第2課時元素周期律知識條目必考要求加試要求元素周期律(核外電子排布、原子半徑、元素主要化合價、元素的金屬性和非金屬性的周期性變化)bb能力要求1.通過分析118號元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價的變化，總結出它們的遞變規(guī)律，并由此認識元素周期律。2.初步認識元素性質的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結果。一、原子結構及變化規(guī)律1以1118號元素為例填寫下表：元素鈉鎂鋁硅磷硫氯氬元素符號NaMgAlSiPSClAr原子序數(shù)1112131415161718族序數(shù)AAAAAAA0最外層電子數(shù)12345678主要化合價1234、45、36、27、10最高正價12345670原子半徑(nm)0.1860.1600.1430.1170.1100.1020.0992.觀察分析上表，思考討論同一周期元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子核外電子排布的變化規(guī)律是最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由1到8的周期性變化；元素化合價的變化規(guī)律是最高正價呈現(xiàn)由1到7，負價呈現(xiàn)由4到1的周期性變化；元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。1已知下列原子的半徑：原子NSOSi半徑r/1010 m0.751.020.741.17根據(jù)以上數(shù)據(jù)，P原子的半徑可能是()A1.101010 m B0.801010 mC1.201010 m D0.701010 m答案A解析根據(jù)元素周期律可知，磷原子的半徑應在Si和S原子之間，故答案為選項A。2下列各組元素性質或原子結構遞變情況錯誤的是()ALi、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多BP、S、Cl元素最高正化合價依次升高CN、O、F原子半徑依次增大DNa、K、Rb的電子層數(shù)依次增多答案C解析N、O、F同為第2周期元素，隨著原子序數(shù)的增加，原子半徑依次減小。二、元素周期律1鈉、鎂、鋁金屬性強弱的比較(1)按表中實驗操作要求完成實驗，并填寫下表實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論熔成小球，浮于水面，四處游動，有“嘶嘶”的響聲，反應后溶液加酚酞變紅鈉與冷水反應劇烈，反應的化學方程式為2Na2H2O=2NaOHH2加熱前，鎂條表面附著了少量無色氣泡，加熱至沸騰后，有較多的無色氣泡冒出，滴加酚酞溶液變?yōu)榉奂t色鎂與冷水幾乎不反應，能與熱水反應，反應的化學方程式為Mg2H2OMg(OH)2H2兩支試管內都有無色氣泡冒出，但放鎂條的試管中逸出氣體的速率較快鎂、鋁都能置換出酸中的氫，但鎂更容易，反應的化學方程式為Mg2HCl=MgCl2H2，2Al6HCl=2AlCl33H2(2)由上述實驗可知鈉、鎂、鋁置換出水(或酸)中的氫時，由易到難的順序為Na>Mg>Al；鈉、鎂、鋁的最高價氧化物對應的水化物的堿性由強到弱的順序為NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；鈉、鎂、鋁的金屬性由強到弱的順序為Na>Mg>Al。2硅、磷、硫、氯非金屬性強弱比較元素SiPSCl最高價氧化物的化學式SiO2P2O5SO3Cl2O7最高價氧化物對應水化物的化學式及酸性H2SiO3弱酸H3PO4中強酸H2SO4強酸HClO4酸性比H2SO4強單質與H2反應的條件高溫磷蒸氣與H2能反應加熱光照或點燃時發(fā)生爆炸而化合氫化物的穩(wěn)定性不穩(wěn)定受熱分解受熱分解穩(wěn)定硅、磷、硫、氯單質與氫氣化合時條件由易到難的順序為Cl>S>P>Si；硅、磷、硫、氯最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的順序為HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3；硅、磷、硫、氯元素非金屬性由強到弱的順序為Cl>S>P>Si。3結論：核外電子層數(shù)相同，隨著原子序數(shù)(核電荷數(shù))的遞增，原子核對核外電子的引力逐漸增強，原子半徑逐漸減小，元素原子的得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱，最終導致元素的非金屬性逐漸增強，金屬性逐漸減弱。1.