4.1.2元素周期表
熟练掌握元素周期表的基本结构及编排原则。
记忆周期表各主族元素
一、元素周期表的基本结构
1.周期
元素周期表有 7 个横行,每个横行称为一个周期。前三周期称为短周期,后四周期称为长周期。
2.族
元素周期表有 18 个纵列,一个或几个纵列称为一个族,分为主族、副族、0 族和第 Ⅷ 族。
(1)主族
定义:由短周期和长周期元素共同组成的族称为主族 (0 族除外),一共有7个主族。
如第 ⅣA 族,读作第四主族。
特点:同主族元素的最外层电子数相同,且等于,从上到下原子序数递增。
(2)0 族:由第 18 列的稀有气体元素组成,表示为 0 族。
(3)副族:
定义:只由长周期元素组成的族称为副族 (第 Ⅷ 族也包括),一共有8个副族。
如第 Ⅲ B族,读作第三副族。
(4)第 Ⅷ 族:第 8、9、10 列为一个族,表示为第 Ⅷ 族。
【特别的名称】:第 ⅠA 族(除氢):碱金属元素
第 ⅡA 族:碱土金属元素
第 ⅦA 族:卤族元素高
【归纳】
周期的结构:三短、四长;
族的结构:七主、八副、一零。
族的顺序记忆口诀:“二后主副变”
题型演练
1.(2020秋·高一课时练习)X、Y、Z是周期表中位置相邻的三种短周期元素,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为16,核内质子数之和为30,则X、Y、Z分别是( )
A.O、N、P B.S、P、N C.N、O、S D.Cl、S、O
2.(2021·高一课时练习)下列关于元素周期表的叙述正确的是
A.在元素周期表中共有18个纵行,18个族 B.同族元素的最外层电子数一定相同
C.同周期元素的电子层数相同 D.元素周期表有7个周期,8个主族
3.(2021·高一课时练习)下列说法正确的是
A.最外层电子数大于4的一定是非金属元素
B.元素周期表有18纵列,7横行,故有18个族,7个周期
C.第ⅠA族就是碱金属
D.长周期可能含有18种元素,也可能含有32种元素
4.(2022·高一课时练习)今年是门捷列夫发现元素周期律152周年。图中是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z为短周期主族元素,W与X的最高化合价之和为8,下列说法错误的是
W
X Y Z
A.原子半径: B.常温常压下,Z的单质为固态
C.X的氧化物的熔点低于其单质的熔点 D.X的单质既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应
5.(2022秋·高一课时练习)在元素周期表中,应用于计算机芯片的硅元素如图所示,下列有关硅的说法正确
A.原子核外有14个电子 B.原子个数是14
C.硅原子的相对原子质量是28.09 D.质量数是28.09
6.(2021·高一课时练习)在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处,最容易找到的材料是
A.制催化剂的材料 B.半导体材料
C.制农药的材料 D.耐高温、耐腐蚀的合金材料
7.(2022秋·高一课时练习)在元素周期表中,同主族元素原子具有相同的
A.最外层电子数 B.核电荷数
C.电子层数 D.核外电子数
二、0 族元素原子序数的推导
有了 0 族元素的原子序数之后,其他位置元素的原子序数就可以在此基础上进行推导。例如第三周期 0 族元素的原子序数是 18,则 22 号元素在下一周期的第四列,即 22 号元素在周期表中的位置是第四周期第 ⅡB 族;第五周期 0 族元素的原子序数是 54,则 51 号元素在同一周期 0 族的前三列,即 51 号元素在周期表中的位置是第五周期第 ⅤA 族。
三、同主族元素的原子序数差
第 ⅠA 族和第 ⅡA 族 (周期表左侧) 上下相邻两元素的原子序数差等于上方元素所在周期的元素种数,例如 Na 与 K 原子序数之差等于 Na 所在第三周期的元素种数 8;第 ⅢA ⅦA 族和第 0 族 (周期表右侧) 上下相邻两元素的原子序数差等于下方元素所在周期的元素种数,例如 Cl 和 Br 原子序数之差等于 Br 所在第四周期的元素种数 18。
四、镧系元素和锕系元素
镧系元素位于第六周期第 ⅢB 族,实际上包含了 15 种性质相近的元素;锕系元素位于第七周期第 ⅢB 族,同样包含了 15 种元素。因此,第 ⅢB 族是元素种数最多的族。
>> 注 意 <<
同周期第 ⅡA 族和第 ⅢA 族元素原子序数之差可能为 1,第二、三周期,此时只有主族元素,第 ⅡA 族排完之后紧接着排第 ⅢA 族;也可能为 11,第四和第五周期,此时有七个副族和一个第八族(三列) 介入;第六周期和第七周期的镧系与锕系介入的时候同周期第 ⅡA 族和第 ⅢA 族元素原子序数之差为 25。
题型演练
