【优化方案】2016版高中化学-第一章-物质结构-元素周期律-第一节-元素周期表(第1课时)元素周期表学案.doc

第一章　物质结构　元素周期律

[课程标准]
1．知道元素、核素的含义。2.了解原子核外电子的排布。
3．能结合有关数据和实验事实认识元素周期律，了解原子结构与元素性质的关系。
4．能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
5．认识化学键的含义，知道离子键和共价键的形成。

第一节　元素周期表

第1课时　元素周期表

[学习目标]
1．简单了解元素周期表的发展历程。　2.了解元素周期表的编排原则及结构。　3.能描述元素在元素周期表中的位置。

知识点一　元素周期表的结构

►自主探究自主学习　探究归纳

阅读教材P4～P5，思考并填空
一、元素周期表的发展史
1．诞生
1869年，俄国化学家门捷列夫制出第一张元素周期表。
2．第一张元素周期表编排依据
(1)将元素按照相对原子质量由小到大依次排列；
(2)将化学性质相似的元素放在一个纵行。
3．演变
元素周期表的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数_，演变成现在使用的形式。
二、现行元素周期表
1．原子序数
(1)含义：按照元素在元素周期表中的顺序给元素的编号。
(2)原子序数与原子结构的关系
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．编排原则

3．元素周期表的结构
(1)周期
①个数：元素周期表中有7个周期。
②特点：每一周期中元素的电子层数相同。
③分类
短周期：包括一、二、三周期。
长周期：包括四、五、六、七周期。
(2)族
①个数：元素周期表中有18个纵行，但只有16个族。
②特点：元素周期表中主族元素的族序数等于其最外层电子数。
③分类

(3)常见族的特别名称
第ⅠA族(除H)：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。

自我测评►———————————————————(做一做)
1．判断正误：
(1)一个横行即是一个周期，一个纵行即是一个族。(×)
分析：元素周期表有7个横行，即7个周期；有18个纵行，但有16个族，第Ⅷ族占据三个纵行。
(2)对于原子或离子都有以下关系式：原子序数＝核电荷数＝核外电子数。(×)
分析：对于原子，该关系式成立，但对于离子，核电荷数不等于其核外电子数。
2．思考：
(1)最外层电子数是2的元素一定为ⅡA族的元素吗？
提示：不一定。可能是第ⅡA族元素，可能是稀有气体元素He，也可能是过渡元素。
(2)元素周期表中同主族相邻两元素的原子序数相差多少？
提示：根据元素周期表可知，同主族相邻两元素的原子序数相差2或8或18或32。
[认知总结]
元素周期表的结构
1．周期

行数
所含元素种类数
每周期的起止元素及其原子序数
短周期
一
1
2
1H―→2He
二
2
8
3Li―→10Ne
三
3
8
11Na―→18Ar
长周期
四
4
18
19K―→36Kr
五
5
18
37Rb―→54Xe
六
6
32
55Cs―→86Rn
七
7
32
87Fr―→118Uuo
2.族

主族
副族
第Ⅷ族
副族
主族
0族
列序数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
3.过渡元素
元素周期表中从ⅢB到ⅡB共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。