元素金屬性強弱的判斷(1)比較元素的金屬性強弱，其實質是看元素原子失去電子的難易程度，越容易失去電子，金屬性越強。(2)金屬單質和水或非氧化性酸反應置換出氫越容易，金屬性越強；最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強。2元素非金屬性強弱的判斷(1)比較元素的非金屬性強弱，其實質是看元素原子得到電子的難易程度，越容易得到電子，非金屬性越強。(2)單質越容易與氫氣化合，生成的氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強；最高價氧化物對應水化物的酸性越強，說明其非金屬性越強。3元素周期律(1)元素周期律是指元素的性質隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性的變化。(2)元素的性質包括：原子半徑、主要化合價、金屬性、非金屬性等。(3)元素周期律實質是核外電子排布發(fā)生周期性變化的必然結果。3回答下列問題：(1)原子序數(shù)為1117的元素中：原子半徑最小的元素是_(填元素符號)；金屬性最強的元素是_(填元素符號)；最高價氧化物對應水化物酸性最強的酸是_(用化學式回答，下同)；最不穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是_；最高價氧化物對應水化物堿性最強的堿是_。(2)用“>”或“<”回答下列問題：酸性：H2CO3_H4SiO4，H4SiO4_H3PO4；堿性：Ca(OH)2_Mg(OH)2_Al(OH)3；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：H2O_H2S，H2S_HCl。從以上答案中可以歸納出：a元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越_；b元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的堿性越_；c元素的非金屬性越強，其對應氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越_。答案(1)ClNaHClO4SiH4NaOH(2)><>>><a強b強c強解析(1)電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，非金屬性越強；核電荷數(shù)越小，金屬性越強。原子半徑最小的是Cl；金屬性最強的應為Na；非金屬性最強的元素，其最高價氧化物對應水化物的酸性最強，氯的非金屬性最強，其對應的酸是HClO4；非金屬性最弱的非金屬元素Si的氣態(tài)氫化物最不穩(wěn)定；金屬性最強的Na對應的NaOH的堿性最強。(2)根據(jù)單質及其化合物的性質遞變判斷元素的金屬性和非金屬性變化規(guī)律。4已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)相連的元素，最高價氧化物對應水化物的酸性相對強弱的順序是HXO4H2YO4H3ZO4，則下列判斷正確的是()A氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HXH2YZH3B非金屬活潑性：YXZC原子半徑：XYZD原子最外層電子數(shù)：X<Y<Z答案A解析本題的關鍵是“最高價氧化物對應水化物的酸性相對強弱”這一信息，由此可推知X、Y、Z為非金屬元素，原子序數(shù)相連意味著它們屬同周期元素，故活潑性：XYZ，原子半徑：XYZ，原子最外層電子數(shù)：X>Y>Z，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性順序為HXH2YZH3。1元素性質隨原子序數(shù)的遞增呈周期性變化的本質是()A元素的相對原子質量逐漸增大，量變引起質變B原子的電子層數(shù)增多C原子核外電子排布呈周期性變化D原子半徑呈周期性變化答案C解析考查元素周期律的本質，明確結構決定性質的規(guī)律。2下列說法中正確的是()A元素性質的周期性變化是指原子半徑、元素的主要化合價及原子核外電子排布的周期性變化B元素的最高正化合價與元素原子核外電子排布有關C從LiF、NaCl，元素的最高化合價均呈現(xiàn)從1 價7價的變化D電子層數(shù)相同的原子核外電子排布，其最外層電子數(shù)均從1到8呈現(xiàn)周期性變化答案B解析元素性質不包括核外電子排布，A錯誤；O無最高正價，F(xiàn)無正價，C錯誤；H、He的最外層電子數(shù)從1到2，D錯誤。3短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中Z所處的族序數(shù)是周期數(shù)的2倍。