1.5.2元素周期律

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【例 1-1】下列说法中正确的是( D 属性递增的规律
)。
A.从 HF、HCl、HBr、HI 酸性递增的事实,推出 F、 Cl、 Br、 I 的非金 B.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 C.HF、HCl、HBr、 HI 的热稳定性和还原性从左到右依次减弱 D.测定等浓度的 NaCl、 AlCl3 两溶液的 pH 可以比较钠、铝的金属性 强弱 E.H2SO3 的酸性大于 H2CO3,所以 S 的非金属性大于碳的非金属性 F.硅酸钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,再滴加稀盐酸,溶液红色变浅 直至消失,可证明非金属性:Cl>Si G.氢化物稳定性 :HF>HCl>H2S>SiH4>PH3
同主族(上→下) 相似 最高正化合价=主族序数=最 外层电子数(O、F 除外) 增强 减弱 金属性逐渐 增强 ,非金属性 逐渐 减弱 阳离子氧化性减弱,阴离子还 原性增强 逐渐 减弱
元素原子失电 子能力 元素原子得电 子能力 元素的金属性 和非金属性 离子的氧化性 和还原性 最高价氧化物 对应水化物的 酸性
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三、微粒半径大小的比较
1.同周期元素从左到右,原子半径(0 族例外)、 离子半径(同种电性)都是 逐渐减小,如第三周期 r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)> r(P)>r(S)>r(Cl);金属阳离 子如 r(Na )>r(Mg )>r(Al3 );非金属简单阴离子如 r(P )>r(S )>r(Cl )。 2.同主族元素由上而下,原子半径、 离子半径都是逐渐增大,如第Ⅰ A 族 原子 r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs);第Ⅶ A 族原子 r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I);第 ⅠA 族阳离子 r(Li )<r(Na )<r(K )<r(Rb )<r(Cs );第ⅦA 族阴离子 r(F )<r(Cl )<r(Br )<r(I )。 3.同种元素原子形成的粒子半径大小为:阴离子> 原子>阳离子,如 + r(Na)>r(Na )、r(Cl )>r(Cl)。 4.电子层结构相同( 核外电子排布相同) 的离子半径随核电荷数增大而 减小。如 r(S )>r(Cl )>r(K )>r(Ca ),r(F )>r(Na )>r(Mg )>r(Al )。
+
-
)。
-
方法归纳
利用元素的“位、构、性”关系推断元素时,要充分利用元素周期表,首 先判断所比较的元素在周期表中的大致位置 ,然后再运用元素周期律进行 比较;还要注意一些规律,如“阴上阳下” 规律:具有相同电子层结构的离子, 阴离子元素在阳离子元素的上一个周期。 如 :“X ”“Y ”的电子层结构相同, 则 X 元素在 Y 元素的下一个周期,故原子序数 X>Y。 + 2解析:根据 X、 Y 在同一周期,X 与 Z 具有相同的核外电子层结构,可推出 Z 在 X、Y 的上一个周期,又因为 X 、Y 、Z 原子序数之和为 36,综合判断知 X 为 Na、Z 为 O、Y 为 Cl, 确定三元素在周期表中的位置,可判断 A、 C、D + 2正确;依据“同层比核”,离子半径 Na <O ,故 B 错误。
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3+
(2)元素非金属性强弱的比较 ①根据非金属单质与 H2 化合的难易程度:越易化合则其对应元素的非 金属性越强。 ②根据形成的氢化物的稳定性:氢化物越稳定,则其对应元素的非金属 性越强。 ③根据非金属之间的相互置换:A 能置换出 B,则 A 对应的非金属元素 的非金属性强于 B 对应元素的非金属性。 ④根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:酸性越强,则元素的非金 属性越强。
解析:用酸性判断非金属性强弱,一定要用最高价氧化物对应水化物的酸性 强弱来判断,所以 A、 B 选项均错;HF、HCl、HBr、HI 的还原性从左到右 依次增强,C 错误; 测定等浓度的 NaCl、AlCl3 两溶液的 pH 可以比较两盐的 水解程度,从而得出最高价氧化物水化物 NaOH、 Al(OH)3 的碱性强弱。
m+ n-
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【例 2-2】(改编自 2012 北京东城二模)四种短周期元素 W、X、Y、 Z,原子序数依次增大,请结合表中信息回答下列问题。
W 结 构 或 性 质 最高价氧化物 是一种温室气 体 X 焰色反 应呈黄 色 Y 在同周期主族元素形成 的简单离子中 ,离子半径 最小 Z 最高正价与最 低负价之和为 零
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特别提示:同一主族元素的性质不一定都符合上表规律 ,如第一主族中的 H,
