適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第5章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第24講元素周期表和元素周期律及其應(yīng)用課件

第24講元素周期表和元素周期律及其應(yīng)用【課標(biāo)指引】

1.認(rèn)識元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化,知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。2.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征,了解元素周期律(表)的應(yīng)用價值。考點一元素周期表的結(jié)構(gòu)與核外電子排布考點二元素周期律目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階答題模板1電離能的比較及原因分析考點一元素周期表的結(jié)構(gòu)與核外電子排布必備知識?梳理1.元素周期表的編排原則

電子層數(shù)

原子序數(shù)

最外層電子數(shù)

電子層數(shù)

2.元素周期表的結(jié)構(gòu)

短周期

288長周期

18183232短周期元素和長周期元素

7A8B183.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系最高能級所在能層序數(shù)=周期序數(shù)

周期電子層(能層)序數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)價層電子排布式原子序數(shù)價層電子排布式一11

22s2二232s110

三311

183s23p6四4194s136

五537

545s25p6六6556s186

七787

1187s27p61s12s22p63s14s24p65s16s26p67s1(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系

價層電子總數(shù)=主族序數(shù)

主族ⅠAⅡAⅢAⅣA價層電子排布

主族ⅤAⅥAⅦA—價層電子排布

—ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np54.元素周期表的分區(qū)(1)按元素的種類分區(qū)增強(qiáng)

非金屬

金屬

增強(qiáng)

(2)按價層電子排布分區(qū)

微點歸納元素周期表中各分區(qū)原子的價層電子排布特點分區(qū)價層電子排布s區(qū)ns1~2p區(qū)ns2np1~6(除He外)d區(qū)(n-1)d1~9ns1~2(除鈀外)ds區(qū)(n-1)d10ns1~2f區(qū)(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2【應(yīng)用示例】元素在周期表中的位置與其基態(tài)原子核外電子排布有關(guān),元素X的+3價基態(tài)離子的電子排布式為[Ar]3d5,回答問題:(1)元素X是________,其基態(tài)原子核外簡化電子排布式為_____________。(2)元素X在周期表中的位置是__________________,處于周期表的________區(qū)。

Fe(或鐵)[Ar]3d64s2第四周期第Ⅷ族

d5.元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測:為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新物質(zhì)(3)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn):對探礦有指導(dǎo)意義的是地球化學(xué)元素的分布與它們在元素周期表中的位置關(guān)系,研制農(nóng)藥材料等。半導(dǎo)體

合金

農(nóng)藥

關(guān)鍵能力?提升考向1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系例1具有以下結(jié)構(gòu)的基態(tài)原子的元素,一定屬于主族元素的是(

)A.最外層有1個電子的原子B.最外層電子排布式為ns2的原子C.最外層有3個未成對電子的原子D.次外層無未成對電子的原子C解析

最外層有1個電子的原子,可能屬于主族元素(第ⅠA族),也可能屬于副族元素,如Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)等,A錯誤;最外層電子排布式為ns2的原子可能是主族元素(第ⅡA族),也可能是0族(如He)或副族元素,如Mn(3d54s2)、Zn(3d104s2)等,B錯誤;最外層有3個未成對電子的原子,其電子排布式為ns2np3,屬于第ⅤA族元素,C正確;次外層無未成對電子的原子,說明次外層全充滿,可能屬于主族元素(如O、N等),也可能屬于0族(如Ne等)或副族(如Cu、Zn等),D錯誤。[對點訓(xùn)練1]