8.(2020·高一统考课时练习)俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子,结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是( )
A.115号元素在第六周期
B.113号元素在第七周期ⅢA族
C.115号和113号元素都是非金属元素
D.镅元素和115号元素不在同一周期
9.(2020·高一课时练习)在元素周期表中,铂元素如图所示,下列有关说法正确的是
A.铂是非金属元素,在常温下呈固态
B.Pt和Pt的核外电子数相同,互为同位素
C.“195.1”是铂的质量数
D.由78可以推出Pt为第5周期元素
10.(2022秋·高一课时练习)在我国北斗三号全球卫星导航系统中使用了“铷()原子钟”,它被誉为卫星的“心脏”,下列有关说法错误的是
A.铷元素位于第五周期第IA族 B.和具有相同的电子数
C.的中子数为48 D.和互为同素异形体
11.(2020·高一课时练习)下列有关对元素周期表的认识正确的是( )
A.第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C.第Ⅷ族是包含元素种类最多的族
D.第三、四周期同主族元素的原子序数一定相差8
12.(2022·高一课时练习)有六种微粒,它们分别是M、N、X、Q+、Y2+、Z-,它们所属元素的种类为( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
13.(2020·高一课时练习)据有关资料报道,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号元素应位于元素周期表的( )
A.第六周期第ⅤA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
14.(2020·高一课时练习)下列叙述正确的是( )
A.除0族元素外,短周期元素的最高正化合价都等于该元素的族序数
B.除第1周期外,其他周期均含有18种元素
C.副族元素中不含非金属元素
D.碱金属元素是指第ⅠA族元素
15.(2021春·高一课时练习)下列叙述正确的是
A.核外电子排布完全相同的两种微粒的化学性质一定相同
B.单原子形成的离子一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C.核外电子排布相同的两个原子不一定是同种原子
D.和两种粒子中核内质子数、核外电子数、最外层电子数、核外电子层数均不相同
16.(2020·高一课时练习)2017年5月中国科学院等联合发布了113号Nh、115号Mc、117号Ts、118号Og的中文名称。下列有关说法不正确的是
A.118号Og的同族的上一周期元素的原子序数为86
B.117号Ts的最低化合价为-1
C.115号Mc在周期表的第7周期VB族
D.113号Nh的最外层电子数为3
17.(2021·高一课时练习)表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:
(1)属于第二周期元素的有_______、__________、________ (填元素符号), 属于第ⅢA 族的有 ________(填元素符号),属于第 IA 族的有__________ 、_______(填元素符号)。
(2)C 元素在元素周期表中的位置是第_____周期第____族。B 元素在元素周期表中的位置是第_____周期第____族。
18.(2021·高一课时练习)下表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑨9种元素,填写下列空白:
主族周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
二 ① ② ③
三 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
四 ⑨
(1)写出元素符号和名称:①____,②___,⑧____,⑨____。
(2)画出⑥的离子结构示意图:_______。
(3)写出下列反应的化学方程式:
⑦的单质跟④的氢氧化物溶液反应:_______。
⑤的氧化物跟④的氢氧化物溶液反应:_______。
