高中化學必修一 課時4.6 元素周期表和元素周期律的應用20202021學年精品講義

1、PAGE 元素周期表和元素周期律的應用【學習目標】1、知道元素周期表的簡單分區(qū)，進一步認識元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式2、掌握“位構性”的關系及其應用【主干知識梳理】一、元素周期表的分區(qū)及元素性質(zhì)的比較分區(qū)示意圖分界線的劃分沿著周期表中B、Si、As、Te、At跟Al、Ge、Sb、Po之間畫一條虛線，虛線的左下方是金屬元素，右上方是非金屬元素特點元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界線。分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性周期表的左下方金屬性最強的元素是銫元素(放射性元素除外)；右上方非金屬性最強的元素是氟元素；最后一個縱行是0族元素金屬元素在分界線的左側

2、，但分界線的左側并不都是金屬元素，如氫元素屬于非金屬元素二、元素的化合價與元素在周期表中的位置之間的關系：主族元素的最高正化合價等于原子所能失去或偏移的最外層電子數(shù)，而非金屬的負化合價則等于使原子達到8電子穩(wěn)定結構所需得到的電子數(shù)。所以，非金屬元素的最高正化合價和它的負化合價的絕對值之和等于8(1)周期序數(shù)電子層數(shù)(2)最高正價最外層電子數(shù)主族序數(shù)8|最低負價| (其中，F(xiàn)無正價，O無最高正價)(3)最低負價主族序數(shù)8(4)元素的最高正價和最低負價的絕對值之差與族序數(shù)的關系最高正價|最低負價|6420主族族序數(shù)AAAA三、元素周期表和元素周期律中的規(guī)律和應用1、元素周期表中的規(guī)律(1)“三角形

3、”規(guī)律：所謂“三角形”，即A、B處于同周期，A、C處于同主族的位置，如圖所示?！緫谩刻幱贏、B、C位置上的元素，可排列出其原子結構、性質(zhì)等方面的規(guī)律。例如：原子序數(shù)CBA；原子半徑CAB。 A、B、C若為非金屬元素，則非金屬性BAC；單質(zhì)的氧化性BAC；陰離子的還原性Cn8An8Bn7(設A為n族，則B為n1族，下同)；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性H7nBH8nA H8nC。A、B、C若為金屬，則其失電子能力CAB；單質(zhì)的還原性CAB；陽離子的氧化性B(n1)AnCn；最高價氧化物對應的水化物的堿性：C(OH)nA(OH)nB(OH)n1(2)“對角線”規(guī)律：有些元素在周期表中雖然既非同周期，又非同主

4、族，但其單質(zhì)與同類化合物的化學性質(zhì)卻很相似，如：Li和Mg、Be和Al、B和Si等。這一規(guī)律稱為“對角線”規(guī)律如圖所示：【應用】根據(jù)已知元素及其化合物的性質(zhì)，推導未知元素及其化合物的性質(zhì)。(3)“相似”規(guī)律：同族元素性質(zhì)相似；左上右下對角線上元素性質(zhì)相似；同位素的化學性質(zhì)幾乎完全相同2、“位”、“構”、“性”之間的關系在解題中的應用(1)“位”、“構”、“性”的關系“位”、“構”、“性”的關系對關系圖的理解從元素的原子結構推測元素在周期表中的位置及有關性質(zhì)從元素在周期表中的位置推測元素的原子結構及相關性質(zhì)元素的一些主要性質(zhì)又能反映元素的原子結構和元素在周期表中的位置(2)結構與位置互推問題是解

5、題的基礎掌握四個關系式：a核外電子層數(shù)周期數(shù) b質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)原子核外電子數(shù)核電荷數(shù) c最外層電子數(shù)主族序數(shù)d主族元素的最外層電子數(shù)主族序數(shù)最高正價數(shù) (O、F元素除外)e最低負價的絕對值8主族序數(shù)(僅限第AA族)熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律，如各周期元素種數(shù)；稀有氣體的原子序數(shù)及在周期表中的位置；同族上下相鄰元素原子序數(shù)的關系等(3)性質(zhì)與位置互推問題是解題的關鍵：熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，主要包括：元素的金屬性、非金屬性氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性最高價氧化物對應水化物的酸、堿性(4)結構和性質(zhì)的互推問題是解題的要素最外層電子數(shù)決定元素原子的氧化性和還原性原子半徑?jīng)Q定了元素

