第七讲 元素周期表的九大规律.doc

第七讲 元素周期表和元素周期律
一、分析热点 把握命题趋向
热点内容主要集中在以下几个方面：一是元素周期律的迁移应用，该类题目的特点是：给出一种不常见的主族元素，分析推测该元素及其化合物可能或不可能具有的性质。解该类题目的方法思路是：先确定该元素所在主族位置，然后根据该族元素性质递变规律进行推测判断。二是确定“指定的几种元素形成的化合物”的形式，该类题目的特点是：给出几种元素的原子结构或性质特征，判断它们形成的化合物的形式。解此类题的方法思路是：定元素，推价态，想可能，得化学式。三是由“位构性”关系推断元素，该类题目综合性强，难度较大，一般出现在第Ⅱ卷笔答题中，所占分值较高。

二．学法指导： 1、抓牢两条知识链
（1）金属元素链：元素在周期表中的位置→最外层电子数及原子半径→原子失去电子的能力→元素的金属性→最高价氧化物对应水化物的碱性→单质置换水（或酸）中氢的能力→单质的还原性→离子的氧化性。
（2）非金属元素链：元素在周期表中的位置→最外层电子数及原子半径→原子获得电子的能力→元素的非金属性→最高价氧化物对应水化物的酸性→气态氢化物形成难易及稳定性→单质的氧化性→离子的还原性。
2、理解判断元素金属性或非金属性强弱的实验依据
（1）金属性强弱的实验标志
①单质与水（或酸）反应置换氢越容易，元素的金属性越强。②最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，元素的金属性越强。③相互间的置换反应，金属性强的置换弱的。④原电池中用作负极材料的金属性比用作正极材料的金属性强。⑤电离能
（2）非金属性强弱的实验标志
①与氢气化合越容易（条件简单、现象明显），元素的非金属性越强。②气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强。③最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。④相互间置换反应，非金属性强的置换弱的。⑤电负性
三．规律总结：
1、同周期元素“四增四减”规律
同周期元素从左至右：①原子最外层电子数逐渐增多，原子半径逐渐减小；②非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱；③最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱；④非金属气态氢化物的稳定性逐渐增强，还原性逐渐减弱。
2、同主族元素“四增四减四相同”规律
同主族元素从上到下：①电子层数逐渐增多，核对外层电子的引力逐渐减弱；②金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；③非金属气态氢化物的还原性逐渐增强，稳定性减弱；④最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱。
四相同：原子最外层电子数相同；最高正化合价、最低负化合价相同；最高价氧化物及其水化物通式相同；非金属气态氢化物通式相同。
3、判断每周期最多容纳元素数目的“2n2”规律
每周期最多容纳元素数目为2n2种，其中当周期序数n为奇数时，；当n为偶数时，，如第6周期容纳元素为：。
4、“阴前阳后，径小序大”规律
具有相同电子层结构的阴、阳离子，阴离子必位于与之有相同电子层结构的稀有气体元素（同周期）的前面，而阳离子位于该稀有气体元素的后一周期，再通过阴、阳离子所带电荷数即可确定其所处主族数。如：r（Ca2＋）＜r（K＋）＜r（Cl－）＜r（S2－）
5、“奇偶数”规律
元素的原子序数为奇（或偶）数，则其在周期表中所处主族序数及最高正化合价数必为奇（或偶）数。
6、主族中非金属元素个数规律：除ⅠA族外，任何一主族中，非金属元素个数＝族序数－2．
7．“对角”规律．对角规律，包括以下两点内容：①沿表中金属与非金属分界线方向（），对角相邻的两主族元素（都是金属或非金属）性质（金属性或非金属性）相近．②元素周期表中左上右下（）相邻的两金属元素的离子半径相近．
8．“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：
①＜1时为金属，值越小，金属性越强；②＞1时是非
属，越大非金属性越强；③＝1时多为两性元素．
例如：Na是第一主族第三周期元素，＝＜1为金属，Cl是第七主族第三周期元素＝＞1为非金属．
9．“分界”规律：
表中金属与非金属间有一分界线，分界线左边元素（金属元素） 的单质为金属晶体，化合物多为离子晶体．分界线右边元素（非金
属元素）的单质及其相互间的化合物，固态时多为分子晶体．
分界线附近的金属大都有两性，非金属及其某些化合物大都为原子晶体（如晶体硼、晶体硅、二氧化硅晶体、碳化硅晶体等）．另
在分界线附近可找到半导体材料．

