鲁科版高考化学复习课件 第5章 物质结构与性质 元素周期律 第24讲 元素周期表和元素周期律及其应用

价电子排布
ns1~2 ns2np1~6(除He外) (n-1)d1~9ns1~2(除钯外) (n-1)d10ns1~2 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
【应用示例】元素在周期表中的位置与其基态原子核外电子排布有关,元 素X的+3价基态离子的电子排布式为[Ar]3d5,回答问题: (1)元素X是_F_e_(或__铁__)_,其基态原子核外简化电子排布式为__[_A_r_]3_d_6_4_s_2___。 (2)元素X在周期表中的位置是__第__4_周__期__第__Ⅷ__族_____,处于周期表的 ____d____区。
解析 X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素,X原子最外层 电子数是能层数的2倍,X原子最外层电子排布式为2s22p2,则X为C元素;Y 元素的单质是合成氨工业的原料,则Y为N元素;Z为核外无未成对电子的主 族元素,则Z为Mg元素;Q的价电子的排布式为nsn-1npn+1,即3s23p4,则Q为S元 素;M为第4周期ⅠB族元素,则M为Cu元素。简单离子半径由大到小的顺 序为S2->N3->Mg2+,选项A正确;NH3可形成分子间氢键,故沸点:NH3>CH4,氢 化物稳定性:NH3>CH4,选项B正确;Mg具有还原性,NO2具有氧化性,二者可 发生反应:7Mg+2NO2═4MgO+Mg3N2,MgO和Mg3N2均为离子化合物,选项 C正确;[Cu(CN)4]2-中存在C≡N键、Cu2+与CN-形成的配位键,σ键与π键数 目之比为8∶8=1∶1,选项D错误。
考点二 元素周期律
必备知识•梳理
1.元素周期律
原子序数 核外电子排布
2.主族元素的原子结构和元素性质的变化规律
(1)原子结构的变化规律
项目 核电荷数 电子层数 原子半径
离子半径
同周期(左→右) 逐渐 增大 均相同 逐渐 减小 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小
同主族(上→下) 逐渐增大 逐渐 增多 逐渐增大
ⅠA
ns1 ⅤA ns2np3
价电子总数=主族序数
ⅡA
ns2 ⅥA
ns2np4
ⅢA ns2np1
ⅦA ns2np5
ⅣA ns2np2
— —
4.元素周期表的分区 (1)按元素的种类分区
增强 非金属 金属 增强
(2)按层电子排布分区
微点归纳
元素周期表中各分区原子的价电子排布特点
分区
s区 p区 d区 ds区 f区
考向1 粒子半径、元素金属性和非金属性的比较 例1(2024·山东滨州模拟)物质W常用作漂白剂和氧化剂,其组成元素均为 短周期主族元素,各元素原子半径与原子序数的关系如图所示,实验室中常 用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是( D )
A.X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物不可以发生氧化还原反应 B.实验室中用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质,利用了N单质的还原性 C.Z的氢化物的沸点一定高于Y的氢化物的沸点 D.化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用
阳离子(或阴离子)逐渐 增大
(2)元素性质的变化规律
性质 金属性 非金属性 气态氢化物的稳定性 第一电离能 电负性
同周期(左→右) 逐渐 减弱
逐渐 增强 逐渐 增强 呈 增大 趋势 逐渐 增大
同主族(上→下) 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐减小 逐渐减小
3.元素的金属性和非金属性强弱的判断方法
考向2 元素周期表的结构及应用 例2(2024·湖南长郡中学月考)元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如 图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,下列说法不正确的 是( B )
X Y Z A.Y元素原子的价电子排布式为3s23p4 B.Y元素在元素周期表的第4周期第ⅥA族 C.X元素所在周期中所含非金属元素最多 D.Z元素在元素周期表中处于p区
归纳总结 1.相邻周期同主族元素的原子序数之间的关系
(2)元素周期表的右侧中第ⅢA族~0族区域内满足“ 的原子序数之间的关系如图所示:
”型结构片段,元素
