高考化学考点26 元素周期表的结构

高考化学考点26 元素周期表的结构

1 一、一、元素周期表及其结构 1．编排原则 （1）周期：把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排列成一横行。 （2）族：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。 2．结构 （1）周期(7 个横行，7 个周期)： 短周期 长周期[来源:+网 Z+X+X+K] 序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 2 8 8 18 18 32 32 0 族元素原子序数 2 10 18 36 54 86 118 （2）族(18 个纵 行，16 个族) 列 1 2 13 14 15 16 17 主族 族[来源:§网 Z §X§X§K] ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 列 3 4 5 6 7 11 12 副族 族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ族 第 8、9、10，共 3 个纵行 0 族 第 18 纵行 3．元素周期表中元素的分区 4．元素周期表中必记的 4 个关系 （1）常见的四组等量关系 2 ①核电荷数=质子数=原子序数； ②核外电子层数=周期序数； ③主族序数=最外层电子数=最高正价； ④非金属元素：最低负价=最高正价−8。 （2）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； 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。例如，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)。 （3）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 （4）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。 二、元素周期表的应用 3 考向一 元素周期表的结构 典例 1 如图为元素周期表中前四周期的一部分，若 B 元素的核电荷数为 x，则这五种元素的核电荷数之 和为[来源:Zxxk.Com] A．5x＋10 B．5x C．5x＋14 D．5x＋16 【解析】 【答案】A 【规律总结】 同主族、邻周期元素的原子序数差的关系 ①ⅠA 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 2、8、8、18、18、32。 ②ⅡA 族和 0 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 8、8、18、18、32。 ③ⅢA～ⅦA 族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差 8、18、18、32。 1．下列说法正确的是 A．原子的 L 层上的电子数为奇数的元素一定是主族元素 B．同一周期的ⅡA 族和ⅢA 族元素的原子序数之差一定为 1 C．相邻两个周期的同一主族元素的原子序数之差等于上一周期所含元素种类 D．主族序数等于周期序数的元素一定为金属元素 元素周期表结构中隐含的两条规律 1．同主族、邻周期元素的原子序数差 （1）元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA 族) 同主族相邻两元素中，Z(下)=Z(上)+上一周期元素所在周期的元素种类数目。 （2）元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA 族) 4 同主族相邻两元素中，Z(下)=Z(上)+下一周期元素所在周期的元素种类数目。 2．同周期ⅡA 族和ⅢA 族元素原子序数差 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 考向二 元素位置的确定 典例 1 甲～戊五种短周期元素(除稀有气体元素外)在元素周期表中的位置如下所示，其中元素戊的原子半 径在同周期中最小。下列有关判断一定正确的是 A．甲、丁位于第ⅠA 族，均为碱金属元素 B．五种元素中，原子半径最大的元素为丁 C．甲、乙、丙三种元素组成的物质中只含共价键 D．五种元素的最高价氧化物对应的水化物中只有一种强酸 【答案】B 5 2．下列说法正确的是 A．原子序数之差为 2 的两种元素不可能位于同一主族 B．D−核外有 36 个电子，则元素 D 位于第四周期第ⅦA 族 C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为 x，则乙的原子序数可能为 x+4 D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA 族，原子序数为 x，乙位于第ⅢA 族，则乙原子序数 可能为 x+19 利用稀有气体元素确定主族元素位置[来源:] 第一～第七周期稀有气体元素的原子序数依次为：2、10、18、36、54、86、118。 