知識講解元素周期表基礎(chǔ)解析

1、元素周期表基礎(chǔ)【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、元素周期表的編排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）要點(diǎn)詮釋：存在上述關(guān)系的是原子而不是離子，因為離子是原子失去或得到電子而形成的，所以在離子中：核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)加上或減去離子的電荷數(shù)。2現(xiàn)在的元素周期表的科學(xué)編排原則（1）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成一橫行，稱為周期；（2）把最外層電子數(shù)相同（氦除外）的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成縱行，稱為族。要點(diǎn)二、元素周期表的結(jié)構(gòu)1. 周期周期短周期長周期一二三四五六七對應(yīng)行數(shù)1234567所含元素種數(shù)288181

2、83232（排滿時）每周期0族元素原子序數(shù)21018365486118 2. 族族主族副族族0族族數(shù)7711族序號AAAAAAABBBBBBB0列序號121314151617345671112891018要點(diǎn)詮釋：（1）周期：元素周期表有7個橫行，也就是7個周期。前三周期叫短周期，后四個周期叫長周期。第七周期排到112號元素，共有26種元素，由于尚未排滿，所以又叫不完全周期。 （2）族：常見的元素周期表共有18個縱行，從左到右分別叫第1縱行、第2縱行第18個縱行。把其中的第8、9、10三個縱行稱為第族，其余每一個縱行各稱為一族，分為七個主族、七個副族和一個0族，共16個族。 族序數(shù)用羅馬數(shù)字表

3、示，主族用A、副族用B，并標(biāo)在族序數(shù)的后邊。如A、A、AB、B、B（3）第18縱行的氦最外層有2個電子，其它元素原子的最外層都有8個電子，它們都已達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)不活潑，化合價都定為0價，因而叫做0族。 （4）元素周期表中從第B族到第B族共10個縱行，包括了第族和全部副族，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。（5）在周期表中根據(jù)組成元素的性質(zhì)，有些族還有一些特別的名稱。例如：第A族：堿金屬元素；第A族：堿土金屬元素；第A族：碳族元素；第A族：氮族元素；第A族：氧族元素；第A族：鹵族元素；0族：稀有氣體元素。（6）第六周期的鑭系元素、第七周期的錒系元素分別包含15種元素，為了使

4、元素周期表的結(jié)構(gòu)緊湊，放在第B族；但實際上每種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.周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系（1）周期序數(shù)電子層數(shù)（2）族序數(shù)最外層電子數(shù)（對主族而言）（3）原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)4.各族在元素周期表中的位置分布要點(diǎn)三、元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu) 應(yīng)用元素周期表，以典型金屬元素族（堿金屬）和典型非金屬元素族（鹵族元素）為例，運(yùn)用理論探究和實驗探究的方法，達(dá)到掌握元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系的目的。重點(diǎn)掌握元素周期表中同一主族元素的相似性和遞變性。1堿金屬元素查閱元素周期表和課本，我們可得到堿金屬元素的有關(guān)信息如下表：元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)

5、電子層數(shù)原子半徑 / nm鋰Li3120.152鈉Na11130.186鉀K19140.227銣Rb37150.248銫Cs55160.265要點(diǎn)詮釋：（1）堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：相同點(diǎn)：堿金屬元素原子的最外層都有1個電子，不同點(diǎn)：堿金屬元素原子的核電荷數(shù)和電子層數(shù)各不相同。（2）堿金屬元素性質(zhì)的相似性和遞變性相似性：由于堿金屬元素原子最外層都只有一個電子，所以都容易失去最外層電子，都表現(xiàn)出很強(qiáng)的金屬性，化合價都是+1價。遞變性：隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)，故從鋰到銫，金屬性逐漸增強(qiáng)。注：元

