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2012年高考化学课标人教版(三维设计)一轮复习课件第5章第2节元素周期律_图文

全局性掌控

全局性掌控 本节重要知识有核外电子排布规律、元素周期律、 粒子半径大小比较.主要考查原子核外电子排布规律;

判断元素“位、构、性”的关系;元素的金属性、非金属
性强弱的比较;粒子半径大小的比较.预测2012年的 高考命题形式,仍会结合元素周期表,原子结构考查元 素性质的周期性变化,同时融合元素化合物知识及其他 化学理论知识.

选项式诊断

诊断

判断正误,在诊断一栏内打“√”或“×”

√ √

×

×

×

1.元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化 的结果( ) (2010· 山东高考T11-D) 2.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3(2010· 全国卷Ⅰ T6-D) 3.从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,推出F、 Cl、Br、I的非金属性递增的规律(2010· 福建高考 T8-D) 4.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次 增强(2010· 山东高考T11-C) 5.Li+和H-离子半径相等(2010· 安徽高考T7-C)

一、原子核外电子的排布 1.在同一原子中各电子层之间的关系 电子层数(n) 1 2 3 4 5 6 7

符号 电子层能量的关
系(由低到高) 电子层离核远近 的关系(由近到远)

K

L

M

N

O

P

Q

从K→Q能量逐渐 升高 从K→Q离核越来越 远

2.原子核外电子排布规律 (1)核外电子一般总是尽先排布在能量最低 的电子层里.

(2)每个电子层最多容纳的电子数为 2n2 个.
(3)最外层最多容纳电子数不超过 8 个(K层为最外层时不 超过 2 个). (4)次外层最多容纳的电子数目不超过18 个,倒数第三层 不超过32个.

3.原子核外电子层排布的表示方法——原子或离子结构示 意图

下面为钠的原子结构示意图:

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.主族元素的变化规律 内容 原 电子层数 子 最外层电 结 子数 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 相同 依次增加 1 个 逐渐 减小 依次增加 相同 逐渐增大

构 原子半径

内容 得电子能力 元 失电子能力

同周期(从左到右) 逐渐 增强

同主族(从上到下) 逐渐 减弱

逐渐 减弱
逐渐 减弱 逐渐 增强 最高正价: +1 →+7

逐渐 增强
逐渐 增强 逐渐 减弱 最高正价数=主族


的 性

金属性 非金属性

质 主要化合价 最低负价:主族序数 -8

序数(O、F除外)

内容

同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 酸性逐渐 增强 碱性逐渐 减弱 气态氢化物的形 成越来越易,其 酸性逐渐 减弱 碱性逐渐 增强 气态氢化物形成 越来越难,其稳

最高价氧化物对
元 应水化物的酸碱 性 非金属元素气态 氢化物的形成及


的 性 质

稳定性
气态氢化物的还 原性

稳定性逐渐 增强
逐渐减弱

定性逐渐 减弱
逐渐增强

从氟到碘,元素的非金属性越来越弱,而从HF→HI
的酸性越来越强,这是否矛盾? 提示:不矛盾.最高价含氧酸的酸性强弱决定其非金 属性强弱,而不是其氢化物的酸性强弱.

三、元素周期表和元素周期律的应用 1.元素的分区(□内填元素符号)

2.元素周期表和元素周期律的应用

(1)寻找未知元素.
(2)预测元素的性质. ①比较同周期、同主族元素的性质. ②预测未知元素的性质.

(3)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 过渡元素 中寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀 的合金材料; ③在周期表中的 非金属区 附近探索研制农药的材料.