6、單質(zhì)的性質(zhì)；離子半徑?jīng)Q定了元素組成化合物的性質(zhì)同主族元素最外層電子數(shù)相同，性質(zhì)相似判斷元素金屬性和非金屬性的方法【微點撥】元素“位構性”規(guī)律中的特例絕大多數(shù)原子的原子核是由質(zhì)子和中子構成的，只有氕(eq oal(1,1)H)無中子元素周期表中的周期一般是從金屬元素開始，但第一周期例外，是從氫元素開始所有元素中，碳元素形成的化合物種類最多非金屬單質(zhì)一般不導電，但石墨是導體，晶體硅是半導體 = 5 * GB3 * MERGEFORMAT 氟無正價，氧無最高正價；在Na2O2中氧顯1價；在NaH中氫顯1價3、預測新元素：為新元素的發(fā)現(xiàn)及預測它們的原子結構和性質(zhì)提供線索4、啟發(fā)人們在一定區(qū)域內(nèi)尋找新物

7、質(zhì)在金屬與非金屬分界線附近尋找半導體材料研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新農(nóng)藥在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料5、預測元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測) 比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)如：金屬性MgAl，CaMg，則堿性Mg(OH)2Al(OH)3，Ca(OH)2Mg(OH)2 推測未知元素的某些性質(zhì)如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶又如：已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)應為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等【課后作業(yè)】1、已知某原子最外層有7個電子，推測下列選項不正確的是()A單質(zhì)有氧化性 B

8、最高正價一定為7價C是非金屬元素 D同周期元素中原子半徑最小 2、運用元素周期律分析，下列說法錯誤的是()ARa是第7周期A族的元素，Ra(OH)2的堿性比Mg(OH)2的堿性強BAs是第4周期A族的元素，AsH3的還原性比NH3的還原性弱CCs的原子半徑比Na的原子半徑大，Cs與水反應比Na與水反應更劇烈DCl的核電荷數(shù)比Al的核電荷數(shù)大，Cl的原子半徑比Al的原子半徑小3、下列有關原子結構和元素周期律的表述正確的是()原子序數(shù)為15的元素的最高化合價為3第A族元素是同周期中非金屬性最強的元素第二周期A族元素的原子核電荷數(shù)和中子數(shù)一定為6原子序數(shù)為12的元素位于元素周期表的第三周期A族A B

9、 C D4、鎂、鋰在元素周期表中具有特殊“對角線”關系，它們的性質(zhì)相似。例如，它們的單質(zhì)在過量氧氣中燃燒時均只生成正常的氧化物等，下列關于鋰的敘述不正確的是()ALi2SO4能溶于水 BLiOH是易溶于水、受熱不分解的強堿CLi遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象 DLi2CO3受熱分解，生成Li2O和CO25、科學家預測原子序數(shù)為114的元素，具有相當穩(wěn)定的同位素，它的位置在第七周期A族，稱為類鉛。關于它的性質(zhì)，預測錯誤的是()A它的最外層電子數(shù)為4 B它的最高價氧化物的水化物是強酸C它具有2、4價 D它的金屬性比鉛強6、W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素，其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖。已知W的一

10、種核素的質(zhì)量數(shù)為18，中子數(shù)為10；X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1；Y的單質(zhì)是一種常見的半導體材料；Z的非金屬性在同周期元素中最強。下列說法不正確的是 ()A對應的簡單離子的半徑：XW B對應的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：YQ B最高價氧化物對應水化物的酸性：QQR D單質(zhì)T與NaOH溶液不反應10、目前，人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的非金屬元素除稀有氣體元素外共有16種，下列對這16種非金屬元素的判斷不正確的是()都是主族元素，原子的最外層電子數(shù)都大于3 單質(zhì)在反應中都只能作氧化劑 對應的含氧酸都是強酸 氫化物常溫下都是氣態(tài)，所以又叫氣態(tài)氫化物 氧化物與水反應都不會再生成氣體A全部 B只有 C只有 D只有11、

11、鍺(Ge)是第四周期A族元素，處于元素周期表中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，下列敘述正確的是()A鍺是一種金屬性很強的元素 B鍺的單質(zhì)具有半導體的性能C鍺化氫(GeH4)穩(wěn)定性很強 D鍺酸(H4GeO4)是難溶于水的強酸12、如圖是元素周期表的一部分，關于元素X、Y、Z的敘述正確的是()X的氣態(tài)氫化物與Y的最高價氧化物對應的水化物能發(fā)生反應生成鹽Y、Z的氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性：YSeP B還原性：S2Se2BrCSe在元素周期表中位于第四周期A族 DSe、Br位于同一主族22、根據(jù)元素周期表和元素周期律，判斷下列敘述不正確的是()A氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2ONH3SiH4B氫元素與其他元素可形