6、素金屬性強(qiáng)弱可以從其單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出氫的難易程度，以及它們的最高價氧化物的水化物氫氧化物的堿性強(qiáng)弱來比較。（3）堿金屬單質(zhì)的性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)：堿金屬單質(zhì)都能與氧氣等非金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成對應(yīng)的金屬氧化物等化合物；都能與水反應(yīng)，生成對應(yīng)的金屬氫氧化物和氫氣；并且隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬單質(zhì)與氧氣、水等物質(zhì)的反應(yīng)越來越劇烈。4Li+O22Li2O2Na+O2Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2實驗探究：對比鉀、鈉與氧氣、水的反應(yīng)實驗內(nèi)容現(xiàn)象結(jié)論或解釋與氧氣反應(yīng)鈉在空氣中燃燒鈉開始熔化成閃亮的小球，著火燃燒，產(chǎn)生黃色火焰，生成淡黃色固體化學(xué)方程式：2Na+

7、O2Na2O2鉀在空氣中燃燒鉀開始熔化成閃亮的小球，劇烈反應(yīng)，生成橙黃色固體化學(xué)方程式：K+O2KO2（超氧化鉀）堿金屬與水反應(yīng)鈉與水的反應(yīng)鈉塊浮在水面，熔化成閃亮小球，四處游動嘶嘶作響，最后消失化學(xué)方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2鉀與水的反應(yīng)鉀塊浮在水面，熔成閃亮的小球，四處游動，嘶嘶作響，甚至輕微爆炸，最后消失化學(xué)方程式：2K+2H2O=2KOH+H2實驗中的注意事項：a鈉、鉀在實驗室里都保存在煤油中，所以取用剩余的金屬塊可放回原試劑瓶中，并且使用前要用濾紙把表面煤油吸干。b對鈉、鉀的用量要控制；特別是鉀的用量以綠豆粒大小為宜，否則容易發(fā)生爆炸危險。c對堿金屬與水反應(yīng)后的溶液，可

8、用酚酞試液檢驗生成的堿。物理性質(zhì)堿金屬單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度g·cm3熔點(diǎn)沸點(diǎn)鋰（Li）銀白色、柔軟0.534180.51347鈉（Na）銀白色、柔軟0.9797.81882.9鉀（K）銀白色、柔軟0.8663.65774銣（Rb）銀白色、柔軟1.53238.89688銫（Cs）略帶金屬光澤、柔軟1.87928.40678.4要點(diǎn)詮釋：相似性：除銫外，其余都呈銀白色；都比較柔軟；有延展性；導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性也都很好；堿金屬的密度都比較小，熔點(diǎn)也都比較低。 遞變性：隨著核電荷數(shù)的遞增，堿金屬單質(zhì)的密度依次增大（鉀除外）；熔沸點(diǎn)逐漸降低。2鹵族元素（1）原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)要點(diǎn)詮釋：相同點(diǎn)：最外層電子

9、數(shù)都是7個。不同點(diǎn)：核電荷數(shù)和電子層數(shù)不同。（2）鹵族元素性質(zhì)的相似性和遞變性相似性：最外層電子數(shù)都是7個，化學(xué)反應(yīng)中都容易得到1個電子，都表現(xiàn)很強(qiáng)的非金屬性，其化合價均為1價。遞變性：隨著核電荷數(shù)和電子層的增加，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱，元素原子的得電子能力逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱，鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。注：元素的非金屬性強(qiáng)弱可以從其最高價氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱，或單質(zhì)與氫氣生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性來推斷。（3）鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點(diǎn)沸點(diǎn)F2淡黃綠色氣體1.69 g / L（15）219.6188.1Cl2黃綠

10、色氣體3.215 g / L（0）10134.6Br2深紅棕色液體3.119 g / cm3（20）7.258.78I2紫黑色固體4.93 g / cm3113.5184.4要點(diǎn)詮釋：隨著核電荷數(shù)的遞增，鹵素單質(zhì)的顏色逐漸加深；狀態(tài)由氣液固；密度逐漸增大；熔沸點(diǎn)都較低，且逐漸升高。（3）鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng)F2H22HF在暗處能劇烈化合并發(fā)生爆炸，生成的氟化氫很穩(wěn)定Cl2H22HCl光照或點(diǎn)燃發(fā)生反應(yīng)，生成氯化氫較穩(wěn)定Br2H22HBr加熱至一定溫度才能反應(yīng)，生成的溴化氫較穩(wěn)定I2H22HI不斷加熱才能緩慢反應(yīng)；碘化氫不穩(wěn)定，在同一條件下同時分解為H2和I2，是可逆反應(yīng)要點(diǎn)詮釋

