2024年新高一化學(xué)暑假講義講義19 元素周期律（學(xué)生版）

第十九講元素周期律1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化規(guī)策2.以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例，掌握同周期主族元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律3.理解元素周期律及其本質(zhì)。元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律1.隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由1到8的周期性變化（第一周期元素除外）。2.隨著原子序數(shù)的遞增，同周期的元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。3.隨著原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價(jià)呈現(xiàn)由+1到+7、最低負(fù)價(jià)呈現(xiàn)由-4到-1的周期性變化。4.元素金屬性和非金屬性的周期性變化（1）探究第三周期元素性質(zhì)的遞變①鎂與水反應(yīng)

加一小段鎂條，用砂紙除去表面的氧化膜，放在試管中。向試管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，觀察現(xiàn)象。過一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現(xiàn)象。開始階段無明顯現(xiàn)象，加熱至液體沸騰，鎂條表面產(chǎn)生大量氣泡，溶液變?yōu)榧t色。鎂能夠與沸水反應(yīng)，生成氫氣和氫氧化鎂：Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑；鎂與水反應(yīng)不如與鈉反應(yīng)劇烈②氫氧化鋁的性質(zhì)向試管中加入2mL1mol/LAlCl3溶液，然后滴加氨水，直到不再產(chǎn)生白色絮狀A(yù)l(OH)3沉淀為止。Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)（制備氫氧化鋁）將Al(OH)3沉淀分裝在兩支試管中，向一支試管中滴加2mol/L鹽酸，另一支試管中滴加2mol/LNaOH溶液。邊滴邊振蕩，觀察現(xiàn)象。白色絮狀沉淀既能溶于鹽酸，又能溶于氫氧化鈉溶液。Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O兩性氧化物：既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。如Al(OH)3。用2mL1mol/LMgCl2溶液代替AlCl3溶液做上述實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象。白色沉淀溶于鹽酸，不溶于氫氧化鈉溶液。Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓③鈉、鎂、鋁的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性NaOHMg(OH)2Al(OH)3分類強(qiáng)堿中強(qiáng)堿(屬于弱堿)兩性氫氧化物堿性強(qiáng)弱NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3結(jié)論金屬性：Na>Mg>Al④硅、磷、硫、氯最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性非金屬性SiPSCl最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3結(jié)論非金屬性：Cl>S>P>Si（2）第三周期主族元素性質(zhì)遞變性規(guī)律eq\o(→,\s\up11(NaMgAlSiPSCl),\s\do4(金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)))規(guī)律：同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強(qiáng)，故金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。二、元素周期律1．內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。2．實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性的變化的必然結(jié)果。3.元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷規(guī)律(1)金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)①元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其金屬性越強(qiáng)。②元素的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，則其金屬性越強(qiáng)。如：堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3金屬性：Na>Mg>Al③金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若A置換出B，則A的金屬性強(qiáng)于B。④在金屬活動(dòng)性順序表中，前面的金屬性強(qiáng)于后面的。⑤金屬陽離子的氧化性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的還原性越弱，元素的金屬性越弱(注：Fe的陽離子僅指Fe2＋)。如：氧化性Cu2+>Fe2+，還原性Fe>Cu。(2)非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)①非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其非金屬性越強(qiáng)。②非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)。如：氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI非金屬性：F2>Cl2>Br2>I2③元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，則其非金屬性越強(qiáng)。如：酸性：HClO4>H2SO4非金屬性：Cl>S④非金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若A置換出B，并且A體現(xiàn)出氧化性，則A的非金屬性強(qiáng)于B。⑤非金屬陰離子的還原性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的氧化性越弱，元素的非金屬性越弱。如：還原性：I->Br->Cl-氧化性：Cl2>Br2>I2注意：判斷元素非金屬性強(qiáng)弱的“兩個(gè)不能”(1)不能根據(jù)氫化物水溶液的酸性判斷元素的非金屬性強(qiáng)弱，應(yīng)該根據(jù)氫化物的熱穩(wěn)定性或還原性判斷。(2)不能根據(jù)元素含氧酸的酸性判斷元素的非金屬性強(qiáng)弱，應(yīng)該根據(jù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性判斷。三．