族）的非金屬性最強(qiáng)。要點三、比較元素的金屬性強(qiáng)弱和非金屬性強(qiáng)弱的常見方法金屬性比較本質(zhì)原子越易失電子、金屬性越強(qiáng)判斷依據(jù)1在金屬活動順序表中越靠前，金屬性越強(qiáng)。2單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)越劇烈，金屬性越強(qiáng)。3單質(zhì)還原性越強(qiáng)或離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)。4最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)。5置換反應(yīng)：若xn+yx+ym+ ，則y比x金屬性強(qiáng)。非金屬性比較本質(zhì)原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)。判斷方法1與H2化合越易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性就越強(qiáng)。2單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)。3最高價氧化物的水化物酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)。4置換反應(yīng)：若An-+BBm-+A ，則B比A非金屬性強(qiáng)。5與變價金屬化合時，產(chǎn)物中金屬元素的化合價越高，對應(yīng)元素的非金屬性越強(qiáng)。要點四、周期表中特殊位置的元素族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al、Ge；族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S；族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O；周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素：Li、Ca；周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素：Na、Ba；最高正價與最低負(fù)價代數(shù)和為零的短周期元素：C；最高正價是最低負(fù)價絕對值3倍的短周期元素：S；除H外，原子半徑最小的元素：F；短周期中離子半徑最大的元素：P。要點五、元素周期表中之最原子半徑最小的原子：H 單質(zhì)質(zhì)量最輕的元素：H 宇宙中含量最多的元素：H 最不活潑的元素：He 最輕的金屬單質(zhì)：Li 形成化合物最多的元素：C 含H質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的氣態(tài)氫化物：CH4 空氣中含量最多的元素：N 地殼中含量最高的元素：O，其次是Si 地殼中含量最高的金屬元素：Al，其次是Fe 非金屬性最強(qiáng)的元素：F 金屬性最強(qiáng)的元素：Cs（不考慮Fr）與水反應(yīng)最劇烈的金屬單質(zhì)：Cs（不考慮Fr）與水反應(yīng)最劇烈的非金屬單質(zhì)：F2 最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的酸：HClO4 最高價氧化物對應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的堿：CsOH（不考慮FrOH）所含元素種類最多的族：B 常溫下呈液態(tài)的非金屬單質(zhì)是Br2，金屬單質(zhì)是Hg【典型例題】類型一：元素周期表的結(jié)構(gòu)例1在現(xiàn)有的元素周期表中，同一周期的A、A族兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是（ ） A1 B11 C18 D25 【思路點撥】分短周期和長周期兩種情況分析?！敬鸢浮緾【解析】在同一周期的前提下，二、三周期中A、A的元素原子序數(shù)相鄰，其差為1；四、五周期中A、A的元素之間多了10種過渡元素，所以其原子序數(shù)之差為11；六、七周期中B族分別是鑭系、錒系元素，分別包括15種元素，所以A、A族元素原子序數(shù)之差為25?！究偨Y(jié)升華】元素周期表共有18個縱列，可分為16個族。其中第8、9、10三個縱列稱為族，其它每個縱列稱為一族，包括七個主族、七個副族和一個0族，其中它們的排列順序并不是按主副族依次排列，需要總結(jié)理清。舉一反三：【變式】甲、乙是周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)不可能是（ ）Ax+2 Bx+4 Cx+8 Dx+18【答案】B類型二：元素周期律及其應(yīng)用例2（2016 上海高考）已知W、X、Y、Z為短周期元素，原子序數(shù)依次增大。W、Z同主族，X、Y、Z同周期，其中只有X為金屬元素。下列說法一定正確的是A原子半徑：XYZWBW的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性強(qiáng)CW的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于Y的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性D若W與X原子序數(shù)差為5，則形成化合物的化學(xué)式為X3W2【思路點撥】根據(jù)元素周期律來分析。