化學(xué)必修2學(xué)案專題一第一單元第3課時元素周期表

第3課時元素周期表一、原子序數(shù)按元素在周期表中的順序，由小到大給元素編號，這種編號叫做原子序數(shù)。原子序數(shù)與核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)的關(guān)系是：①原子：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。②陽離子：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)>核外電子數(shù)。③陰離子：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)<核外電子數(shù)。二、元素周期表的結(jié)構(gòu)1．元素周期表的編排原則在周期表中，把電子層數(shù)目相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，再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。2．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期①在元素周期表中，具有相同電子層數(shù)而又按原子序數(shù)遞增的順序排成的橫行叫做周期。②在元素周期表中，不同橫行就是不同周期，一個橫行就是一個周期，共有7個周期。(2)族①在元素周期表中，不同周期中最外層電子數(shù)相同又按電子層數(shù)遞增的順序排成的縱行叫做族。②周期表有18個縱行。除第8、9、10三個縱行叫做第Ⅷ族外，其余每個縱行各為一族。族有主族和副族之分，在周期表中，主族元素的族序數(shù)后標(biāo)A，副族元素的族序數(shù)后標(biāo)B。此外有些族的元素還有一些特別的名稱。例如：第ⅠA族：堿金屬元素(氫元素除外)；第ⅦA族：鹵族元素；0族：稀有氣體元素。三、元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律1．同周期(左→右)3.金屬元素和非金屬元素的分區(qū)(1)分界線：(2)規(guī)律：①金屬性最強的元素為Cs(除放射性元素)；②非金屬性最強的元素為F；③分界線附近的元素既表現(xiàn)出一定的金屬性，又表現(xiàn)出一定的非金屬性。探究點一元素周期表的結(jié)構(gòu)1．元素周期表里每種元素占據(jù)著一個格，格內(nèi)標(biāo)注著元素的若干信息，需要我們對其有初步的認(rèn)識，如下所示：2．元素周期表的編排原則行：核外電子層數(shù)相同的元素排列為一行；行內(nèi)按原子序數(shù)從小到大的順序從左到右排列。列：最外層電子數(shù)相同的元素排成一列；列內(nèi)按原子序數(shù)從小到大的順序由上到下排列。3．周期由元素周期表可知，元素周期表有七個橫行，每一橫行就是一個周期。從上到下依次為第一周期、第二周期……第七周期。每一周期中的元素電子層數(shù)目相同，原子序數(shù)從左到右依次遞增。下表中為各周期的分類及容納的元素種類。4.族元素周期表共有18個縱行，一縱行就是一族，但只有16個族，因為第Ⅷ族包含三個縱行。每一族中的元素最外層電子數(shù)相同(He除外)，電子層數(shù)從上到下依次遞增。注意下表中各族的信息。①由上表可知元素周期表中主族元素的族序數(shù)后標(biāo)A，副族元素的族序數(shù)后標(biāo)B。②稀有氣體因為性質(zhì)穩(wěn)定，有穩(wěn)定的電子結(jié)構(gòu)，化合價為0，因此稱為0族。③過渡元素：元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。④由于鑭系和錒系位于第3列，所以元素種類最多的族是第ⅢB族。5.某些族元素的別稱名稱ⅠA(除氫外)ⅡAⅣAⅤAⅥAⅦA0別稱堿金屬堿土金屬碳族氮族氧族鹵族稀有氣體(1)七個周期橫著看，三短四長七不全；縱看共有十八列，七主七副零Ⅷ三；副族元素中間站，主族元素靠兩邊；若分金屬非金屬，硼砹之間劃連線。(2)族序數(shù)為Ⅱ、Ⅲ的地方是主族和副族的分界線，第一次分界時主族在副族的前面，第二次分界時副族在主族的前面?！暗谝淮巍笔侵涪馎、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ依次排列?！暗诙巍笔侵涪馚、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0依次排列。1．教材所示元素周期表中格的顏色有什么含義？提示：元素周期表中每一格表示一種元素。格的顏色分兩種，其中藍(lán)色部分表示非金屬，橘黃色部分表示金屬，紅線框起來的橘黃色部分表示過渡元素。2．最外層電子數(shù)為2的元素一定位于第ⅡA族嗎？提示：不一定。最外層電子數(shù)為2的元素：主族(第ⅡA族)、副族(第ⅡB、第ⅢB、第ⅣB、第ⅦB族)、0族的He、Ⅷ族的26Fe、27Co等。3．短周期元素中族序數(shù)與周期數(shù)相同的元素有哪些？