第 11 章 元素周期律和 元素周期表,考點(diǎn)29 元素周期表及其應(yīng)用,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),1.元素周期表的結(jié)構(gòu),2.根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)判斷元素在元素周期表中位置,(1)最外層電子數(shù)等于或大于3且小于8的一定是主族元素。 (2)最外層有1或2個(gè)電子，則可能是第A族、第A族，也可能是副族元素、第族元素、0族元素氦。 (3)最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的短周期元素一定位于第二周期。 (4)某元素陰離子的最外層電子數(shù)與次外層相同，該元素位于第三周期。 (5)電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，若電性相同，則對(duì)應(yīng)的元素位于同周期；若電性不同，則陽離子對(duì)應(yīng)的元素位于陰離子對(duì)應(yīng)的元素的下一周期。,3.由元素周期表歸納元素化合價(jià)的規(guī)律,(1)主族元素的最高正價(jià)等于主族序數(shù)。 (2)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之和為8，絕對(duì)值之差為0、2、4、6的主族元素依次位于第A、A、A、A族。 (3)元素周期表中族的序數(shù)從左到右依次為A、A、BB、B、B、AA、0。,(1)原子最外層電子數(shù)小于或等于2的，不一定是金屬元素，如氫、氦。 (2)元素周期表中每一列不一定是一個(gè)族，如第族占3列。 (3)具有相同電子層的粒子不一定是同一周期元素，如相同電子層數(shù)的陰、陽離子與原子。 (4)同一族的元素最外層電子數(shù)不一定相同，如副 族元素、0族元素。,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),1.元素周期表中的“不一定”,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),2.元素周期表中的規(guī)律及其應(yīng)用,(1)同構(gòu)規(guī)律 稀有氣體元素與同周期非金屬元素的陰離子、下一周期金屬元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。,(2)同周期序數(shù)差規(guī)律 短周期元素原子序數(shù)差族序數(shù)差。 兩元素分布在過渡元素同側(cè)時(shí)，原子序數(shù)差族序數(shù)差。 兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時(shí)，第四或五周期元素原子序數(shù)差族序數(shù)差10；第六周期元素原子序數(shù)差族序數(shù)差24。,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),2.元素周期表中的規(guī)律及其應(yīng)用,(3)同主族序數(shù)差規(guī)律 第A族元素隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差2、8、8、18、18、32。 第A族和0族元素隨電子層數(shù)的增加，原子序數(shù)依次相差8、8、18、18、32。 第AA族元素，隨電子層數(shù)的增加， 原子序數(shù)依次相差8、18、18、32。,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),2.元素周期表中的規(guī)律及其應(yīng)用,3.元素的“位構(gòu)性”之間的關(guān)系,【注意】位于對(duì)角線位置的元素存在著相似性，如LiMg、BeAl等，但此規(guī)律只適用于第二、三周期。,考法1 利用元素周期表的結(jié)構(gòu)推斷元素性質(zhì),課標(biāo)理綜201712，6分短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對(duì)位置如圖所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系正確的是（ ） A.氫化物沸點(diǎn)：WW C.化合物熔點(diǎn)：Y2X3<YZ3 D.簡(jiǎn)單離子的半徑：Y<X,例1,【解析】設(shè)Y元素原子的最外層電子數(shù)為y，則W、X、Z元素原子的最外層電子數(shù)分別為y+2、y+3、y+4，由于這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21，故可得y=3，可推知Y為Al，W為N，X為O，Z為Cl。