具有下列特征的原子對應(yīng)的元素,一定屬于同一周期的是(

)A.最外電子層上全部都是s軌道電子B.3p能級上電子數(shù)為奇數(shù)C.4s能級上有2個電子D.次外層電子數(shù)均為8B解析

原子最外電子層上全部都是s軌道電子,對應(yīng)元素可能是第ⅠA、ⅡA族,也可能是過渡元素,如Cu(3d104s1)等,不一定處于同周期,A錯誤;3p能級上電子數(shù)為奇數(shù)的原子可能是Al(3s23p1)、P(3s23p3)、Cl(3s23p5),對應(yīng)元素均處于第三周期,B正確;4s能級上有2個電子,若4s能級是最高能級,可能是第四周期的元素,如Ca(4s2)、Zn(3d104s2)等,若4s能級不是最高能級,可能是第五、六、七周期的元素,C錯誤;原子的次外層電子數(shù)為8的元素可能是第三周期元素,如Na、Mg等,也可能是第四周期元素,如K、Ca等,不一定處于同周期,D錯誤?？枷?元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用例2(2024·湖南長郡中學(xué)月考)元素X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如圖所示。已知Y元素原子的價層電子排布式為nsn-1npn+1,下列說法不正確的是(

)

X

Y

Z

A.Y元素原子的價層電子排布式為3s23p4B.Y元素在元素周期表的第四周期第ⅥA族C.X元素所在周期中所含非金屬元素最多D.Z元素在元素周期表中處于p區(qū)B解析

Y元素原子的價層電子排布式中出現(xiàn)了np能級,故其ns能級已經(jīng)充滿且只能為2個電子,則n-1=2,n=3,即Y元素原子的價層電子排布式為3s23p4,A正確,B錯誤;Y為S元素,X為F元素,第二周期所含非金屬元素最多,C正確;Z為As元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,最后1個電子填充在4p軌道,故屬于p區(qū)元素,D正確。歸納總結(jié)1.相鄰周期同主族元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系(2)元素周期表的右側(cè)中第ⅢA族~0族區(qū)域內(nèi)滿足“”型結(jié)構(gòu)片段,元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系如圖所示:[對點訓(xùn)練2]X、Y、Z、W均為短周期元素,它們在元素周期表中的位置如圖所示,已知W原子的最外層電子比內(nèi)層電子少3個,下列說法正確的是(

)A.氧化物對應(yīng)水化物酸性W比Z強(qiáng)B.Y單質(zhì)與Z的氫化物水溶液反應(yīng),有沉淀生成C.基態(tài)原子核外的未成對電子數(shù):X<YD.簡單離子的半徑:Z<WB解析

X、Y、Z、W均為短周期元素,W原子的最外層電子比內(nèi)層電子少3個,則W為Cl元素,結(jié)合元素在周期表中相對位置可知,Z為S,Y為O,X為N。HClO為Cl的一種氧化物對應(yīng)的水化物,其為弱酸,酸性比H2SO3、H2SO4都弱,A錯誤;氧氣和硫化氫溶液反應(yīng)生成硫單質(zhì),溶液變渾濁,B正確;X為N,Y為O,基態(tài)N原子有3個未成對電子,基態(tài)O原子有2個未成對電子,C錯誤;S2-、Cl-具有相同的核外電子排布,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,D錯誤?？键c二元素周期律必備知識?梳理1.元素周期律

原子序數(shù)

核外電子排布

2.主族元素的原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的變化規(guī)律(1)原子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律項目同周期(左→右)同主族(上→下)核電荷數(shù)逐漸

逐漸

電子層數(shù)均相同逐漸

原子半徑逐漸

逐漸

離子半徑陽離子逐漸

陰離子逐漸

陽離子(或陰離子)逐漸

增大

增大

增多

減小

增大

減小

減小

增大

(2)元素性質(zhì)的變化規(guī)律

性質(zhì)同周期(左→右)同主族(上→下)金屬性逐漸

逐漸

非金屬性逐漸

逐漸

氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸

逐漸

第一電離能呈

趨勢

逐漸

電負(fù)性逐漸

逐漸

減弱

增強(qiáng)

增強(qiáng)

減弱

增強(qiáng)

減弱

增大

減小

增大

減小

3.元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法

4.電離能(I)基態(tài)

基態(tài)