[对点训练2] 某元素基态原子的最外层电子数为2,价电子数为5,并且该元 素是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是( C ) A.该元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2 B.该元素为V C.该元素属于s区元素 D.该元素属于过渡元素
解析 X、Y、Z、W、Q五种短周期元素,原子序数依次增大,X元素基态原 子电子排布式为(n-1)snnsn,n=2,则X为Be元素;Q是地壳中含量最多的金属 元素,则Q为Al元素;W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总 数相等,W原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,则W为Mg元素;Y元素的第 一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,Y位于ⅡA或ⅤA族,且原子 序数介于Be与Mg之间,则Y元素为N元素;Z元素基态原子2p轨道有一个未 成对电子,且原子序数介于N与Mg之间,Z原子核外电子排布式为1s22s22p5, 则Z为F元素。金属性:Be<Mg,则最高价氧化物对应水化物的碱 性:Be(OH)2<Mg(OH)2,A项正确;原子序数为51的元素位于第5周期ⅤA族, 与N元素位于同一主族,B项正确;F元素位于第2周期,第2周期中稀有气体 Ne的第一电离能最大,C项错误;根据对角线规则,Be、Al的性质相似,二者 氧化物、氢氧化物都有两性,D项正确。
思路分析推断五种短周期主族元素的思路如表:
X、Y、Z、M、N五种元素均为短周期主族元素,且原子序数依次增 ① 大,原子半径X最小,Y>Z,M>N,说明X为第一周期元素,Y、Z为第2周
期元素,M、N为第3周期元素 ② 实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的N单质,可确定N为S元素 ③ 根据W中元素所形成的价键数,可确定Y、Z、M元素
C.电离能大小:I1(Na)>I1(O) D.碱性强弱:KOH<NaOH 解析 Na+、N3-的电子层结构相同,但N3-的核电荷数更小,离子半径更大,A 正 确;电负性大小:N<O,B 错误;Na 为金属元素,第一电离能较小,所以第一电离 能:I1(Na)<I1(O),C 错误;同主族自上而下金属性增强,最高价氧化物对应水化 物的碱性增强,则碱性:KOH>NaOH,D 错误。
[对点训练1] 具有下列特征的原子对应的元素,一定属于同一周期的是
(B) A.最外电子层上全部都是s轨道电子 B.3p能级上电子数为奇数 C.4s能级上有2个电子 D.次外层电子数均为8
解析 原子最外电子层上全部都是s轨道电子,对应元素可能是第ⅠA、ⅡA 族,也可能是过渡元素,如Cu(3d104s1)等,不一定处于同周期,A错误;3p能级 上电子数为奇数的原子可能是Al(3s23p1)、P(3s23p3)、Cl(3s23p5),对应元素 均处于第3周期,B正确;4s能级上有2个电子,若4s能级是最高能级,可能是第 4周期的元素,如Ca(4s2)、Zn(3d104s2)等,若4s能级不是最高能级,可能是第5、 6、7周期的元素,C错误;原子的次外层电子数为8的元素可能是第3周期元 素,如Na、Mg等,也可能是第4周期元素,如K、Ca等,不一定处于同周期,D 错误。
解析 根据原子序数和原子半径的关系,可以确定X为H元素;Y、Z为第2周 期元素,M、N为第3周期元素。实验室中常用CS2洗涤残留在试管壁上的 N单质,则N为S元素,M为Na元素;Z可形成两个共价键,则Z为O元素;Y可形 成四个共价键,则Y为C元素。X、Z形成的化合物H2O2与M、N形成的化 合物Na2S可以发生氧化还原反应,A错误;实验室中用CS2洗涤残留在试管 壁上的硫单质,利用了硫单质的溶解性,B错误;Z的氢化物的沸点不一定高 于Y的氢化物,C错误;化合物W常用作氧化剂,不宜在高温下使用,因为高温 下化合物W不稳定,D正确。
第24讲 元素周期表和元素周期律及其应用
【课标指引】
1.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化, 知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原 因。 2.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征,了解 元素周期律(表)的应用价值。
目录索引
考点一 元素周期表的结构与核外电子排布
解析 Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经充满且 只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,A正 确,B错误;Y为S元素,X为F元素,第2周期所含非金属元素最多,C正确;Z为 As元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,最后1个电子填充在 4p轨道,故属于p区元素,D正确。