同理最外层电子数相同的元素,其化学性质也不一定相似,如 H 与 Na、He 与 Mg 等。
二、元素周期律
1.定义 元素的性质随着原子序数 的递增而呈周期性 变化的规律。 2.实质 元素原子 核外电子排布 的周期性变化。 3.元素周期表中主族元素性质的递变规律
解析:同周期的元素自左向右金属性逐渐减弱 ,A、 C 项没有说同一周期, 如 Na 不如 Ca 的金属性强、H 是非金属,A、C 错误; ⅥA 族元素的氢化物 中,稳定性最好的是 H2O,B 正确 ;由 Cl2+2KI 2KCl+I2 可知 D 错误。
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二、元素“位、构、性”
明确下列关系式 (1)电子层数= 周期序数。 (2)最外层电子数=主族序数。 (3)质子数=原子序数= 核电荷数。 (4)主族元素的最高正价=族序数。 最低负价=主族序数-8。 (5)原子序数是奇数( 或偶数) 的主族元素,其所在主族序数必为奇数(或 偶数)。
。
D.位于金属与非金属分界线附近的元素 , 既能表现出一定的金属性, 又 能表现出一定的非金属性 E.Al 位于金属与非金属分界线附近, 可作为半导体材料 F.催化剂一般在过渡元素中寻找
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一、元素金属性和非金属性的强弱比较
1.根据元素在周期表中的位置
2.根据金属活动性顺序 金属的位置越靠前,其金属性越强。
①②③④⑥ 即时训练 1 下列说法中正确的是 。
① 同一主族的元素具有相似的性质是因为原子的最外层电子数相同 ② 同一主族元素的性质具有递变性是因为从上到下原子的电子层数 逐渐增多 ③ 碱金属元素的最高化合价均为+1 价 ④ 卤族元素的最低化合价均为-1 价 ⑤ 卤族元素的最高化合价均为+7 价 ⑥ 碱金属均具有强还原性, 与水反应均生成氢气 ⑦ 同一主族的元素从上往下, 单质的熔点逐渐降低
第2节
元素周期律
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考纲点击
1.掌握元素周期律的实质,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。 2.以ⅠA 和ⅦA 族为例,掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 3.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。
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误区警示
元素的非金属性常用最高价氧化物水化物的酸性及气态氢化物的稳 定性判断,但应注意气态氢化物水溶液的酸性强弱不能作为判断依据 (如酸 性 HCl>H2S,不能证明氯的非金属性大于硫的非金属性 )。 【例 1-2】下列说法中正确的是( B )。 A.Ⅰ A 族元素的金属性比Ⅱ A 族元素的金属性强 B.ⅥA 族元素的氢化物中,稳定性最好的是无毒的液体 C.在周期表中 X 元素排在 Y 元素的右面,所以 X 元素的非金属性大于 Y D.X 元素单质可以把 Y 元素从其溶液中置换出来,所以 X 的金属性大 于Y
密度逐渐 增大 逐渐 降低
(K 反常 ), 熔点
都具有较强的 还原性
还原性逐渐 增强 ,与 O2 反应越来 越剧烈,产物越来越复杂
2.卤族元素
相似性 原子结 构 元素性 质 物 理 单 质 性 质 性 质 化 学 性 质 都具有较强的 氧化性 最外层均为 7 个电子 递变性(F~I) 电子层数逐渐增多 核电荷数逐渐增大 原子半径逐渐增大 都具有较强的 , 最高正 非金属性 价均为 +7 (F 除外) 都有 颜色 都具有 毒性 , 非金属性逐渐减弱
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3.根据实验 (1)元素金属性强弱的比较 ①根据金属单质与水( 或酸)反应的难易程度:越易反应,则对应金属元 素的金属性越强。 ②根据金属单质与盐溶液的置换反应:A 置换出 B,则 A 对应的金属元 素比 B 对应的金属元素金属性强。 ③根据金属单质的还原性或对应阳离子的氧化性强弱 :单质的还原性 越强,对应阳离子的氧化性越弱,元素的金属性越强(Fe 对应的是 Fe2+,而不 是 Fe )。 ④根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱:碱性越强,则对应金属元 素的金属性越强。 ⑤根据电化学原理:不同金属形成原电池时,作负极的金属活泼; 在电解 池中的惰性电极上,先析出的金属其对应的元素不活泼。
一、同主族(Ⅰ A、Ⅶ A)元素性质的相似性和递变性
1.碱金属元素
相似性 原子结 构 元素性 质 物 单 质 性 质 理 性 质 化 学 性 质
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递变性(Li~Cs) 电子层数逐渐增多 个电子 核电荷数逐渐增大 原子半径逐渐增大 金属性逐渐 增强
最外层均为 1