增大

減小

價層電子

越大

越大

5.電離能的三個重要應(yīng)用

6.電負(fù)性

吸引力

越大

4.01.0增大

減小

7.電負(fù)性的三個重要應(yīng)用

8.對角線規(guī)則在元素周期表中,某些主族元素與________的主族元素的有些性質(zhì)是相似的,這種相似性被稱為“對角線規(guī)則”。

右下方

關(guān)鍵能力?提升考向1粒子半徑、元素金屬性和非金屬性的比較例1X、Y、Z、W、M是五種常見的短周期主族元素,其原子半徑隨原子序數(shù)的變化如圖所示,已知Y的原子核外電子總數(shù)是W的4倍,M、X的最外層電子數(shù)之和與W的最外層電子數(shù)相等。下列說法錯誤的是(

)A.金屬性:X>WB.非金屬性:Z>Y>MC.M、X、Y、Z的離子半徑:M<X<Z<YD.W與Z形成的氣態(tài)分子中各原子最外層均達(dá)到8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D解析

由題給信息推知,M、W、X、Y、Z分別為H、Be、Na、S、Cl元素。金屬性:Na>Be,非金屬性:Cl>S>H,A、B均正確;離子的電子層數(shù)越多,離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同時,核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,故離子半徑:H+<Na+<Cl-<S2-,C正確;BeCl2中Be原子最外層只有4個電子,不滿足8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D錯誤。[對點訓(xùn)練1]P4O10吸濕性強(qiáng),常被用作氣體和液體的干燥劑,它甚至可以使硝酸脫水:P4O10+12HNO3═6N2O5↑+4H3PO4。下列說法正確的是(

)A.原子半徑:P>O>NB.非金屬性:N<PC.離子半徑大小:r(N3-)>r(O2-)D.酸性強(qiáng)弱:H3PO4>HNO3C

考向2電離能、電負(fù)性的變化規(guī)律及應(yīng)用例2(2024·江蘇南通期初調(diào)研)當(dāng)汽車遭受一定碰撞力量以后,安全氣囊中的物質(zhì)會發(fā)生劇烈的反應(yīng):NaN3+KNO3→K2O+Na2O+N2↑(未配平),生成大量氣體。下列說法正確的是(

)A.半徑大小:r(Na+)<r()

B.電負(fù)性大小:N>OC.電離能大小:I1(Na)>I1(O)

D.堿性強(qiáng)弱:KOH<NaOHA[對點訓(xùn)練2](2023·廣東廣州天河區(qū)二模)X、Y、Z、N是原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素,其元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表。下列說法正確的是(

)B元素元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)X原子核外s能級上的電子總數(shù)與p能級上的電子總數(shù)相等,但第一電離能低于同周期相鄰元素Y原子核外s能級上的電子總數(shù)與p能級上的電子總數(shù)相等,但第一電離能高于同周期相鄰元素Z其價電子中,在不同形狀的原子軌道中運動的電子數(shù)相等N只有一個不成對電子A.原子半徑:Z>Y>XB.元素的電負(fù)性:X>N>ZC.元素的第一電離能:Z>N>YD.X的基態(tài)原子的電子軌道表示式:解析

X、Y、Z、N是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,X元素原子核外s能級上的電子總數(shù)與p能級上的電子總數(shù)相等,但第一電離能低于同周期相鄰元素,為O元素;Y原子核外s能級上的電子總數(shù)與p能級上的電子總數(shù)相等,但第一電離能高于同周期相鄰元素,為Mg元素;Z元素價電子中,在不同形狀的原子軌道中運動的電子數(shù)相等,為Si元素;N元素只有一個不成對電子且在這幾種元素中原子序數(shù)最大,為Cl元素。X為O,Y為Mg,Z為Si,原子半徑大小為Mg>Si>O,A錯誤;X為O,Z為Si,N為Cl,電負(fù)性大小為O>Cl>Si,B正確;Y為Mg,Z為Si,N為Cl,元素的第一電離能Cl>Si>Mg,C錯誤;X為O,O的基態(tài)原子的電子軌道表示式為

,D錯誤。素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯·避陷阱1.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法錯誤的是(