解析 某元素基态原子的最外层电子数为2,价电子数为5,其价电子排布式 为(n-1)d3ns2,该元素属于过渡元素,D正确。因其是同族中原子序数最小的 元素,所以在第4周期,其价电子排布式为3d34s2,为第ⅤB族元素V,基态原子 的电子排布式为[Ar]3d34s2,A、B正确;该元素属于d区元素,C错误。
考向2 电离能、电负性的变化规律及应用
例2(2024·江苏南通期初调研)当汽车遭受一定碰撞力量以后,安全气囊中
的物质会发生剧烈的反应:NaN3+KNO3→K2O+Na2O+N2↑(未配平),生成大 量气体。下列说法正确的是( A )
A.半径大小:r(Na+)<r( N 3- ) B.电负性大小:N>O
[对点训练2] (2023·浙江1月选考卷)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布 式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne]3s23p14s1,有关这些微粒的 叙述,正确的是( A ) A.微粒半径:③>①>② B.电子排布属于基态原子(或离子)的是③ C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③ D.得电子能力:①>②
5.元素周期表和元素周期律的应用 (1)科学预测:为新元素的发现及预测其原子结构和性质提供了线索。 (2)寻找新物质
半导体
合金
农药 (3)用于工农业生产:对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在 元素周期表中的位置关系,研制农药材料等。
关键能力•提升
考向1 原子结构与元素周期表的关系
例1(2024·山东泰安模拟)X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周
1
1
1
1s1
2
2
3
2s1
3
3
11
3s1
4
4
19
4s1
5
5
37
5s1
6
6
55
6s1
7
7
87
7s1
每周期最后一种元素
原子序数 价电子排布式
2
2s2
10
2s22p6
18
3s23p6
36
4s24p6
54
5s25p6
86
6s26p6
118
7s27p6
(2)原子结构与族的关系
主族 价电子排布 主族 价电子排布
[对点训练1] X、Y、Z、W、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。X元 素基态原子电子排布式为(n-1)snnsn,Y元素的第一电离能大于同周期相邻 元素的第一电离能,Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子,W元素基态 原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等,Q是地壳中含量最多的 金属元素。下列说法不正确的是( C ) A.最高价氧化物对应水化物的碱性:X<W B.Y和原子序数为51的元素位于同一主族 C.同周期元素中Z的第一电离能最大 D.X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性
期元素。相关信息如下:
元素 X Y Z Q M
相关信息 最外层电子数是能层数的2倍 单质是合成氨工业的原料 核外无未成对电子的主族元素 价电子的排布式:nsn-1npn+1 第4周期ⅠB族元素
下列说法不正确的是( D ) A.简单离子半径:Q>Y>Z B.简单氢化物的稳定性和沸点:X<Y C.一定条件下,Z单质与YO2反应可生成两种离子化合物 D.[M(XY)4]2-微粒中σ键与π键数目之比为2∶1
必备知识•梳理
1.元素周期表的编排原则 电子层数
最外层电子数
原子序数 电子层数
2.元素周期表的结构
短周期288长Fra bibliotek期18 18 32 32
短周期元素和长周期元素
7
A
7
B
18
3.原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系
最高能级所在能层序数=周期序数
周期
电子层序 数
每周期第一种元素 原子序数 价电子排布式
4.电离能(I)
基态 基态
增大 减小 价电子 越大
越大
5.电离能的三个重要应用
6.电负性
能力
1.0 增大
减小
越强 4.0
7.电负性的三个重要应用
8.对角线规则 在元素周期表中,某些主族元素与_右__下__方___的主族元素的有些性质是相似 的,这种相似性被称为“对角线规则”。
关键能力•提升