都具有较强的 金属性 ,最高正 价均为 +1 价 ( 除 Cs 外 ) 都呈 银白 度较小 ,熔点 较低 色,密
过渡元素
中寻找Leabharlann Baidu良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金
③在周期表中的 氟、氧、硫、磷 附近探索研制农药的材料。 (3)预测元素的性质( 根据同周期、同主族性质的递变规律 )。
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即时训练 3 下列说法中正确的是ABDF
A.Na 是短周期元素中金属性最强的元素 B.F 是短周期元素中非金属性最强的元素 C.位于元素周期表最右上角的元素是非金属性最强的元素
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三、元素周期表及元素周期律的应用
1.元素周期表中元素的分区
金属 非金属 分界线附近的元素,既能表现出一定的非金属性,又能表现出一定的
金属性。 2.元素周期表和元素周期律应用的重要意义 (1)科学预测 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 (2)寻找新材料 ①半导体材料:在金属与非金属的分界线 附近的元素中寻找。 ②在 材料。
加深 颜色逐渐
密度逐渐 增大 熔、沸点逐渐升高 氧化性逐渐减弱 来 越 难 越 不稳定 ,与 H2 反应越 , 产 物 越 来
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3.元素性质与原子结构的关系 同主族元素原子核外电子 层数逐渐增加 原子半径逐渐增大
原子核对最外层电
子引力逐渐减弱 原子失电子能力逐渐增强 原子得电子能力逐渐减弱 元素金属性逐渐 增强 元素非金属性逐渐减弱
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最高价氧化物对应水化物的碱性 气态氢化物稳定性
逐渐减弱 逐渐增强
逐渐增强 逐渐减弱
即时训练 2 比较下列表述性质的大小,原子半径:( 1) Na <
K、P > Cl; (3) 金属性: Na < < > K、Mg Al; ( 4) 碱性: NaOH < KOH、 Mg( OH) 2 > Al( OH) ( 5) 酸性: H2SO4 < HClO4; ( 6)稳定性: HF > HBr、NH3 > 3; CH4。 Cl; ( 2) 非金属性: S< O、P
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同周期(左→右) 电子层 结构 电子 层数 最外层 电子数 核电荷数(核 内质子数) 原子半径
同主族(上→下)
相同 递增(1→ 8 或 2) 递增 递减(稀有气体元素除外)
阳离子逐渐 减小 阴离子逐渐 减小
递增 相同(族序数) 递增 递增
离子半径
逐渐增大
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同周期(左→右) 最高正化合价:+1→+7 主要化合价 最低负化合价:-4→-1 负化合价 =-(8- 主族序 数) 逐渐减弱 增强 金属性逐渐减弱 ,非 金属性逐渐增强 阳离子氧化性增强 ,阴 离子还原性减弱 逐渐增强
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【例 2-1】 元素 X、 Y、 Z 原子序数之和为 36,X、 Y 在同一周期,X+与Z 2 具 有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是 (B A.同周期元素中 X 的金属性最强 B.原子半径 X>Y,离子半径 X >Z 2 C.同族元素中 Z 的氢化物稳定性最高 D.同周期元素中 Y 的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
(1)Z 在元素周期表中位于第 族。 (2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中 ,有一种物质在一定条件下均 能与其他三种物质发生化学反应,该元素是 (填元素符号)。
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(3)①下列可作为比较 X 和 Y 金属性强弱的依据是 a.自然界中的含量 b.相同浓度条件氯化物水溶液的 pH c.单质与水反应的难易程度 d.单质与酸反应时失去的电子数 ②从原子结构的角度解释 X 的金属性强于 Y 的原
(填序号)。
。 答案:(1)Ⅳ A (2)Na (3)①bc ②电子层数相同,质子数 Y 的大于 X 的,原子半径 X>Y,所以原子核对最外层电子的吸引力 X<Y,失电子能力 X>Y
因:
解析:(1)由表中所给性质可知 W、X、Y 、Z 分别为 C、Na、Al、Si;(2) 其最高价氧化物对应的水化物分别为 H2CO3、NaOH、 Al(OH)3、H2SiO3, 可知该元素是 Na;(3)①由相同浓度 NaCl、 AlCl3 溶液的 pH 可知,Al(OH)3 为弱碱;单质与酸反应时失去电子的多少与金属性强弱无关 ,金属性强弱与 得失电子的难易程度有关。