元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.元素周期表的分區(qū)將元素周期表按金屬元素和非金屬元素分區(qū)。如圖所示，虛線左下方是金屬元素（第IA族氫元素除外），虛線右上方是非金屬元素，最右一個(gè)縱列是稀有氣體元素。 注意：①周期表的左下方是金屬性最強(qiáng)的元素Cs(鈁是放射性元素，不考慮)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物最強(qiáng)的是CsOH；右上方是非金屬性最強(qiáng)的元素F（稀有氣體不考慮）,但最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的是HClO4。②由于元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界線，因此，位于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。2.元素周期表和元素周期律的應(yīng)用（1）根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律判斷元素性質(zhì)的強(qiáng)弱（或大小）。（2）應(yīng)用于元素“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”的相互推斷。（3）預(yù)測(cè)新元素：為新元素的發(fā)現(xiàn)，以及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線索。（4）尋找新物質(zhì)：①在金屬與非金屬分界處可以尋找半導(dǎo)體材料。②研究氟、氯、硫、磷、砷附近元素，制造新農(nóng)藥。③在過渡元素中尋找催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料。四．元素的“位置——結(jié)構(gòu)——性質(zhì)”之間的關(guān)系 元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置和元素的主要性質(zhì)，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的主要性質(zhì)，故三者之間可相互推斷。1.掌握四個(gè)關(guān)系式①核外電子層數(shù)＝周期數(shù)。②質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。③主族元素原子最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。④主族元素的最高正價(jià)＝族序數(shù)，|最低負(fù)價(jià)|＝主族序數(shù)－8（O、F除外）。2.熟練掌握周期表中的一些特殊規(guī)律①各周期元素種類數(shù)(分別為2、8、8、18、18、32、32)。②稀有氣體元素原子序數(shù)(分別為2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分別在一到七周期)。③同族上下相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系(相差2、8、18、32、32)。④同周期ⅡA族與ⅢA族元素原子序數(shù)差值(有1、11、25等情況)。3.解答短周期主族元素推斷題的突破口(1)位置與結(jié)構(gòu)①周期數(shù)等于族序數(shù)2倍的元素是鋰(Li)。②最高化合價(jià)等于最低化合價(jià)絕對(duì)值3倍的元素是硫(S)。③次外層電子數(shù)等于最外層電子數(shù)4倍的元素是鎂(Mg)。④族序數(shù)與周期數(shù)相同的元素是氫(H)、被(Be)、鋁(Al);族序數(shù)是周期數(shù)2倍的元素是碳(C)、硫(S);族序數(shù)是周期數(shù)3倍的元素是氧(O)。⑤沒有中子的元素是氫(H)。(2)含量與物理性質(zhì)①地殼中含量最高的元素是氧(O),其次是硅(Si)。②地殼中含量最高的金屬元素是鋁(Al)。③單質(zhì)為人工制得純度最高的元素是硅(Si)。④單質(zhì)為天然物質(zhì)中硬度最大的元素是碳(C)。⑤氣態(tài)氫化物最易溶于水的元素是氮(N),氣態(tài)氫化物溶于水顯堿性的元素是氮(N)。⑥對(duì)應(yīng)氫化物沸點(diǎn)最高的非金屬元素是氧(O)。⑦常溫下，單質(zhì)是有色氣體的元素是氟(F)、氯(Cl)。⑧所形成的化合物種類最多的元素是碳(C)。⑨在空氣中，最高價(jià)氧化物的增加會(huì)導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”的元素是碳(C)。⑩最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性最強(qiáng)的元素是氯(Cl)。(3)化學(xué)性質(zhì)與用途①單質(zhì)與水反應(yīng)最劇烈的非金屬元素是氟(F)。②簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物與最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生化合反應(yīng)的元素是氮(N),反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+HNO3=NH4NO3.五．短周期元素微粒半徑規(guī)律“一看”電子層數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí)，一般電子層數(shù)越多，半徑越大。如r(Na)>r(Li)“二看”核電荷數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小。如r(Na)>r(Mg)“三看”核外電子數(shù)：當(dāng)核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大。如r(Fe2+)>r(Fe3+)1．下列對(duì)于第二周期主族元素的敘述正確的是（）A．從左到右，原子得電子能力逐漸減弱 B．從左到右，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)C．從左到右，元素的最高正價(jià)依次升高 D．從左到右，原子半徑依次增大2．元素R的最高價(jià)含氧酸的化學(xué)式為HnRO2n－2，則在氣態(tài)氫化物中R元素的化合價(jià)為（）A．12－3n B．3n－12 C．3n－10 D．6－3n3．下列物質(zhì)性質(zhì)的比較中，正確的是A．金屬性：Al>Mg B．穩(wěn)定性：H2O>H2SC．酸性：H2SO4>HClO4 D．堿性：NaOH>KOH4．下列各組中的性質(zhì)比較，正確的是（）①酸性：HClO4>HBrO4>HIO4②堿性：Ba(OH)2>Ca(OH)2>Mg(OH)2③還原性：F->Cl->Br-④穩(wěn)定性：HCl>H2S>PH3⑤熔沸點(diǎn)：AsH3>PH3>H2OA．①②④ B．①②③ C．②③④ D．①②④⑤5．下列能說明氯元素的非金屬性比硫元素強(qiáng)的是①HCl比穩(wěn)定②的還原性比的強(qiáng)③能與反應(yīng)生成S④HCl的溶解度比的大⑤與Fe反應(yīng)生成，S與Fe反應(yīng)生成FeS⑥HC的酸性比的強(qiáng)A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．①②③④⑤⑥6．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如表所示：元素符號(hào)XYZRT原子半徑/nm0.1600.0890.1020.1430.074主要化合價(jià)+2+2-2、+4、+6+3-2根據(jù)表中信息，判斷以下說法正確的是（）A．