必修二元素周期表知识点.doc

第一讲 元素周期表
【展示目标 聚焦学习】
1、 原子结构
2、 元素周期表
3、 碱金属元素及其性质
4、 卤族元素及其性质
【知识精讲 深化思维】
要点一：原子结构
1、元素周期表的诞生及其发展
诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表；
依据：将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行；
意义：揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑；
发展：随着化学科学的不断发展，元素周期表中为未知元素留下空位先后被排满；
成熟：当原子结构的奥秘被发现后，元素周期表中的元素的排列依据由相对原子质量改为原子的原子序数，形成现行的元素周期表。
2、元素周期表的编排原则
（1）原子与元素的关系
①原子的结构

原子的结构

在一个原子中：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 =原子序数
②元素的定义：质子数相同的一类原子的总称；
关系：元素将原子分类，按照质子数是否相同分类，对应的一类原子就是一种元素。
原子序数与元素的原子结构之间的关系：
原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数。
（2）原子核外电子排布的规律
核外电子遵循“2n2”的规律：其中“2n2”指的是每一层最多容纳的电子数；“n”指的是电子层数。
每一层排满是最稳定的结构，每当排下那一层电子的时候，首先要看看能不能排满，如果不能排满，则以上一层为标准来排，然后依次类推。
（3）编排原则

相同点
递增
名称
横行
电子层数
从左到右原子序数递增
周期
纵行
最外层电子数相同
从上到下电子层数递增
族
1. 元素周期表的结构
（1）周期（七横七周期，三短四长）
从上到下
类别
各周期原子的电子层数
各周期最多容纳的原子种类
同周期内原子序数变化规律
第一周期
短周期
1
2
从左到右依次增大
第二周期
2
8
第三周期
3
8
第四周期
长周期
4
18
第五周期
5
18
第六周期
6
32
第七周期
7
32
周期序数=电子层数
（3）族（十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ一0）
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
第Ⅷ族
副族
主族
0族
名称

①由上表可知在元素周期表中，对应的第几列就是第几族，其中8、9、10为第Ⅷ族；
②稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素；
③过渡元素：元素周期表中从第IIIB族到第IIB共有10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。
④由于镧系和锕系位于第3列，所以元素种类最多的族的是第IIIB族。
（4） 某些族元素的别称
名称
IA（除H外）
IIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
别称
碱金属
碱土金属
碳族
氮族
氧族
卤族
稀有气体
典型例题
1.已知A、B是元素周期表中第ⅦA族相邻元素，A、B所在周期分别有m、n种元素．若A的原子序数为x，则B的原子序数可能为（　　）
①x+m；②x﹣m；③x+n；④x﹣n．
A． ②③ B．①④ C．①③ D．全部
【解答】VIIA族中元素分别为 F、Cl、Br、I、At，它们的原子序数分别为：9、17、35、53、85，所在周期元素种数为：8、8、18、18、32，如9号氟，9+8=17号氯，即①x+m正确；如果17号氯，17﹣8=9号氟，即②x﹣m正确；同理35号和53的碘，得到；③x+n；④x﹣n都正确，故选D。
2.结合元素周期表，回答下列问题：
（1）表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图1中用实线补全元素周期表的边界　 　．

（2）表中所列元素，属于短周期元素的有　 　；属于主族元素的有　 　；g元素位于第　 　 周期　 　 族；i元素位于第　 　 周期　 　族．
（3）元素f是第　 　周期、第　 　 族元素，请在如图3所示的方框中按氦元素（图2）的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量　 　．
【解答】（1）上边界为短周期元素，一周期有2种元素，二、三周期有8种元素，表示元素周期表的部分边界如图：，
故答案为：；
（2）H、C、Na、Mg、Al、S、Ar；H、C、Na、Mg、Al、S；三；零；四；IIB；
（3）略
变式训练
1.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数．表中数字所对应的元素与它们在周期表中的位置相符的是（　　）
A． B． C． D．
2. A、B、C、D为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示，A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数．
（1）写出A元素的名称：　 　．
（2）B位于元素周期表中第　 　周期，第　 　族．
（3）C的原子结构示意图为　 　．
（4）D的单质与水反应的化学方程式为　 　．
要点二：碱金属元素
1、碱金属的元素的原子结构
元素
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构示意图