N的氫化物之一為N2H4，在常溫下為液態(tài)，其沸點(diǎn)高于常溫下呈氣態(tài)的HCl，A錯(cuò)誤；Al的氧化物對(duì)應(yīng)水化物為Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物，而N的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為HNO3，屬于強(qiáng)酸，故后者酸性更強(qiáng)，B錯(cuò)誤；Al2O3是離子晶體，熔化時(shí)克服的是離子鍵，熔點(diǎn)較高，AlCl3是分子晶體，熔化時(shí)克服的是較弱的分子間作用力，熔點(diǎn)較低，故熔點(diǎn)：Al2O3AlCl3，C錯(cuò)誤；Al3+和O2-的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)大的離子半徑小，故簡(jiǎn)單離子半徑：Al3+O2-，D正確。,D,例1,浙江選考化學(xué)2017年4月14，2分W、X、Y、Z四種短周期元素，它們?cè)谥芷诒碇形恢萌鐖D所示，下列說法不正確的是（ ） A.Z、Y、X的原子半徑依次減小，非金屬性依次降低 B.Z、Y、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性依次降低 C.WH4與Z元素的單質(zhì)在一定條件下可發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D.W的位置是第二周期第A族,例2,【解析】由四種元素在周期表中的位置可知，W處于第二周期第A族，為碳元素；X處于第二周期第A族，為氧元素；Y處于第三周期第A族，為硫元素；Z處于第三周期第A族，為氯元素。原子半徑：硫氯氧，非金屬性：氧氯硫，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氯、硫、碳元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為HClO4、H2SO4、H2CO3，酸性依次減弱，B項(xiàng)正確；CH4與Cl2在光照條件下反應(yīng)生成氯代物，C項(xiàng)正確；碳元素位于第二周期第A族，D項(xiàng)正確。,A,例2,考點(diǎn)30 元素周期律及其應(yīng)用,考法2 利用元素周期律推斷物質(zhì)或元素的性質(zhì) 考法3 元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷,元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化，其本質(zhì)原因是元素的原子核外電子排布呈周期性變化。,1元素周期律的概念,元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈周期性變化。,2元素周期律的實(shí)質(zhì),3元素周期律的內(nèi)容(稀有氣體除外),1金屬性及對(duì)應(yīng)性質(zhì)在周期表中的變化規(guī)律,考法2 利用元素周期律推斷物質(zhì)或元素的性質(zhì),金屬之最在元素周期表的左下角(放射性元素除外),2非金屬性及對(duì)應(yīng)性質(zhì)在周期表中的變化規(guī)律,考法2 利用元素周期律推斷物質(zhì)或元素的性質(zhì),【解析】首先根據(jù)題中“X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的”可知X元素為Na，再根據(jù)“Z與X形成的離子化合物的水溶液呈中性”可知Z元素為Cl，進(jìn)而可推知W、Y元素分別為N或O、P或S。簡(jiǎn)單離子半徑：ClN3或O2Na，A錯(cuò)誤；Na與N或O形成的Na3N、Na2O或Na2O2溶于水后均得到NaOH溶液，溶液呈堿性，B正確；W與Y處于同族，從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，則對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸減弱，C錯(cuò)誤；Y與Z處于同周期，從左到右，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸增強(qiáng)，D錯(cuò)誤。,B,例4,考法3元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷,1元素金屬性強(qiáng)弱的判斷,(1)根據(jù)元素周期律判斷 同周期元素，從左到右，隨原子序數(shù)增加，金屬性減弱。 同主族元素，從上到下，隨原子序數(shù)增加，金屬性增強(qiáng)。,(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)判斷 與水或酸反應(yīng)置換出氫氣的難易：越易者金屬性越強(qiáng)。 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱：堿性越強(qiáng)者金屬性越強(qiáng)。 與鹽溶液的置換反應(yīng)：一般活潑金屬能置換出不活潑金屬(鉀、鈣、鈉等極活潑金屬 除外)。 金屬活動(dòng)性順序中：一般排在前面的金屬 較活潑。 原電池中：一般作負(fù)極的金屬較活潑。,考法3元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷,1元素金屬性強(qiáng)弱的判斷,考法3元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷,2元素非金屬性強(qiáng)弱的判斷,(1)根據(jù)元素周期律判斷 同周期元素，從左到右，隨原子序數(shù)增加，非金屬性增強(qiáng)。 