元素周期表 元素周期律综合推断.doc

高一理科化学科学案 序号 年级 班 教师 肖成林 学生
元素周期表和元素周期律综合复习
【学习目的】掌握元素周期表和元素周期律的基本规律
【学习重、难点】元素周期表和元素周期律的应用
【学习内容】
一、元素周期表的基本规律
1、周期表的结构

短周期
长周期
不完全周期
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
元素种素
2种
8
8
18
18
32
最多容纳32种
0族元素序数
2
10
18
36
54
86
118（待发现）
主族
纵行（列）
1
2
13
14
15
16
17
族序数
ⅠA
ⅡA
IIIA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
纵行（列）
11
12
3
4
5
6
7
族序数
ⅠB
ⅡB
IIIB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
第Ⅷ族
第8、9、10共3个纵行
0族
第18纵行
2、几个重要等式：
(1) 确定周期表的位置：周期序数与原子电子层数的关系：周期序数 = 电子层数
主族序数与最外层电子数的关系： 主族序数 = 最外层电子数 = 最高化合价
(2) 构成原子的各种微粒及相互关系
① 电性关系：质子数 == 核电荷数 == 核外电子数 == 原子序数
② 质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
③ 阴离子：核外电子数 ＝ 质子数＋所带的电荷数
④ 阳离子：核外电子数 ＝ 质子数－所带的电荷数
(3) 元素的化合价有关规律：
主族元素的最高正化合价 ＝ 主族序数 ＝ 最外层电子数；(O、F无正价）
主族元素的最低负化合价 ＝ 最高正化合价－8（非金属元素）。
3、基本概念——元素、核素、同位素、同素异形体
（1）元素：具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子叫元素。
（2）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素
（每种原子就是一个核素，氢元素有3种核素）
（3）同位素：具有相同的质子数和不同的中子数的同一元素的不同原子互称同位素（或同一元素的不同核素）
（如H和D、T）
（4）同素异形体：同种元素组成的不同单质（如石墨和金刚石、氧气和臭氧）
二、元素周期律的基本规律
1、原子核外电子排布规律
（1）能量最低原理：电子在排布时的次序为：K→L→M……
（2）各电子层容纳电子数规律：
① 每个电子层最多容纳2n2个电子(n＝1、2……)．
② 最外层容纳的电子数≤8个(K层为最外层时≤2个)，次外层容纳的电子数≤18个，倒数第三层容纳的电子数≤32个。
例如：当M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子．
2、核外电子数相同的微粒（带方框的为电子排布相同的微粒）
（1）2e- 微粒：He , H- , Li+ , Be2+ H2 ,
（2）10e-微粒：分子：Ne ,HF, H2O,NH3,CH4 ; 阳离子：Na+ ,Mg2+ ,Al3+ ,H3O+ ,NH4+
阴离子：F- ,O2- ,N3- ,OH- ,NH2-
（3）18e- 微粒：阳离子：K+ ,Ca2+ ; 阴离子：Cl- ,S2- ,P3-，，HS- ;
分子：Ar , HCl , H2S ,PH3 ,SiH4 , F2 , H2O2 , N2H4 , CH3CH3， CH3OH 等
3、元素周期律：
元素的性质（电子层排布、原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性和非金属性）随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。
（1）电子层排布：第一层：1→2 ；第二层：1→8； 第三层：1→8；……
（2）主要化合价：第一周期：+1→0 ；第二周期：+1→+5，-4→0；第三周期：+1→+7，-4→0；……
（3）原子半径：同周期（从左到右），原子半径逐渐减小（除稀有气体外）。
（4）金属性和非金属性：同一周期从左到右，金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强。
4、微粒的半径规律：（三看：看电子层数、再看核电荷数、最后看电子数）
总体规律：一般电子层数越多，微粒的半径越大
（1）同周期元素（电子层数相同）：原子的半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)，如Na>Mg>Al>Si，
（2）同主族元素（电子层数递增）：原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大，如Li<Na<K，Li＋<Na＋<K＋。
（3）电子层结构相同的微粒：（阴上阳下；径小序大）核外电子排布相同的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋
（4）同元素形成的微粒：核外电子数越多，半径越大。如Fe3＋<Fe2＋<Fe，H＋<H<H－。
5、元素金属性和非金属强弱的比较（可以相互推导）
金属性和非金属性
比较方法
比较依据

金
属
性

同周期：从左到右，金属性减弱。
同主族：从上到下，金属性增强。
（1）根据元素在周期表中的位置
金属的位置越靠前，其金属性越强
（2）根据金属活动顺序表
越易反应，元素的金属性越强
（3） 根据金属单质与水(或酸)反应的难易程度
碱性越强，元素的金属性越强
（4）根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
单质的还原性越强，元素的金属性越强
（5） 根据金属单质的还原性
阳离子的氧化性越弱，元素的金属性越强
（6）对应阳离子的氧化性
A置换出B，则A金属性强。
（7）根据金属单质与盐溶液的置换反应：
不同金属形成原电池，作负极的金属活泼
（8）根据电化学原理：
口诀
金、还、碱