►讲练互动典例剖析　题组训练

[典例剖析]
(2015·山东潍坊期中改编)国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把元素周期表原先的主、副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是(　　)
A．不只有第2列元素的原子最外层有2个电子
B．第14列元素形成的化合物种类最多
C．第3列元素种类最多
D．第16、17列元素都是非金属元素
[解析]　元素周期表中各族元素的排列顺序为：ⅠA、ⅡA、ⅢB～ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA～ⅦA、0族，18列元素与以上对应。A项中第2列为第ⅡA族，元素原子的最外层有2个电子，但He及某些过渡元素的原子最外层也有2个电子，故A正确；B项，第14列为第ⅣA族，形成的化合物种类最多，B项正确；第3列包含镧系和锕系元素，元素种类最多，C项正确；D项，第16、17列分别为氧族和卤族元素，并非全为非金属元素，如第16列的第六周期元素钋为金属元素，D项错误。
[答案]　D
[规律方法]　
(1)同周期中直接相邻的两元素的原子序数相差1。
(2)第二周期和第三周期中，第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数之差为1；第四周期和第五周期中，第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数之差为11；第六周期和第七周期中，第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数之差为25。
(3)同主族中相邻元素的原子序数关系分为两种情况：
①在第ⅠA族、第ⅡA族中，同主族相邻元素的原子序数之差为原子序数较小的元素所在周期的元素种类数；
②第ⅢA族～第ⅦA族、0族中，同主族相邻元素的原子序数之差为原子序数较大的元素所在周期的元素种类数。
(4)除第ⅠA族、0族外，任何一个主族中，非金属元素种类数＝族序数－2。
[题组训练]
题组一　元素周期表的结构
1．关于元素周期表的结构，下列说法正确的是(　　)
A．有18个纵行，18个族
B．共有长周期和短周期两个周期
C．有7个主族、7个副族、第Ⅷ族和0族
D．所含元素种类最多的族是第ⅠA族
解析：选C。元素周期表中有18个纵行，16个族，分别为7个主族、7个副族、第Ⅷ族和0族，A项错误，C项正确；元素周期表有7个周期，B项错误；所含元素种类最多的族为第ⅢB族，因为第ⅢB族含有镧系元素和锕系元素，D项错误。
2．下列对现行元素周期表的说法中正确的是(　　)
A．元素周期表是按相对原子质量逐渐增大的顺序从左到右排列的
B．最外层电子数相同的元素都是同一族
C．同族元素的最外层电子数一定相同
D．同周期元素的电子层数相同
解析：选D。现行元素周期表是按原子的核电荷数递增的顺序排列而成的，A错误；最外层电子数相同的元素不一定是同一族，如He和Mg最外层都有2个电子，但分别处于0族和第ⅡA族，B错误；对于副族元素和第Ⅷ族及0族元素来说，同族元素的最外层电子数不一定相同，C错误；同周期元素具有相同的电子层数，D正确。
题组二　利用周期表进行元素原子序数的推断
3．下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数)，其中正确的是(　　)

解析：选D。A项中2号元素应该位于周期表的最后一列，错误；B项中2号、3号和4号元素不应该在同一周期，因为第一周期有两种元素H和He，错误；C项中6号、12号和24号元素不应在同一主族，因为相邻周期主族元素的原子序数之差为2、8、8、18、18、32等，不存在相差6或12的情况，错误；D项完全符合元素周期表的排列规则。
4．甲、乙是周期表中同主族相邻元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是(　　)
A．x＋2　　　　　　　　 B．x＋4
C．x＋8 D．x＋18
解析：选B。同一主族相邻两元素的原子序数可以相差2(H和Li)、8(如O和S)、18(如Cl和Br)，但不能相差4。

知识点二　根据原子序数确定元素位置的方法

►自主探究自主学习　探究归纳

思考并填空
1．原子序数小于(或等于)20的主族元素，可直接根据原子结构示意图确定元素在周期表中的位置，其中电子层数即为周期数，最外层电子数即为主族的族序数。
2．0族元素的原子序数和周期数：
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Uuo
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
周期数
一
二
三
四
五
六
七

自我测评►———————————————————(做一做)
1．填空：
(1)16号元素的原子结构示意图为
________________________________________________________________________，
故它在周期表中的位置是
________________________________________________________________________。
(2)第19号元素钾在周期表中位置为________________第ⅠA族。
(3)第85号元素砹在周期表中位置为________________第ⅦA族。
答案：(1) 　第三周期第ⅥA族
(2)第四周期
(3)第六周期
2．思考：
同一周期的ⅠA族、ⅦA族的两种元素的原子序数之差为多少？
提示：(1)第二、三周期，原子序数之差为6(族序数之差)；
(2)第四、五周期，原子序数之差为16(族序数之差＋10)；
(3)第六、七周期，原子序数之差为30(族序数之差＋24)。
[认知总结]
1.利用元素的位置与原子结构的关系推断
本方法常用于确定原子序数小于或等于20的元素。
(1)应用关系：
等式一：周期序数＝电子层数
等式二：主族序数＝核外电子数
等式三：原子序数＝核电荷数＝核外电子数
(2)实例：
①X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。
②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。
2．利用元素在周期表中的位置关系推断
(1)利用短周期中族序数与周期数的关系推断：
特殊位置
元素
主族序数等于周期数
H、Be、Al
主族序数等于周期数的2倍
C、S
主族序数等于周期数的3倍
O
周期数是主族序数的2倍
Li
周期数是主族序数的3倍
Na
(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差