11、： 隨著核電荷數(shù)的增多，鹵素單質(zhì)（F2、Cl2、Br2、I2）與氫氣反應(yīng)的劇烈程度逐漸減弱，生成的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱：HF>HCl >HBr >HI；元素的非金屬性逐漸減弱：F>Cl>Br>I。鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)實驗探究：對比鹵素單質(zhì)（Cl2、Br2、I2）的氧化性強(qiáng)弱實驗內(nèi)容將少量氯水分別加入盛有NaBr溶液和KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。將少量溴水加入盛有KI溶液的試管中，用力振蕩后加入少量四氯化碳，振蕩、靜置。現(xiàn)象靜置后，液體均分為兩層。上層液體均呈無色，下層液體分別呈橙色、紫色。靜置后，液體分為兩層。上層液體呈無色，

12、下層液體呈紫色。方程式2NaBr+Cl2=2NaCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I22KI+Br2=2KBr+I2結(jié)論隨著核電荷數(shù)的增加，鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱：Cl2>Br2>I2（4）鹵素的特殊性氟無正價，無含氧酸；氟的化學(xué)性質(zhì)特別活潑，遇水生成HF和O2，能與稀有氣體反應(yīng)，氫氟酸能腐蝕玻璃，氟化銀易溶于水，無感光性。氯氣易液化，次氯酸具有漂白作用，且能殺菌消毒。溴是常溫下唯一液態(tài)非金屬單質(zhì)，溴易揮發(fā)，少量溴保存要加水液封，溴對橡膠有較強(qiáng)腐蝕作用。碘為紫黑色固體，易升華，碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)。要點(diǎn)四、核素、同位素1質(zhì)量數(shù)： 如果忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對

13、質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。要點(diǎn)詮釋：（1）1個電子的質(zhì)量約為1個質(zhì)子質(zhì)量的1/1836，所以原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。（2）1個質(zhì)子的相對質(zhì)量為1.007，1個中子的相對質(zhì)量為1.008，其近似整數(shù)值均為1。（3）質(zhì)量數(shù)的表達(dá)式：質(zhì)量數(shù)（A）質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）（4）元素是具有相同核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱。（5）精確的測定結(jié)果證明，同種元素的原子的原子核內(nèi)，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不一定相同。（6）是原子符號，其意義為：表示一個質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的X原子。2核素： 把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一類原子叫做核素。要點(diǎn)詮釋：（1）核素概念的外延為原子，這

14、里的原子泛指導(dǎo)電呈電中性的原子和帶有電荷的簡單陰、陽離子。如與為同一種核素。（2）絕大多數(shù)的元素都包含多種核素。（3）有的核素在自然界中穩(wěn)定存在，而有的核素具有放射性而不能在自然界中穩(wěn)定存在。3同位素： 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不相同的同一元素的不同原子互稱為同位素。要點(diǎn)詮釋：（1）同一元素的不同核素互稱為同位素。如、都是氫的同位素，見下表：氫元素的原子核質(zhì)量數(shù)（A）原子名稱原子符號應(yīng)用質(zhì)子數(shù)（Z）中子數(shù)（N）101氕112氘或D用于制造氫彈123氚或T（2）“同位”即指核素的質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占有相同的位置。（3）許多元素都有同位素，如、是氧的同位素。（4）同位素中，有些具有放射性，稱為放

15、射性同位素。如就是碳的放射性同位素。（5）同位素中，有的是天然的，有的是人造的。如元素周期表中原子序數(shù)為112號的元素的各同位素都是人造的。（6）天然穩(wěn)定存在的同位素，相互間保持一定的比率。（7）同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，其原因是同位素的質(zhì)子數(shù)相同，原子核外電子排布相同。（8）元素的相對原子質(zhì)量，就是按照該元素各核素原子所占的一定百分比算出的平均值。（9）同位素的應(yīng)用：在日常生活中，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有著重要的用途。如考古時利用測定一些文物的年代，和用于制造氫彈，利用放射性同位素釋放的射線育種、治療癌癥和腫瘤等?！镜湫屠}】類型一：元素周期表的結(jié)構(gòu)例1、下列敘述中正確的是（ ）A. 除0族