非
金
属
性

同周期：从左到右，非金属性增强。
同主族：从上到下，非金属性减弱。
（1）根据元素在周期表中的位置
（F→Cl→Br→I→S) 非金属性减弱
（2）根非金属活动性顺序表
越易化合，元素的非金属性越强。
（3）根据非金属单质与H2化合的难易程度
越稳定元素的非金属性越强。
（4）根据形成的氢化物的稳定性
酸性越强元素的非金属性越强。
（5）根据最高价氧化物对应的水化物的酸性
单质的氧化性越强，元素的非金属性越强
（6）根据非金属单质的氧化性
阴离子的还原性越弱，元素的非金属性越强
（7）对应阴离子（或氢化物）的还原性强弱
A能置换出B，则A非金属强
（8）根据非金属之间的相互置换
口诀
非、氧、酸、稳

注意：金属性和非金属性的强弱与元素原子的得失电子的能力有关，与电子转移的数目无关。
（1）不能由得失电子的数目多少，判断金属性和非金属性的强弱
（2）不能由物理性质的规律判断金属性和非金属性的强弱
（3）不能由金属与水或酸反应置换氢气的多少来判断金属性的强弱
（4）不能用气态氢化物的酸性强弱判断非金属性的强弱。
二、元素推断题的知识贮备和解题方法
1、推断元素的常用思路
根据原子结构、元素周期表的知识及已知条件，可推算原子序数，判断元素在周期表中的位置等，基本思路如下：

2、“位、构、性”三者之间的关系

3、根据核外电子的排布规律
(1) 最外层电子规律
最外层电子数(N)
3≤N<8
N＝1或2
N>次外层电子数
元素在周期表中的位置
主族
第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦
第二周期
(2)“阴三阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。若为阳离子，则位于第四周期。
(3)“阴上阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期——“阴上阳下”规律。
4、根据元素周期表结构与原子电子层结构的关系
(1) 几个重要关系式
①核外电子层数＝周期数(对于大部分元素来说)；②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|
③|最高正价|－|最低负价|＝
(2) 熟悉主族元素在周期表中的特殊位置
① 族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。② 族序数等于周期数2倍的元素：C、S。
③族序数等于周期数3倍的元素：O。④周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。
⑤周期数是族序数3倍的元素：Na、Ba。⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。
⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。⑧除H外，原子半径最小的元素：F。
⑨最高正价不等于族序数的短周期元素：O(F无正价)。
5、由元素及其化合物的性质推断
(1) 形成化合物种类最多的元素、单质是硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。
(2) 空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
(3) 地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
(4) 等物质的量的单质最轻的元素：H；最轻的金属单质：Li。
(5) 单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。
(6) 最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Al。
(7) 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素：N；能起氧化还原反应的元素：S。
(8) 元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
【典型例题】
1、国际无机化学命名委员会将长式元素周期表原先的主、副族号取消，从左往右改为8列，碱金属为第1列，稀有气体为18列。按这个规定，下列说法不正确的是(　　)
A．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列元素并非全部为非金属元素
2、我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是(　　)
A.Sm与Sm互为同位素 B.Sm与Sm的质量数相同
C.Sm与Sm是同一种核素 D.Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62
3、某元素的一种同位素X的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是 (　　)
A.(A－N＋m)mol B.(A－N)mol C.(A－N)mol D.(A－N＋m)mol
4、下列叙述错误的是 (　　)
A．13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素 B．1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等
C．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等 D．6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等
5、X、Y、Z、R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、cZn—、dRm—四种离子的电子层结构相同（a、b、c、d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（ ）
A．a-c = m—n B．a-b = n-m C．c-d = m+n D．b-d = n+m
6、下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是 (　　)

