元素周期表.docx
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元素周期表.docx
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元素周期表
元素周期表
1.发展历程
2.编排原则
例 1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量()
(2)一个横行即是一个周期,一个纵行即是一个族()
(3)最外层电子数相同的元素一定是同族元素()
(4)每一周期都是碱金属元素开始,稀有气体元素结束(
答案
(1)×
(2)×(3)×(4)×
3、元素周期表的结构
)
要点解释:
常见族的特别名称:
第ⅠA 族(除氢):
碱金属元素;第ⅦA 族:
卤族元素;0 族:
稀有气体元素。
点拨:
例 2.元素周期表中所含元素种类最多的族是哪一族?
答案ⅢB 族。
例 3.现行元素周期表元素种类最多的周期是哪一周期?
答案第六周期。
1.结构特点
(1)完成表格
元素
名称
元素 核电
符号 荷数
原子结构 最外层
示意图 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
]
碱
金
属
钾 K 19
1 4 0.227
元
素
]
铷Rb37
1 5 0.248
]
铯Cs55
1 6 0.265
]
(2)得出结论:
碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为 1,不同点是电子层数和
原子半径不同,其变化规律是随着核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
2.碱金属的性质
(1)物理性质
(2)化学性质
①与 O2 反应
碱金属
Li
Na
K
Rb
Cs
化学反应方程式
4Li+O22Li2O
2Na+O2Na2O2
K+O2KO2
-
-
反应程度 产物复杂
②与水反应
碱金属
实验操作
钾 钠
实验现象
实验原理
结论
熔成小球,浮于水面,四处游动,有轻
微爆炸声,反应后溶液加酚酞变红
2K+2H2O===2KOH+H2↑
钾比钠的活动性强
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
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
例 4.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是 8 个()
(2)化合物中碱金属元素的化合价都为+1 价()
(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大()
(4)碱金属单质的化学性质活泼,易失电子发生还原反应()
(5)Li 在空气中加热生成 LiO2()
答案
(1)×
(2)√(3)√(4)×(5)×
例 5.钾与水(含酚酞)反应的实验现象能表明钾的一些性质,请连一连。
(1)钾浮在水面上A.钾与水反应放热且钾的
熔点较低
(2)钾熔化成闪亮的小球B.钾与水反应剧烈,放出的热使生成的 H2 燃烧
(3)钾球四处游动,并有轻,微的爆鸣声C.钾的密度比水小
(4)溶液变为红色D.钾与水反应后
的溶液呈碱性
答案
(1)—C
(2)—A(3)—B(4)—D
例 6.下列各组比较不正确的是()
A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B.还原性:
K>Na>Li,故 K 可以从 NaCl 溶液中置换出金属钠
C.熔、沸点:
Li>Na>K
D.碱性:
LiOH<NaOH<KOH
答案B
解析锂的活泼性比钠弱,与水反应不如钠剧烈,A 正确;还原性:
K>Na>Li,但 K 不能
置换出 NaCl 溶液中的 Na,而是先与 H2O 反应,B 错误;碱金属元素从 Li 到 Cs,熔、沸点逐
渐降低,即 Li>Na>K>Rb>Cs,C 正确;从 Li 到 Cs,碱金属元素的金属性逐渐增强,对
应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强,即碱性:
LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,D 正
确。
归纳总结碱金属的原子结构与化学性质的关系
(1)相似性
原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们
都能与氧气等非金属单质及水反应。
碱金属与水反应的通式为 2R+2H2O===2ROH+H2↑(R 表
示碱金属元素)。
(2)递变性
随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属元
素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
①
②与 O2 的反应越来越剧烈,产物更加复杂,如 Li 与 O2 反应只能生成 Li2O,Na 与 O2 反应还
可以生成 Na2O2,而 K 与 O2 反应能够生成 KO2 等。
③与 H2O 的反应越来越剧烈,如 K 与 H2O 反应可能会发生轻微爆炸,Rb 与 Cs 遇水发生剧烈
爆炸。
④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,CsOH 的碱性最强。
1.原子结构
(1)完成表格:
元素名称
原子序数
氟(F)
9
氯(Cl)
17
溴(Br)
35
碘(I)
53
原子结构
示意图
最外层电子数
电子层数