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。 例如：①35 号元素(相邻近的是 36Kr)，则 35−36=−1，故周期数为四，族序数为 8−|−1|=7，即第四周期 第ⅦA 族，即溴元素；②87 号元素(相邻近的是 86Rn)，则 87−86=1，故周期数为 7，族序数为 1，即第七周 期第ⅠA 族，即钫元素。 1．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦”尚未客满。若发现 120 号元素，则其在“元素大厦”中 的“房间”应是 A.第七周期 0 族 B.第六周期第ⅡA 族 C.第八周期第ⅡA 族 D.第八周期第ⅥA 族 2．某同学设计如图所示元素周期表，已知 Z 元素的最外层电子数是次外层的 3 倍。空格中均有对应的元素 填充。以下说法正确的是 A.白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素 B.X 和 Y 形成的化合物只有两种 C.X、Y 元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X>Y 6 D.X、Y、Z 的气态氢化物中最稳定的是 X 的氢化物 3．若把元素周期表原先的主族、副族序号取消，由左到右按原顺序编为 18 列。如碱金属为第 1 列，稀有 气体为第 18 列，按照这个规定，下列说法不正确的是 A.第 3 列元素种类最多 B.第 10 列元素全部是金属元素 C.第 18 列元素的单质在常温常压下均为气体 D.只有第 2 列元素的原子最外层有 2 个电子 4．下列有关元素周期表及应用叙述正确的是 A．周期表中的族分为主族、副族、0 族和第Ⅷ族，共 18 个族 B．凡单原子形成的离子，其核外电子排布一定符合 0 族元素原子的核外电子排布 C．俄罗斯专家首次合成了 原子，116 号元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA 族 D．根据主族元素最高正价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7 5．下列关于元素周期表的说法，正确的是 A．元素周期表的第 8、9、10 三纵列合称Ⅷ族，Ⅷ族是元素周期表所有族中元素种类最多的族 B．元素周期表中的所有副族元素都是金属元素，副族包含过渡元素和Ⅷ族 C．金、银、铜、铁、钠五种金属元素中，只有钠属于主族元素 D．O、S、Na、K 原子半径依次增大；KOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3 的碱性逐渐增强 6．如图所示是周期表中短周期的一部分，W、X、Y 三种元素原子核外电子数之和等于 X 的质量数，X 原 子核内质子数和中子数相等。下列叙述中不正确的是 A.三种元素的原子半径的大小顺序是 Wb>a B．a 和其他 3 种元素均能形成共价化合物 C．d 和其他 3 种元素均能形成离子化合物 D．元素 a、b、c 各自最高和最低化合价的代数和分别为 0、4、6 1．【答案】A 2．【答案】B 【解析】氢和锂两种元素原子序数之差为 2 是同一主族，故 A 错误；D−核外有 36 个电子，则 D 原子有 35 个电子，为 Br 元素，Br 位于第四周期第ⅦA 族，故 B 正确；同主族相邻两周期原子序数差值可能为 2、 8、18、32 等，所以同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为 x，则乙的原子序数不可能为 x+4，故 C 错误；同一周期第ⅠA 族与第ⅢA 族之间原子序数之差可能为 2、12 和 26，故 D 错误。 1．【答案】C 【解析】第七周期最后一种元素是 118 号元素，因此 120 号元素为第八周期第ⅡA 族元素。 2．【答案】C 【解析】A 项，第 4 周期共有 7 种主族元素，而白格有 8 个，故至少有一格不是主族元素，错误；B 项， Z 元素的最外层电子数是次外层的 3 倍，则 Z 为 O 元素，故 X 为 7 号元素 N，分析题图可知，Y 为 15 10 号元素 P，X 和 Y 形成的化合物有很多种，错误；C 项，根据元素周期律可知，N、P 同主族，则 HNO3 的酸性强于磷酸的，正确；D 项，根据元素周期律可知，H2O 的稳定性最强，错误。*网 3．【答案】D 【解析】第 3 列元素中包括镧系(共 15 种)和锕系(共 15 种)，所以种类最多，A 项说法正确；第 10 列为 过渡元素，过渡元素全部为金属元素，B 项说法正确；第 18 列元素为稀有气体元素，稀有气体 元素的单 质在常温常压下均为气体，C 项说法正确；He 等元素的原子最外层也是 2 个电子，D 项说法错误。 4．