(3)同主族相邻两元素原子序数差
①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数差等于上周期元素所在周期的元素种类数；
②若为ⅢA族～0族元素，则原子序数差等于下周期元素所在周期的元素种类数。
3．利用离子电子层结构相同的“阴上阳下”规律推断
具有相同电子层结构的离子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、
dMn－的电子层结构相同，则对应元素在周期表中位置关系为

…
cZ
dM
bY
aX
…

它们的原子序数关系为a>b>d>c。

►讲练互动典例剖析　题组训练

[典例剖析]
(2015·山西临汾月考)我国的纳米技术研究能力已跻身于世界前列，曾制得一种氮化物合成纳米材料，其化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则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
[解析]　据氮化物的化学式RN知N为－3价，则R为＋3价，所以R的原子序数为28＋3＝31；大于31且最邻近的稀有气体元素原子序数为36(氪：第四周期)，31－36＝－5，因此R元素也在第四周期，8－|－5|＝3，则R在第ⅢA族。
[答案]　B
[规律方法]　对于原子序数较大的元素可采用区间定位法确定其位置。首先要牢记各周期对应的0族元素的原子序数，从第一周期到第七周期0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118。
(1)比大小定周期：比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小，找出与其相近的0族元素，那么，该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
(2)求差值定族数：
①若元素的原子序数比相应的0族元素多1(或2)，则该元素应处在0族元素所在周期的下一周期的ⅠA(或ⅡA)族。
②若元素的原子序数比相应的0族元素少1～5时，则该元素位于与0族元素同一周期的ⅦA族～ⅢA族。
③若元素的原子序数比相应的0族元素差其他数，则由相应的差值得出相应的族序数。
(3)实例：
①35号元素
据18<35<36，则35号元素在第四周期，36－35＝1，故35号元素在36号元素左侧第一格，即ⅦA族，因此35号元素在第四周期第ⅦA族。
②87号元素
据86<87<118，则87号元素在第七周期，87－86＝1，故87号元素在86号元素下一周期第一格，即第ⅠA族，因此87号元素在第七周期第ⅠA族。
[题组训练]
题组一　由原子结构推断元素在周期表中的位置
1．15号元素P在周期表中的位置为(　　)
A．第二周期第ⅤA族　　　　　 B．第三周期第ⅣA族
C．第三周期第ⅥA族 D．第三周期第ⅤA族
解析：选D。画出15号元素的原子结构示意图：，即可确定P元素在周期表中的位置为第三周期第ⅤA族。
2．X＋的结构示意图为，则X元素在元素周期表中位于(　　)
A．第三周期0族 B．第四周期第ⅠA族
C．第三周期第ⅠA族 D．第三周期第ⅦA族
解析：选B。X＋带一个单位正电荷，故X原子的最外层电子数为1，X为19号元素钾，该元素原子的核外电子层数为4，所以X元素位于第四周期第ⅠA族。
题组二　预测未知元素在周期表中的位置及由位置推断元素
3．元素周期表是一座开放的元素大厦，元素大厦尚未客满。请在元素大厦中为119号元素安排好它的房间(　　)
A．第八周期第ⅠA族 B．第七周期第ⅦA族
C．第七周期0族 D．第六周期第ⅡA族
解析：选A。第七周期0族元素的原子序数为118，小于119，所以119号元素应位于第八周期第ⅠA族。
4．结合元素周期表回答下列问题：

(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________种，属于主族元素的有________种；g元素位于第________周期________族。
(2)元素f是第________周期第________族元素。
解析：(1)依据a～i九种元素在元素周期表中的位置可确定a、b、c、d、e、f、g为短周期元素，其中a、b、c、d、e、f为主族元素，g为Ar，位于第三周期0族。
(2)f为16号元素硫，位于第三周期第ⅥA族。
答案：(1)7　6　三　0　(2)三　ⅥA