7
2
7
3
7
4
7
5
原子半径
由小到大
(2)得出结论:
卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是 7,不同点是电子层数和原
子半径不同,其变化规律是随着原子序数增大,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大。
2.卤族元素单质的性质
(1)物理性质
(2)化学性质
①与 H2 反应
a.填写下表:
反应条件
化学方程式
产物稳
定性
F2
Cl2
Br2
I2
暗处
光照或点燃
加热
不断加热
H2+F2===2HF
H2+Cl22HCl
H2+Br22HBr
H2+I22HI
很稳定
较稳定
不稳定
很不稳定
b.得出结论:
从 F2 到 I2,与 H2 反应所需要的条件逐渐升高,反应剧烈程度依次减弱,生成
气态氢化物的稳定性依次减弱。
②卤素单质间的置换反应
a.填写下表:
实验操作实验现象化学方程式
静置后,液体分层,上层无色,
下层橙红色
2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2
静置后,液体分层,上层无色,
下层紫红色
2KI+Br2===2KBr+I2
静置后,液体分层,上层无色,
下层紫红色
2KI+Cl2===2KCl+I2
b.得出结论:
Cl2、Br2、I2 三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是 Cl2>Br2>I2,相应卤素
离子的还原性由强到弱的顺序是 I->Br->Cl-。
提醒因为 F2 能与 H2O 发生反应(2F2+2H2O===4HF+O2),所以 F2 不能从其他卤化物的盐溶液
中置换出卤素单质。
例 7.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”(X 代表卤素)
(1)卤素单质与水反应均可用 X2+H2O===HXO+HX 表示()
(2)HX 都极易溶于水,它们的热稳定性随核电荷数增加而增强()
(3)卤素单质的颜色从 F2―→I2 按相对分子质量增大而加深()
(4)将 F2 通入 NaCl 溶液中可置换出 Cl2()
答案
(1)×
(2)×(3)√(4)×
解析
(1)F2 与 H2O 反应为 2F2+2H2O===4HF+O2,不可用 X2+H2O===HXO+HX 表示。
(2)HX 的
热稳定性随核电荷数的增加而减弱。
(4)F2 性质极活泼,遇盐溶液先和水反应,故不能将卤
素从它的盐溶液里置换出来。
例 8.已知还原性 I->Br->Cl->F-,试从原子结构的角度分析原因。
答案还原性即微粒失去电子的能力。
按 I-→Br-→Cl-→F-的顺序,离子的半径逐渐减小,
原子核对最外层电子的吸引力逐渐增大,失去电子的能力逐渐减弱,故还原性逐渐减弱。
例 9.下列对卤素的说法不符合递变规律的是()
A.F2、Cl2、Br2、I2 的氧化性逐渐减弱
B.HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性逐渐减弱
C.F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强
D.卤素单质按 F2、Cl2、Br2、I2 的顺序颜色变浅,密度增大
解析从 F→I 原子半径依次增大,单质氧化性逐渐减弱,则阴离子的还原性逐渐增强,氢
化物的稳定性逐渐减弱,卤素单质按 F2、Cl2、Br2、I2 的顺序颜色逐渐变深,密度也逐渐增
大。
答案D
归纳总结卤素的原子结构与化学性质的关系
(1)相似性(X 表示卤素元素)
卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到 8 个电子的稳定结构,它们的单质都是活泼的
非金属单质,都具有较强的氧化性。
①与 H2 反应:
X2+H22HX。
②与活泼金属(如 Na)反应:
2Na+X22NaX。
③与 H2O 反应
a.X2+H2O===HX+HXO(X=Cl、Br、I);
b.2F2+2H2O===4HF+O2。
④与 NaOH 溶液反应
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(X=Cl、Br、I)。
(2)递变性(X 表示卤素元素)
随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,卤素原子
得电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
①
②与 H2 反应越来越难,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强,即:
稳定性:
HF>HCl>HBr>HI;
还原性:
HF<HCl<HBr<HI。
③卤素单质与变价金属(如 Fe)反应时,F2、Cl2、Br2 生成高价卤化物(如 FeX3),而 I2 只能生
成低价卤化物(如 FeI2)。
④氢化物都易溶于水,其水溶液酸性依次增强。
⑤最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,即酸性:
HClO4>HBrO4>HIO4,HClO4 是已知含氧
酸中酸性最强的酸。
⎩核外电子
1.原子结构
⎧⎧质子
⎪原子核 ⎨
原子 ⎨⎩中子
⎪
2.原子核外电子的排布
(1)原子核外电子运动的特点
原子核外电子绕着原子核高速运动时没有确定的轨道的,就好像一团云雾 “带负电荷的云
雾”笼罩在原子核周围.电子密集的地方,电子出现的机会多;反之,电子云稀疏的地方,
电子出现的机会少.