提示：短周期中族序數(shù)與周期數(shù)相同的有三種元素：若族序數(shù)(或周期數(shù))為1，則為氫；若族序數(shù)(或周期數(shù))為2，則為鈹；若族序數(shù)(或周期數(shù))為3，則為鋁?！纠?】國際無機化學(xué)命名委員會將長式周期表原先的主、副族號取消，從左往右改為18列，堿金屬為第1列，稀有氣體為第18列，按這個規(guī)定，下列說法不正確的是()A．只有第2列元素的原子最外層有2個電子B．第14列元素形成化合物種類最多C．第3列元素種類最多D．第16、17列元素不都是非金屬元素【思路分析】本題考查了元素周期表的結(jié)構(gòu)，必須熟練掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)和各族元素的具體特點?！窘馕觥块L式周期表中各族元素的排列順序為ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ族、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素應(yīng)分別與以上各族對應(yīng)，所以第2列為堿土金屬族，其最外層有2個電子，但元素He及多數(shù)過渡元素的最外層也是2個電子；第14列為碳族元素，形成化合物的種類最多；第3列為ⅢB族，有鑭系和錒系元素，元素種類最多；第16、17列分別為氧族和鹵族元素，并非全部為非金屬。【答案】A下列敘述中正確的是(C)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ⅠA族的所有元素解析：A選項中氧元素沒有最高正價，氟元素沒有正價；B選項中第六周期有32種元素；D選項中ⅠA族中的氫元素不是堿金屬元素。下圖中各選項均為元素周期表的一部分(圖中數(shù)字為原子序數(shù))，其中正確的是(D)解析：本題考查周期表的結(jié)構(gòu)，要求熟記1～18號元素在周期表中的具體位置。解題時，可根據(jù)稀有氣體2號、10號元素在周期表的最右端，即可排除A、B、C選項。探究點二確定元素在周期表中的位置1．根據(jù)原子結(jié)構(gòu)周期數(shù)＝核外電子層數(shù)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價＝8－|最低負(fù)價|質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)＝原子核外電子數(shù)2．根據(jù)核外電子排布規(guī)律推斷(1)最外層電子數(shù)等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。(2)最外層有1個或2個電子，則可能是第ⅠA、第ⅡA族元素，也可能是副族、第Ⅷ族或氦元素。(3)最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的元素一定位于第二周期。(4)某元素的陰離子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相同，則該元素位于第三周期；若為陽離子，則位于第四周期。3．根據(jù)0族元素原子序數(shù)推斷已知0族元素的原子序數(shù)如下表：周期一二三四五六七原子序數(shù)21018365486118(1)比大小定周期比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小，找出與其相近的0族元素，那么該元素就和原子序數(shù)大的0族元素處于同一周期。(2)求差值定族數(shù)①若某元素的原子序數(shù)比相應(yīng)0族元素的多1或2，則該元素應(yīng)位于0族元素所在周期的下一個周期的第ⅠA族或第ⅡA族。②若比相應(yīng)0族元素的少1～5時，則應(yīng)位于同周期的第ⅦA～第ⅢA族。③若差值為其他數(shù)，則由相應(yīng)差數(shù)找出相應(yīng)的族。(3)實例①53號元素由于36<53<54，則53號元素位于第五周期，54－53＝1，故53號元素位于54號元素左側(cè)第一格，即第ⅦA族，故53號元素位于第五周期第ⅦA族。②88號元素由于86<88<118，則88號元素位于第七周期，88－86＝2，所以88號元素位于第七周期的第二格，即第ⅡA族，故88號元素位于第七周期第ⅡA族。你能確定下列特殊位置的短周期元素嗎？(1)族序數(shù)等于周期序數(shù)的元素：H、Be、Al。(2)族序數(shù)等于周期序數(shù)的2倍的元素：C、S。(3)周期序數(shù)是族序數(shù)的2倍的元素：Li。(4)族序數(shù)等于周期序數(shù)的3倍的元素：O。(5)最高正價與最低負(fù)價的代數(shù)和為0的元素：C、Si。(6)最高正價是最低負(fù)價絕對值的3倍的元素：S。(7)同主族的兩種元素，原子序數(shù)為2倍關(guān)系的是S和O?！纠?】我國的納米基礎(chǔ)研究能力已躋身于世界前列，曾制得一種合成納米材料，其化學(xué)式為RN。已知該化合物中的Rn＋核外有28個電子，則R元素位于元素周期表的()A．第三周期第ⅤA族 B．第四周期第ⅢA族C．第五周期第ⅢA族 D．