下列判斷不正確的是()A最高正化合價：XYZB原子半徑：XYZC氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：ZWD最高價氧化物對應水化物的酸性：XZ答案B解析本題考查原子結構、元素周期律。結合元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相對位置可知，X、W處于第2周期，Y、Z處于第3周期；Z所處的族序數(shù)是周期數(shù)的2倍，則Z位于第A族，為S，根據(jù)相對位置可知Y為P、X為C、W為F。X、Y、Z最高正化合價分別為4、5、6，則最高正化合價：XYZ，故A正確；原子半徑：XZY，故B錯誤；元素非金屬性越強，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：SF，則氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：ZW，故C正確；X、Z分別為C、S，最高價氧化物對應水化物的酸性：XZ，故D正確。4前18號元素中，具有相同電子層結構的三種離子An、Bn、C，下列分析正確的是()A原子序數(shù)關系是C>B>AB粒子半徑關系是Bn<AnCC一定是稀有氣體元素的一種原子D原子半徑關系是A<B答案C解析由于An、Bn、C具有相同的電子層結構，所以原子序數(shù)A>C>B，粒子半徑An<Bn，原子半徑A>B。5根據(jù)元素周期表120號元素的性質和遞變規(guī)律，回答下列問題：(1)屬于金屬元素的有_種，金屬性最強的元素與氧氣反應生成的化合物_(填兩種化合物的化學式)。(2)最高正化合價最高的元素是_(填元素符號)，其最高正化合價為_。(3)單質既能與HCl反應，又能與NaOH反應的是_(填元素符號)，其最高價氧化物對應水化物具有_(填“酸性”“堿性”或“兩性”)。(4)第3周期中，原子半徑最大的是(稀有氣體元素除外)_(填元素符號)。(5)推測Si、N最簡單氫化物的穩(wěn)定性_大于_(填化學式)。答案(1)7K2O、K2O2(KO2也可以)(2)Cl7價(3)Al兩性(4)Na(5)NH3SiH4解析前20號元素中，(1)屬于金屬元素的共有7種，其中金屬性最強的元素是K，K與氧氣反應生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。(2)最高正化合價最高的元素是Cl，其最高正化合價為7價。(3)既能與HCl反應又能與NaOH反應的單質是鋁，其最高價氧化物對應的水化物是Al(OH)3，具有兩性。(4)同一周期，從左到右，原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素除外)，故第3周期中，原子半徑最大的是Na。(5)非金屬性：N>P>Si，故NH3的穩(wěn)定性大于SiH4的穩(wěn)定性。 基礎過關題組一元素周期律的內容和實質1元素的以下性質，隨著原子序數(shù)遞增不呈現(xiàn)周期性變化的是()A化合價B原子半徑C元素的金屬性和非金屬性D相對原子質量答案D解析由元素周期律的內容知，元素的化合價、原子半徑及金屬性和非金屬性都隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化，而相對原子質量隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)增大的變化趨勢，絕不會出現(xiàn)周期性的變化。2下列關于元素周期律的敘述正確的是()A隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復出現(xiàn)B元素的性質隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化C隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高化合價從1到7，最低化合價從7到1重復出現(xiàn)D元素性質的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化及元素主要化合價的周期性變化答案B解析A項錯誤，K層為最外層時，原子最外層電子數(shù)只能從1到2，而不是從1到8；B項正確，是元素周期律的內容；C項，最低化合價一般是從4到1，而不是從7到1；D項，核外電子排布的周期性變化是元素性質周期性變化的根本原因，而不是其內容。題組二元素的化合價與核外電子排布的關系3下列各組元素中，按最高正化合價遞增順序排列的是()C、N、FNa、Mg、AlF、Cl、BrP、S、ClA BC D答案B解析元素原子的最外層電子數(shù)等于其最高正化合價數(shù)，但要注意氟元素無正價。