元素性质的周期性变化规律

A.原子半径:d>c>b>a B.4种元素中b的金属性最强 C.c的氧化物的水化物是强碱 D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
【思维建模】解答本类试题思维流程如下:
【解析】选B。由于a、b、c、d为原子序数依次增大的 短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的 电子数相同,则a的原子序数应为2或8;c所在周期数与 族数相同,则c只能为Al,又由于d与a同族且d的原子序 数最大,因此d与a只能为ⅢA族以后的元素,故a的原子 序数为8,为O,d为S;则b为Na或Mg。由于b、c、d在第3
【解析】选C。Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为 1、2、3,其原子的还原性依次减弱,但离子的氧化性依 次增强;P、S、Cl的最高正化合价分别为+5、+6、+7, 由于P、S、Cl的非金属性依次增强,其所对应的气态氢 化物的稳定性也依次增强;除稀有气体元素外,同周期 元素从左到右其原子半径逐渐减小;因Na、Mg、Al的金 属性依次减弱,则它们的氢氧化物的碱性也依次减弱。
4.Si、P、S、Cl的非金属性的递变规律
与氢气反 判应 断 依 最高价氧 据 化物对应
的水化物 的酸性
Si
P
S
Cl
高温
磷蒸气与氢 气能反应
加热
光照 或点燃
由难到易的顺序为_S_i_<_P_<_S_<_C_l_
H2SiO3: H3PO4: 弱酸 中强酸
H2SO4: HClO4: 强酸 强酸
Si
P
(1)金属性最强的元素是___(填元素符号);
(2)最高价氧化物对应水化Na物酸性最强的是_____(用化
学式回答,下同); (3)氧化物中具有两性的是_____。
HClO4
Al2O3
三、元素周期律 1.内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的 变化。 2.实质:元素性质的周期性变化是原子的___________ ___的周期性变化的必然结果。
质 元素的金 金属性逐渐减弱, 金属性逐渐增强,
属性和非 非金属性逐渐增 非金属性逐渐减
金属性 强
弱
项目
离子的氧化 性 性、还原性 质
气态氢化物 的稳定性
同周期(左→右) 阳离子氧化性逐 渐增强, 阴离子还原性逐 渐减弱
逐渐增强
同主族(上→下) 阳离子氧化性逐 渐减弱, 阴离子还原性逐 渐增强
逐渐减弱
【巧判断】 (1)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7。
() 提示:×。氧元素没有最高正化合价(+6),氟元素没有 正化合价。 (2)第三周期中原子半径最小的元素是Ar。 ( ) 提示:×。第三周期中原子半径最小的元素是Cl。
二、第三周期元素性质的递变 1.钠、镁与水的反应
钠
镁
实验 操作
项目
同周期(左→右) 同主族(上→下)
最高价氧 性 化物对应 碱性逐渐减弱, 质 的水化物 酸性逐渐增强
的酸碱性
碱性逐渐增强, 酸性逐渐减弱
【思考·讨论】 (1)H2SO3的酸性比HClO的酸性强,能否证明S的非金属性 比Cl强? 提示:不能。H2SO3和HClO均不是对应元素的最高价氧化 物的水化物。
【误区警示】元素周期律的特殊情况 1.氧元素无+6价,但有正化合价,如OF2中氧元素显+2价 。 2.金属元素无负化合价,氟元素无正化合价。 3.稀有气体原子半径与其他原子半径的测量标准不同, 数据不具有可比性,但是通常认为稀有气体原子半径比 同周期卤素原子半径略大。 4.最高正化合价=主族序数(O、F除外)。
第二节 元素周期律 第1课时 元素性质的周期性变化规律
一、原子结构的周期性变化
结合图1、图2、图3完成下表:
原子 电子 最外层 序数 层数 电子数
1～2 1
3～ 10
_2_
1～2 _1_～__8_
原子半径的 变化(稀有气 体元素除外)
—
由_大__到_小__
最高或最 低化合价
的变化
+1→0
_+_1_→_+_5_ _-_4_→_-_1_→_0_
四种微粒半径的大小顺序应是S2->Cl->Na+>Al3+,B项正 确;C项中Na、Mg、Al、S原子的电子层数相同,核电荷 数越大者,其半径越小,故其半径大小顺序为Na>Mg>Al >S,C项错误;D项中粒子半径K+>Na+,D项错误。
