2018高中化學(xué) 專題1 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣 第一單元 原子核外電子排布與元素周期律 第3課時 元素周期表 蘇教版必修2.doc

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第3課時　元素周期表 知識條目 必考要求 加試要求 元素周期表的結(jié)構(gòu)，同主族、同周期元素原子核外電子排布、元素化學(xué)性質(zhì)的遞變規(guī)律 b b 能力要求 1.知道元素周期表的發(fā)展歷程。2.能說出元素周期表的編排原則以及周期、族的概念。3.能根據(jù)原子序數(shù)確定元素在周期表中的位置。 一、元素周期表的編排原則 1．元素周期表的發(fā)展歷程 ?1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫編制出第一張元素周期表。 ↓ ?按照相對原子質(zhì)量由小到大排列，將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在同一縱行。 ↓ ?揭示了化學(xué)元素間的內(nèi)在聯(lián)系，成為化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一。 ↓ ?隨著科學(xué)的發(fā)展，元素周期表中為未知元素留下的空位先后被填滿。 ↓ ?當(dāng)原子的組成及結(jié)構(gòu)的奧秘被發(fā)現(xiàn)后，編排依據(jù)由相對原子質(zhì)量改為原子的核電荷 數(shù)，形成現(xiàn)行的元素周期表。 2．元素周期表的編排原則 (1)橫行原則：把電子層數(shù)目相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列。 (2)縱行原則：把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排列。 (3)原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素編的序號。 (4)原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。  1．下列說法正確的是(　　) A．我們常用的元素周期表中元素排序的依據(jù)是元素的相對原子質(zhì)量 B．元素周期表中同一橫行元素原子的電子層數(shù)相同 C．元素周期表有16個縱行 D．元素周期表已發(fā)展成一個穩(wěn)定的形式，它不可能再有新的變化了 答案　B 2．已知元素的原子序數(shù)，不可以推斷元素原子的(　　) A．質(zhì)子數(shù) B．核電荷數(shù) C．核外電子數(shù) D．離子所帶的電荷數(shù) 答案　D 解析　根據(jù)原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，故選D。 易錯警示　只有原子中存在上述關(guān)系，如果是離子，核外電子數(shù)與原子序數(shù)不相等。陽離子的質(zhì)子數(shù)大于其核外電子數(shù)，陰離子的質(zhì)子數(shù)小于其核外電子數(shù)。如Na：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，Na＋：質(zhì)子數(shù)＞核外電子數(shù)，Cl－：質(zhì)子數(shù)＜核外電子數(shù)。 二、元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用 1．周期 元素周期表有7個橫行，每一橫行稱為一個周期，元素周期表共有7個周期。 類別 周期序數(shù) 起止元素 包括元素種數(shù) 核外電子層數(shù) 稀有氣體原子序數(shù) 位置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 短周期 1 H～He 2 1 2 周期序數(shù)＝電子層數(shù) 2 Li～Ne 8 2 10 3 Na～Ar 8 3 18 長周期 4 K～Kr 18 4 36 5 Rb～Xe 18 5 54 6 Cs～Rn 32 6 86 7 Fr～112號 26 7 2．族 現(xiàn)在常用的元素周期表有18個縱行，它們被劃分為16個族，包括7個主族，7個副族，1個第Ⅷ族(其中第8、9、10這3個縱行稱為第Ⅷ族)，1個0族。(第13～18縱行不包括第7周期的元素)詳細(xì)情況見下圖： 注　族的別稱：第ⅠA族元素(除氫)稱為堿金屬元素；第ⅣA族元素稱為碳族元素；第ⅤA族元素稱為氮族元素；第ⅥA族元素稱為氧族元素；第ⅦA族元素稱為鹵族元素；0族元素稱為稀有氣體元素。 3．過渡元素 元素周期表中從ⅢB到ⅡB共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。 4．