原子半径
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
结构特点
相同点
最外层电子数都是1
递变性
从Li到Cs，核电核数逐渐增加，电子层数逐渐增大，半径逐渐增大
2、碱金属的主要物理性质
碱金属单质
颜色和状态
密度（g.cm-3）
熔点（℃）
沸点（℃）
Li
银白色，柔软
0.534
180.5
1347
Na
银白色，柔软
0.97
97.81
882.9
K
银白色，柔软
0.86
63.65
774
Rb
银白色，柔软
1.532
38.89
688
Cs
略带金属光泽，柔软
1.879
28.40
678.4
3、碱金属的化学性质（相似性和递变性）
（1）相似性
与O2反应生成氧化物或过氧化物；
与Cl2生成氯化物；
与H2O反应生成碱和氢气；
与非氧化性酸反应。
（2）递变性
①与O2反应
从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂；
②与H2O（或酸）的反应
从Li→Cs，与H2O（或酸）反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸。
③最高价氧化物对应的水化物的碱性
碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH
（3）特殊性
①Na、K通常保存在煤油或石蜡油中，Li通常用石蜡密封；
②碱金属中还原性最强的是Cs，还原性最弱的是Li；
③碱金属元素中只有Li与O2反应的产物为Li2O一种，其他元素与O反应的产物至少有两种。
典型例题
1、 下列对碱金属性质的叙述中，正确的是（）
A、 单质都是银白色的柔软金属，密度都比较小。
B、 单质在空气中燃烧生成的都是过氧化物
C、 碱金属单质与水反应生成碱和氢气
D、 单质的熔、沸点随着原子序数的增加而升高。
【解析】：铯单质略带金属光泽，A项不对；锂在空气中燃烧主要生成Li2O，B项错误。碱金属单质均能与水反应生成碱和氢气，C项正确；碱金属单质的熔、沸点随着院子增加而降低，D项不正确2．IIA族元素从第二周期到到第六周期的元素分别是Be（铍）、Mg（镁）、Ca（钙）、Sr（锶）、Ba（钡）．下列关于ⅡA族元素预言可能正确的是（　　）
①常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2,②常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2
③Be（OH）2易溶于水 ④Ba（OH）2易溶于水 ⑤SrCO3易溶于水．
A．①②③ B．③⑤ C．②④ D．①②③④⑤
【解答】：①第二周期到到第六周期的元素从上往下金属性增强，与水反应越容易，常温下镁与冷水缓慢的反应，所以单质铍很难与冷水反应，故错误；②常温下镁与冷水缓慢的反应，所以常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2，故正确；③氢氧化镁难溶于水，所以Be（OH）2不溶于水，故错误； ④氢氧化钙微溶于水，所以Ba（OH）2易溶于水，故正确； ⑤碳酸盐都不易溶于水，所以SrCO3难溶于水，故错误；故选：C。
变式训练
1.下列叙述中错误的是（ ）
A．随着电子层数增多，碱金属的原子半径逐渐增大
B．碱金属单质都具有强还原性，它们的离子都具有强氧化性
C．碱金属单质的熔沸点随着核电荷数的增大而降低
D．碱金属元素在自然界里都是以化合态存在的
2.下列关于碱金属某些性质的排列中，正确的是（ ）
A. 原子半径：Li<Na<K<Rb<Cs B. 密度：Li <Na<K< Rb<Cs
C. 熔点、沸点：Li<Na<K<Rb<Cs D. 还原性：Li>Na>K>Rb>Cs
要点三：卤族元素
1、卤族元素的原子结构
元素
F
Cl
Br
I
原子结构