——————————————[易错易混小结]——————————————

1．最外层电子数是2的元素不一定是第ⅡA族的元素，如稀有气体元素He或部分过渡元素。
2．第ⅠA族的元素并不都是碱金属元素，如氢元素。
3．过渡元素全部都是金属元素，不含非金属元素。
4．短周期元素中族序数与周期数相等的元素并不一定是氢元素，还有铍和铝。

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[基础温故]
1．下列关于元素周期表的说法中，正确的是(　　)
A．元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫首制
B．元素周期表第18纵行所含元素种类最多
C．第ⅥA族都是非金属元素
D．元素周期表的终点是第七周期的118号元素
解析：选A。元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫首制，A项正确；元素周期表第18纵行是稀有气体元素，所含元素种类不是最多的，所含元素种类最多的是第ⅢB族，B项错误；第ⅥA族中钋为金属元素，C项错误；随着科学技术的发展，人们不断发现或制造新元素，118号元素是第七周期的最后一列，但有可能会发现或制造出第八周期的元素，D项不正确。
2．已知某离子的结构示意图为，下列说法正确的是(　　)
A．该元素位于第二周期第ⅡA族
B．该元素位于第二周期第Ⅷ族
C．该元素位于第三周期第ⅡA族
D．该元素位于第三周期0族
解析：选C。由该离子的结构示意图，可确定该元素的原子序数为12，应为镁元素，位于第三周期第ⅡA族。
3．下列有关说法正确的是(　　)
A．原子的最外层有两个电子的元素都在ⅡA族
B．ⅠA族元素都是典型的金属元素
C．氟、氯、氧、氮四种元素都是ⅦA族的元素
D．第三周期元素的原子核外都有三个电子层
解析：选D。氦的最外层电子数为2，位于0族，A错；ⅠA族的氢为非金属元素，B错；氧在ⅥA族，氮在ⅤA族，C错；原子的核外电子层数等于该原子所在的周期数，D对。
4．下列说法中错误的是(　　)
A．原子的核外电子层数等于该元素所在周期数
B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列的元素都是金属元素
C．稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D．主族元素原子最外层电子数等于族序数
解析：选C。元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族，称为过渡元素，并全为金属元素；氦的最外层电子数为2；主族元素原子最外层电子数等于族序数。
5．(2015·山东济南高一检测)下列对于元素周期表结构的叙述中正确的是(　　)
A．7个横行代表7个周期，18个纵行代表18个族
B．副族元素中没有非金属元素
C．除第一周期外，其他周期均有18种元素
D．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
解析：选B。在周期表中，18个纵行代表16个族，即7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族，A项错误；副族元素全部是金属元素，B项正确；第二、三周期均有8种元素，第六、七周期均有32种元素，C项错误；碱金属元素是指ⅠA族除H以外的所有元素，D项错误。
6．某同学对一些元素进行排列(表中数字为原子序数)，根据元素周期表，下列排列你认为合理的是(　　)

解析：选C。本题考查对元素周期表的认识，第一周期只有两种元素，故A项错。2号元素与3、4号元素不在同一周期，位于元素周期表中的最后一列，故B项错。10号元素为稀有气体元素，其下面必为18号稀有气体元素，故D项错。
7．(2015·山东聊城高一检测)下列说法正确的是(　　)
A．原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族
B．D－核外有36个电子，则元素D位于第四周期第ⅦA族
C．位于同一主族相邻的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能为x＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于ⅠA族，原子序数为x，乙位于ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋19
解析：选B。氢和锂两种元素的原子序数之差为2，却同位于第ⅠA族，A错误；简单阴离子的核外电子与同周期的稀有气体相同，D－核外有36个电子，即与第四周期的0族元素Kr处于同一周期，且D比Kr少一个电子，即在第ⅦA族，B正确；甲、乙同主族，根据元素周期表结构可知乙的原子序数可能为x＋2或x＋8或x＋18或x＋32，C错误；同一周期的ⅠA和ⅢA族的元素的原子序数之差分为三种情况：①第二、三周期为2；②第四、五周期为2＋10；③第六、七周期为2＋24，D错误。
8．下图是元素周期表中的一部分，图中数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是(　　)