四. 铂系元素
第VIII 族元素包括铁、钴、镍、钌、铑、钯、锇、铱、铂九种元素。第 VIII 族元素铁、钴、镍、的性质相似，称为铁系元素。第 VIII族元素钌、铑、钯、锇、铱、铂统称为铂系元素。钌、铑、钯称为轻铂系金属，锇、铱、铂称为重铂系金属。
Fe、Co、Ni 元素的价电子组态分别是3d64s2、3d74s2、3d84s2，它们的原子半径十分接近，在最外层的 4s 轨道上都有两个电子，只是次外层的 3d 电子不同，所以它们的性质很相似。Fe 元素的最高氧化值为 +6，常见氧化值是 +2 和 +3，与很强的氧化剂作用，Fe 可以生成不稳定的 +6 氧化值的化合物。
还原性变化规律：Fe(OH)2＞Co(OH)2＞Ni(OH)2
氧化性变化规律：Ni(Ⅲ)＞Co(Ⅲ)＞Fe(Ⅲ)
铂系元素的最外层电子组态除 Os 和 Ir 为 ns2 外，其余都是 ns0~1，这说明铂系元素原子的最外层电子有从 ns 轨道填入 (n-1)d 轨道的强烈趋势，而且这种趋势在三元素组里随原子序数的增大而增强。
铂系元素属于稀有元素，和金、银一起称为贵金属。铂系元素最显著的特性是化学稳定性都很高，其中Ru（钌）、Rh（铑）、Os（锇）、Ir（铱）在王水中也不溶解。Pt（铂）仅可溶于王水：
3Pt ＋ 4HNO3 ＋18HCl ==== 3H2PtCl6 ＋4NO2 ＋8H2O
Pd可溶于HNO3或热H2SO4：
Pd ＋ 4HNO3 ==== Pd(NO3)2 ＋ 2NO2 ＋ 2H2O
此外，熔融的碱（NaOH）、Na2O2和热的S、P、As等对铂系金属也有腐蚀作用。因此使用铂器皿时，应防止这些试剂的腐蚀。
铂和钯的重要化合物 铂的最重要的化合物是氯铂酸（H2PtCl6）和氯铂酸钾（K2PtCl6）。在红棕色H2PtCl6溶液中加入KCl或NH4Cl，即有黄色的K2PtCl6或(NH4)2PtCl6晶体析出。Na2PtCl6在水中溶解度较大。
H2PtCl6 ＋ SO2 ＋2 H2O ==== H2PtCl4 ＋H2SO4 ＋2 HCl