16、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. 除短周期外，其他周期均有18種元素C. 副族元素中沒有非金屬元素 D. 堿金屬元素是指第A族的所有元素舉一反三：【變式1】在下列元素中，不屬于主族元素的是（ ）A氫 B鐵 C鈣 D碘【變式2】下列關(guān)于元素周期表編排的敘述不正確的是（ ）A. 把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行B. 每一個橫行就是一個周期C. 把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排成縱行D. 每一個縱行就是一個族【變式3】在元素周期表中，第三、四、五、六周期所含元素種數(shù)分別是（ ）A. 8、18、32、32

17、B. 8、8、18、18C. 8、18、18、32 D. 18、18、32、32例2在現(xiàn)有的元素周期表中，同一周期的第A、第A族兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是（ ） A1 B11 C18 D25舉一反三：【變式1】A、B兩元素分別為某周期第A族、第A族元素，若A元素的原子序數(shù)為x，則B元素的原子序數(shù)可能為（ ）x+1 x+8 x+11 x+18 x+25 x+32 A B C D【變式2】國際無機(jī)化學(xué)命名委員會在1989年做出決定，建議把長式元素周期表原先的主副族及族號取消，由左至右改為18列。如堿金屬元素為第1例，稀有氣體元素為第18列。據(jù)此規(guī)定，下列說法錯誤的是（ ）A第9列元素中沒有非金

18、屬元素B只有第2列元素原子最外層有2個電子C第1列和第17列元素的單質(zhì)熔沸點(diǎn)變化趨勢相反D在所有列中，第3列的元素種類最多【變式3】甲、乙是周期表中同一主族相鄰的兩種元素，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)不可能為（ ） Ax+2 Bx+4 Cx+8 Dx+18 類型二：根據(jù)原子序數(shù)確定元素在周期表中的位置例3、114號元素（289Uuq）是由設(shè)在杜布納的核研究聯(lián)合研究所的科學(xué)家1998年用鈣轟擊钚獲得，是迄今為止已知的最穩(wěn)定同位素，半衰期達(dá)30秒，相比之下，是超鈾元素中異乎尋常的長壽核素，似乎正在證實穩(wěn)定島理論的預(yù)言。下列關(guān)于該元素的說法中不正確的是（ ）A. 該元素為放射性元素

19、B. 該元素屬于過渡元素C. 該元素位于第七周期A族 D. 該元素的主要化合價有+4、+2舉一反三：【變式1】推算原子序數(shù)為6、13、34、53、88的元素在周期表中的位置。原子序數(shù)613345388周期族類型三：堿金屬元素例4下列對堿金屬性質(zhì)的敘述中，正確的是（ ）A. 單質(zhì)都是銀白色的柔軟金屬，密度都比較小B. 單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物C. 堿金屬單質(zhì)與水反應(yīng)生成堿和氫氣D. 單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)隨著原子序數(shù)的增加而升高舉一反三：【變式1】下列敘述中錯誤的是（ ）A隨著電子層數(shù)增多，堿金屬的原子半徑逐漸增大B堿金屬單質(zhì)都具有強(qiáng)還原性，它們的離子都具有強(qiáng)氧化性C堿金屬單質(zhì)的熔沸點(diǎn)隨著核電荷數(shù)的增大而降低D堿金屬元素在自然界里都是以化合態(tài)存在的【變式2】下列關(guān)于堿金屬某些性質(zhì)的排列中，正確的是（ ）A. 原子半徑：Li<Na<K<Rb<Cs B. 密度：Li <Na<K< Rb<CsC. 熔點(diǎn)、沸點(diǎn)：Li<Na<K<Rb<Cs D. 還原性：Li>Na>K>Rb>Cs類型四：鹵族元素例5按氟、氯、溴、碘四種元素的順序，下列性質(zhì)的遞變規(guī)律不正確的是（ ）A單質(zhì)的密度依次增大B單質(zhì)的熔、沸點(diǎn)依次升高CCl2可從KBr溶液中還原出Br2D單質(zhì)都能與H2