⑥的单质在③的单质中燃烧:_______。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】设X元素的最外层电子数为x,由X和Y同周期,Y和Z同主族可知,Y、Z最外层电子数可能为x+1或x-1,若Y、Z元素的最外层电子数为x+1,由三种元素原子的最外层电子数之和为16可得关系式:x+2(x+1)=16,解得x=,不合题意舍去;若Y、Z元素的最外层电子数为x—1,由三种元素原子的最外层电子数之和为16可得关系式:x+2(x—1)=16,解得x=6,则X为ⅥA族元素、Y为ⅤA族元素;设X的原子序数为m,由X和Y同周期,Y和Z同主族可知,Y的原子序数为m—1,Z的原子序数可能为m+7或m-9,若Z的原子序数为m—9,由核内质子数之和为30可得关系式:m+( m—1)+( m—9)=30,解得m=,不合题意舍去;若Z的原子序数为m+7,由核内质子数之和为30可得关系式:m+( m—1)+( m+7)=30,解得m=8,则X为O元素、Y为N元素、Z为P元素,故选A。
2.C
【详解】A.周期表共有18个纵行,16个族,其中第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵行,A项错误;
B.对于0族元素、副族元素及第Ⅷ族元素来说,同族元素原子的最外层电子数不一定相同,B项错误;
C.同周期元素具有相同的电子层数,C项正确;
D.元素周期表有7个周期,7个主族,D项错误;
答案选C。
3.D
【详解】A.非金属元素的最外层电子数一般大于4,在反应中易得到电子,但某些金属元素的最外层电子数大于4,如锑和铋等,故A错误;
B.元素周期表有18纵列,7横行,第VIII族有3个纵列,所以有16个族,7个周期,故B错误;
C.第ⅠA族除H以外的元素是碱金属元素,故C错误;
D.第4、5周期含有18种元素,第6、7周期含有32种元素,故D正确;
故选D。
4.C
【分析】W与X的最高化合价之和为8,则W是氮元素,X是铝元素,Y是硅元素,Z是磷元素,据此回答问题。
【详解】A.同周期从左到右原子半径逐渐减少,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径: ,故A不选;
B.常温常压下,Z的单质是磷,磷为固态,故B不选;
C.X的氧化物是氧化铝,其熔点高于其单质铝的熔点,故C选;
D.X的单质是铝,既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应,故D不选;
故选:C。
5.A
【详解】A.原子序数是14,原子呈电中性即原子核内质子数等于核外电子数,故每个硅原子核外有14个电子,A正确;
B.图中14是指元素的原子序数、质子数、核电荷数等,而不是原子个数,B错误;
C.28.09表示的是元素的相对原子质量而不是原子的,硅元素有多种核素,C错误;
D.质量数等于质子数和中子数之和, 28.09表示的是元素的相对原子质量而不是质量数,D错误;
故选A。
6.B
【详解】A.可以用于做催化剂的元素种类较多,一般为过渡金属元素,故A错误;
B.在金属元素和非金属元素交接区域的元素通常既具有金属性又具有非金属性,可以用来做良好的半导体材料,如硅等,故B正确;
C.非金属元素位于右上方,部分非金属可以用来做制农药的材料,故C错误;
D.耐高温、耐腐蚀的合金材料为金属材料,一般具有较强的金属性,大多属于过渡金属元素,故D错误;
故答案选B。
7.A
【详解】在元素周期表中,同主族元素最外层电子数相同,从上到下,核电荷数、电子层数和核外电子数都逐渐增大,故选A。
8.B
【详解】A.元素周期表中112号元素在第七周期第ⅡB族,则115号元素在第七周期第ⅤA族,故A错误;
B.元素周期表中112号元素在第七周期第ⅡB族,则113号元素在第七周期第ⅢA族,故B正确;
C.115号和113号元素都在第七周期,均为金属元素,故C错误;
D.镅元素为95号元素,在第七周期的锕系,镅元素和115号元素在同一周期,故D错误;
故答案为B。
【点睛】考查学生利用原子序数判断元素的位置,明确112号元素在第七周期第ⅡB族是解答本题的关键,由质子数来确定元素在周期表中的位置、元素的种类,根据原子序数可知元素的质子数,元素周期表中112号元素在第七周期第ⅡB族。
9.B
【详解】A.根据元素周期表中的一格可知,中间的汉字表示元素名称,该元素的名称是铂,带“金”字旁,属于金属元素,故A错误;
B.Pt和Pt的质子数相同,中子数不同,是两种不同的核素,二者互为同位素,故B正确;
C.根据元素周期表中的一格可知,汉字下面的数字表示相对原子质量,该元素的相对原子质量为195.1,故C错误;
D.由质子数78推出Pt的原子结构示意图为,Pt有6个电子层,位于第六周期(或第五、六周期稀有气体的原子序数依次为54、86,78介于54和86之间,则Pt位于第六周期),故D错误;
故选:B。
10.D
【详解】A.铷元素位于第五周期IA族,A项正确;
B.和具有相同的电子数,电子数为37,B项正确;
C.相对原子质量=质子数+中子数,中子数=85-37=48,C项正确;
D.质子数相同,中子数不同的原子互称为同位素,D项错误;
故选D。
11.B