4元素X、Y可組成化學式為XY3的化合物，則X、Y的原子序數(shù)不可能是()A3和9 B7和1C13和17 D15和17答案A解析A項中兩元素分別為Li、F，只能形成化合物LiF；B項中兩元素分別為N、H，可形成NH3分子；C項中兩元素分別為Al、Cl，能形成化合物AlCl3；D項中兩元素分別為P、Cl，可形成PCl3和PCl5兩種化合物。5某元素R的原子序數(shù)小于18，該元素的原子得到1個電子后形成具有稀有氣體元素原子的電子層結構的離子，該元素可形成含氧酸HRO3，下列說法中正確的是()R元素的最高正價是5價R元素還可形成其他含氧酸R元素原子的最外層電子數(shù)為7R元素的原子序數(shù)為7A BC D答案B解析根據(jù)題意，R元素的原子獲得1個電子后變成具有稀有氣體元素原子的電子層結構的離子，且原子序數(shù)小于18，表明R可能為F或者Cl，最外層電子數(shù)為7，最高正價為7價(此時R為Cl)。又由于R元素可形成含氧酸HRO3，可見R元素只能是Cl，HRO3為HClO3，還可形成HClO4、HClO等含氧酸。6前20號元素中，A元素的最高正價和最低負價的絕對值之差為6，B元素和A元素的原子次外層都有8個電子，BA2在水溶液中電離出電子層結構相同的離子，則BA2是()AMgF2 BCaCl2CK2S DNa2O答案B解析A元素最高正價和最低負價絕對值之差為6，則A元素最外層有7個電子，且次外層有8個電子，故A為Cl。BA2在水溶液中電離出電子層結構相同的離子，則BA2只能是CaCl2。題組三微粒半徑大小比較7如果將前18號元素按原子序數(shù)遞增的順序排列，可形成如圖所示的“蝸?！毙螤?。圖中每個“”代表一種元素，其中代表氫元素。下列說法不正確的是()A所代表的元素中，共有2種金屬元素，5種非金屬元素B代表的元素所形成的化合物中，某些化合物可使酸性高錳酸鉀溶液褪色C所代表的元素中，元素所形成的簡單離子半徑最大D氣態(tài)氫化物的沸點及穩(wěn)定性：元素元素答案A解析由圖可知，所代表的元素分別是H、Be、C、O、Na、Al、Si，有三種金屬元素，A錯誤；代表的元素可以形成Na2C2O4(草酸鈉)，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，B正確；這些元素形成的簡單離子中，O2半徑最大，C正確；元素非金屬性：OSi，所以氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：H2OSiH4，由于水分子間存在氫鍵，所以沸點：H2OSiH4，D正確。8下列各組微粒半徑大小的比較中，不正確的是()Ar(K)>r(Na)>r(Li)Br(Mg2)>r(Na)>r(F)Cr(Na)>r(Mg2)>r(Al3)Dr(Br)>r(Cl)>r(Cl)答案B題組四元素金屬性與非金屬性強弱的判斷標準9下列比較金屬性相對強弱的方法或依據(jù)正確的是()A根據(jù)金屬失去電子的多少來判斷，失去電子較多的金屬性較強B用鈉置換MgCl2溶液中的Mg2，來驗證鈉的金屬性強于MgCMg不與NaOH溶液反應而Al能與NaOH溶液反應，可說明金屬性：Al>MgD堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可說明鈉、鎂、鋁金屬性依次減弱答案D解析應根據(jù)金屬失去電子的難易來判斷金屬性強弱，金屬越容易失去電子，金屬性越強，A項不正確；鈉與MgCl2溶液中的水反應生成氫氧化鈉，不能置換出鎂，B項不正確；不能根據(jù)金屬與堿溶液的反應來判斷金屬性的強弱，C項不正確；可以根據(jù)最高價氧化物對應水化物的堿性強弱比較金屬性的強弱，D項正確。10下列不能說明氯元素的非金屬性比硫元素強的事實是()HCl比H2S穩(wěn)定HClO氧化性比H2SO4強HClO4酸性比H2SO4強Cl2能與H2S反應生成SCl原子最外層有7個電子，S原子最外層有6個電子Cl2與Fe反應生成FeCl3，S與Fe反應生成FeSA BC D答案A解析含氧酸的氧化性不能作為判斷元素非金屬性強弱的依據(jù)；最外層電子數(shù)越多，元素的非金屬性不一定越強，如非金屬性：OCl，但最外層電子數(shù)：OCl。能力提升11(1)研究表明26Al可以衰變?yōu)?6Mg，可以比較這兩種元素金屬性強弱的方法是_。a比較這兩種元素的單質的硬度和熔點bMg(OH)2屬于中強堿，Al(OH)3屬于兩性氫氧化物c將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液d將空氣中放置已久的這兩種元素的單質分別和熱水作用(2)某同學認為鋁有一定的非金屬性，下列化學反應中，你認為能支持該同學觀點的是_。