同主族元素，從上到下，隨原子序數(shù)增加，非金屬性減弱。,(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)判斷 與氫氣化合的難易及生成氫化物的穩(wěn)定性：越易越穩(wěn)定者非金屬性越強(qiáng)。 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱：酸性越強(qiáng)者非金屬性越強(qiáng)。 與鹽溶液或氣體、無氧酸溶液間的置換反應(yīng)：活潑非金屬可置換出不活潑非金屬(F2除外) 。 與同種金屬反應(yīng)的難易：越易反應(yīng)者非金屬性越強(qiáng)。 氣態(tài)氫化物的還原性強(qiáng)弱：還原性越弱者非金屬性越強(qiáng)。,考法3元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的判斷,2元素非金屬性強(qiáng)弱的判斷,例3,例3,課標(biāo)理綜201512,6分W、X、Y、Z均為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增加，且原子核外L電子層的電子數(shù)分別為0、5、8、8，它們的最外層電子數(shù)之和為18。下列說法正確的是( ) A單質(zhì)的沸點(diǎn)：WX B陰離子的還原性：WZ C氧化物的水化物的酸性：Y<Z DX與Y不能存在于同一離子化合物中,例5,【解析】由題干中信息可推知元素W、X、Y、Z分別為H、N、P、Cl。結(jié)構(gòu)相似的分子，相對(duì)分子質(zhì)量越大，沸點(diǎn)越高，即單質(zhì)的沸點(diǎn)：H2N2，A錯(cuò)誤；元素非金屬性越強(qiáng)，其相應(yīng)陰離子的還原性越弱，故陰離子的還原性：H-Cl-，B正確；元素非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，因此無法比較P、Cl的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，只能比較二者的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱，C錯(cuò)誤；(NH4)3PO4是離子化合物，可見P、N可存在于同一離子化合物中，D錯(cuò)誤。,B,例5,考點(diǎn)31 元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用,考法4 粒子半徑大小的比較 考法5 未知元素的推斷 考法6 元素周期律和元素 周期表的綜合應(yīng)用,考法4 粒子半徑大小的比較,1根據(jù)元素在周期表中的位置關(guān)系比較原子半徑的大小,同周期：左大右小(稀有氣體不參與比較) 同主族：上小下大,2根據(jù)核外電子數(shù)比較同一元素的原子與離子半徑的大小,同一元素，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)越多，半徑越大。,(1)同主族：自上而下，半徑增大。 (2)核外電子數(shù)相同時(shí)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多，對(duì)核外電子的吸引能力越大，半徑越小。 (3)不同周期、不同主族時(shí)，可根據(jù)元素周期表中的相對(duì)位置及變化規(guī)律，選擇一種元素作橋梁來比較。,考法4 粒子半徑大小的比較,3利用元素周期表與元素周期律綜合比較離子半徑的大小,考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,(1)根據(jù)稀有氣體元素推斷未知元素在周期表中的位置,各周期稀有氣體元素的原子序數(shù),考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,比大小，定周期,若比最鄰近的稀有氣體原子序數(shù)小，則與該稀有氣體元素同周期；若比最鄰近的稀有氣體原子序數(shù)大，則在該稀有氣體元素所在周期的下一周期。,求差值，定族數(shù),若原子序數(shù)比相應(yīng)稀有氣體元素少15，則該元素與稀有氣體同周期，且為第A族A族。,正、負(fù)價(jià)差：符合公式 的元素，當(dāng)正、負(fù)的絕對(duì)值之 差為0、2、4、6時(shí)，所在的主族序數(shù)依次是A、A、A、A。 最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0的短周期元素：H、C、Si。 最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的短周期元素：S。 最高正價(jià)不等于族序數(shù)的短周期元素：O、F。,(2)利用化合價(jià)推導(dǎo)未知元素,考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,主族序數(shù)與周期數(shù)相同的元素有H、Be、Al。 主族序數(shù)是周期數(shù)2倍的元素有C、S；3倍的元素有O。 周期數(shù)是主族序數(shù)2倍的元素有Li、Ca；3倍的元素有Na。