解析：选B。M的原子序数为37，则M为第五周期第ⅠA族元素，则同主族相邻元素的原子序数为19、55。
9．如表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。

用上表中的字母代号回答下列问题：
(1)属于卤族元素的有
________________________________________________________________________；
(2)属于稀有气体元素的有
________________________________________________________________________；
(3)属于碱金属元素的有
________________________________________________________________________；
(4)写出c元素在周期表中的位置：
________________________________________________________________________。
解析：卤族元素属于第ⅦA族元素，碱金属元素属于第ⅠA 族元素，稀有气体元素是0族元素。
答案：(1)i、j　(2)k　(3)b　(4)第三周期第ⅡA族
10．元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息：

(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是________________________________________________________________________。
(2)分析上表规律，可推知，表中x＝________________________________________________________________________。　　　　
(3) 表示的是________(写粒子符号)。
(4)写出一个由1、7、17号3种元素组成的化合物的化学式________。
解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是Al，其原子序数为13；(2)由元素周期表可推知x为16；(3)19号元素为K，核外电子数比核电荷数少1，为K＋；(4)1号元素为H,7号元素为N,17号元素为Cl，组成的化合物为NH4Cl。
答案：(1)13　(2)16　(3)K＋　(4)NH4Cl
[能力提升]
11．(2015·安徽合肥高一检测)下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)
A．元素周期表短周期中有6种金属元素
B．元素周期表中第ⅦA族有4种非金属元素
C．元素周期表中第一、二、三周期为短周期
D．元素周期表中第ⅠA族全部是金属元素
解析：选C。元素周期表中第一、二、三周期为短周期，共有5种金属元素，分别为Li、Be、Na、Mg、Al，A错、C对；第ⅦA族中F、Cl、Br、I、At全为非金属元素，B错；第ⅠA族包括氢和碱金属元素，D错。
12．据国外有关资料报道，在“独居石”(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116,124,126号元素。试判断116号元素应位于周期表中的(　　)
A．第六周期，第ⅣA族　　 B．第七周期，第ⅥA族
C．第七周期，第ⅦA族 D．第八周期，第ⅥA族
解析：选B。第七周期118号元素为0族元素，则116号元素位于从0族开始向左第二格，故应为第七周期第ⅥA族元素，故选B。
13.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C符合的一组是(　　)
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
解析：选C。设A、B、C的原子序数分别为a、b、c，由题意和三种元素的相对位置可知：b＝a＋7，c＝a＋9，b＋c＝4a；可得a＝8，b＝15，c＝17；即A、B、C分别为O、P、Cl元素，C项正确。
14．(2015·河南洛阳高一检测)(1)第三周期第ⅣA族的元素原子序数是________。
(2)钠元素的原子序数为11，短周期中相邻的同族元素的原子序数是________。
(3)短周期元素中，族序数等于周期序数的元素有________________；族序数等于周期序数2倍的元素有__________；周期序数等于族序数2倍的元素有________。
解析：(1)根据“周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数”得知第三周期第ⅣA族的元素原子序数是14；(2)短周期包括一、二、三周期，11号钠元素在第三周期，同主族第二周期元素原子序数是11－8＝3；(3)短周期元素中，族序数等于周期序数的元素，若是第一周期该元素是H，若是第二周期，该元素是Be，若是第三周期，该元素是Al；族序数等于周期序数2倍的元素是C、S；周期序数等于族序数2倍的短周期元素有Li。
答案：(1)14　(2)3　(3)H、Be、Al　C、S　Li
15．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________周期第________族；i元素位于第________周期第________族。
(3)元素f是第________周期第________族元素，请在下边方框中按氦元素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。

解析：(1)根据元素周期表的结构知：第一周期有2种元素，第二、三周期各有8种元素，分列于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列。由此可画出周期表的边界。
(2)画出周期表的边界，对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。
(3)第三周期、第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。
答案：(1)

(2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　三　0　四　ⅡB
(3)三　ⅥA　

11