2021届高考化学一轮复习元素周期表和元素周期律学案

2021届高考化学一轮复习元素周期表和元素周期律学案

第二节　元素周期表和元素周期律 ‎[高考备考指南]‎ 考纲定位 ‎1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。‎ ‎2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。‎ ‎3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。‎ ‎4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。‎ ‎5.熟悉常见元素的化合价，能根据化合价书写化学式，或根据化学式判断元素化合价。‎ 核心素养 ‎1.微观探析——能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念；能根据物质的微观结构预测物质在特定条件下可能具有的性质和可能发生的变化。‎ ‎2.实验探究——发现和提出有探究价值的化学问题(同周期、同主族的递变性问题)，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。‎ ‎3.创新意识——提出进一步探究或改进实验的设想；能尊重事实和证据，不迷信权威(元素周期表)，具有独立思考、敢于质疑和批判的创新精神。‎ ‎　元素周期表的结构及应用 ‎(对应复习讲义第57页)‎ ‎1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。‎ ‎2．原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。‎ ‎3．编排原则 ‎(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。‎ ‎(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。‎ ‎4．元素周期表的结构 ‎5．元素周期表中的特殊位置 ‎(1)过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。‎ ‎(2)镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。‎ ‎(3)锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。‎ ‎(4)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。‎ ‎　(1)ⅠA族元素全是碱金属元素。(　　)‎ ‎(2)所有族中ⅦA族元素最多。(　　)‎ ‎(3)同周期中ⅡA与ⅢA族中元素原子序数相差1。(　　)‎ ‎(4)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。(　　)‎ ‎(5)镧系在周期表中占一格，原子序数不相同。(　　)‎ ‎[提示]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√‎ ‎1．同主族元素的原子序数差的关系 ‎(1)位于过渡元素左侧的主族元素，即第ⅠA、第ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素所在周期所含元素种数。如钠、钾的原子序数之差为19－11＝8。‎ ‎(2)位于过渡元素右侧的主族元素，即第ⅢA～第ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素所在周期所含元素种数。如氯和溴的原子序数之差为35－17＝18(溴所在第四周期所含元素的种数)。‎ ‎2．同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差的关系 周期序数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 原子序数差 无 ‎1‎ ‎1‎ ‎11‎ ‎11‎ ‎25‎ ‎25‎ 原因 ‎－‎ 增加了过渡元素 增加了过渡元素和镧系或锕系元素 ‎3.奇偶关系 ‎(1)原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。‎ ‎(2)原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。‎ 角度1　元素周期表的结构 ‎　‎ Y X Z ‎1.已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是(　　)‎ A．Y与Z的原子序数之和可能为2a B．Y的原子序数可能为a－17‎ C．Z的原子序数可能为a＋31‎ D．X、Y、Z一定为短周期元素 D　[若X、Y、Z为短周期元素，则Y为He，不是主族元素，D不正确。]‎ A B E C D ‎2.(2019·沧州模拟)如图A、B、C、D、E是长式元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．A、E原子序数之差可能为2‎ B．D、E原子序数之差可能是18或32‎ C．若E原子序数为x，则A、B、C、D、E原子序数之和可能为5x＋10‎ D．B、D原子序数之差不可能是7‎ A　[A不可能处于第一周期，故A、E原子序数之差不可能是2，A不正确。]‎ 角度2　元素在周期表中位置的判断 ‎3．(2019·郑州模拟)国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是(　　)‎ A．两种元素位于同一周期 B．116号元素位于第ⅥA族 C．两种元素都是活泼的非金属元素 D．114号元素的原子半径比116号元素的大 C　[第114号元素和第116号元素分别处于第七周期ⅣA族和ⅥA族，均为金属元素，A、B正确；C错误；依据同周期原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的大，D正确。]‎ ‎“0族”法确定元素位置 ‎(1)熟记0族元素的相应周期数和原子序数 元素符号 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 ‎(2)确定主族元素在周期表中位置的方法：原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。‎ ‎　元素周期律及其应用 ‎(对应复习讲义第59页)‎ ‎1．元素周期律 ‎2．