【详解】A.元素周期表中,第ⅠA族除氢元素外的其他元素都是金属元素,称为碱金属元素,故A错误;
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列,包括了7个副族和第Ⅷ族,统称为过渡元素,都是金属元素,故B正确;
C.到目前为止,第Ⅷ族共有12种元素,而第ⅢB族包括镧系元素和锕系元素,目前共有32种元素,故元素周期表中,包含元素种类最多的是第ⅢB族,故C错误;
D.第三周期是短周期,只有8种元素,而第四周期是长周期,有18种元素,这两个周期的第ⅠA族、第ⅡA族元素的原子序数相差8,其他主族的原子序数相差18,故D错误;
综上所述,答案为B。
12.B
【分析】判断元素、同位素和核素时,要抓住各种微粒的本质区别,对于X,只要Z相同,就是同种元素;Z和A均相同,是同种核素;Z相同,A不相同的互称同位素;Z不相同的无论A是否相同,均不是同种元素,更不能称为同位素。
【详解】质子数(Z)决定元素的种类,M、Q+表示K元素形成的微粒,N、Y2+表示Ca元素形成的微粒;X表示Ar原子,Z-表示Cl-离子,有4种元素种类,B正确,答案为B。
13.B
【详解】第七周期稀有气体元素的原子序数为118,据此可以判断116号元素应位于元素周期表的第七周期第Ⅵ族,故答案为B。
14.C
【详解】A.氧元素没有最高正化合价,氟元素不显正价,A项错误;
B.第2、3、4、5、6周期所含元素种数依次为8、8、18、18、32,B项错误;
C.副族元素属于过渡元素,过渡元素都是金属元素,所以副族元素都是金属元素,故C正确;
D.第ⅠA族元素中的氢元素不属于碱金属元素,D项错误;
故答案为C。
15.C
【详解】A.核外电子排布完全相同的两种微粒可能是原子、阴离子、阳离子三种情况中的一种或几种;如果是同一元素的两种核素,化学性质应该相同;如果不是同一种元素的两种原子,而是其他符合题目要求的两种微粒,其化学性质肯定不同,并且有的差别还很大,如氖原子和钠离子,A错误;
B.单原子形成的离子不一定具有稀有气体原子的核外电子排布,如,B错误;
C.核外电子排布相同的两个原子可能是同位素的关系,如氕、氘、氚三种原子,C正确;
D.与核外电子数、最外层电子数、核外电子层数不同,但核内质子数均为11,D错误;
故选C。
【点睛】单原子形成的离子大多数具有稀有气体元素原子的核外电子排布,但是核外电子数是0,不存在电子数为0的稀有气体元素的原子。
16.C
【详解】A.根据0族元素由上到下的原子序数关系(2、10、18、36、54、86、118)可知,118号Og为第7周期0族元素,其他三种元素均位于第7周期,故118号Og的同族的上一周期元素原子序数为86,选项A正确;
B.117号Ts为第7周期VII A族元素,其最外层电子数为7,故最低化合价为,选项B正确;
C.115号Mc为第7周期V A族元素,选项C错误;
D.113号Nh为第7周期IIIA族元素,故其最外层电子数为3,选项D正确。
答案选C。
17. C O F Al Na K 3 VA 2 ⅥA
【分析】根据元素在周期表中的分布,A是F,B是O,C是P,D是C,E是Ar,F是Cl, G是S,H是P,I是Mg,J是Na,K是Ca,L是K,M是过渡金属元素,N是Br,结合元素周期表的结构分析解答。
【详解】(1)属于第二周期元素的有D、B、A三种元素,分别为C、O、F;属于第ⅢA 族的是H,为Al元素;属于第 IA 族的有J、L两种元素,分别为Na、K,故答案为:C;O;F;Al;Na;K;
(2)C是P元素,在元素周期表中的位置是第3周期第VA族。B 是O元素,在元素周期表中的位置是第2周期第ⅥA族,故答案为:3;VA;2;ⅥA。
18.(1) C碳 N氮 Ar氩 K钾
(2)
(3) Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O S+O2SO2
【分析】(1)
根据元素周期表可知,①~⑨依次代表C(碳)、N(氮)、O(氧)、Na(钠)、Al(铝)、S(硫)、Cl(氯)、Ar(氩)、K(钾)元素,故答案为:C碳;N氮;Ar氩;K钾;
(2)
⑥为S,故S2-结构示意图为,故答案为:;
(3)
⑦的单质Cl2与④的氢氧化物NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;⑤的氧化物Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,反应的化学方程式为Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;S在O2中燃烧生成SO2,反应的化学方程式为S+O2SO2,故答案为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;S+O2SO2。