结构特点
相同点
最外层上都是7个电子
递变性
从F到I，随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大
2、卤素元素单质的物理性质
卤素单质
颜色和状态
密度
熔点（℃）
沸点（℃）
F2
淡黄绿色气体
1.69g.L-1（15℃）
-219.6
-188.1
Cl2
黄绿色气体
3.124g.L-1（0℃）
-101
-34.6
Br2
深红棕色液体
3.119g.cm-3（20℃）
-7.2
58.78
I2
紫黑色固体
4.93g.cm-3
113.5
118.4
3、卤族元素单质的化学性质
（1）与H2反应
单质
化学方程式
反应条件与现象
结论
相同点
递变性
F2
H2+F2=2HF
在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定
均与H2反应生成HX
从F2到I2，与H2化合的剧烈程度逐渐减小（即越来越不稳定），HX的稳定性逐渐减小
Cl2
Cl2＋H22HCl
光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定
Br2
Br2＋H22HBr
加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定
I2
I2＋H22HI
不断的加热才能缓慢反应，生成的碘化氢不稳定，易分解
要点诠释： 随着核电荷数的增多，卤素单质（F2、Cl2、Br2、I2）与氢气反应的剧烈程度逐渐减弱，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱：HF>HCl >HBr >HI；元素的非金属性逐渐减弱：F>Cl>Br>I。
（2）实验探究卤素单质间的置换反应
实验内容
将少量氯水分别加入盛有NaBr溶液和KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。
将少量溴水加入盛有KI溶液的试管中，用力振荡后加入少量四氯化碳，振荡、静置。
现象
静置后，液体均分为两层。上层液体均呈无色，下层液体分别呈橙色、紫色。
静置后，液体分为两层。上层液体呈无色，下层液体呈紫色。
方程式
①2NaBr+Cl2==2NaCl+Br2
②2KI+Cl2==2KCl+I2
③2KI+Br2==2KBr+I2
结论
随着核电荷数的增加，卤素单质的氧化性逐渐减弱：Cl2>Br2>I2
（3）卤素的特殊性
①氟无正价，无含氧酸；氟的化学性质特别活泼，遇水生成HF和O2，能与稀有气体反应，氢氟酸能腐蚀玻璃，氟化银易溶于水，无感光性。
②氯气易液化，次氯酸具有漂白作用，且能杀菌消毒。
③溴是常温下唯一液态非金属单质，溴易挥发，少量溴保存要加水液封，溴对橡胶有较强腐蚀作用。
④碘为紫黑色固体，易升华，碘单质遇淀粉变蓝。
典型例题
1. 按氟、氯、溴、碘四种元素的顺序，下列性质的递变规律不正确的是（ ）
A．单质的密度依次增大
B．单质的熔、沸点依次升高
C．Cl2可从KBr溶液中还原出Br2
D．单质都能与H2化合，且逐渐变难
【解析】卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序，其密度依次增大，熔沸点依次升高，所以A、B都正确；卤素单质都能与H2化合生成对应的氢化物，但按F2、Cl2、Br2、I2顺序依次变难；单质的氧化性顺序为F2＞Cl2＞Br2＞I2，所以Cl2可将KBr溶液中的Br－氧化成Br2。答案为C
2．下列关于卤族元素叙述中正确的是（　　）
A．原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．单质的化学性质活泼，易得电子发生还原反应
C．单质都有颜色，且颜色逐渐变浅
D．都难溶于水，且不与水反应
【解答】：A、氟次外层只有2个电子，而不是8个电子，故A错误；B、单质化学性质活泼，易得电子，发生还原反应，故B正确；C、卤族元素从上到下，单质的颜色逐渐加深，而不是变浅，故C错误；D、氯气和氟气都与水反应，氯气与水反应生成次氯酸和盐酸，故D错误；故选：B。
变式训练
1. 下列关于卤化氢的说法中不正确的是（ ）
A．卤素原子半径越大，氢化物越稳定
B．卤素原子半径越大，氢化物越不稳定
C．卤化氢的稳定性为：HF＞HCl＞HBr＞HI
D．卤素单质与氢气越难反应，生成物越不稳定
2. 借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是（　　）
A．已知Ca是第4周期、第ⅡA族元素，故Ca（OH）2的碱性比Mg（OH）2的碱性弱
B．已知As是第4周期、第VA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数大，故Cl的原子半比F的原子半径大
3.随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的是（ ）
A. 单质的熔沸点逐渐降低 B. 卤素离子的还原性逐渐增强
C. 气态氢化物稳定性逐渐增强 D. 单质的氧化性逐渐增强
要点四：核素
1、质量数
定义：原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。
表达式：质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）
表示方法：是原子符号，其意义为：表示一个质量数为A、质子数为Z的X原子。
2、核素
①元素
元素质子数相同的一类原子的总称。即同种元素原子的原子核中质子数相同。
②核素
把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫作核素。每一种原子就是一种核素。
氢元素的原子核
质量数（A）
原子名称
原子符号
应用
质子数（Z）
中子数（N）
1
0
1
氕

——
1
1
2
氘
或D
用于制造氢弹
1
2
3
氚
或T
例如氢的三种核素：
③同位素：
质子数相同而中子数不相同的同一元素的不同原子互称为同位素。
④同素异形体：
同种元素组成的不同的单质。
总结：

元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的原子
同种元素形成的不同的单质
范畴
同类原子
某种原子
同一元素的不同原子
单质
特征
只讲种类、不讲个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎相同，因质量数不同，物理性质不同
一般地，化学性质相似，物理性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
分子结构
举例
Na、S、Fe三种元素
、、三种核素
、、互称为同位素
O2与O3，金刚石与石墨
典型例题
1. 16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏伽德罗常数，下列说法正确的是 （ ）
A. 16O2和18O2互为同位素
B．  16O和18O核外电子排布方式不同 
C.通过化学变化可以实现16O和18O间的相互转化 
D.标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2均含有0.1NA个氧原子 
【解答】A中的物质是氧分子，而同位素对象是原子，故A错；B中的两种氧原子的电子数相等，核外电子排布也相等，故B错；16O和18O间的相互转化 是原子核的变化，不是化学变化，化学变化中生成新物质，但不能生成新原子，故C错；1.12L16O2和1.12L18O2在标准状况下的物质的量均为0.05mol，含有氧原子数均为0.1NA，故D正确。 
2. 若NA为阿伏加德罗常数，已知某元素的阴离子Rn﹣的原子核中，中子数为A﹣x+n，其中A为原子的质量数，则m g Rn﹣中电子总数为（　　）
A． B． C． D．
【解答】已知某元素的阴离子Rn﹣，其原子核内的中子数为A﹣x+n，其中A为质量数，则R的质子数=A﹣（A﹣x+n）=x﹣n，所以Rn﹣中核外电子数为x﹣n+n=x，
n（Rn﹣）==mol，则m克Rn﹣离子中包含电子个数=mol×x×NAmol﹣1=，
故选：D。

变式训练
1. 据报道，上海某医院正在研究用放射性的治疗肿瘤。该原子的原子核内中子数与核外电子数之差为（ ）
A．72 　　　　　　B．19　　　　　　 C．53 　　　　　　D．125
2. 下列关于原子的几种描述中，不正确的是（ ）
A．18O与19F具有相同的中子数
B．16O与17O具有相同的电子数
C．12C与13C具有相同的质量数
D．14N与15N具有相同的质子数