由于原子序數(shù)按W、X、Y、Z依次增大，W與Z是同一主族的元素，而X、Y、Z是同一周期的元素，且只有X是金屬元素，則這四種元素分別是N、Al、Si、P?！敬鸢浮緼【解析】A項，同一周期的元素原子序數(shù)越大，原子半徑越?。煌恢髯宓脑?，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑越大。所以原子半徑：XYZW，正確；B項，W的含氧酸可能是HNO2、HNO3，Z的含氧酸是H3PO4，酸性HNO2Y，所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性WY，錯誤；D項，若W、X原子序數(shù)相差5，則二者形成的化合物的化學(xué)式是XW，錯誤。故選A?！究偨Y(jié)升華】微粒半徑大小判斷的“三看”一看電子層數(shù)：微粒半徑大小比較首先看電子層數(shù)，相同條件下，電子層數(shù)越多，半徑越大。二看核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同的不同微粒，半徑大小比較看核電荷數(shù)，在相同條件下，核電荷數(shù)越多，半徑越小。三看最外層電子數(shù)：若微粒電子層數(shù)與核電荷數(shù)都相同，再比較不同微粒的最外層電子數(shù)，最外層電子數(shù)越多，半徑越大。舉一反三：【變式1】（2015 海淀二模）已知16S和34Se位于同一主族，下列說法正確的是 A熱穩(wěn)定性：H2SeH2SH2O B原子半徑：SeSClC酸性：H2SeO4H2SO4HClO4 D還原性：S2- Se2- Br-【答案】B【解析】同主族由上到下非金屬性逐漸減弱，氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，則穩(wěn)定性H2OH2SH2Se，A錯誤；同周期由左向右原子半徑逐漸減小，非金屬性逐漸增強(qiáng)，同主族由上到下原子半徑逐漸增大，非金屬性逐漸減弱，則B正確，非金屬性逐漸越強(qiáng)，最高價含氧酸酸性越強(qiáng)，酸性：HClO4H2SO4 H2SeO4，C錯誤，還原性：Se2- S2-，D錯誤?！咀兪?】短周期元素X、Y、Z，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期。X原子的最外層電子數(shù)是其電子層的3倍，Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列比較正確的是（ ）A元素非金屬性：ZYXB最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：ZYC原子半徑：ZYXD氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：ZYX【答案】D【變式3】下列說法正確的有： （1）短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù)。（2）除短周期外，其它周期均為18種元素。（3）副族元素沒有非金屬元素。（4）堿金屬元素是指A族的所有的元素。（5）從上到下，A族的單質(zhì)的熔點逐漸升高。（6）從上到下，鹵素單質(zhì)的熔點逐漸降低。（7）元素周期表中，只有第2列元素的原子最外層有2個電子。（8）鈹?shù)脑影霃酱笥谂鸬脑影霃?。?）氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱。（10）磷的氫化物（PH3）受熱時不如NH3和H2S穩(wěn)定。（11）最外層有5個電子的原子都是非金屬原子。（12）同周期非金屬氧化物對應(yīng)的水化物的酸性從左到右依次增強(qiáng)。（13）第3周期元素的離子半徑最小的是Na+。（14）HF、HCl、HBr、HI酸性逐漸增強(qiáng)。（15）X、Y在同一周期，原子半徑XY，離子半徑X+Y 2。 【答案】（3）、（8）、（9）、（10）、（14）類型三： “位、構(gòu)、性”的關(guān)系例3幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：元素代號XYZW原子半徑pm1601437066主要化合價+2+3+5、+3、32下列敘述正確的是（ ）AX、Y元素的金屬性：XYB一定條件下，Z單質(zhì)與W的常見單質(zhì)直接生成ZW2CY的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能溶于稀氨水D一定條件下，W單質(zhì)可以將Z單質(zhì)從其氫化物中置換出來【思路點撥】由負(fù)價可推知最高正價（二者絕對值之和為8）；由化合價可推知族數(shù)：最高正價=主族序數(shù)，【答案】D【解析】由化合價可知，X為第A族金屬元素，Y為第A族金屬元素，Z為第A族非金屬元素，W為第A族非金屬元素；X、Y的原子半徑相近，Z和W的原子半徑相近，但Z和W的原子半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于X、Y的原子半徑，由此可推斷出Z和W是位于第2周期的非金屬元素，X和Y是位于第3周期的金屬元素。所以X是Mg，Y是Al。其金屬性XY，A錯誤；W是O元素，Z是N元素，兩者的單質(zhì)反應(yīng)直接生成NO，B錯誤；Y的最高價氧化物的水化物是氫氧化鋁，不溶于氨水，C錯誤；一定條件下，氧氣可以和氨氣反應(yīng)生成水和氮氣，D正確。【總結(jié)升華】元素的原子半徑及主要化合價反映出原子結(jié)構(gòu)和周期表中的位置。