單質(zhì)與稀硫酸反應(yīng)的速率大?。築．X、R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物均能溶于NaOH溶液C．元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性：D．相同條件下，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：7．X、Y、Z是同周期的三種元素，已知其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HXO4>H2YO4>H3ZO4。則下列說法正確的是（）A．元素的非金屬性：X>Y>Z B．原子半徑：X>Y>ZC．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：X<Y<Z D．原子序數(shù)：Z>Y>X8．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，Y在短周期中原子半徑最大，Z是地殼中含量最高的金屬元素，X和W同主族，W的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為4。下列說法正確的是（）A．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：X＜WB．原子半徑由小到大的順序：r（X）＜r（Z）＜r（W）C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：Y＞ZD．X與Y只能形成一種化合物9．下列敘述中能肯定說明金屬A比金屬B的活潑性強(qiáng)的是（）A．A原子最外層電子數(shù)比B原子的最外層電子數(shù)少B．A原子電子層數(shù)比B原子的電子層數(shù)多C．1molA從酸中置換生成的H2比1molB從酸中置換生成的H2多D．常溫時(shí)，A能從酸中置換出氫，而B不能10．如表是元素周期表的一部分，針對(duì)表中的①~⑩號(hào)元素，用元素符號(hào)或化學(xué)式回答以下問題：主族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②三③④⑤⑥⑦⑧四⑨⑩（1）在③~⑦號(hào)元素中，原子半徑最大的是___（填元素符號(hào)），其離子的結(jié)構(gòu)示意圖為___。（2）①~⑩號(hào)元素中，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是___（填化學(xué)式，下同），堿性最強(qiáng)的是__，呈兩性的氫氧化物是__；三者相互反應(yīng)的離子方程式為__、__、_。（3）元素②的一種原子的質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少1，則mg此原子形成的簡(jiǎn)單離子中含有的電子的物質(zhì)的量為___mol。（4）在⑦與⑩的單質(zhì)中，化學(xué)性質(zhì)較活潑的是__，可用什么化學(xué)反應(yīng)說明該事實(shí)（寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式）：__。1．下列關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)變化的比較，不正確的是A．離子半徑大?。篠2－＞O2－＞Na＋B．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：HBr＜HCl＜HFC．堿性強(qiáng)弱：KOH＞NaOH＞LiOHD．還原性強(qiáng)弱：F－＞Cl－＞Br－＞I－2．下列遞變規(guī)律不正確的是：A．Na、Mg、Al還原性依次減弱 B．I2、Br2、Cl2氧化性依次增強(qiáng)C．C、N、O原子半徑依次增大 D．P、S、Cl最高正價(jià)依次升高3．X、Y、Z、M、Q、R皆為前20號(hào)元素，其原子半徑與主要化合價(jià)的關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤是

A．Q位于第三周期IA族B．X、Y、Z三種元素組成的化合物可能是鹽或堿C．Z與M的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物均為強(qiáng)酸D．簡(jiǎn)單離子半徑：4．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相對(duì)位置如下表所示，其中R單質(zhì)在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸。則下列判斷正確的是A．非金屬性：Z＜T＜XB．R與Q的電子數(shù)相差26C．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：R＜T＜QD．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Q＞T5．如圖是元素周期表的一部分，下列敘述不正確的是A．的最高正化合價(jià)為價(jià)B．的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為C．酸性：D．原子半徑：6．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：H2O>NH3B．鈉元素的金屬性比鎂元素的強(qiáng)C．如圖所示實(shí)驗(yàn)不能證明元素的非金屬性：Cl>C>SiD．鉈（81Tl）與Al同主族，其單質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)7．已知短周期元素的離子。、、、()都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是①原子半徑：②離子半徑：③金屬性：④A．②④ B．②③ C．①③ D．全部8．有A、B、C、D、E五種金屬元素，在相同條件下，B元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比A的強(qiáng)；A，B單質(zhì)均可以從C鹽溶液中置換出C；D單質(zhì)可以與冷水劇烈反應(yīng)并放出氫氣；A，B，C，E四種單質(zhì)分別投入鹽酸中，只有E不放出氫氣。則五種金屬元素的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?)A．D＞B＞A＞C＞E B．A＞B＞C＞E＞DC．D＞B＞E＞A＞C D．D＞E＞B＞A＞C9．如圖是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖。則下列說法正確的是A．簡(jiǎn)單離子的半徑：B．Y、R兩種元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：D．由X與M兩種元素組成的化合物不能與任何酸反應(yīng)，但能與強(qiáng)堿反應(yīng)10．同一周期的X、Y、Z三種元素，已知最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性順序?yàn)镠XO4＞H2YO4＞H3ZO4，則下列判斷錯(cuò)誤的是A．原子半徑：X＞Y＞Z B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HX＞H2Y＞ZH3C．元素原子得電子能力：X＞Y＞Z D．陰離子的還原性：Z3－＞Y2－＞X－11．A、B、C、D、E、F是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相對(duì)位置如圖，