元素周期律元素周期表知識點辨析暨典例解析

元素周期律和元素周期表編排原則決定了歸納原子結(jié)構(gòu)的周期性變化編排原則決定了歸納原子結(jié)構(gòu)的周期性變化元素性質(zhì)的周期性變化具體表現(xiàn)形式元素周期律元素周期表核外電子排布的周期性變化原子半徑的周期性變化元素的主要化合價的周期性變化元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化①按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列②將電子層數(shù)相同的元素排成一個橫行③把最外層電子數(shù)相同的元素（個別例外）排成一個縱行元素的金屬性與非金屬性的周期性變化一．元素周期律8Li～Ne2H～He8Li～Ne2H～He與原子結(jié)構(gòu)關(guān)系元素種類始終元素周期數(shù)=電子層數(shù)主族數(shù)=最層外電子數(shù)三短(主族)一二三五六七七周期16個族（7主7副Ⅷ族0族）①原子半徑②主要化合價③金屬性非金屬性④氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性⑤最高價氧化物水化物酸堿性性質(zhì)遞變元素周期表結(jié)構(gòu)四8Na～Ar18K～Kr18Rb～Xe32Cs～Rn32Fr～三長(主副族)一不全【易錯指津】1．主族金屬元素的陽離子都一定滿足最外層2電子或8電子結(jié)構(gòu)，該說法是錯誤的。對于第四周期ⅣA～ⅦA族元素其次外層電子數(shù)為18，如31Ga（各層電子數(shù)為2、8、18、3）其Ga3+離子的最外層電子數(shù)為18。不要被常見的主族元素的陽離子最外層電子數(shù)為2或8所迷惑。2．ⅡA～ⅢA同周期相鄰的兩元素其原子序數(shù)相差可為1、11、26。因其兩族元素間存在一過渡元素（其中六、七周期又存在鑭系元素和錒系元素）。3．應(yīng)用元素周期律和元素在周期表的位置推導未知元素的性質(zhì)時，防止機械類比，如Be、Al性質(zhì)相似，但氧化鈹?shù)幕瘜W式為BeO而不是Be2O3。4．應(yīng)用周期表導出元素再求化學式時，對C元素應(yīng)考慮C元素形成的有機物，以防漏選。5．試題常用篩選法、具體法、定位法判斷法、邏輯推理法等解題?！镜湫屠}評析】例1X元素的陽離子和Y元素的陰離子具有與氬原子相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列敘述正確的是（1996年全國高考題）A.X的原子序數(shù)比Y的小B.X原子的最外層電子數(shù)比Y的大C.X的原子半徑比Y的大D.X元素的最高正價比Y的小思路分析：本題主要考查元素周期律和元素周期表知識的應(yīng)用和邏輯推理能力。A：X元素失去電子后與Y元素得到電子后的電子數(shù)相等，說明X元素的原子序數(shù)大于Y元素的原子序數(shù)，A錯；B：X元素應(yīng)為金屬元素，最外層電子數(shù)小于或等于4，Y元素為非金屬元素，最外層電子數(shù)大于或等于4，B錯；C：X原子比Y原子多一電子層，且X為金屬元素，Y為非金屬元素，所以半徑大；D：X元素有陽離子，為金屬元素，Y元素為陰離子，為非金屬元素，非金屬元素的最高正價高于金屬元素的最高正價。一題多解：根據(jù)“X元素的陽離子和Y元素的陰離子具有與氬原子相同的電子層結(jié)構(gòu)”，已知陰離子與該原子具有相同電子層數(shù)，陽離子比該原子少一個電子層，氬原子是第三周期的惰性元素，它們在元素周期表中的位置是：3YAr4X從上述劃草圖可知，X、Y在相鄰周期，Y在X元素的上一周期，是非金屬，X的原子序數(shù)比Y大，A錯。X是金屬元素，原子的最外層電子數(shù)X比Y少，B錯。X原子半徑比Y大，因為X元素比Y多一個電子層，X是金屬元素，相同周期中是原子半徑較大者。在相同周期里元素的原子半徑從左到右逐漸減小，Y元素是同周期中原子半徑較小者，因此，X的原子半徑一定大于Y，C對。X原子在第四周期，可能是鉀、鈣等，陽離子的電子層結(jié)構(gòu)和惰性元素氬相同，X的最高正價可能是+1、+2等，Y元素可能是第三周期的磷、硫、氯等，它們的陰離子與氬原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，其最高正價分別為+5、+6、+7，所以X元素的最高正價比Y元素小，D對。答案：C、D方法要領(lǐng)：依據(jù)離子結(jié)構(gòu)特點推斷元素在周期表中位置是解本題的關(guān)鍵。