)A.元素電負(fù)性:Na<P<OB.第一電離能:S>P>SiC.最高化合價:Mn>Cr>VD.離子半徑:Cl->K+>Na+B解析

根據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律,電負(fù)性:Na<P<O,A正確;同周期主族元素從左到右,第一電離能呈增大趨勢,P原子的3p軌道處于半充滿穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能大于S,則第一電離能:P>S>Si,B錯誤;Mn、Cr、V元素的最高化合價分別為+7價、+6價、+5價,C正確;一般電子層數(shù)越多,離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同時,核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,則離子半徑:Cl->K+>Na+,D正確。2.若某原子處于能量最低狀態(tài)時,其價層電子排布式為3d24s2。下列說法正確的是(

)A.該元素處于周期表中的ds區(qū)B.該元素處于周期表中的第四周期第ⅡB族C.該元素原子的M能層共有10個電子D.該元素是金屬元素,與Zn處于同族C解析

該元素基態(tài)原子的價層電子排布式為3d24s2,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,應(yīng)為Ti元素,處于元素周期表中的第四周期第ⅣB族,屬于d區(qū)元素,與Zn不是同族元素。由原子的電子排布式可知,M能層的電子總數(shù)為2+6+2=10。進(jìn)階2練熱點·提素能3.(2023·廣東江門一模)部分短周期元素的原子半徑及主要化合價如表所示。元素XYZWT原子半徑/nm0.1600.1430.1020.0710.099主要化合價+2+3+6、-2-1-1下列有關(guān)說法正確的是(

)A.第一電離能:X比Y小B.簡單離子半徑:T>X>YC.W的氣態(tài)氫化物沸點比T氣態(tài)氫化物沸點低D.T的氧化物對應(yīng)水化物的酸性一定比Z的氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)B解析

T和W均有-1價化合價,且兩者的半徑依次減小,那么兩者分別為Cl、F。由Z的化合價推知Z為S。X、Y的半徑大于Z且其化合價為+2價、+3價,那么它們分別為Mg、Al。X為3s2全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),難失電子,所以其第一電離能X>Y,A項錯誤;離子半徑:電子層多半徑大;同電子層,核電荷數(shù)多半徑小。半徑T>X>Y,B項正確;HF中有分子間氫鍵,沸點更高,即W的氣態(tài)氫化物的沸點高于T,C項錯誤;T的氧化物的水化物有HClO、HClO4等,而Z的有H2SO4和H2SO3,沒有明確物質(zhì)無法比較,D項錯誤。4.(2024·黑龍江大慶第一次質(zhì)檢)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級電子數(shù)的2倍,Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2,Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是(

)A.第一電離能:W>X>Y>ZB.電負(fù)性:Y>Z>WC.簡單離子的半徑:W>X>Y>ZD.氫化物水溶液的酸性:Y>WC解析

短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,Z與X能形成淡黃色化合物Z2X2,該淡黃色化合物應(yīng)為Na2O2,則X為O元素,Z為Na元素,基態(tài)O原子的電子總數(shù)是其最高能級電子數(shù)的2倍;Y與W的最外層電子數(shù)相同,結(jié)合Y的原子序數(shù)在O與Na之間,則Y為F元素,W為Cl元素。同一周期從左向右元素第一電離能總趨勢為逐漸增大,同一主族從上到下第一電離能逐漸減小,故四種元素中第一電離能從大到小的順序為Y>X>W>Z,A錯誤;非金屬性越強(qiáng),元素的電負(fù)性越大,則電負(fù)性為Y>W>Z,B錯誤;四種元素的離子半徑從大到小的順序為Cl->O2->F->Na+,即W>X>Y>Z,C正確;F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素,則形成氫化物后,F原子吸引H原子的能力強(qiáng)于Cl原子,在水溶液中HF不容易發(fā)生電離,則HCl的酸性強(qiáng)于HF,D錯誤。

A

6.(2021·廣東卷)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中,X的原子核只有1個質(zhì)子;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8個電子。下列說法不正確的是(

)CA.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性:W>Z>YC.原子半徑:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合價為+2價解析

本題考查元素推斷與元素周期律。X的原子核只有1個質(zhì)子,則X是氫元素;Y、Z、W為第二周期元素,可分別形成4、2、1條共價鍵,則Y、Z、W分別是C元素、