1.下列说法肯定不正确的是 . ①某原子K层上只有1个电子

(

)

②某原子M层上的电子

数为L层上电子数的4倍
电子数均为K层的4倍 电子数相等 A.①③ C.③④

③某离子M层上和L层上的
④某离子的核电荷数与最外层

B.② D.④

解析: ①,H原子符合说法;③,符合说法的离子
结构示意图为 ,可为S2-、Cl-、K+、

Ca2+等;④,O2-符合说法. 答案:B

2.(2011· 衡阳一次联考)X、Y、Z是三种短周期 元素,在周期表中的位置如右图所示,下

列有关说法正确的是
A.原子半径:Z>Y>X

(

)

B.氢化物的稳定性X>Y、Z>Y,可能X>Z C.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>Y>X D.三种元素形成的简单离子的半径X<Y<Z

解析:原子半径:Y>Z,A错误;根据周期表规律,
非金属性Z>Y或X>Y,X和Z无法比较,B正确,C错 误;三种元素形成的简单离子的半径Y的大于Z的,D 错误.

答案:B

3.(2010· 哈尔滨五中月考)A、B、C、D四种短周期元素
的原子半径依次减小,A与C的核电荷数之比为3∶4, D分别能与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、 Z.下列叙述不正确的是 . A.X、Y、Z的稳定性逐渐减弱 B.A、D能形成多种化合物 C.C、D组成的某种化合物在常温下呈液态 ( )

D.X、Y、Z三种化合物的熔沸点逐渐升高

解析:根据题意,推测D为H,A为碳、B为N.C为O.X、Y、 Z分别为CH4、NH3、H2O.非金属性O>N>C,故X、Y、Z

的稳定性逐渐增强,A项错误.
答案:A

4.(2011· 皖南8校联考)应用元素周期律分析下列推断,其中 正确的组合是 ( )

①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低
②砹(At)是ⅦA族,其氢化物的稳定性大于HCl ③硫与硒(Se)同主族,硒(Se)的最高价氧化物对应水化物 的酸性比硫酸弱 ④第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均

为酸性

⑤铊(Tl)与铝同主族,其单质一定既能与盐酸反应,又能

与氢氧化钠溶液反应
⑥第3周期金属元素的最高价氧化物对应水化物,其碱性 随原子序数的增大而减弱 A.①③④ C.③④⑤ B.①③⑥ D.②④⑥

解析: ①正确;稳定性HAt>HCl,②错误;由硫与硒 (Se)同主族且硒一定位于S的下方,S的非金属性大于Se, 酸性:H2SeO4<H2SO4,③正确;NH3溶于水后,水溶液

为碱性,④错误;Tl的金属性大于Al,所以单质只与盐
酸反应,不能与NaOH反应,⑤错误;⑥正确. 答案:B

5.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B, 其中A、B处于同一周期,A、C处于同一主族.C原子 核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和,C原子

最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍.试回答下列
问题. (1)这四种元素分别是:A___________,B____________, C____________,D____________.

(2)这四种元素中能形成的气态氢化物的稳定性由大到小的 顺序是___________________________________________.

(3)A与B形成的三原子分子的化学式是______________,B
与D形成的原子个数之比为1∶1的化合物的化学式是 ____________. (4)A元素的某氧化物与D元素的某含氧化合物反应生成单 质的化学方程式是____________________.

解析: A、B同一周期且r(A)>r(B),故A的原子序数比B
的小;A、C同主族且r(C)>r(A),故C在A的下一周期, 又r(D)>r(C),故D与C同周期且原子序数比C小. 根据C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍可 知,C为第3周期ⅣA族的硅,D为第3周期ⅠA族的钠, 则A为碳,B为氧. 答案: (1)碳 (3)CO2 Na2O2 氧 硅 钠 (2)H2O>CH4>SiH4

(4)2CO2+2Na2O2 === 2Na2CO3+O2↑

1.根据在周期表中的位置 (1)同周期元素,从左至右随原子序数的增加,金属性减弱, 非金属性增强; (2)同主族元素,从上至下,随着原子序数的增加,金属性

增强,非金属性减弱.
2.根据金属活动性顺序 金属的位置越靠前,其金属性越强.

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Fe3+).

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.

(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. ⑤根据非金属单质的氧化性或对应阴离子的还原性强弱: 单质的氧化性越强,其对应阴离子的还原性越弱,元素

的非金属性越强.