舉一反三：【變式1】下表所示為部分短周期元素的原子半徑及主要化合價，根據(jù)表中信息判斷以下敘述正確的是元素代號ABCDE原子半徑nm0.1600.1430.1020.0710.099主要化合價23+6、211 AA、B的單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)速率BA BD、E形成的簡單離子的還原性ED C氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HDH2C D最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性 H2CO4HEO4【答案】B【變式2】已知A、B、C、D、E是短周期元素中原子序數(shù)依次增大的5種主族元素，其中元素A、E的單質(zhì)在常溫下呈氣態(tài)，元素B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半徑最大，元素D的合金是日常生活中常用的金屬材料。下列說法正確的是（ ）A工業(yè)上常用電解法制備元素C、D、E的單質(zhì)B元素A、B組成的化合物在常溫下一定呈氣態(tài)C化合物AE與CE含有相同類型的化學(xué)鍵D元素C、D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物之間不可能發(fā)生反應(yīng)【答案】A 【解析】由元素D的合金是日常生活中常用的金屬材料且為短周期元素，故D為Al，而元素B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，故B為C（碳）元素；那么A為H元素，C為Na元素，E為Cl元素。如正戊烷在常溫下為液體，B項錯誤；HCl中的化學(xué)鍵是共價鍵，NaCl中的化學(xué)鍵是離子鍵，化學(xué)鍵類型不相同，C項錯誤；C的最高價氧化物對應(yīng)水化物為NaOH，D的最高價氧化物對應(yīng)水化物為Al(OH)3，它們之間可以發(fā)生反應(yīng)，D項錯誤。類型四：元素的推斷例4 (2015 山東高考)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知Y、W的原子序數(shù)之和是Z的3倍，下列說法正確的是A原子半徑：XYZCZ、W均可與Mg形成離子化合物D最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：YW【思路點撥】先判斷所給圖表中未知短周期元素的種類，再結(jié)合選項逐一分析?！敬鸢浮緾【解析】設(shè)元素Y的原子序數(shù)為y，則y+y+10=3（y+1），解得y=7，則Y為N元素、X為Si元素、Z為O元素、W為Cl元素。A：原子半徑：ZYX。B：氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X Z。C：O元素、Cl元素都能與Mg形成離子化合物。D：最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：YQB最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：QQRD含T的鹽溶液一定顯酸性【答案】D【解析】根據(jù)元素所處的位置，可猜測T、Q、W為第三周期的元素，其中T所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等，則T為Al，Q為Si，W為S，R為N元素。用具體元素可判斷A，B，C三個選項都正確，D選項中含鋁離子的鹽溶液是顯酸性，但NaAlO2溶液就是顯堿性的，學(xué)生可用排除法得出答案。這題主要是元素“位、構(gòu)、性”三者關(guān)系的綜合考查，比較全面考查學(xué)生有關(guān)元素推斷知識。D選項設(shè)問角度新穎獨特，有點出人意料?！咀兪?】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其中W的陰離子的核外電子數(shù)與X、Y、Z原子的核外內(nèi)層電子數(shù)相同。X的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，工業(yè)上采用液態(tài)空氣分餾方法來生產(chǎn)Y的單質(zhì)，而Z不能形成雙原子分子。根據(jù)以上敘述，下列說法中正確的是( )A上述四種元素的原子半徑大小為WXYZBW、X、Y、Z原子的核外最外層電子數(shù)的總和為20CW與Y可形成既含極性共價鍵又含非極性共價鍵的化合物D由W與X組成的化合物的沸點總低于由W與Y組成的化合物的沸點【答案】C 【解析】本題以元素推斷的形式考查原子結(jié)構(gòu)、元素周期律知識。由X的一種核素可鑒定文物的年代，推知X為碳；則W為氫，Y為氮或氧，因Z不能形成雙原子分子，則Z為Ne。原子半徑大小為W(H)Y(N或O)X(C)，稀有氣體的原子半徑不能與其他元素進(jìn)行比較，故A項錯誤；四種元素原子的核外最外層電子數(shù)的總和為18或19，B項錯誤；H與O（或N）可形成H2O、H2O2或NH3、N2H4，其中H2O2、N2H4中既含極性鍵又含非極性鍵，C項正確；烴的沸點與碳原子數(shù)的多少有關(guān)，有的常溫下為固態(tài)，其沸點高于H2O、H2O2（或NH3、N2H4），故D項錯誤。【鞏固練習(xí)】一、選擇題（每題有1-2個選項符合題意）1(2016 東城一模)依據(jù)元素周期律進(jìn)行推斷，下列不正確的是（ ） A.堿性：KOHNaOH B.氧化性：Cl2S C.穩(wěn)定性：HBrHI D.