把X、Y元素在元素周期表中定位后，它們的原子結(jié)構(gòu)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)、最高正價以及原子半徑遞變規(guī)律都能順利推斷了。要注意將原子半徑大小的比較與陰、陽離子半徑大小的比較嚴格區(qū)別開來。其規(guī)律是-----電子層結(jié)構(gòu)相同的單離子:①所在周期:陰離子n周期,陽離子在n+1周期②原子序數(shù):陽離子>陰離子③微粒半徑：陰離子>陽離子④元素最高正價：陰離子的元素>陽離子的元素用一句話概括：“陰前陽下，徑小序大”，即與稀有氣體元素同周期的陰離子，和該稀有氣體元素下周期的陽離子，及這種稀有氣體元素的原子，三者具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。原子序數(shù)大者，微粒的半徑小。想一想：題干中“氬”如改為“氖”后，答案還一樣嗎？（D不行）。例2下列說法錯誤的是（全國高考題）A.原子及其離子核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)B.元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素C.除氦外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8D.同一元素的各種同位素的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)均相同思路分析：只有原子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期數(shù)而不是離子，A錯誤；同位素的化學性質(zhì)基本相似，而物理性質(zhì)不相同，如同位素的相對原子質(zhì)量就各不相同，D錯誤。答案：A、D方法要領(lǐng)：掌握同位素原子的性質(zhì)（同位素:（1）與元素對比:同位素既論種類又論個數(shù),元素只論種類不論個數(shù).同位素包括在元素中；（2）特性:①同一元素的各同位素化學性質(zhì)幾乎完全相同②天然存在元素里,不論是游離態(tài)還是化合態(tài),各同位素所占的個數(shù)比不變）、原子結(jié)構(gòu)與周期表結(jié)構(gòu)的關(guān)系，記住周期表的結(jié)構(gòu)，知道過渡元素均為金屬元素。例3X、Y、Z為短周期元素，這些元素原子的最外層電子數(shù)分別為1、4、6，則由這3種元素組成的化合物的化學式不可能是（1999年全國高考題）A.XYZB.X2YZC.X2YZ2D.X2YZ3思路分析：原子最外層電子數(shù)為1、4、6的短周期元素分別是：“1”——H、Li、Na，“4”——C、Si，“6”——O、S?？蓪、C、O三元素作為代表，它們可組成的物質(zhì)有：H2CO3、HCHO、HCOOH等，將其與題中選項對照，即得答案。答案：A方法要領(lǐng)：本題為糾正“題海戰(zhàn)術(shù)”而專門設(shè)計的考題，有新意。過去高考涉及的是無機物，社會上流傳的也是類似的題目，考生在解題用一些固定的思路或解題模式，往往容易漏選或錯選。因此，解題應(yīng)注意：如果肯定判定物質(zhì)含有碳元素的話，則不僅要考慮含氧無機酸，還要考慮有機物?？捎镁唧w物質(zhì)代入法較直觀、準確作出判斷。在元素推斷中，一般是根據(jù)主族元素的可能價態(tài)來判定化學式的正誤。但特別應(yīng)注意的是有機物中碳的價態(tài)，及氮元素的價態(tài)數(shù)目較多，不能只考慮對應(yīng)族產(chǎn)生的價態(tài)，而忽視了這兩種元素價態(tài)的特殊性。例4X和Y屬短周期元素，X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，Y位于X的前一周期，且最外層只有一個電子，則X和Y形成的化合物的化學式可表示為（1998年全國高考題）A.XYB.XY2C.XY3D.X2Y思路分析：依題意X原子的最外層如果是M層，所排電子數(shù)應(yīng)為4（是L層的一半），則它是Si，那么Y就應(yīng)該是在第二周期，是Li；Li與Si只能生成Li4Si，選項中沒有。若X原子的最外層如果是L層，所排電子數(shù)應(yīng)為1（是L層的一半），則它是Li，那么Y就應(yīng)該是在第一周期，是H；H與Li生成金屬氫化物，化學式應(yīng)為LiH，符合A選項。答案：A方法要領(lǐng)：表面看此題較簡單，但卻隱含著考生不熟知的金屬氫化物（LiH）的知識。解題中根據(jù)原子結(jié)構(gòu)信息推斷元素在周期表中的位置，以確定具體的元素是哪一種，是解答包括本題在內(nèi)的同類題型的基本方法，問題是在短周期元素中，不僅要注意第二、三周期的元素，還要考慮到第一、二周期的元素。