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1、 第第15讲讲 元素周期律元素周期律考点考点1 元素周期表中元素及其化合物的递变性规律元素周期表中元素及其化合物的递变性规律 1原子半径(1)除第一周期外，其他周期元素(惰性气体元素除外)的原子半径随原子序数的递增而减小；(2)同一族的元素从上到下，随电子层数增多，原子半径增大。2元素化合价(1)除第一周期外，同周期从左到右，元素最高正价由碱金属+1递增到+7，非金属元素负价由碳族-4递增到-1(氟无正价，氧无+6价)；(2)同一主族的元素的最高正价、负价均相同(F、O除外)；(3)所有单质都显零价。3单质的熔点(1)同一周期元素随原子序数的递增，元素组成的金属单质的熔点递增，非金属单质的熔点
2、递减；(2)同一族元素从上到下，元素组成的金属单质的熔点递减，非金属单质的熔点递增。4元素的金属性与非金属性(1)同一周期的元素电子层数相同。因此随着核电荷数的增加，原子越容易得电子，从左到右金属性递减，非金属性递增；(2)同一主族元素最外层电子数相同，因此随着电子层数的增加，原子越容易失电子，从上到下金属性递增，非金属性递减。5最高价氧化物和水化物的酸碱性元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强；元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强。6非金属气态氢化物元素非金属性越强，气态氢化物越稳定。同周期非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液一般酸性越强；同主族非金属元素的
3、非金属性越强，其气态氢化物水溶液的酸性越弱。7单质的氧化性、还原性一般元素的金属性越强，其单质的还原性越强，其氧化物的阳离子氧化性越弱；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其简单阴离子的还原性越弱。例例1 下表为元素周期表的一部分，请参照元素在表中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)、的原子半径由大到小的顺序_。(2)、的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_。HNO3H2CO3H2SiO3NaAlO(3)、中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：_。(4)由表中两种元素的原子按11组成的常见液态化合物的稀溶液易被催化分解，可使用的催化剂为(填序号)
4、_。 aMnO2 bFeCl cNa2SO3 dKMnO4Na+O.Cl. _Na+O.H _或a b_。(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应：X溶液与Y溶液反应的离子方程式为：_，N的单质的化学方程式为：Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+32Al2O3(熔融) 4Al+3O2电解冰晶石常温下，为使0.1 mol/L M溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等，应向溶液中加入一定量的Y溶液至_。溶液的pH等于7 【解析】 本题提供了八种元素在元素周期表中的位置。可直接依据元素的性质答题。M是仅含非金属元素的盐，则M是铵盐，X、Y中必有一种为NH3，Z加热分解为N，并可
5、得到金属Al，则Z为Al(OH)3，X、Y中必有铝盐。 【点评】 由元素在周期表中的位置推测元素并回答有关问题是高考中的热点题型之一。考查的重点是元素周期律及元素化合物的性质。考点考点2 元素周期表的应用元素周期表的应用1在元素周期表中，金属和非金属交界线附近的元素可作半导体材料；寻找特种合金、耐高温、耐腐蚀的合金和催化剂的元素一般在过渡元素中找；2.预测元素的性质(由递变规律推测) 常见的题目给出一种不常见的主族元素(如砹、碲、铋、铅、铟、镭、铯等)，或尚未发现的主族元素，推测该元素及其单质或化合物所具有的性质。解答的关键是根据该元素所在族的熟悉的元素的性质，根据递变规律，加以推测判断。例如
6、：比较不同周期、不同族邻位元素的性质：如金属性MgAl，CaAl，则碱性Mg(OH)2Al(OH)3，Ca(OH)2Al(OH)3。推测未知元素的某些性质：如已知Ca(OH)2微溶于水，Mg(OH)2难溶于水，可推知Be(OH)2更难溶；又如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈强酸性，AgAt难溶于水等。例例2 门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X性
7、质的描述中错误的是()AX单质不易与水反应BXO2可被碳或氢还原为XCXCl4的沸点比SiCl4的高DXH4的稳定性比SiH4的高D 【解析】 A元素有碳、硅、锗、锡、铅；第四周期元素是锗，其化学性质类硅，硅不和水反应，锗也不和水反应，A正确；二氧化硅可以被碳或氢还原为硅，二氧化锗也可以，B正确；GeCl4和SiCl4都是分子晶体，分子间不能形成氢键，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，C正确；同主族元素，原子序数越小，非金属性越强，其最低价氢化物的稳定性越强，故氢化物稳定性：SiH4GeH4，D不正确。 【点评】 运用元素周期律进行元素性质的类比推断既要熟悉相关元素化合
8、物的性质，又要能用元素原子结构和性质的相似性、递变性规律进行推理。 元素金属性、非金属性为元素的化学性质，与元素单质及其化合物的物理性质，如沸点、溶解性无关。另外元素的性质与单质的性质一般是一致的，如金属元素的金属性越强，其单质的还原性也越强；非金属元素的非金属性越强，其单质的氧化性也越强。但是单质的性质还受单质结构的影响，如元素的非金属性NP，但是N2的性质非常稳定，而白磷却易自燃，这是由于分子中有氮氮叁键，结构稳定造成的。AX、Y、Z三种元素形成的含氧酸都是强酸BX、Y的氢化物的稳定性XYC常温下，Z单质可与X的氢化物发生置换反应D一定条件下，X2与Al反应得到AlX1.(2012湖湖南南