酸性：H3PO4HNO32今年是門捷列夫誕辰180周年下列事實不能用元素周期律解釋的只有（）A堿性：KOHNaOHB相對原子質(zhì)量：ArKC酸性：HClO4H2SO4D元素的金屬性：MgAl3 (2015 北京高考)下列有關(guān)性質(zhì)的比較，不能用元素周期律解釋的是（）A酸性：H2SO4H3PO4 B非金屬性：ClBr C堿性：NaOHMg(OH)2 D熱穩(wěn)定性：Na2CO3NaHCO34某短周期主族元素R的最高正化合價與最低負(fù)化合價代數(shù)和為4。則下列敘述中正確的是()AR是第A族元素BR的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為RH4CR能形成兩種氧化物RO2和RO3DR的氣態(tài)氫化物的水溶液顯強(qiáng)酸性5(2015 上海高考)不能作為判斷硫、氯兩種元素非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是A. 單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱B. 單質(zhì)沸點的高低C. 單質(zhì)與氫氣化合的難易D. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性的強(qiáng)弱6同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是（ ）A.16 B.26 C.36 D.467下表是元素周期表的一部分，有關(guān)說法正確的是()AAAAAAA二cd三abefA.e的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定Ba、b、e三種元素的原子半徑：ebaC六種元素中，c元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)最活潑Dc、e、f的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)8下列說法正確的是()ASiH4比CH4穩(wěn)定BO2半徑比F的小CNa和Cs屬于第A族元素，Cs失電子能力比Na的強(qiáng)DP和As屬于第A族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱9同周期的X、Y、Z三種元素，已知最高價氧化物對應(yīng)水化物HXO4、H2YO4、H3ZO4的酸性依次減弱，則下列判斷正確的是()A原子半徑X最大，Z最小 B非金屬性X最強(qiáng)，Z最弱C氣態(tài)氫化物中HX最不穩(wěn)定 D原子序數(shù)：ZYX10元素X、Y、Z原子序數(shù)之和為36，X、Y在同一周期，X與Z2具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)。下列推測不正確的是()A同周期元素中X的金屬性最強(qiáng)B原子半徑XY，離子半徑XZ2C同族元素中Z的氫化物穩(wěn)定性最高D同周期元素中Y的最高價含氧酸的酸性最強(qiáng)11X、Y、Z是周期表中相鄰的三種短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)之和為31，則X、Y、Z分別是()AMg、Al、Si BLi、Be、Mg CN、O、S DP、S、O12元素的原子結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)和周期表中的位置。下列說法正確的是（ ）A元素原子的最外層電子數(shù)等于元素的最高化合價B多電子原子中，在離核較近的區(qū)域內(nèi)運動的電子能量較高CP、S、Cl得電子能力和最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性均依次增強(qiáng)D元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素 13下列敘述中正確的是（ ）A除零族元素外，短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù) B除點周期外，其他周期均有18個元素C副族元素中沒有非金屬元素D堿金屬元素是指A族的所有元素14下列順序排列正確的是（ ）A酸性：H3PO4HNO3HClO4 B穩(wěn)定性：H2OHFH2SC原子半徑：NaMgO D還原性：FClS215已知aAn+、bB(n+1)、cCn、dD(n+1)具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，關(guān)于A、B、C、D四種元素的敘述正確的是（ ）A氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：DC B原子序數(shù)：BACDC最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性：BA D四種元素一定屬于短周期元素16幾種短周期元素部分性質(zhì)的數(shù)據(jù)見下表： 元素性質(zhì)元素編號 原子半徑0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 最高正化合價無 +2 +1 +5 +7 +1 +5 最低負(fù)化合價-2 無 無 -3 -1 無 -3 下列說法正確的是（ ） A、號元素都是金屬元素B的單質(zhì)（M）與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2M + 2H2O = 2MOH + H2C是該周期元素中原子半徑最小的元素D、號元素只能形成一種白色化合物【答案與解析】一、選擇題1D【解析】A項，因為金屬性KNa，所以堿性KOHNaOH，故A正