12、成共價化合物或離子化合物C如圖所示實驗可證明元素的非金屬性：ClCSiD用中文“”(o)命名的第118號元素在周期表中位于第七周期0族23、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()YZXWA原子半徑：XYZC一定條件下Z、W都能與Mg反應形成化合物 D最高價氧化物對應水化物的酸性：YW24、現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結構如下表：元素編號元素性質(zhì)或原子結構TM層上電子數(shù)是K層上電子數(shù)的3倍X最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍Y常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性Z元素最高正價是7價(1)元素X位于元素周期表的第_

13、周期第_族，它的一種核素可測定文物年代，這種核素的符號是_(2)元素Y的原子結構示意圖為_，與氫元素形成一種離子YHeq oal(,4)，寫出某溶液中含有該微粒的檢驗方法_(3)元素Z與元素T相比，非金屬性較強的是_(用元素符號表示)，下列表述中能證明這一事實的是_a常溫下Z的單質(zhì)和T的單質(zhì)狀態(tài)不同bZ的氫化物比T的氫化物穩(wěn)定c一定條件下Z和T的單質(zhì)都能與氫氧化鈉溶液反應(4)探尋物質(zhì)的性質(zhì)差異性是學習的重要方法之一。T、X、Y、Z四種元素的最高價氧化物對應的水化物中化學性質(zhì)明顯不同于其他三種的是_，理由是_【元素周期表和元素周期律的應用】答案1、B。解析：某原子的最外層有7個電子，說明位于A

14、族，A族元素得到一個電子達到穩(wěn)定結構，其單質(zhì)具有強氧化性，故A說法正確；F沒有正價，故B說法錯誤；第A族為非金屬元素，故C說法正確；同周期從左向右原子半徑逐漸減小(稀有氣體除外)，因此鹵族元素的原子半徑是同周期中最小的，故D說法正確。2、B。解析：同主族元素，隨原子序數(shù)的增大，自上而下元素的金屬性增強，非金屬性減弱，第A族元素Mg和Ra，原子序數(shù)MgMg(OH)2，A項正確；第A族元素N和As，原子序數(shù)NAs，則其對應陰離子的還原性N3As3，B項錯誤；C項中Cs比Na更易失電子，其與水反應比鈉更劇烈，C項正確；Al和Cl同周期，且原子序數(shù)AlCl，D項正確。3、C。解析：原子序數(shù)為15的元素

15、是P，最高化合價為5價，錯誤；在元素周期表中，同一周期隨原子序數(shù)遞增非金屬性逐漸增強，正確；C的質(zhì)子數(shù)為6，但中子數(shù)不一定為6，因為C存在14C、13C等同位素，錯誤；原子序數(shù)為12的元素為Mg，正確。4、B。解析：根據(jù)題中信息，將鎂的有關性質(zhì)進行遷移應用，可推測鋰的有關性質(zhì)。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性質(zhì)推測相應的Li及其化合物的性質(zhì)。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是難溶、易分解的中強堿，Mg與濃硫酸能發(fā)生反應，MgCO3受熱易分解生成MgO和CO2，故B項不正確。5、B。解析：由題意知，該元素位于A族鉛元素下面，金屬性比鉛強，D正確；它的最高價氧化物的水化物應是堿

16、，B不正確；因處于A族，其原子最外層有4個電子，A正確；由A族元素常見化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知，C正確6、D。解析：根據(jù)題目所給信息可推出W為O，X為Na，Y為Si，Z為Cl。核外電子數(shù)相同的簡單離子，原子序數(shù)越大，半徑越小，可知對應的簡單離子的半徑：NaY2，則非金屬性：XY，C正確；非金屬元素氫化物水溶液酸性的強弱不能作為元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)，D錯誤。9、A。解析：X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，說明X是氧元素，則Y必然為硫元素，Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1，則Z為磷元素。它們在周期表中的位置如圖。元素非金屬性由弱到強的順序為PSO，A項正確；S元

17、素最高價氧化物對應水化物的化學式可表示為H2SO4，B項錯誤；非金屬性越強，其氫化物的穩(wěn)定性越強，因此X的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定，C項錯誤；根據(jù)元素周期律，原子半徑由大到小的順序為PSO，D項錯誤。10、D。解析：短周期元素中周期序數(shù)與族序數(shù)相等的元素是H、Be和Al，根據(jù)T在周期表中的相對位置，它只能是第三周期的Al，據(jù)此可以判斷出其他元素如表所示：R(N)T(Al)Q(Si)W(S)氮元素的非金屬性比硅元素的強，所以NH3比SiH4穩(wěn)定，A正確；硫元素的非金屬性比硅元素的強，所以H2SO4比H2SiO3的酸性強，B正確；同一周期隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減小，所以原子半徑：AlSiP，同一