9、师师大大附附中中月月考考) X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的位置如右图，X通过共用三对电子形成X2分子，下列说法不正确的是( )A2.(2011东东北北师师大大附附中中摸摸底底)现有四种短周期元素的有关信息如下表所示：元素结构特点及在周期表中的位置单质及化合物的部分性质与用途甲在元素周期表中，主族序数等于周期数工业上用电解法冶炼该金属乙单质和氧化物均为立体网状结构氧化物是工业制普通玻璃的主要原料丙原子最外层电子数是最内层电子数的2倍单质存在多种同素异形体丁元素能形成两种不同的阴离子丁的一种单质与KI溶液反应生成另一种丁的单质则甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小排列的是( ) A甲、乙
10、、丙、丁 B丁、甲、乙、丙 C丙、丁、甲、乙 D乙、甲、丁、丙B 【解析】 根据表中信息，甲是Al，乙是Si，丙是C，丁是O，丁的一种单质与KI溶液反应生成另一种丁的单质的化学方程式可表示为O3+2KI+H2O=2KOH+O2+I2。由此可知选项B正确。3.(2011山山东东卷卷)元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )A元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价B多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高CP、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强D元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素C 【解析】 对应主族元素的原子
11、其最高化合价等于元素原子的最外层电子数，但氟元素无正价，氧元素没有最高化合价，A不正确；在多电子原子中，电子的能量是不相同的，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，B不正确；P、S、Cl均属于第三周期的元素，且原子序数依次递增，所以非金属性依次增强，所以得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强，选项C正确；元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素一般既有金属性又有非金属性，在周期表中第三纵行到第十纵行，包括7个副族和一个共同组成了过渡元素，因此选项D也不正确。 4.(2011天天津津卷卷)以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是( )A第
12、A族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子B同周期元素(除0族元素外)从左到右，原子半径逐渐减小C第A元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强D同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低B 【解析】 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，即137Cs和133Cs的质子数相同，137和133表示二者的质量数，因此A不正确；同周期元素(除0族元素外)从左到右，随着核电荷数的逐渐增多，原子核对外层电子对吸引力逐渐减弱，因此原子半径逐渐减小，B正确；同主族元素从上到下，随着核电荷数的逐渐增多，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子对吸引力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱
13、，因此第A元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐减弱，C不正确；同主族元素从上到下，单质的熔点有的逐渐降低，例如A，而有的逐渐升高，例如A，所以选项也D不正确。5.(2011新新课课标标全全国国卷卷)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是( )A元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B元素X与氢形成的原子比为11的化合物有很多种C元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
14、A 【解析】 元素W是制备一种高效电池的重要材料，说明W是Li；X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，说明X是碳元素；元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，因此Y是Al；短周期元素电子层数最多是3层，如果原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以可能是He、C和S，又因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大，所以Z只能是S。元素W、X的氯化物分别是LiCl和CCl4，前者锂原子不能满足8电子的稳定结构，A不正确；X与氢形成的原子比为11的化合物可以是C2H2、C6H6或C8H8，B正确；单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，C正确；C和S均属于非金属元素，二者可以形成共价化合物CS2，D正确
15、。6.同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是( )A单质的化学活泼性：WXYZB原子最外层电子数：WXYZC单质的氧化能力：WXYZD元素的最高化合价：WXYZB7.几种短周期元素的原子半径和主要化合价见下表，下列有关说法中，正确的是( )元素代号XYZLMQ原子半径/nm0.160 0.1430.1020.0990.0770.074主要化合价+2+3+6、-2+7、-1+4、-4-2A.等物质的量的X、Y的单质与足量盐酸反应，生成H2一样多BY与Q形成的化合物不可能跟氢氧化钠溶液反应CZ的氢化物的稳定性强于L的氢化物的稳定性D在化学反应中，M原子与其他原子易形成共价键而不易形成离子键D