7、砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具备性质（ ）
A．砹易溶于某些有机溶剂 B．砹化氢很稳定不易分解
C．砹是有色气体 D．砹化银不溶于水或稀HNO3
8、短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如表所示。下列说法中，正确的是 (　　)
A．W的最高价氧化物对应的水化物是强酸
B．Y的原子半径在同周期主族元素中最大
C．W的非金属性比Z的弱
D．Z的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强
9、下列粒子半径大小的比较正确的是(　　)
A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋
C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na
10、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>d 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
11．下列各组物质的性质比较，正确的是(　　)
A．酸性：HClO4>H3PO4>H2SO4 B．氢化物稳定性：H2S>HF>H2O
C．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Ca(OH)2 D．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2
12、同一周期的X、Y、Z三种元素，已知最高价氧化物对应水化物的酸性顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判
断错误的是(　　)
A．原子半径：X>Y>Z B．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3
C．元素原子得电子能力：X>Y>Z D．阴离子的还原性：Z3－>Y2－>X－
13、下列叙述中，能肯定A金属比B金属活泼性强的是（ ）
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 B．A原子的电子层数比B原子的电子层数少
C．1 mol A从酸中置换H+生成的H2比1 mol B从酸中置换H+生成的H2多
D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能
14、几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：
元素符号
X
Y
Z
R
T
原子半径(nm)
0.160
0.080
0.102
0.143
0.074
主要化合价
＋2
＋2
－2，＋4，＋6
＋3
－2
根据表中信息，判断以下说法正确的是 (　　)
A．单质与稀硫酸反应的速率快慢：R＞Y＞X B．离子半径：T2－＞X2＋
C．元素最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞R＞X D．单质与氢气化合的难易程度Z＞T
【综合训练】
1、元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是（ ）
A．同周期元素中X的金属性最强 B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
2、（佛山一模）X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中相对位置如图
所示。若Z原子的最外层电子数是第一层电子数的3倍，下列说法中正确的是（ ）
A．X的最常见气态氢化物的水溶液显酸性 B．最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z强
C．Z的单质与氢气反应较Y剧烈 D．X的原子半径小于Y
3、（广一模）元素X、Y、Z原子序数之和为36，Y、Z在同一周期，X、Z在同一主族，X原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是（ ）
A．同主族元素中X的气态氢化物最稳定 B．同周期，Z的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
C．X与Y可以形成共价化合物 D．X与Z所形成的化合物属于酸性氧化物
4（深圳一模）图中a、b、c、d、e、f表示元素周期表中部分短周期元素，下列叙述正确的是( )

a
b

c

d
e

f

A．a、b、c的简单离子中，c的离子半径最大
B．c、d、f最高价氧化物对应的水化物两两之间均可发生反应
C．e的氢化物比f的氢化物的稳定性高
D．a、e可形成一种新型无机非金属材料——高温结构陶瓷
5、（肇庆一模）短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示。下列
甲
乙

丙
丁
戊
判断正确的是( )
A．原子半径： 丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
6、（揭阳期末）X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是( )
A．元素非金属性由弱到强的顺序为Z＜Y＜X B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO4
C．三种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定 D．原子序数由大到小的顺序为Z＞Y＞X
7、（江门期末）短周期非金属元素a、b、c、d、e在元素周期表中的相对位置如右表所示（留空位置为金属元素），下列判断错误的是
A．简单阴离子半径： e > b > c B．单质的氧化性：c > e
C．最外层电子数：a > d > c D．氢化物的沸点：b < c
8、（广州一模）下列说法正确的是 （ ）
A．P和S属于第三周期元素，P原子半径比S小 B．Na和Rb属于第I A族元素，Rb失电子能力比Na强
C．C和Si属于第IVA族元素，SiH4比CH4稳定 D．Cl和Br属于第VIIA族元素，HClO4酸性比HBrO4弱
9、（惠州三模）X、Y为短周期元素，X位于IA族，X与Y可形成化合物X2Y，下列说法正确的是（ ）
A． X2Y可能是离子化合物，也可能是共价化合物
B．X与Y的简单离子不可能具有相同的电子层结构
C．X的原子半径一定大于Y的原子半径
D．两元素不可能形成原子个数比为1∶1的化合物
10、短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊五种元素在元素周期表中的位置如下图所示，其中戊是同周期中原子半径最小的元素。下列有关判断正确的是(双选)(　　)
甲
乙
丙

丁
戊
A．最外层电子数：甲<乙<丙<丁<戊 B．简单离子的离子半径：丙<乙<丁<戊
C．含有丁元素的酸有多种 D．乙的氢化物多种多样，丙、丁、戊的氢化物各有一种
11、W、X、Y、和Z都是周期表中前20号元素，已知：W的阳离子和Y的阴离子具有相同的核外电子排布，且能形成组成为WY的化合物；① Y和Z属同族元素，它们能形成两种常见的化合物；
② X和Z属同一周期元素，它们能形成两种气态化合物；③W和X能形成组成为WX2的化合物；
④ X和Y不在同一周期，它们能形成组成为XY2的化合物。请回答：
（1）W元素是 ；Z元素是 。
（2）化合物WY和WX2的化学式分别是 和 。
（3）Y和Z形成的两种常见的化合物的分子式是 和 。
（4）写出X和Z形成的一种气态化合物跟WZ反应的化学方程式 。
12、下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：

ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2

①

②

3

③
④
⑤

⑥
⑦
⑧
4
⑨

⑩

(1) ⑤和⑧的元素符号是________和________。
(2) 表中最活泼的金属是________，非金属性最强的元素是__________(填写元素符号)。
(3) 表中能形成两性氢氧化物的元素名称是__________，分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：_______________________________。
13、某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L－1的盐酸中，试预测实验结果：____________________
与盐酸反应最剧烈，________________________与盐酸反应最慢。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。
(1) 仪器A的名称为________，干燥管D的作用是________________________。
(2) 实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为_____、______、____，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为____________。
(3) 若要证明非金属性：C>Si，则A中加____、B中加Na2CO3、C中加______，观察到C中溶液的现象为________。
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