主族元素的周期性变化规律 内容 同周期(从左到右)‎ 同主族(从上到下)‎ 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加1个 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 元素的性质 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 主要化合价 一般，最高正价：‎ ‎＋1→＋7‎ 负化合价：‎ ‎－4→－1‎ 最高正价数＝‎ 主族序数 ‎(O、F除外)‎ 负化合价 ‎＝主族序数－8‎ 化合物性质 最高价氧化物 对应水化物 酸性逐渐增强 碱性逐渐减弱 酸性逐渐减弱 碱性逐渐增强 氢化物 稳定性逐渐 增强 还原性逐渐 减弱 稳定性逐渐 减弱 还原性逐渐 增强 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强，‎ 阳离子氧化性逐渐减弱，‎ 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 ‎3.元素周期表和元素周期律的应用 ‎(1)元素周期表中元素的分区 周期表的右上方区域为非金属元素区，左下方区域为金属元素区，金属与非金属分界线上的元素有B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po。现有周期表中最强的非金属为F，最强的金属为Fr。‎ ‎(2)科学预测结构与性质 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。‎ ‎(3)寻找新材料 ‎1．金属性、非金属性的强弱比较的实验方法 三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属 与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强 与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强 两池,‎ 原电池：一般情况下，负极材料的金属性强于正极 电解池：在阴极首先放电的阳离子，其对应元素的金属性弱；在阳极首先放电的阴离子，其对应元素的非金属性弱2.“位—构—性”的转化应用 ‎(1)性质与位置的互推 ‎①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置，如同周期主族元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。‎ ‎②根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质，如A、B、C三元素在同一主族中从上往下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。‎ ‎(2)结构与性质的互推 ‎①若某主族元素的最外层电子数小于4，则该元素容易失电子；若该元素的最外层电子数大于4，则该元素容易得电子。‎ ‎②若某主族元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若该元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。‎ ‎(3)结构与位置的互推 由原子序数确定主族元素位置方法：只要记住了稀有气体元素的原子序数(He－2、Ne－10、Ar－18、Kr－36、Xe－54、Rn－86)，就可确定主族元素的位置。‎ ‎①若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期ⅡA族；‎ ‎②若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的ⅢA族～ⅦA族，如84号元素应在第六周期ⅥA族。‎ 角度1　元素周期律及其应用 ‎1．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示：‎ 元素代号 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 B　[由主要化合价数据知Z为S，T为O，R为Al，再根据原子半径数据，X和Y位于同主族，Y为Be，X为Mg。镁、铍、铝与稀硫酸反应(接触面积相同)时，镁的反应速率最快，A选项错误；O2－与Mg2＋都是10电子粒子，O2－的半径较大，B选项正确；碱性：Mg(OH)2>Be(OH)2，Mg(OH)2>Al(OH)3，氢氧化镁的碱性最强，C选项错误；氧的非金属性比硫的强，O2与H2化合比S与H2化合容易，D选项错误。]‎ ‎2．(2018·全国卷Ⅰ，T12)主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(　　)‎ A．常温常压下X的单质为气态 B．Z的氢化物为离子化合物 C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性 D．W与Y具有相同的最高化合价 B　[可腐蚀玻璃的物质是HF。根据题意可推知，W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。常温常压下Na是固态，A项错误；CaH2是离子化合物，B项正确；CaCl2是强酸强碱盐，水溶液呈中性，C项错误；氯有最高化合价为＋7，氟无正价，D项错误。]‎ 角度2　微粒半径的大小比较 ‎3．下列各组粒子中粒子半径由大到小的是(　　)‎ A．O、Cl、S、P B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋‎ C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋‎ D．Li、Na、K、Cs C　[比较粒子半径有以下原则：①同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，A为P＞S＞Cl＞O；②同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，D为Li＜Na＜K＜Cs；③核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小；各层排布都饱和，一般电子层数越多，微粒半径越大，B为Ba2＋＞Ca2＋＞Mg2＋＞Al3＋。]‎ ‎4．A、B、C、D为四种短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知A的最外层电子数是其电子层数的2倍，B是地壳中含量最高的元素，B原子的最外层电子数是D原子最外层电子数的2倍，C原子最外层只有1个电子。下列说法正确的是(　　)‎ A．原子半径：C>A D．离子半径：D3＋>B2－‎ C．非金属性：A>B D．最高价氧化物对应水化物的碱性：C

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