【规律方法】“三看”法比较简单粒子的半径大小 (1)“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层 数越多,半径越大。 (2)“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越 大,半径越小。 (3)“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相 同时,核外电子数越多,半径越大。
_2_N_a_+_2_H_2O__=_=_=_=_ _2_N_a_O_H_+_H_2↑__
_M_g_+_2_H_2O__==_△=_==___ _M_g_(_O_H_)_2_↓__+H__2↑__
钠、镁均能与水反应,钠比镁活泼,金属性:Na>Mg。
2.两性氢氧化物 (1)概念:既能与强酸反应又能与强碱反应,且均生成盐 和水的氢氧化物。 (2)氢氧化铝的两性 ①向AlCl3溶液中加入过量氨水,现象:_____________, 反应方程式:____________________________________。
原子 电子 最外层 序数 层数 电子数
原子半径的 变化(稀有气 体元素除外)
最高或最 低化合价
的变化
11～ 18
_3_
_1_～__8_
由_大__到_小__
__+_1→_+_7_ _-_4_→_-_1_→_0_
结论
随着原子序数的递增,元素原子的_核__外__电__子__排__布__、__ _原__子__半__径__、__化__合__价__都__呈__周__期__性__变__化__
S
Cl
判 最高价氧
断 依
化物对应 的水化物
酸性:_H_C_l_O_4>_H_2_S_O_4_>_H_3P_O_4_>_H_2_S_i_O_3
据 的酸性
结论
_S_i_、__P_、__S_、__C_l_的__非__金__属__性__逐__渐__增__强__
5.同周期元素性质递变规律
【做一做】在第三周期元素中,除稀有气体元素外:
【案例示范】 【典例】下列粒子半径大小的比较中,正确的是( ) A.Na+<Mg2+<Al3+<O2B.S2->Cl->Na+>Al3+ C.Na<Mg<Al<S D.Cs+>Rb+>Na+>K+
【思维建模】解答本类试题思维流程如下:
【解析】选B。Na+、Mg2+、Al3+、O2-等离子的核外电子 排布相同,核电荷数越大,微粒的半径就越小,应是Al3+< Mg2+<Na+<O2-,A项错误;S2-、Cl-具有相同的电子层排布, 但Cl-的核电荷数较大,所以其半径较小;Na+、Al3+的核 外电子排布相同,Na+的核电荷数较小,故其半径较大, 而且Cl-比Na+多一个电子层,显然Cl-的半径大于Na+,这
周期,则原子半径为b>c>d,d与a同主族,则原子半径 d>a,故A项错误;同周期从左到右,金属性逐渐减弱,则 金属性b>c,a、d为非金属,金属性较弱,故B项正确;c为 Al,其氧化物的水化物为氢氧化铝,为两性氢氧化物,不 是强碱,故C项错误;d与a属于第ⅥA族,分别为S和O,同 一主族的元素非金属性从上到下逐渐减弱,因此a单质 的氧化性比d单质的氧化性强,故D项错误。
核外电子排
布
知识点一 元素周期表中主族元素的周期性变化规律 【重点释疑】
项目
同周期(左→右) 同主族(上→下)
原 核电荷数 逐渐增大 子 电子层数 相同 结 构 原子半径 逐渐减小
逐渐增大 逐渐增多
逐渐增大
项目
同周Fra Baidu bibliotek(左→右) 同主族(上→下)
化合价 性
最高正化合价由 +1→+7(O、F除外)
相同,最高正化合 价=主族序数(O、 F除外)
产生白色沉淀
AlCl3+3NH3·H2O ==== 3NH4Cl+Al(OH)3↓
②向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,现象:_先__ ____________________________,反应方程式: _产__生__白__色__沉__淀__,_后__白__色__沉__淀__溶__解______、____________ _③A_l向_C_lA_3l_+(_3O_NH_a)_O3_H沉_=_淀=_=_中=_ 加3N入aC盐l+酸Al,(发OH生)3反↓应的Na离OH子+A方l(程OH式)3: _=_=_=_=__N_a_A_l_O_2+_2__H_2O__________。
【迁移·应用】 1.比较下列各组微粒半径,正确的是 ( ) ①Cl<Cl-<Br- ②F-<Mg2+<Al3+ ③Ca2+<Ca<Ba ④S2-<Se2-<BrA.①和③ B.只有② C.只有③ D.①和④