第四周期第ⅤA族【思路分析】判斷出Rn＋的化合價根據(jù)離子的電子數(shù)求解原子序數(shù)。熟記稀有氣體元素的原子序數(shù)應(yīng)用稀有氣體定位法?！窘馕觥繐?jù)化學(xué)式RN知N為－3價，則Rn＋為＋3價，所以R的原子序數(shù)為28＋3＝31；與31最鄰近的稀有氣體元素原子序數(shù)為36(氪：第四周期)，所以31－36＝－5，因此R元素也在第四周期，8－|－5|＝3，則R在第ⅢA族，故選B。【答案】B2016年IUPAC命名117號元素為Ts(中文名“”tián)，Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7。下列說法不正確的是(D)A．Ts是第七周期第ⅦA族元素B．Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)C．Ts在同族元素中非金屬性最弱D．中子數(shù)為176的Ts核素符號是eq\o\al(176,117)Ts解析：A項，可以根據(jù)同族元素原子序數(shù)關(guān)系推出第七周期0族元素的原子序數(shù)為118，可知117號元素位于第七周期ⅦA族；B項，同位素原子的質(zhì)子數(shù)相同，所以電子數(shù)也相同；C項，同族元素的非金屬性由上到下隨原子半徑增大而減弱；D項，原子符號左上角數(shù)字表示的是質(zhì)量數(shù)，不是中子數(shù)，正確表示應(yīng)為eq\o\al(293,117)Ts。探究點三元素周期表中原子序數(shù)的序差關(guān)系元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式，是學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的一種重要工具，其內(nèi)容抽象，規(guī)律性強。現(xiàn)從元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系總結(jié)了以下規(guī)律。1．同主族不同周期相鄰元素的原子序數(shù)之差：“左上右下”規(guī)律“左上”指過渡元素左側(cè)(即第ⅠA族、第ⅡA族)上下相鄰元素的原子序數(shù)之差等于上面元素所在周期元素的種數(shù)?！坝蚁隆敝高^渡元素右側(cè)(即第ⅢA～第ⅦA族)上下相鄰元素的原子序數(shù)之差等于下面元素所在周期元素的種數(shù)。具體可總結(jié)如下：注意：掌握該規(guī)律的前提是要記住每一周期所含元素的種數(shù)，即第一周期2種，第二周期8種，第三周期8種，第四周期18種，第五周期18種，第六周期32種，第七周期不完全周期，若排滿也應(yīng)為32種。2．同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序數(shù)之差規(guī)律(1)第二、三周期元素，原子序數(shù)之差為1。(2)第四、五周期元素，原子序數(shù)之差為11(因為這兩周期包括有副族元素7種，第Ⅷ族元素3種)。(3)第六、七周期元素，原子序數(shù)之差為25(因為這兩周期分別包括副族元素6種，第Ⅷ族元素3種，第六周期鑭系15種，第七周期錒系15種)。3．同周期不相鄰主族元素的原子序數(shù)之差規(guī)律同周期中不相鄰的主族元素之間，如果兩種元素在過渡元素同側(cè)，則原子序數(shù)之差等于兩種元素所在族的序數(shù)之差；如果兩種元素在過渡元素兩側(cè)，則原子序數(shù)之差等于兩種元素所在族的序數(shù)之差與10或24的和。4．“┬”型、“┴”型元素原子序數(shù)之間的規(guī)律直接相鄰的“┬”型元素原子序數(shù)的關(guān)系如圖甲所示，直接相鄰的“┴”型元素原子序數(shù)的關(guān)系如圖乙所示。注意：①解題時要注意題目是否要求某元素在短周期中。②要注意題中所給位置在周期表中確實存在，并注意鑭系和錒系元素的特殊情況。5．“＋”型元素原子序數(shù)之間的規(guī)律ⅢA族→0族區(qū)域內(nèi)滿足“＋”型元素原子序數(shù)的關(guān)系，如圖所示。1．同一周期的ⅠA族、ⅦA族的兩種元素的原子序數(shù)之差為多少？提示：①第2、3周期，原子序數(shù)之差為6(族序數(shù)之差)；②第4、5周期，原子序數(shù)之差為16(族序數(shù)之差＋10)；③第6、7周期，原子序數(shù)之差為30(族序數(shù)之差＋24)。2．具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子aXm＋和bYn－的原子序數(shù)之差為多少？提示：離子aXm＋和bYn－具有相同電子層結(jié)構(gòu)，a－m＝b＋n，則a－b＝m＋n，即原子序數(shù)之差等于兩個離子所帶電荷的絕對值之和?！纠?】(多選)元素周期表中相鄰元素之間原子序數(shù)的關(guān)系正確的是()A．同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)之差一定都是1B．同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)之差有1、11、25C．