[例1] (2010· 广东高考)短周期金属元素 甲~戊在元素周期表中的相对位置如右 表所示.下列判断正确的是 A.原子半径:丙<丁<戊 ( )

B.金属性:甲>丙
C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊 D.最外层电子数:甲>乙

[名师精析]

本题考查元素周期表和元素周期律,意在

考查考生对元素周期律的理解和应用能力.根据同周期
元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:丙>丁> 戊,A项错误;根据同主族元素从上到下元素的金属性 逐渐增强,则金属性:甲<丙,B项错误;根据同周期元 素从左到右元素的金属性逐渐减弱,则金属性:丙>丁>

戊,由于元素的金属性越强,其氢氧化物碱性越强,故
氢氧化物的碱性:丙>丁>戊,C项正确;根据同周期元 素从左到右,原子的最外层电子数逐渐增多,则最外层 电子数:甲<乙,D项错误. [答案] C

1.将甲、乙两种金属的性质相比较,已知①甲与H2O反应 比乙与H2O反应剧烈;②甲单质能从乙的盐溶液中置换出

单质乙;③甲的最高价氧化物对应的水化物碱性比乙的
最高价氧化物对应的水化物碱性强;④与某金属反应时 甲原子得电子数目比乙原子得电子数目多;⑤甲单质的 熔、沸点比乙的低,能说明甲的金属性比乙强的是 ( ) B.①②③ D.①②③④⑤

A.①④ C.③⑤

解析:比较金属性强弱的一般方法是看与酸(或水)反应 的剧烈程度、最高价氧化物对应的水化物碱性强弱、置

换反应,而不能根据其与金属反应时得电子的数目多少、
熔沸点的高低进行比较. 答案:B

2.X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素.下列叙述中 能说明X的非金属性比Y强的是 ( )

A.X原子的电子层数比Y原子的电子层数多

B.X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C.X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定 D.Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来

解析:第ⅦA族元素,原子的电子层数越多,非金属性 越弱;HF沸点反常地高;A、B错误.气态氢化物的稳 定性、非金属单质之间的置换关系,是判断非金属性强 弱的标准,但是D项要证明的结果恰恰与题目中的要求

相反,D错误.
答案:C

同一元素的“位、构、性”关系可表示如下:

在具体解题过程中,必须具备以下三个方面的基础:

1.结构与位置互推是解题的基础 (1)掌握四个关系式 ①电子层数=周期数

②质子数=原子序数
③最外层电子数=主族序数 ④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),负价 =主族序数-8

(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律 ①各周期元素种数;

②稀有气体元素的原子序数及在周期表中的位置;
③同主族上下相邻元素原子序数的关系.

2.性质与位置互推是解题的关键 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规

律,主要包括
(1)元素的金属性、非金属性. (2)气态氢化物的稳定性. (3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性.

3.结构和性质的互推是解题的要素 (1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非 金属性强弱. (2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似. (3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点.

(4)判断元素金属性和非金属性.

[例2] 短周期元素W、X、Y、Z在元素周 期表中的位置如图所示.下列说法中,正 确的是 ( )

A.W的最高价氧化物对应的水化物是强酸

B.Y的原子半径在同周期主族元素中最大
C.W的非金属性比Z的弱 D.Z的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强

[名师精析]

根据四种元素在周期表中的相对位置关系,

可以推断X为He,Y为F,Z为S、W为Cl.Cl的最高价氧化 物对应的水化物HClO4是强酸,A正确;同周期元素从左

到右原子半径逐渐减小,因此Y的原子半径在同周期主族
元素中最小,B错误;同周期元素从左到右非金属性逐渐 增强,因此非金属性W>Z,C错误;S为ⅥA族元素,ⅥA 族元素中O的气态氢化物最稳定,D错误. [答案] A

对“位—构—性”三者关系的考查综合性强、难度 大,要求对元素周期律的实质和元素周期表的结构熟 练掌握.做到“心中有表”才能熟练解题.