,（3）用 “族與周期的關(guān)系”(20號(hào)以內(nèi)的元素)推斷未知元素,考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,(4)由元素及化合物性質(zhì)推斷未知元素,空氣中含量最高的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素是N。 組成物質(zhì)種類最多的元素是C；單質(zhì)硬度最大的元素是C。 氫化物沸點(diǎn)最高的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素是O。 單質(zhì)最輕的元素是H；最輕的金屬單質(zhì)是Li；地殼中含量最高的元素是O，金屬元素是Al。 最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的元素是Al。,考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素為Br，金屬元素為Hg。 元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(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N，能發(fā)生氧化還原反應(yīng)的元素是S。 單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)生成氣體的短周期元素是Li、Na、F。 最活潑的非金屬元素是F，最活潑的金屬元素是Cs。 焰色反應(yīng)呈黃色的元素是Na，呈紫色的元素是K。,(4)由元素及化合物性質(zhì)推斷未知元素,考法5 未知元素的推斷,1.推斷未知元素的方法,考法5 未知元素的推斷,2.元素推斷的解題思路,對(duì)于尚未發(fā)現(xiàn)的或不常見的主族元素，首先確定它在元素周期表中的位置，然后確定它是金屬還是非金屬，再根據(jù)同族元素性質(zhì)的相似性、遞變性及同周期元素的變化規(guī)律(元素周期律)，來推測(cè)該元素及其化合物的性質(zhì)。,考法6元素周期律和元素周期表的綜合應(yīng)用,1.根據(jù)元素在周期表中的位置，確定其化合物的化學(xué)式,2.根據(jù)元素周期律，預(yù)測(cè)元素的性質(zhì), 課標(biāo)理綜201613，6分短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01 molL-1 r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( ) A.原子半徑的大?。篧XY C.Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài) D.X的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸,例6,【解析】n是元素Z的單質(zhì)，通常為黃綠色氣體，則n為Cl2，Z為Cl元素。Cl2(n)與二元化合物p在光照條件下反應(yīng)生成r和s，0.01 molL-1 r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物，則p為CH4，r為HCl，s為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4的混合物。二元化合物m與Cl2(n)反應(yīng)生成q和r，q的水溶液具有漂白性，r為HCl，從而推知m為H2O，q為HClO，則W、X、Y、Z分別為H、C、O、Cl元素。同周期元素的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而逐漸減小，原子半徑的大小關(guān)系為HOC，A錯(cuò)誤；氯的氧化物中氧元素表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)，說明氧元素的非金屬性強(qiáng)于氯，同周期主族元素的非金屬性自左向右逐漸增強(qiáng)，HClO4為強(qiáng)酸，H2CO3為弱酸，所以Cl的非金屬性強(qiáng)于C，則元素的非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系為OClC，B錯(cuò)誤；Y(O)的氫化物有H2O、H2O2，常溫常壓下均為液態(tài)，C正確；X(C)的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為H2CO3，是一種二元弱酸，D錯(cuò)誤。,C,例6,【解析】因?yàn)榉墙饘傩裕篛NC(同周期)、CSi(同主族)，所以非金屬性：ONSi，元素的非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2ONH3SiH4，A正確；HCl是共價(jià)化合物，NaH是離子化合物，B正確；稀鹽酸滴入CaCO3中有氣泡產(chǎn)生，說明酸性：HClH2CO3，而HCl不是氯元素最高價(jià)含氧酸，不能根據(jù)HCl和H2CO3的酸性強(qiáng)弱比較Cl元素和C元素的非金屬性強(qiáng)弱，C錯(cuò)誤；第六周期0族稀有氣體元素Rn為86號(hào)元素，根據(jù)元素周期表排布規(guī)律，第七周期可排布32種元素，86+32=118，故118號(hào)元素位于第七周期最后一列(0族)，D正確。,C,例7,后續(xù)更加精彩,