認(rèn)識元素周期表的相關(guān)信息 (1)元素周期表中每個格中的信息(以Fe為例)： (2)金屬元素與非金屬元素的分界線 (3)確定元素在元素周期表的位置 ①依據(jù)原子序數(shù)確定元素在元素周期表中的位置。如已知某元素原子序數(shù)為7，則確定其在周期表中位置的方法是先畫出該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，由其電子層數(shù)為2，確定其處于第2周期，由其最外層有5個電子確定其處在第ⅤA族； ②推斷原子序數(shù)為53的元素在周期表中的位置：第5周期ⅦA族。  1.元素周期表的結(jié)構(gòu) 口訣：七主七副七周期，0族Ⅷ族鑭錒系。 2．元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 3．在短周期主族元素中，族序數(shù)與原子的核電荷數(shù)、電子層數(shù)均為奇數(shù)的有(　　) A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 答案　D 解析　在短周期主族元素中，族序數(shù)與原子的核電荷數(shù)、電子層數(shù)均為奇數(shù)的有H、Na、Al、P、Cl，共5種。 思維啟迪　短周期中族序數(shù)與周期數(shù)的關(guān)系推斷 特殊位置 元素 族序數(shù)等于周期數(shù) H、Be、Al 族序數(shù)等于周期數(shù)的2倍 C、S 族序數(shù)等于周期數(shù)的3倍 O 周期數(shù)等于族序數(shù)的2倍 Li 周期數(shù)等于族序數(shù)的3倍 Na 4.俄羅斯科學(xué)家用含20個質(zhì)子的鈣的一種原子轟擊含95個質(zhì)子的镅原子，結(jié)果4次成功合成4個第115號元素的原子。這4個原子生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．115號元素在第6周期 B．113號元素在第7周期ⅢA族 C．115號和113號元素都是非金屬元素 D．镅元素和115號元素不在同一周期 答案　B 解析　95號元素镅、115號元素、113號元素，原子序數(shù)都大于86而小于118，所以都在第7周期；115號元素比118號元素原子序數(shù)少3，應(yīng)在第ⅤA族，113號元素在第ⅢA族；113號元素和115號元素都是金屬元素。 方法點(diǎn)撥　據(jù)原子序數(shù)確定元素位置的方法——稀有氣體定位法 (1)明確0族元素信息 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Uuo 所在周期序數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 原子序數(shù) 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小定周期 比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小，找出與其相鄰近的0族元素，那么該元素就和序數(shù)大的0族元素處于同一周期。 (3)求差值定族數(shù) ①若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素多1或2，則該元素應(yīng)處在該0族元素所在周期的下一個周期的 ⅠA 族或 ⅡA 族； ②若比相應(yīng)的0族元素少5～1時，則應(yīng)處在同周期的ⅢA～ⅦA族； ③若差其他數(shù)，則由相應(yīng)差數(shù)找出相應(yīng)的族。 1．以下關(guān)于元素周期表的結(jié)構(gòu)敘述正確的是(　　) A．有七個主族、八個副族 B．有三個長周期(均含18種元素)，三個短周期(均含8種元素) C．零族位于元素周期表的第18列(從左往右) D．第ⅢA族位于元素周期表的第3列(從左往右) 答案　C 解析　A項，周期表中有七個副族、一個Ⅷ族、七個主族、一個0族；D項，第3列為第ⅢB族，第ⅢA族位于第13列。 2．下列關(guān)于元素周期表的說法正確的是(　　) A．在元素周期表中，每一列就是一個族 B．主族元素都是短周期元素 C．副族元素都是金屬元素 D．元素周期表每個長周期均包含32種元素 答案　C 解析　A項，第8、9、10三列為第Ⅷ族；B項，主族元素由短周期元素和長周期元素共同組成；D項，第4、5周期均有18種元素。 3．下圖是元素周期表的一部分，下列說法中正確的是(　　) A．元素①位于第2周期ⅣA族 B．②原子的最外層電子數(shù)為5 C．④的原子序數(shù)比②多8 D．元素的最高化合價③＝⑤ 答案　C 解析　元素周期表中右上方的元素為氦，最后一列為0族，推知③和⑤位于第ⅦA族，②和④位于第ⅥA族，①位于第ⅤA族，進(jìn)一步推知①為N，②為O，③為F，④為S，⑤為Cl。 4．