例．根据铂的化学性质，指出在铂制器皿中能否进行有下列试剂参与的化学反应。
(A)HNO3 (B) HF (C)王水 (D) H2O2+ HCl
(E)Na2O2+ NaOH (F)Na2CO3 (G) NaHSO4 (H) Na2CO3 + S
答：铂制器皿中能进行有A、B、F、G中试剂参与的化学反应。因为HNO3、HF、Na2CO3、NaHSO4均不单独与Pt反应。铂制器皿中不能进行有C、D、E、H中试剂参与的化学反应。因为王水、H2O2+ HCl、Na2O2+ NaOH、Na2CO3 + S均能与Pt发生反应。
3Pt ＋ 4HNO3 ＋18HCl ==== 3H2PtCl6 ＋4NO2 ＋8H2O
Pt ＋ 2H2O2 ＋6HCl ==== H2PtCl6 ＋4H2O
△
Pt ＋ Na2O2 ====== PtO2＋ 2Na2O
△
Pt ＋ 2S ====== PtS2
五、全国高考题透析：
1.(2003年春，8)下列说法正确的是 (A)
A.非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb)中的R元素必定呈现正价
B.只有非金属能形成含氧酸或含氧酸盐
C.除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸
D.非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性
2、（2006年高考全国卷I）下列叙述正确的是：(D)
A、同一主族的元素，原子半径越大，其单质的熔点一定越高
B、同一周期元素原子，半径越小越容易失去电子
C、同一主族的元素的氢化物，相对分子质量越大，它的沸点
一定越高
D、稀有气体元素的原子序数越大，其单质的沸点一定越高
3.(2002年春，7)某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是 (A)
A. X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4
B. X是第二周期ⅤA族元素
C. X是第二周期ⅥA族元素 D. X的最高化合价为＋4
4.(2001年春，17)下列叙述正确的是 (BC)
A.同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大
B.在周期表中零族元素的单质全部是气体
C.ⅠA、ⅡA族元素的原子，其半径越大越容易失去电子
D.所在主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等
5、（2006年高考题四川卷）已知1－18号元素的离子aW3+、
bX+、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是
A、质子数c>b                    B、离子的还原性Y2－>Z－
C、氢化物的稳定性H2Y>HZ       D、原子半径X>W
分析：本题考查元素“位、构、性”的关系，根据离子结构推断出
a>b>d>c,W与X同一周期，Y与Z同一周期且在上一周期，
可得到正确答案：B、D。
6.(2000年春，10)已知元素砷(As)的原子序数为33，下列叙述正确的是 (BC)
A.砷元素的最高化合价为＋3
B.砷元素是第四周期的主族元素
C.砷原子的第3电子层含有18个电子
D.砷的氧化物的水溶液呈强碱性
7.若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是 (D)
A.1 B.3 C.5 D.6.
答案：D 解析：短周期中符合原子个数比为2∶3的化合物有B2O3、Al2O3、B2S3、Al2S3原子序数差值分别为3、5、11、3；Be3N2、Mg3N2、Be2P3、Mg2P3原子序数之差分别是3、5、11、3；N2O3中原子序数之差为1。
8.(2002年全国理综，25)已知：①A、B、C、D四种物质均含元素X，有的还可能含有元素Y、Z。元素Y、X、Z的原子序数依次递增。
②X在A、B、C、D中都不呈现它的最高化合价。③室温下单质
A与某种常见一元强碱溶液反应，可得到B和C。④化合物D受
热催化分解，可制得元素Y的单质。
(1)元素X是___________，Z是___________。
(2)写出③中反应的化学方程式：____________________________________________。
(3)写出④中反应的化学方程式：____________________________________________。

试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)同主族内不同元素的Ｅ值变化的特点是：______________________________。各主族中Ｅ值的这种变化特点体

9.(1999年上海，26)设想你去某外星球做了一次科学考察，采集了该星球上十种元素单质的样品，为了确定这些元素的相对位置以便系统地进行研究，你设计了一些实验并得到下列结果：
按照元素性质的周期递变规律，试确定以上十种元素的相对位置，并填入下表：

解析：

本题考查了元素的性质随着原子序数(题中给元素相对原子质量)的递增而呈现周期性变化这一规律。解题时要充分利用表中数据，结合学习过的元素周期性变化：①同族金属元素(性质相似的金属元素)从上到下，熔点逐渐降低；②同周期的金属元素，从左到右，熔点逐渐升高。解题的方法技巧是：①确定元素种类：B、F、G、H属活泼金属；D、J属不活泼金属；C、I属非金属；A、E属稀有元素。②按元素的相对原子质量由小到大排列一横行；再把同类元素按相对原子质量自上而下排成一纵行；③结合表中已定位的A、B、H元素，确定其他元素的位置。
10、（2006年高考重庆卷）X、Y、Z、W是原子序数依次增大
的短周期元素，且互不同族；其中只有两种元素为金属；X原
子的最外层电子数与次外层电子数相等；X与W、Y与Z这两
对原子的最外层电子数之和均为9。单质Y和W都可与浓的
NaOH溶液反应。请回答下列问题：
（1）Y、Z、W的原子半径有小到大的顺序是_____________
（2）ZW2的电子式是___________。
（3）工业生产单质Y的原理是______________________
（4）X与Y化学性质相似，则X与浓的NOH溶液反应的化学方程式是：________________。
答案：（1）Cl＜S＜Al
（2）       分子
（3）2Al2O3 ===4Al+3O2↑
（4）Be+2NaOH=Na2BeO2+H2↑