3.根据下表中有关短周期元素性质的数据,判断下列说法

不正确的是 .
元素编号 元素性质 原子半径(10-) 主要化 最高价 合价 最低价 -2

(

)


0.7 4




1.5 2


1.1 0


0.9 9


1.8 6




0.8 2

1.60

0.75

+2 +1 +5 +7 +1 +5 +3 -3 -1 -3

A.③和⑥、④和⑦分别处于同一主族
B.元素④处于第3周期ⅤA族

C.元素①与元素⑥形成的化合物中不可能存在共价健
D.元素⑧对应的氢氧化物可能具有两性

解析:根据原子半径和主要化合价可以判断出③④⑥⑦分

别是Li、P、Na、N元素,进而推断出①②⑤⑧分别是O、
Mg、Cl、B元素,选项A和B正确.元素①与元素⑥形成的 化合物有Na2O和Na2O2,Na2O2中既存在离子键又存在非极 性共价键,C项错误.D项中由于元素B在周期表中处于金属 和非金属交界线附近,且与Al处于同一族中,它们之间性 质有相似之处,因此D项正确. 答案:C

4.(2011· 浏阳一中月考)X、Y、Z、W均为短周期元素, 它们在元素周期表中的位置如下图所示.若Y原子的 最外层电子数是次外层电子数的2倍,下列说法中正 确的是 ( )

A. 氢化物的稳定性:X>Y

B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:W>Y
C.4种元素的单质中,W单质的熔、沸点最高 D.干燥的W单质具有漂白性

解析:由Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍可知Y 为碳元素,则X为硼元素,Z为磷元素,W为硫元素,由同 一周期从左到右非金属性依次增强可知,气态氢化物的稳 定性:Y>X,A错误;最高价氧化物对应的水化物的酸性:

H2SO4>H2CO3,B正确;金刚石(即Y的单质)熔、沸点最高,
C错误;干燥的硫单质无漂白性,D错误.

答案:B

1.同周期元素的粒子 同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径 随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外),如Na

>Mg>Al>Si,Na+>Mg2+>Al3+,S2->Cl-.
2.同主族元素的粒子 同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增 大,如Li<Na<K,Li+<Na+<K+.

3.电子层结构相同的粒子 电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径随核

电荷数的增加而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>
Al3+. 4.同种元素形成的粒子 同种元素原子形成的粒子电子数越多,半径越大,如 Fe3+<Fe2+<Fe,H+<H<H-.

5.电子数和核电荷数都不同的粒子,可通过一种参照物 进行比较 如比较Al3+与S2-的半径大小,可找出与Al3+电子数相 同,与S2-同主族的O2-比较,Al3+<O2-,且O2-< S2-,故Al3+<S2-.

[例3]

A、B、C、D是四种短周期元素,已知A、C同主族,

B、D同周期,A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定;B的 阳离子比D的阳离子氧化性强,若B的阳离子比C的阴 离子少一个电子层,下列比较中正确的是 ( )

A.原子序数:A>B>C>D
B.原子半径:D>B>C>A C.离子半径:r(Dx+)<r(By+) D.离子半径:r(Am-)<r(Cm-),r(Am-)<r(Dx+)

[名师精析]

由A的气态氢化物比C的气

态氢化物稳定,可知A在C的上一周期;

B的阳离子比D的阳离子氧化性强,可知
B排在D的右面;由B的阳离子比C的阴离子少一个电子层, 可知B、C在同一周期,且B在C的左边;综上所述确定A、 B、C、D在元素周期表中的位置如图,B正确. [答案] B

阴、阳离子的核外电子排布相同时,若比较阴、阳 离子或原子半径的大小,首先要确定阴、阳离子所对应 的元素在周期表中的相对位置,阴离子在阳离子的上一 周期.阴离子电荷越多位置越靠前,阳离子电荷越多,

位置越靠后.