电子的能量并不相同,能量低的,受核电荷的吸引大,通常在离核近的区域运动;能量高的,
在离核远的区域运动.根据电子的能量差异和运动空间离核的远近不同,核外电子分别处于
不同的电子层上.
【注意】核外电子是客观存在的,电子层是人为规定的.最外层电子数为该元素(主族元素)
的最高正价,最低负价为该元素的最高正价—8.
(2)在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同是分层排布的,其主要规律是:
① 核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的
电子层.
② 原子核外各电子层最多容纳 2 n2 个电子.
③ 原子最外层电子数目不能超过 8 个(K 层为最外层时不能超过 2 个电子)
④ 次外层电子数不能超过 18 个(K 层为次外层时不能超过 2 个),倒数第三层电子数不能超
过 32 个
(3)电子层的表示方法
电 子 层 数
(n)
符号
最多容 纳电
子数(2 n2)
1
K
2
2
L
8
3
M
18
4
N
32
5
O
2 n2
6
P
7
Q
能量大小
K 3.原子半径 由于原子核在原子中只占很少的一部分,原子半径主要是由最外层电子界定的. 原子半径的判断依据: ① 根据电子层数判断: 电子层越多,原子半径越大. 电 kQ e 1 r2 ,故质子数越多,F 电越大,原子 半径越小. ③ 当电子层数、质子数相同时,根据最外层电子数判断,电子数越多,充斥的轨道越多, 原子半径越大. 4: 核素 元素: 具有相同核电荷数的同一类原子的总称. 123 核素: 具有一定数目的质子和中子的一种原子,叫做核素.如 1 H、 1 H、 1 H 各为一种核素. 同位素: 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素. 同位素核素之间的关系 核核核 素素素 123 它们之间互称同位素 质量数: 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值加起来所得的数值 质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N) An 原子 z x b 代表的含义 X: 该元素的元素符号;Z: 该原子的原子核内质子数; A: 该原子的质量数;b: 微粒个数;n: 微粒所带的电荷数 同素异形体: 同种元素不同的单质.例如: 氧气和臭氧,金刚石和石墨,红磷和白磷. 例 10.下列符号代表几种元素? 几种原子? 它们的关系? 40 18 Ar 40 19 K 40 20 Ca 41 19 K 42 20 Ca 40 19 K + 40424040 40 19 1920201941 K + 质量数相同; 40 K 、 19 K 、 40 K + 属于同种元素; 40 Ca 和 42 Ca 属于同种元素. 1.溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质,它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物, 它也能与水发生以下反应: IBr+H2O===HBr+HIO。 下列有关 IBr 的叙述中,不正确的是() A.在很多反应中 IBr 是强氧化剂 B.IBr 与水反应时既作氧化剂,又作还原剂 C.IBr 与 AgNO3 溶液反应会生成 AgBr 沉淀 D.IBr 与 NaOH 溶液反应时,生成 NaBr 和 NaIO ( 2.甲、乙、丙三种溶液各含有一种 X-(X-为 Cl-、Br-或 I-),向甲中加淀粉溶液和新制的氯 水变为橙色,将此溶液倒入丙中,颜色无明显变化。 则甲、乙、丙依次含有 ) A.Br-、Cl-、I-B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl-D.Cl-、I-、Br- 3.某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关的 实验现象。 请帮助该学生整理并完成实验报告。 (1)实验目的 探究同一主族元素性质的递变规律。 (2)实验用品 仪器: 试管、胶头滴管 药品: 新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳 (3)实验内容(在下表横线中填写相关内容) 序号 ① ② 实验方案 向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯 水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴 水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 实验现象 液体分为两层,下层 呈________色 液体分为两层,下层 呈________色 4.近年来,科学家通过粒子加速器进行了一周的实验,获得了 6 个非常罕见的45Fe 原子, (4)实验结论: ______________________________________________。 (5)问题和讨论 ①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________、________________。 ②由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。 试列举 两 项 事 实 说 明 氟 元 素 的 非 金 属 性 比 氯 元 素 的 强 : _____________________________ 、 ________________。 26 接着,科学家又使用特制的测量仪器观测到,这 6 个原子中有 4 个发生了衰变,这一实验证 实了曾经预言的双质子衰变方式,即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。 回答下列问 题: 45 45 26 26 B.科学家获得了一种新元素 26 26 26 _____________________________________________________________。 5.某元素的一种同位素 X 的原子质量数为 A,含 N 个中子,它与氢原子构成 HmX 分子,在 a g HmX 中所含质子的物质的量是() a A.(A-N+m)mol a B.A(A-N)mol a C.(A-N)mol a D.A(A-N+m)mol 6.下列说法不正确的是() ①质子数相同的粒子一定属于同一种元素 ②同一元素的核素种数由中子数决定 ③同位素的化学性质几乎相同 ④质子数相同、电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和离子 ⑤Cl2 中 35Cl 与 37Cl 两种核素的个数之比与 HCl 中 35Cl 与 37Cl 的个数之比相等 A.③B.④ C.②⑤D.① 答案: 【 1、 解析】 题目给出了周期表中的部分元素的位置关系,解决此类问题的关键是熟记元素 周期表的结构,根据五种元素在周期表中的位置,确定五种元素均在过渡元素的右侧,且分 别位于第二、三、四周期,进而确定 B 和 E 的原子序数相差 18。 再根据相邻元素的原子序 数的关系,可知原子序数分别为 A: Z-1;C: Z+1;D: Z-8;E: Z+18,又 因为原子序 数=核电荷数,故这五种元素的核电荷数之和为 5Z+10。 【答案】C 2、【解析】此题选取了具有代表性的两族: ⅠA 和ⅦA,可以根据它们具体的原子序数来 推理,试过之后再与下面的答案相比较。 经过对元素周期表的分析研究,你可能不难得出以 下结论: ①ⅠA、ⅡA 族,下面元素的原子序数等于同主族上面元素的原子序数加上上面元 素所在周期的元素种类数。 ②ⅢA 到 0 族,下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数 加上下面元素所在周期的元素种类数。 【答案】 (1)x-nx+m (2)x-mx+n 3、【解析】 设 A 的原子序数为 x,则 C 的原子序数为 x+2,B 的原子序数为 x+9,由题意 可得: x+x+2+x+9=2(x+9),解得 x=7,即 A 为 N,B 为 S,C 为 F。 据此可解答其他问 题。 【答案】 (1)N2O5 △ 2NH4Cl+Ca(OH)2=====CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)S三ⅥA (3)F2SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O 【 4、 解析】 元素的定义中有两个要点: a.质子数相同,b.是原子,将定义中的“原子”改为“粒 子”是错误的,如 Ne 与 HF 其质子数均为 10,但二者不是同一元素,故①是错误的。 同一 元素的核素中质子数相同,中子数不同,显然中子数决定同一元素的核素种数,故②正确。 一种分子和一种离子,如果质子数相等,它们的电子数一定不等,故④正确。 