a鋁片與鹽酸反應放出氫氣b氫氧化鋁溶于強堿溶液c氫氧化鋁溶于強酸溶液d鋁熱反應答案(1)bc(2)b解析(1)a項不可以，單質熔、沸點與元素的金屬性強弱無關；b項可以，Mg(OH)2比Al(OH)3堿性強，進而說明26Mg比26Al金屬性強；c項可以，有鎂帶的熱水中滴入酚酞溶液變?yōu)榧t色，有鋁片的熱水中滴入酚酞溶液不變色，說明鎂與熱水反應生成了Mg(OH)2，鋁與熱水反應不明顯，證明26Mg比26Al金屬性強；d項不可以，在空氣中放置已久的鎂和鋁，都在表面形成致密的保護膜，使得鎂和鋁不能與熱水接觸發(fā)生化學反應，則該實驗操作不可用作比較鎂和鋁的金屬性強弱。(2)a項說明鋁是較活潑的金屬，但不能說明鋁具有一定的非金屬性；b項能說明氫氧化鋁具有一定的酸性，即鋁具有一定的非金屬性；c項說明氫氧化鋁具有一定的堿性，鋁具有金屬性；d項說明鋁的金屬性較強，不能說明鋁具有一定的非金屬性。12X、Y、Z、W為118號中的四種元素，其最高正價依次為1、4、5、7，核電荷數(shù)按照Y、Z、X、W的順序增大。已知Y與Z的原子次外層的電子數(shù)均為2，W、X的原子次外層的電子數(shù)均為8。(1)寫出元素的名稱：X_，Z_。(2)畫出原子結構示意圖：Y_，W_。(3)寫出X的最高價氧化物與Z的最高價氧化物對應水化物反應的化學方程式：_。(4)按堿性減弱、酸性增強的順序寫出各元素最高價氧化物對應水化物的化學式：_、_、_、_。答案(1)鈉氮(2)(3)Na2O2HNO3=2NaNO3H2O(4)NaOHH2CO3HNO3HClO4解析由Y、Z原子的次外層均有2個電子，結合最高正價知Y為碳元素，Z為氮元素；又知W、X原子次外層均有8個電子，結合最高正價知W為氯元素，X為鈉元素。13A、B、C、D四種元素的核電荷數(shù)依次增多，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等；D原子的K、L層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半?；卮鹨韵聠栴}：(1)四種元素的符號依次是A_；B_；C_；D_。它們的原子半徑由大到小的順序是_。(2)分別寫出A、B、C、D四種元素最高價氧化物對應水化物的化學式：_，分別比較酸性或堿性的強弱：_。(3)分別寫出A、B元素的氣態(tài)氫化物的分子式：_，比較其穩(wěn)定性：_。答案(1)SClKCar(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2酸性：HClO4>H2SO4，堿性：KOH>Ca(OH)2(3)H2S、HClHCl>H2S解析因A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，所以A的核電荷數(shù)為2816，A為硫元素；D原子的K、L層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半，則D原子的核電荷數(shù)是(28)220，為鈣元素。根據(jù)核電荷數(shù)依次增大并都能形成離子，排除氬元素，B為氯元素，C為鉀元素。14某化學興趣小組為探究元素性質的遞變規(guī)律，設計了如下系列實驗。.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量的0.1 molL1的鹽酸中，試預測實驗結果：_與鹽酸反應最劇烈，_與鹽酸反應最慢。(2)將NaOH溶液與NH4Cl溶液混合生成NH3H2O，從而驗證NaOH的堿性大于NH3H2O，繼而可以驗證Na的金屬性大于N，你認為此設計是否合理？并說明理由：_。.利用下圖裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律。(3)儀器A的名稱為_，干燥管D的作用是_。(4)實驗室中現(xiàn)有藥品Na2S、KMnO4、濃鹽酸、MnO2，請選擇合適藥品設計實驗驗證氯的非金屬性大于硫：裝置A、B、C中所裝藥品分別為_、_、_，裝置C中的實驗現(xiàn)象為有淡黃色沉淀生成，離子方程式為_。(5)若要證明非金屬性：C>Si，則A中加_、B中加Na2CO3、C中加_，觀察到C中溶液的現(xiàn)象為_。答案(1)鉀鋁(2)不合理，用堿性強弱比較金屬性強弱時，一定要用元素最高價氧化物對應水化物的堿性強弱比較，NH3H2O不是N元素最高價氧化物對應的水化物(3)分液漏斗防止倒吸(4)濃鹽酸KMnO4Na2SS2Cl2=S2Cl(5)稀硫酸Na2SiO3有白色膠狀沉淀產生解析(4)由題中所給藥品可知，可用Na2S與氯氣發(fā)生置換反應判斷非金屬性強弱，因為無加熱裝置，所以只能選擇KMnO4與濃鹽酸反應制取氯氣。(5)由B中藥品Na2CO3可知，用最高價氧化物對應水化物的酸性強弱來判斷非金屬性強弱，所以A中加入硫酸，B、C裝置中加入相應的鹽。