【答案】C 【解析】Ⅷ族包含8、9、10 共 3 个纵行，共 18 个纵行，16 个族，故 A 错误；H+核外没有电子，与稀有 气体元素原子的核外电子排布不同，故 B 错误；第七周期 0 族元素的原子序数为 118，结合 118−116=2 和 8−2=6 知，116 号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA 族，故 C 正确；主族元素中，元素最高正化合 价与其族序数相等，但 O、F 元素除外，所以卤族元素中除了 F 元素外其他元素最高正化合价为+7，故 D 错误。 5．【答案】C 6．【答案】A 【解析】设 X 的原子核外电子数为 a，则 W 原子的核外电子数为 a-9，Y 原子的核外电子数为 a-7，由题 意得 a-9+a-7+a=2a，得 a=16，所以可推知 W 为 N、Y 为 F、X 为 S。三种元素的原子半径关系为 X>W>Y，A 错误；W 最高价氧化物对应的水化物为强酸 HNO3，气态氢化物为 NH3，NH3 的水溶液为氨 水，显弱碱性，B 正确；X 元素的氧化物 SO2、SO3 的水溶液分别为 H2SO3、H2SO4，显酸性，氢化物为 H2S，H2S 的水溶液为氢硫酸，显弱酸性，C 正确；Y 元素的单质为 F2，是唯一能与水剧烈反应的非金 属单质，D 正确。*网 7．【答案】C 【解析】若 A 为ⅡA 族，A 质量数为 X，质子数等于中子数，则 A 的质子数为 ，处于过渡元素之前， 则 B 的质子数 Y= +8；若 A 为ⅣA 族，A 质子数为 m，处于过渡元素之后，则 B 的质子数 Y=m+18，B 的质量数 n=2Y=2m+36。 8．【答案】（1）C　（2）CD　（3）C　（4）AC 【解析】（1）门捷列夫的贡献是发现了元素周期律，并根据元素周期律制得第一张元素周期表。 2 X 2 X 11 （2）元素的性质呈周期性变化，A 错误；氦是稀有气体元素，非金属性最强的元素是氟，B 错误；同周 期元素，从左到右金属性逐渐减弱，C 正确；随着原子序数的递增，同周期元素由金属元素变化到非金 属元素，同主族元素由非金属元素过渡到金属元素(ⅡA 族和ⅦA 族除外)，即由量变引起质变，D 正确。 （3）该折线是金属元素和非金属元素的分界线，所以在该分界线附近能找到半导体材料。在过渡元素中 可寻找耐高温、耐腐蚀的材料，也可寻找各种优良的催化剂。 （4）若第 7 周期排满，最后为 118 号元素，则 116 号元素 X 位于第 7 周期ⅥA 族。第 6 周期ⅥA 族的 钋元素是金属元素，根据同主族元素，从上到下金属性逐渐增强，可知 116 号元素是金属元素。根据同 主族元素从上到下与氢气化合由易到难的递变性知，该元素不易与氢化合。 9．【答案】（1）H Na （2）K2O、K2O2、KO2(任填两种) HF （3）Cl2+H2O HCl+HClO （4）H++ ===SO2↑+H2O （5）2H2O2 2H2O+O2↑ 【解析】（1）在所给短周期元素中氢原子半径最小，钠原子半径最大，二者比值最小。 （2）在元素周期表前四周期元素中钾元素的金属性最强，金属钾与氧气反应可生成 K2O、K2O2，甚至 生成 KO2；i 为 F 元素，j 为 S 元素，F 的非金属性比 S 强，故 HF 的稳定性强于 H2S。 （3） 海 水 中 除 氢 、 氧 元 素 外 含 量 最 多 的 元 素 是 Cl，Cl2 做 消 毒 杀 菌 剂 的 原 因 是 Cl2+H2O HCl+HClO。 （4）a、b、h、j 四种元素分别为 Na、H、O、S，四种元素所形成的两种化合物分别为 NaHSO4 和 NaHSO3，二者的水溶液相互反应的离子方程式为 H++ ===SO2↑+H2O。*网 （5）分子中原子个数比 1∶1，且常温下呈液态的化合物是 H2O2，在 H2O2 的分解反应中，H2O2 既做氧 化剂又做还原剂。 3HSO 3HSO 12 1．【答案】B 2．【答案】A 【解析】a 的原子中只有 1 个电子，则 a 为氢元素，a、b、c、d 为短周期元素，b2−和 c+离子的电子层结 构相同，则 b 为氧元素，c 为 Na 元素，d 与 b 同族，则 d 为硫元素，据此解答。A．H 分别与 O、S 形成 化合物可以为 H2O 和 H2S，氢元素的化合价为+1，而 NaH 中氢元素的化合价为−1 价，A 项错误；B．氧 元素与其他三种元素能形成 H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2，B 项正确；C．同周期主族元素， 从左到右原子半径逐渐减小，电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Na>S>O>H，C 项正确；D．d 和 a 形成的化合物为 H2S，硫化氢的溶液呈弱酸性，D 项正确；答案选 A。*网 【名师点睛】在短周期元素中，能形成电子层结构相同的 b2−和 c+离子的元素只能位于第二、第三周期， 所以 b 为氧元素，c 为 Na 元素，H 原子的核外只有一个电子，则 a 为 H 元素，d 与 b 同族，则 d 为 S 元 素，然后根据元素周期律的基础知识解答即可。 3．【答案】B 13