同位素的质 子数相同,化学性质几乎相同,但其质量数不同,物理性质不同,在自然界中其原子百分组 56【答案】 (1)1926 (2)AC(3)45化学性质几乎完全相同。 Fe 与 Fe 的核外电子排布相同, 成不变,故③⑤正确。 【答案】D 5、【解析】X 原子的质子数为(A-N),则 HmX 的质子数为 m+A-N,所以 a g HmX 中质子 a 的物质的量为(A-N+m)mol,A 正确。 【答案】A 26 4556 26 了变化,不是化学变化,因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质。 2626 一、选择题 1.下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是(B) A.同一主族的元素从上到下金属性逐渐减弱 B.元素周期表是元素周期律的具体表现形式 C.同一周期从左到右,元素原子半径逐渐增大 D.非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值 解析: 同一主族元素从上到下金属性逐渐增强,A 不正确;元素周期表是元素周期律的具体 表现形式,B 正确;同一周期从左到右,元素原子半径逐渐减小,C 不正确;主族非金属元 素的最高正化合价等于其最外层电子数,D 不正确。 2. 下列说法中错误的是( A) A. 原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数 B. 元素周期表中,从第ⅢB 族到第ⅡB 族 10 个纵行的元素都是金属元素 C. 除氦外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是 8 D. 同种元素的各种粒子的质子数不一定等于核外电子数 解析: 原子的核外电子层数一定等于该元素所在的周期数,离子不一定,如 K+,处于第四 周期,但却只有 3 个电子层。 3.核电荷数大于 10 的某短周期元素,其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的 电子数的一半,有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是(C) A.该元素在第三周期第ⅣA 族 B.该元素的单质在常温下性质稳定,不易与水反应 C.该元素的氧化物不与酸反应,可与强碱的水溶液反应 D.该元素在地壳中的含量大,居所有元素的第二位 解析: 核电荷数大于 10 的某短周期元素只能是第三周期元素,又因为原子最外电子层所含 有的电子数是次外层所含有的电子数的一半,故该元素是硅。 硅元素位于周期表中第三周期 第ⅣA 族,在常温下性质稳定,不易与水反应,该元素在地壳中的含量大,居所有元素的第 二位,其氧化物 SiO2 能与 HF 反应,能与强碱氢氧化钠溶液反应,A、B、D 正确,C 错误。 4. A 元素原子的 L 层比 B 元素原子的 L 层少 3 个电子,B 元素的原子核外电子总数比 A 元素 原子的核外电子总数多 5 个,则 A 与 B 可形成的化合物类型为 (D) A. ABB. BA2C. AB4D. B3A2 5.通过 14C 标记的 C60 进行跟踪研究,医学界发现了一种 C60 的羧酸衍生物在特定的条件下可 通过断裂 DNA 杀死艾滋病病毒。 有关 C60 和 14C 的叙述正确的是(C) A.12C60 与 14C60 互为同位素 B.14C 转变为 12C 的过程属于化学变化 C.12C 与 14C 的原子中含有的中子数之比为 3∶4 D.金刚石与 C60 具有相同的物理性质 解析: A.12C60 与 14C60 是物质不是元素,A 项错误;B.14C 转变为 12C 没有形成新的化学键,所 B 以不是化学变化, 项错误;C.12C 与 14C 的原子中含有的中子数分别是 6 和 8,故之比为 3∶ 4,C 项正确;D.金刚石与 C60 的物理性质不同,D 项错误;答案选 C。 6.据国外有关资料报道,在独居石(一种共生矿,化学成分为 Ce、La、Nb 等的磷酸盐)中, 查明有尚未命名的 116、124、126 号元素。 试判断 116 号元素应位于周期表的(B) A.第六周期第ⅣA 族B.第七周期第ⅥA 族 C.第七周期第ⅦA 族D.第八周期第ⅥA 族 解析: 第七周期若排满,118 号元素应为 0 族元素,而 116 号元素在 0 族向左第 2 列,故应 为第ⅥA
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