知识讲解-元素周期表基础解析

元素周期表基础

【要点梳理】

要点一、元素周期表的编排

1．原子序数

按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号为原子序数。

原子序数=核电荷数＝核内质子数＝核外电子数（原子中）

要点诠释：

存在上述关系的是原子而不是离子，因为离子是原子失去或得到电子而形成的，所以在离子中：核外电子数＝质子数加上或减去离子的电荷数。

2．现在的元素周期表的科学编排原则

（1）将电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一横行，称为周期；

（2）把最外层电子数相同（氦除外）的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，称为族。

要点二、元素周期表的结构

（1）周期：元素周期表有7个横行，也就是7个周期。前三周期叫短周期，后四个周期叫长周期。第七周期排到112号元素，共有26种元素，由于尚未排满，所以又叫不完全周期。

（2）族：常见的元素周期表共有18个纵行，从左到右分别叫第1纵行、第2纵行……第18个纵行。把其中的第8、9、10三个纵行称为第Ⅷ族，其余每一个纵行各称为一族，分为七个主族、七个副族和一个0族，共16个族。

族序数用罗马数字表示，主族用A、副族用B，并标在族序数的后边。如ⅠA、ⅡA、ⅢA……ⅠB、ⅡB、ⅢB……

（3）第18纵行的氦最外层有2个电子，其它元素原子的最外层都有8个电子，它们都已达到稳定结构，化学性质不活泼，化合价都定为0价，因而叫做0族。

（4）元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。

（5）在周期表中根据组成元素的性质，有些族还有一些特别的名称。例如：第ⅠA族：碱金属元素；第ⅡA族：碱土金属元素；第ⅣA族：碳族元素；第ⅤA族：氮族元素；第ⅥA族：氧族元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。

（6）第六周期的镧系元素、第七周期的锕系元素分别包含15种元素，为了使元素周期表的结构紧凑，放在第ⅢB族；但实际上每种元素都占有元素周期表的一格，所以另外列出，放在元素周期表的下方。

3.周期表与原子结构的关系

（1）周期序数＝电子层数

（2）族序数＝最外层电子数（对主族而言）

（3）原子序数=质子数

4.各族在元素周期表中的位置分布

要点三、元素的性质与原子结构

应用元素周期表，以典型金属元素族（碱金属）和典型非金属元素族（卤族元素）为例，运用理论探究和实验探究的方法，达到掌握元素的性质与原子结构关系的目的。重点掌握元素周期表中同一主族元素的相似性和递变性。

1．碱金属元素

查阅元素周期表和课本，我们可得到碱金属元素的有关信息如下表：

元素名称元素符

号

核电荷

数

原子结构示意图最外层电

子数

电子层

数

原子半径/

nm

锂Li 3 1 2 0.152 钠Na 11 1 3 0.186 钾K 19 1 4 0.227 铷Rb 37 1 5 0.248 铯Cs 55 1 6 0.265 （1）碱金属元素原子结构的特点：

①相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子，

②不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。

（2）碱金属元素性质的相似性和递变性

①相似性：由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子，所以都容易失去最外层电子，都表现出很强的金属性，化合价都是+1价。

②递变性：随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。

注：元素金属性强弱可以从其单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，以及它们的最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱来比较。

（3）碱金属单质的性质

①化学性质：碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应，生成对应的金属氧化物等化合物；都能与水反应，生成对应的金属氢氧化物和氢气；并且随着核电荷数的递增，碱金属单质与氧气、水等物质的反应越来越剧烈。

4Li+O22Li2O

2Na+O2Na2O2

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

2K+2H2O==2KOH+H2↑

实验探究：对比钾、钠与氧气、水的反应

实验内容现象结论或解释

与氧气反应钠在空气中燃烧钠开始熔化成闪亮的小球，着火燃

烧，产生黄色火焰，生成淡黄色固体

化学方程式：

2Na+O2Na2O2

钾在空气中燃烧钾开始熔化成闪亮的小球，剧烈反

应，生成橙黄色固体

化学方程式：

K+O2KO2（超氧化钾）

碱金属与水反应钠与水的反应钠块浮在水面，熔化成闪亮小球，四

处游动嘶嘶作响，最后消失

化学方程式：

2Na+2H2O==2NaOH+H2↑钾与水的反应

钾块浮在水面，熔成闪亮的小球，四

处游动，嘶嘶作响，甚至轻微爆炸，

最后消失

化学方程式：

2K+2H2O==2KOH+H2↑

且使用前要用滤纸把表面煤油吸干。

b．对钠、钾的用量要控制；特别是钾的用量以绿豆粒大小为宜，否则容易发生爆炸危险。

c．对碱金属与水反应后的溶液，可用酚酞试液检验生成的碱。

②物理性质

碱金属单质颜色和状态密度／g·cm－3熔点／℃沸点／℃

锂（Li）银白色、柔软0.534 180.5 1347

钠（Na）银白色、柔软0.97 97.81 882.9

钾（K）银白色、柔软0.86 63.65 774

铷（Rb）银白色、柔软 1.532 38.89 688

铯（Cs）略带金属光泽、柔软 1.879 28.40 678.4