0.05 mol某金屬單質(zhì)與足量的鹽酸反應(yīng)，放出1.12 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蠥r原子的電子層結(jié)構(gòu)的離子，該金屬元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期ⅠA族 B．第3周期ⅡA族 C．第4周期ⅠA族 D．第4周期ⅡA族 答案　D 解析　設(shè)該金屬單質(zhì)與鹽酸反應(yīng)所表現(xiàn)的化合價為＋x價，則0.05x＝2，x＝2。根據(jù)題意，該金屬單質(zhì)為Ca，位于第4周期ⅡA族。 5．根據(jù)原子結(jié)構(gòu)和元素周期表的關(guān)系完成下列各題。 (1)寫出下列微粒的符號及其在元素周期表的位置。 微粒：________　________　________　________ 位置：________　________　________　________ (2)第3周期ⅣA族的元素原子序數(shù)是________。 (3)Na元素的原子序數(shù)為11，相鄰的同族元素的原子序數(shù)是________。 (4)短周期元素中，族序數(shù)＝周期序數(shù)的元素有：______________(填元素符號，下同)。 (5)短周期元素中，族序數(shù)＝周期序數(shù)2倍的元素有：____________。 (6)短周期元素中，周期序數(shù)＝族序數(shù)2倍的有：_______________________________。 答案　(1)O　Na＋　Cl　Cl－　第2周期ⅥA族　第3周期ⅠA族　第3周期ⅦA族　第3周期ⅦA族 (2)14　(3)3、19　(4)H、Be、Al　(5)C、S　(6)Li 題組一　原子序數(shù)與核電荷數(shù)關(guān)系及其應(yīng)用 1．幾種粒子具有相同的核電荷數(shù)，則可說明(　　) A．可能屬于同一種元素 B．一定是同一種元素 C．一定有相同的原子序數(shù) D．核外電子個數(shù)一定相等 答案　A 解析　粒子可能是分子、原子、離子，雖然具有相同的核電荷數(shù)，但不一定是同一種元素，如CH4與H2O。核外電子個數(shù)不一定相等，如Na與Na＋、F與F－等。粒子種類未確定，則不能判定一定是原子，故C不正確。 2．已知原子序數(shù)，可推斷原子的(　　) ①質(zhì)子數(shù)?、诤穗姾蓴?shù)?、酆送怆娮訑?shù)　④元素在周期表中的位置 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．全部 答案　D 解析　原子序數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)，由此可得出原子結(jié)構(gòu)示意圖，再根據(jù)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)得出該元素在周期表中的位置，或者是根據(jù)各周期元素種數(shù)及稀有氣體的原子序數(shù)推出該元素在周期表中的位置。 題組二　元素周期表的結(jié)構(gòu) 3．下列說法正確的是(　　) A．常用元素周期表中元素排序的依據(jù)是原子的核電荷數(shù) B．元素周期表有16個縱行，也就是16個族 C．原子的最外層電子數(shù)相同的元素，一定屬于同一族 D．電子層數(shù)相同的粒子，對應(yīng)元素一定屬于同一周期 答案　A 解析　元素周期表中有18個縱行，16個族，第Ⅷ族占3個縱行；Be和He的最外層電子數(shù)都是2，但不屬于同一族；Ne和Na＋的電子層數(shù)都是2，但不屬于同一周期。 4．在現(xiàn)行元素周期表中，所含元素種數(shù)最多的族和周期分別是(　　) A．第ⅠA族　第6周期 B．第Ⅷ族　第6周期 C．第ⅢB族　第6周期 D．第ⅢA族　第6周期 答案　C 解析　現(xiàn)行元素周期表中，第6、7周期ⅢB族分別為鑭系和錒系元素，各有15種元素，由于第7周期未排滿(不涉及人工合成元素)，故元素種類最多的分別為第6周期和第ⅢB族。 5．若把周期表原先的主、副族號取消，由左到右按原順序編為18縱行。如堿金屬為第1縱行，稀有氣體為第18縱行，按這個規(guī)定，下列說法不正確的是(　　) A．計算機(jī)芯片的組成元素位于第14縱行 B．第10縱行元素全部是金屬元素 C．第18縱行元素單質(zhì)全部是氣體 D．只有第2縱行元素的原子最外層有2個電子 答案　D 解析　本題實(shí)際上考查了對元素周期表結(jié)構(gòu)的掌握狀況。芯片的組成元素為硅，位于第ⅣA族，為第14縱行，A項正確；第10縱行為過渡金屬元素，B項正確；第18縱行元素為稀有氣體元素，單質(zhì)全部為氣體，C項正確；D項中除第2縱行元素的原子最外層有2個電子外，其他如He、部分過渡金屬元素最外層也是2個電子。 題組三　確定元素在周期表中位置的兩種方法 6．某短周期元素原子最外層只有2個電子，則該元素(　　) A．一定是第ⅡA族元素 B．一定是金屬元素 C．