【解析】选A。①阴离子半径大于同元素的原子半径, 所以Cl->Cl,电子层数Br->Cl-,所以①正确;②电子层结 构相同的粒子,核电荷数大的半径小,②不正确;③阳离 子半径小于同元素的原子半径,③正确;④中应为Se2>Br->S2-,④不正确。
Al(OH)3+3H+ ==== Al3++3H2O
3.钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性
NaOH 分类 强碱 碱性强弱 结论
Mg(OH)2 中强碱(属 于弱碱)
Al(OH)3 两性氢氧化物
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 金属性:Na>Mg>Al
【情境·思考】 日常生活中常用到铝制品,如铝锅,但铝锅长时间盛放 酸性或碱性食物容易腐蚀。
【迁移·应用】 1.元素周期表是元素周期律的具体表现形式,是学习化 学的一种重要工具。过去,门捷列夫曾用元素周期律预 言未知元素并得到了证实。下列关于元素周期律的叙 述中不正确的是 ( )
A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多,单核离子的氧化 性依次增强 B.P、S、Cl最高正化合价依次升高,对应气态氢化物的 稳定性依次增强 C.同周期元素的原子半径以第ⅦA族的为最大 D.Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
(2)试从原子结构角度解释同周期元素性质存在周期性 变化的原因。 提示:核外电子层数相同,随着原子序数(核电荷数)的 递增,原子核对核外电子的引力逐渐增强,原子半径逐 渐减小,元素原子的得电子能力逐渐增强,失电子能力 逐渐减弱,最终导致元素的非金属性逐渐增强,金属性 逐渐减弱。
【案例示范】 【典例】(2017·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依 次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子 次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同 族,下列叙述正确的是 ( )
(1)铝的金属性较活泼,易与O2等反应,但铝锅可长期使 用,试说明原因。 提示:铝与氧气反应,在铝锅表面生成致密的氧化物保 护膜,阻止铝与氧气继续反应,故铝锅可长期使用。
(2)铝锅长时间盛放酸性或碱性食物容易腐蚀,为什么 ? 提示:氧化铝具有两性,能与酸性或碱性食物缓慢反应, 使氧化铝失去保护作用。
知识点二 微粒半径大小比较 【重点释疑】
【思考·讨论】 (1)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小吗? 提示:不是。比较同周期的原子半径时,往往只比较主 族元素,因为非主族元素的原子半径的测量方法与主族 元素不同。
(2)在短周期元素中,原子的电子层数越多,原子半径就 一定大吗? 提示:不一定。锂原子半径反常,仅比第三周期的钠、 镁原子半径小。
实验 现象
反应 原理 结论
钠
镁
_钠__熔__成__小__球__,_浮__于__水__ _面__,_四__处__游__动__,_有__“__嘶__
_嘶__”__的__响__声__,_反__应__后__ _溶__液__加__酚__酞__变__红__
_加__热__前__,_镁__条__表__面__附__着__了__ _少__量__无__色__气__泡__,_加__热__至__沸__腾__ _后__,_有__较__多__的__无__色__气__泡__冒__ _出__,_滴__加__酚__酞__溶__液__变__为__粉__红__ _色__
2.已知X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的 相对位置如图所示。下列有关这四种元素的性质的描 述中不正确的是 世纪金榜导学号( )
A.与水反应,X比Y剧烈 B.与H2化合,W单质比Z单质容易 C.X形成的碱比Y形成的碱的碱性强 D.W的最高价含氧酸比Z的最高价含氧酸的酸性强
【解析】选D。由表中相对位置可知,X、Y为金属元素, 且X比Y活泼,所以A、C项正确;Z、W为非金属元素,且非 金属性Z<W,所以B项正确;W是F,没有含氧酸,所以D项错 。