5.A、B、C为三种短周期元素,A、B同周期,A、C最低 价离子分别为A2-、C-,其离子半径A2->C-.B2+与C- 具有相同的电子层结构,下列叙述一定不正确的是( . A.它们的原子序数A>B>C )

B.它们的原子半径C>B>A
C.离子半径A2->C->B2+ D.原子核外最外层上的电子数C>A>B

解析:根据“A、C最低价离子分别为A2-、
C-”,可知A位于第ⅥA族,C位于第ⅦA 族,C在A的右边;联系“A、B同周期”、“B2+与C-具有 相同的电子层结构”可知A在C的左下方,B位于A的左 侧.最后得出它们的相对位置(如图).由表可知,原子半 径的大小顺序是B>A>C,B错误;离子半径的大小顺序 是A2->C->B2+,C正确,A、D正确. 答案:B

6. (2011· 宜昌模拟)已知短周期元素的离子:aA2+、bB+、
3-、 D-都具有相同的电子层结构,则下列叙述中 cC d

正确的是
A.原子半径A>B>C>D B.原子序数d>c>b>a C.离子半径C3->D->B+>A2+ D.单质的还原性A>B>C>D

(

)

解析:由 aA2 、bB 、cC3 、dD 的电子层结构相同可知,
+ + - -

A、B 同周期,C、D 同周期,A、B 在 C、D 的下一周期, 相对位置为 B C A D ,则原子半径 B>A>C>D,原子

序数 a>b>d>c,离子半径 C3->D->B+>A2+,单质还原性 B>A>C>D.

答案:C

同周期元素性质的递变规律是元素周期律的核心内容, 是每年高考的必考内容,通过实验探究,既巩固了对理论 知识的理解,又培养了学生在设计实验过程中提出新问题

的良好思维习惯.

[例] 下面是某科学兴趣小组的同学做同周期元素性质递

变规律实验时,设计的一套实验方案.其中实验步骤如下:
实验序号 ① ② 实验步骤 将镁条用砂纸打磨后,放入沸水中;再向溶液 中滴加酚酞溶液 向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水


④ ⑤ ⑥

将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中
将镁条投入稀盐酸中 将铝条投入稀盐酸中 向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量

请整理并完成实验报告.
(1)实验目的:___________________________________. (2)实验用品: 试剂:金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制 Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等.

仪器:①________、②________、③________、试管夹、
镊子、小刀、玻璃片、砂纸等.

(3)实验内容(完成下列表格中的实验现象和化学方程式): 实验序号 ① ② ③ 实验现象 化学方程式


⑤ ⑥

(4)实验结论:___________________________________.
(5)请用原子结构的知识简单解释上述结论:_________ _______________________________________________.

[解析] 同周期元素性质递变规律是从左到右金属性逐
渐减弱,非金属性逐渐增强.结合所给试剂,利用金属 与水或酸反应置换出氢气的难易以及最高价氧化物的水 化物的碱性强弱判断金属性强弱,也可利用单质间的置 换反应比较其活泼性的大小.

[答案] (1)探究同周期元素性质的递变规律
(2)①试管 ②酒精灯 ③表面皿 ②生成

(3)实验现象:①有气体产生,溶液变成浅红色 浅黄色沉淀

③浮在水面上,熔成小球,有气体放出, ④剧烈反应,

做不定向移动,随之消失,溶液变成红色 迅速产生无色气体

⑤反应不十分剧烈,产生无色气体

⑥开始时生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失

△ 化学方程式:①Mg+2H2O= = = = = Mg(OH)2↓+H2↑ ②Na2S+Cl2 = = = 2NaCl+S↓ ③2Na+2H2O = = = 2NaOH+H2↑ ④Mg+2HCl = = = MgCl2+H2↑ ⑤2Al+6HCl = = = 2AlCl3+3H2↑ ⑥AlCl3+3NaOH = = = Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH = = = NaAlO2+2H2O

(4)同周期元素随原子序数的递增,失电子能力逐渐
减弱,得电子能力逐渐增强 (5)同周期元素的原子电子层数相等,核电荷数逐渐 增加,原子半径逐渐减小,原子核对核外电子的吸 引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱,得电子能力

逐渐增强




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