一定在化合物中呈＋2價 D．可能是金屬元素，也可能是非金屬元素 答案　D 解析　元素原子最外層只有2個電子，若為主族元素則在周期表中處于第ⅡA族，為金屬元素，在化合物中呈＋2價；若為He，則為0族元素。 7．據(jù)國外有關(guān)資料報道，在“獨(dú)居石”(一種共生礦，化學(xué)成分為Ce、La、Nd等的磷酸鹽)中，查明有尚未命名的116、124、126號元素。試判斷116號元素應(yīng)位于周期表中的(　　) A．第6周期ⅣA族 B．第7周期ⅥA族 C．第7周期ⅦA族 D．第8周期ⅥA族 答案　B 解析　第7周期若排滿，118號元素應(yīng)為0族元素，則116號元素位于從0族開始向左第三縱行，故應(yīng)為第7周期ⅥA族元素，故選B。 題組四　周期表中相鄰元素原子序數(shù)的關(guān)系 8．下圖各為元素周期表的一部分(數(shù)字為原子序數(shù))，其中X為35的是(　　) 答案　D 解析　依據(jù)“稀有氣體定位法”先寫出各周期中稀有氣體原子序數(shù)：2、10、18、36、54、86；其次根據(jù)第5周期有18種元素，即可確定元素X(35號)應(yīng)為D中位置。 9．A、B、C均為短周期元素，它們在周期表中的位置如圖所示，已知 B、C兩元素在周期表中族序數(shù)之和是A元素族序數(shù)的2倍；B、C兩元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍，則符合A、B、C的一組元素是(　　) A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si C．O、P、Cl D．C、Al、P 答案　C 解析　解答本題首先確定三種元素在元素周期表中的相對位置，再根據(jù)元素周期表中結(jié)構(gòu)的關(guān)系列式求解。由于A、B、C為短周期元素，從A、B、C的圖中位置看，A只能處在第2周期，而B、C處在第3周期。設(shè)A的原子序數(shù)為x，則B的原子序數(shù)為x＋8－1＝x＋7，C的原子序數(shù)為x＋8＋1＝x＋9，則(x＋7)＋(x＋9)＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序數(shù)分別為8、15、17，對應(yīng)的元素分別為O、P、Cl，代入族序數(shù)關(guān)系：5＋7＝26成立。 10．已知X、Y、Z三種主族元素在元素周期表中的位置如圖所示，設(shè)X的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是(　　) Y X Z A.Y與Z的原子序數(shù)之和可能為2a B．Y的原子序數(shù)可能為a－17 C．Z的原子序數(shù)可能為a＋31 D．X、Y、Z一定為短周期元素 答案　D 解析　若只有Y為短周期元素，由X的原子序數(shù)為a可知，Y的原子序數(shù)數(shù)a－18＋1＝a－17，Z的原子序數(shù)為a＋18－1＝a＋17，A、B正確；若Z為第6或第7周期元素，因存在鑭系和錒系元素，則Z的原子序數(shù)可能為a＋32－1＝a＋31，C正確。 11．結(jié)合元素周期表回答下列問題： (1)表中的實(shí)線是元素周期表的部分邊界，請在圖中用實(shí)線補(bǔ)全元素周期表的邊界。 (2)表中所列元素，屬于短周期元素的有____________，屬于主族元素的有______________；g元素位于第________周期______族；i元素位于第______周期______族。 (3) 元素f是第______周期________族元素，請在右邊方框中按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。 答案　(1) (2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　3　0　4?、駼 (3)3　ⅥA　 解析　(1)根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)知：第1周期有2種元素，第2、3周期各有8種元素，分列于第1、2、13～18列，第4、5、6、7周期為長周期，包括1～18列。由此可畫出周期表的邊界。 (2)畫出周期表的邊界，對照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。 (3)第3周期ⅥA族元素為硫，原子序數(shù)為16，相對原子質(zhì)量為32。 12. A、B、C為短周期元素，在周期表中所處的位置如右圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)子數(shù)。B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。 (1)寫出A、B、C三種元素的名稱：________、________、________。 (2)B位于元素周期表中第________周期________族。 (3)C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。 答案　(1)氮　硫　氟 (2)3?、鯝 (3) 13．現(xiàn)有A、B、X、Y、Z五種短周期元素，原子序數(shù)逐漸增大。它們的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表： 元素 性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu) A 原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子 B 單質(zhì)是空氣中含量最多的氣體 X 原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍 Y 短周期元素中原子半徑最大的元素 Z 最高正化合價與最低負(fù)化合價的代數(shù)和為6 請回答： (1)寫出A、B元素的名稱和X、Y、Z元素的符號： A________，B________，X________，Y________， Z________。 (2)B、X、Y的離子半徑由大到小的順序為____________________(用r表示半徑)。 (3)W元素的核電荷數(shù)是B、X的核電荷數(shù)的和，則W與Z的氫化物穩(wěn)定性為________>________(填化學(xué)式)。 答案　(1)氫　氮　O　Na　Cl (2)r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋) (3)HCl　PH3 解析　據(jù)表中信息可知：A為氫，B為氮，X為O，Y為Na，Z為Cl。N3－、O2－、Na＋的核外電子排布相同，則核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，則有r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋)。由題可知W為15號元素磷，穩(wěn)定性：HCl>PH3。 14．下表是元素周期表的一部分，用化學(xué)符號回答下列有關(guān)問題： 族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ① ② 3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 4 ⑩ ? ? (1)寫出下列元素的符號：①________，⑥________，⑦_(dá)_______。 (2)在這些元素中，最活潑的金屬元素是________，最活潑的非金屬元素是________，最不活潑的元素是________。 (3)在這些元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物中，酸性最強(qiáng)的是________，堿性最強(qiáng)的是________，稱為兩性氫氧化物的是________，寫出這三者之間相互反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (4)在這些元素中，原子半徑最小的是________，原子半徑最大的是________。 (5)在③與④中，化學(xué)性質(zhì)較活潑的是________，請設(shè)計化學(xué)實(shí)驗加以證明：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 在⑧與?中，化學(xué)性質(zhì)較活潑的是________，請設(shè)計化學(xué)實(shí)驗加以證明：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)N　Si　S　(2)K　F　Ar (3)HClO4　KOH　Al(OH)3 3HClO4＋Al(OH)3===Al(ClO4)3＋3H2O HClO4＋KOH===KClO4＋H2O KOH＋Al(OH)3===KAlO2＋2H2O (4)F　K (5)Na　可以用它們跟水反應(yīng)的實(shí)驗證明：鈉與冷水劇烈反應(yīng)，放出氫氣，并生成強(qiáng)堿NaOH，鎂與沸水才反應(yīng)，放出氫氣，并生成中強(qiáng)堿Mg(OH)2　Cl　可用氯氣或氯水與溴化鈉溶液反應(yīng)的實(shí)驗證明：反應(yīng)后溶液呈橙紅色，發(fā)生的反應(yīng)為Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2 解析　首先根據(jù)元素周期表中的位置確定各元素，然后根據(jù)元素周期表中元素性質(zhì)的遞變規(guī)律進(jìn)行分析、判斷，同時還應(yīng)結(jié)合相關(guān)的元素化合物的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計。