同主族相鄰周期元素的原子序數(shù)之差一定都是8D．同主族相鄰周期元素的原子序數(shù)之差可能有2、8、18、32【思路分析】解答本題的關(guān)鍵是總結(jié)元素周期表中相鄰周期和相鄰主族元素的原子序數(shù)的差值。【解析】分析元素周期表可知，同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)之差有1、11、25；同主族相鄰周期元素的原子序數(shù)之差有2、8、18、32?！敬鸢浮緽D原子序數(shù)為x的元素E在元素周期表中位于A、B、C、D四種元素中間(如下圖所示)，則A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)之和不可能是(鑭系、錒系、0族元素除外)(B)A.4x B．4x＋6C．4x＋10 D．4x＋14解析：A、B、C、D四種元素中，同周期的A、C兩種元素的原子序數(shù)之和為2x，又同主族相鄰的兩元素之間的原子序數(shù)相差2(本題不可能，因B不是第一周期元素)、8、18、32。所以四種元素中，同主族的B、D兩種元素的原子序數(shù)之和可能為2x、2x＋10或2x＋14。則四種元素的原子序數(shù)之和可能為4x、4x＋10或4x＋14，B項不正確。1．下列說法中，錯誤的是(A)A．原子及其離子的核外電子層數(shù)等于該元素所在的周期序數(shù)B．元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素C．除He外的稀有氣體元素原子的最外層電子數(shù)都是8D．第ⅡA族與第ⅢA族之間隔著10個縱行解析：本題考查的是元素周期表的結(jié)構(gòu)，應(yīng)特別注意族的排列順序。簡單的陰離子如F－、Cl－及相應(yīng)原子F、Cl的核外電子層數(shù)等于元素所在的周期序數(shù)，但像Na＋、Mg2＋、Al3＋等陽離子的核外電子層數(shù)等于元素所在周期的上一周期的周期序數(shù)，A項錯誤；從第ⅢB族到第ⅡB族共10個縱行的元素全部都是金屬元素，B項正確；除He的最外層有2個電子外，其他稀有氣體元素原子的最外層電子數(shù)都是8，C項正確；第ⅡA族與第ⅢA族之間隔著7個副族和一個第Ⅷ族(3個縱行)共10個縱行，D項正確。2．如圖所示為各元素周期表中的一部分，表中數(shù)字是原子序數(shù)，其中X為35的是(A)解析：X為35，所對應(yīng)元素為Br元素，位于周期表中第4周期第ⅦA族。16號、52號元素分別位于第3周期ⅥA族、第5周期ⅥA族，X位置正確，故A正確；26號、28號元素分別為Fe、Ni，位于第4周期，則X在第5周期，不符合，故B錯誤；74號、76號元素分別為W、Os，位于第6周期，則X代表第5周期的Tc，不符合，故C錯誤；18號、54號元素分別為Ar、Xe，則X代表第4周期的Kr元素，不符合，故D錯誤。3．俄羅斯科學(xué)家用含20個質(zhì)子的鈣的一種原子轟擊含95個質(zhì)子的镅原子，結(jié)果4次成功合成4個第115號元素的原子。這4個原子生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素。下列有關(guān)敘述正確的是(B)A．115號元素在第六周期B．113號元素在第七周期第ⅢA族C．115號和113號元素都是非金屬元素D．镅元素和115號元素不在同一周期解析：95號元素镅、115號元素、113號元素，原子序數(shù)都大于86而小于118，所以都在第七周期；115號比118號原子序數(shù)少3，應(yīng)在第ⅤA族，113號元素在第ⅢA族；113號元素和115號元素都是金屬元素。4．下列說法中正確的是(D)A．元素周期表是按相對原子質(zhì)量逐漸增大的順序從左到右排列的B．最外層電子數(shù)相同的元素一定屬于同一族C．非金屬元素的最外層電子數(shù)都大于等于4D．同周期元素的電子層數(shù)相同解析：元素周期表是按原子的核電荷數(shù)排列的；氦原子最外層電子數(shù)為2，排在0族而不是第ⅡA族；非金屬元素H、He的最外層電子數(shù)都小于4。5．原子序數(shù)為x的元素位于周期表中的ⅡA族，則原子序數(shù)為x＋1的元素不可能處在(B)A．ⅢA族 B．ⅠA族C．鑭系 D．ⅢB族解析：原子序數(shù)為x＋1的元素應(yīng)位于ⅡA族右側(cè)相鄰的族，在短周期中為ⅢA族，長周期中為ⅢB族，鑭系元素屬于ⅢB族。6．X、Y、Z和W代表原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，它們滿足以下條件：①元素周期表中，Z與Y相鄰，Z與W也相鄰；②Y、Z和W三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17。請?zhí)羁眨?1)Y、Z和W三種元素是否位于同一周期(填“是”或“否”)：否，理由是若三者處于同一周期，則最外層電子數(shù)之和不可能為17。(2)Y是N，Z是O，W是S。(3)X、Y、Z和W可組成一化合物，其原子個數(shù)之比為8241。寫出該化合物的名稱及化學(xué)式硫酸銨(NH4)2SO4