例5已知短周期元素的離子，aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是（上海市高考題）A.原子半徑A＞B＞D＞CB.原子序數(shù)d＞c＞b＞aC.離子半徑C＞D＞B＞AD.單質(zhì)的還原性A＞B＞D＞C思路分析：四種元素在元素周期表中的位置為CD，由此可推知，原子半徑為BAB>A>C>D，原子序數(shù)為a>b>d>c，還原性為B>A>C>D。答案：C方法要領(lǐng)：抓住電子層結(jié)構(gòu)相同的特點，推出其在元素周期表中的位置，根據(jù)元素周期律判斷；電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，其核電荷數(shù)越大則離子半徑越小。例6已知（Be）的原子序數(shù)為4。下列對鈹及其化合物的敘述中，正確的是（1997年全國高考題）A.鈹?shù)脑影霃酱笥谂鸬脑影霃紹.氯化鈹分子中鈹原子的最外層電子數(shù)是8C.氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱D.單質(zhì)鈹跟冷水反應(yīng)產(chǎn)物為氫氣思路分析：由Be的原子序數(shù)為4，可推知它位于第二周期、第ⅡA族。根據(jù)其位置及同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的遞變規(guī)律，其原子半徑大于B，A正確；堿性Be(OH)2比Ca(OH)2弱，C正確；Be的金屬性小于Mg，已知Mg跟冷水不反應(yīng)，Be就更不可能，故D錯誤；Be原子的最外層電子數(shù)是2個，在BeCl2分子中Be最外層2個電子跟Cl共用兩對電子，其最外層電子數(shù)為4個，B錯誤。答案：A、C方法要領(lǐng)：抓住元素“構(gòu)”、“位”、“性”三者的互推關(guān)系，對于主族元素（特別是短周期元素）有關(guān)問題的推斷十分簡便。原子序數(shù)=Z周期數(shù)=n主族數(shù)=e原子序數(shù)=Z周期數(shù)=n主族數(shù)=e金屬性：n>e兩性：m=e非金屬性n<e構(gòu)質(zhì)子數(shù)：Z電子層數(shù)：n最外層電子數(shù)：e性性質(zhì)化合價最高正價=e負價=e-8位解答元素推斷題，主要掌握下列一些規(guī)律和方法：1．原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置關(guān)系規(guī)律（見上述“三角互推關(guān)系”）2．根據(jù)原子序數(shù)推斷元素在周期表中的位置記住稀有氣體元素的原子序數(shù)：2、10、18、36、54、86。用原子序數(shù)減去比它小的而相近的稀有氣體元素原子序數(shù)，即得該元素所在的縱行數(shù)。第1、2縱行為ⅠA、ⅡA族，第13～17縱行為ⅢA～ⅦA族，18縱行為零族（對于短周期的元素，其差即為主族序數(shù)）。3．周期表中特殊位置的元素（1）族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al；（2）族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S；（3）族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O；（4）周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素：Li；（5）周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素是：Na；（6）最高正價不等于族序數(shù)的元素是：O、F。4．元素性質(zhì)、存在、用途的特殊性（1）形成化合物種類最多的元素，或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分數(shù)最大的元素：C；（2）空氣中含量最多的元素，或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N；（3）常溫下呈液態(tài)的非金屬單質(zhì)元素是：Br；（4）最高價氧化物及其水化物既能與強酸反應(yīng)，又能與強堿反應(yīng)的元素是：Be、Al；（5）元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價氧化物的水化物起化合反應(yīng)的元素是：N，起氧化還原反應(yīng)的元素是：S；（6）元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成該元素單質(zhì)的元素是：S。