18、主族隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，所以原子半徑：PN，即AlSiPN，C正確；Al既能與酸反應，又能與NaOH溶液反應，D錯誤。10、A。解析：H元素原子最外層電子數(shù)為1，錯誤；H2、I2、S等都可作還原劑，錯誤；HClO為弱酸，錯誤；H2O常溫下為液態(tài)，錯誤；3NO2H2O=2HNO3NO，錯誤，故選A項。11、B。解析：依據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律可知：氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：CH4SiH4GeH4，而已知硅烷(SiH4)不穩(wěn)定，故GeH4穩(wěn)定性很弱；最高價氧化物對應水化物的酸性：H2CO3H4SiO4H4GeO4，H4SiO4難溶于水，故H4GeO4為難溶于水的弱酸；因為鍺處于元素周期表

19、中金屬區(qū)與非金屬區(qū)的交界線上，所以鍺單質(zhì)應具有半導體的性能。12、A。解析：根據(jù)元素周期表的結構，可知R為He，X為N，Y為S，Z為Br；2NH3H2SO4=(NH4)2SO4；氫硫酸的酸性小于氫溴酸；Br2在常溫下是液體，能與鐵粉反應；Br的原子序數(shù)為35，S的原子序數(shù)為16；Br處于第四周期，該周期包括18種元素。13、B。解析：第三周期的Al元素，既有金屬性，又有非金屬性，故A錯誤；H最外層無電子，Li最外層有2個電子，因此并非所有的短周期元素原子形成離子后，最外層都達到8電子穩(wěn)定結構，故C錯誤；同主族元素的原子，化學性質(zhì)有相似性，但并不完全相同；故D錯誤。14、B。解析：根據(jù)圖示元素的

20、位置關系，結合Z原子的最外層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍，可以推出Z為S，從而可以確定X為N，Y為O，W為Cl。N的最常見氣態(tài)氫化物NH3的水溶液顯堿性，A項錯誤；非金屬性：ClS，因此最高價氧化物的水化物的酸性：HClO4H2SO4，B項正確；O的非金屬性強于S的，因此O2與H2反應較S與H2反應劇烈，C項錯誤；同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小，因此N的原子半徑大于O的，D項錯誤。15、C。解析：構成催化劑的元素大多為過渡金屬元素，在元素周期表的中間部分。16、C。解析：A項，虛線左下方的元素均為金屬元素，錯誤；B項，緊靠虛線兩側的元素不一定都是金屬元素，如硅是非金屬元素，錯誤；C項，元素周期

21、表中的金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素往往都既具有金屬性，也具有非金屬性，可在虛線附近尋找半導體材料(如Ge、Si等)，正確；D項，在過渡元素中可尋找耐高溫材料，在非金屬元素中尋找制農(nóng)藥的元素，錯誤。17、A。解析：短周期的主族元素中，最高正價與最低負價代數(shù)和為4，最高正價只能是6，最低負價為2，則R是第A族的硫元素，A項錯誤；S的氣態(tài)氫化物的化學式為H2S，B項正確；硫可以形成SO2和SO3，C項正確；H2S的水溶液呈弱酸性，D項正確。18、C。解析：A項，硒元素與氧元素同主族，原子最外層有6個電子，原子核外有4個電子層，則其原子序數(shù)是2818634，正確；B項，Se最外層有6個電子，最

22、高正化合價為6價，最高價氧化物的化學式為SeO3，正確；C項，同一主族自上而下，元素的非金屬性減弱，所以Se比S的非金屬性弱，錯誤；D項，Se與S同主族，其氣態(tài)氫化物化學式為H2Se，正確。19、A。解析：X為N元素，處于第二周期A族，A項錯誤，B項正確；非金屬性：NP，則X的氫化物比PH3穩(wěn)定，C項正確；N元素的常見化合價有3、2、3、5等，D項正確。20、A。解析：因X的原子半徑小于Y且X、Y原子的最外層電子數(shù)相同，則推知X、Y屬同主族，且X在Y的上一周期，因此A項中若X(OH)n為強堿，則Y(OH)n也一定為強堿，A正確；B項中HnXOm為強酸，其氫化物溶于水不一定顯酸性，如HNO3NH3，B錯；C項中X元素單質(zhì)是X2，但Y元素單質(zhì)不一定為Y2，如O2和S，C錯；D項中若Y的最高正價為m，而X的最高正價不一定為m，如F無正價，而Cl的最高正價為7，D錯。21、C。解析：由圖示信息可