5．元素化合價規(guī)律（1）最高正價=最外層電子數(shù)，非金屬的負化合價=最外層電子數(shù)-8，最高正價數(shù)和負化合價絕對值之和為8；其代數(shù)和分別為：2、4、6。（2）化合物氟元素、氧元素只有負價（-1、-2），但HFO中F為0價；金屬元素只有正價；（3）化合價與最外層電子數(shù)的奇、偶關(guān)系：最外層電子數(shù)為奇數(shù)的元素，其化合價通常為奇數(shù)，如Cl的化合價有+1、+3、+5、+7和-1價。最外層電子數(shù)為偶數(shù)的元素，其化合價通常為偶數(shù)，如S的化合價有-2、+4、+6價。例7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（2000年全國高考題）A.x+2B.x+4C.x+8思路分析：本題考查周期表的構(gòu)成情況，在短周期中有兩種情況：若為一、二周期，同族只相差2，故A正確；若二、三周期，同族相差8，故C正確；若在長周期中，又分為兩種情況，其中第四、五兩周期，它們要相差18縱行，因此差為18，故D正確；若為第五、六兩周期，應(yīng)多出一鑭系（14種元素），故相差32種元素，因此只有B不可能。答案：B方法要領(lǐng)：有關(guān)周期表的構(gòu)成特點應(yīng)特別注意：①縱行的個位為族序數(shù)：如第13縱行，個位為3，它應(yīng)為ⅢA；第12縱行，個位為2，因此為ⅡB。②鑭系和錒系周期表中的位置應(yīng)該明確。具體見下表：ⅠAⅡAⅢB～ⅦBⅧⅠBⅡBⅢA～ⅦA0最外層電子數(shù)1237212372、8主族數(shù)與最外層電子數(shù)主族數(shù)=最外層電子數(shù)周期數(shù)與電子層數(shù)周期數(shù)=電子層數(shù)次外層電子數(shù)2、82、82、8、18縱行數(shù)123～78～101112131718元素周期律和元素周期表是一個重要的考點，在復(fù)習時應(yīng)突出它的重要地位。例8設(shè)想你去某外星球做了一次科學考察,采集了該星球上十種元素單質(zhì)的樣品,為了確定這些元素的相對位置以便系統(tǒng)地進行研究,你設(shè)計了一些實驗并得到下列結(jié)果:（1999年上海高考題）單質(zhì)ABCDEFGHIJ熔點（℃-150550160210-50370450300260250與水反應(yīng)∨∨∨∨與酸反應(yīng)∨∨∨∨∨∨與氧氣反應(yīng)∨∨∨∨∨∨∨∨不發(fā)生化學反應(yīng)∨∨相對于A元素的原子質(zhì)量1.08.015.617.123.831.820.029.63.918.0按照元素性質(zhì)的周期性遞變規(guī)律，試確定以上十種元素的相對位置，并填入下表：ABH思路方法：閱讀題干接受新信息，在分析、比較表格中各元素的共性和個性能基礎(chǔ)上，進行歸納綜合，然后，把“元素性質(zhì)的周期遞變規(guī)律”這一已學過的知識遷移到新的情景中，從中確定出題中十種元素的相對位置。而不是先確定A～F是什么元素，再排出它們在周期表的位置。這樣做去考慮會使人走入死胡同，因為根據(jù)題中的信息無法確定A～F是什么元素。本題要求有較強的分析、比較、歸納能力，注意突破思維定勢。事實上要排出答案所填空的結(jié)論，的確有一些無把握的因素，突出的是B、F、G、H性質(zhì)相似，在題給填空表中安排在不同的排；如果以相似類排成一縱行，D、J則必須位于上、下空格，這就與相對原子質(zhì)量的遞增順序發(fā)生矛盾。所有矛盾都要讓位于以相對原子質(zhì)量遞增順序為基本原則，所以D和J只能分占兩行。解題的關(guān)鍵是突破思維定勢。首先從熔點和不發(fā)生化學反應(yīng)兩欄可確定A、E為稀有氣體元素，再從元素性質(zhì)可得出：B、F、G、H性質(zhì)相似，I、C性質(zhì)相似，D、J性質(zhì)相似，結(jié)合相對于A元素的相對原子質(zhì)量大小順序：FHEGJDCBIA，可確定它們相對位置。答案：AIBCDJGEHF解題要領(lǐng)：通過閱讀題干接受新的信息，在分析、比較表格中各元素的共性的基礎(chǔ)上，進行歸納綜合，然后，把“元素性質(zhì)的周期性遞變”這一思想遷延到新的情境中，從中篩選出解題的方法。例9不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量（設(shè)其為E）如右圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的