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元素周期表中的几个规律
现在使用的元素周期表,是由一百多年前俄国化学家门捷列夫编制,近百年来经许多化学工作者门逐步修改、充实、完善发展而成的,其组合之精巧,分区之明晰,包容之完备,达到了前所未有、至今尚无突破的高度和谐与统一,她是化学发展史上的一座丰碑,是化学的大厦,元素的宫殿,通向未来的桥梁,其中蕴涵着许多奥妙和规律发现和掌握其中的一些规律,不仅可加深对她的认识,而且还可以解决许多化学中的问题。下面,介绍周期表中的几个规律。
规律1:个位数相同 各族的族序数及其所处的纵行编号以及103号以后的原子序数的个位数均相同(注意第VII族和0族有特殊之处)。
练习1: 2003年,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110的元素符号为Ds,以纪念该元素的发现地(Darmstade,德国)。下列关于Ds的说法不正确的是( )
A.Ds原子的电子层数为7 B.Ds是超铀元素
C.Ds原子的质量数为110 D.Ds为金属元素
规律2:氢化物有界线 若从第VA与VIA之间左右隔开,则书写元素氢化物的化学式时,左(右)边元素的元素符号仍写在左(右)边。
练习2 写化学式:碲化氢 砷化氢 硅化氢 氢化钠 氢化钙。
规律3:阴、阳有定位 电子层结构相同的离子,“阴上阳下、阳左阴右,荷大序大径小。”即阴离子元素在上一周期,阳离子元素在下一周期; 阳离子元素在左边,阴离子元素在右边;离子所带电荷(按正负数比较)越大,其原子序数也越大,但半径越小。
练习3:A、B、C均为短周期元素,A、B同周期,A、C的阴离子分别为A2-和C-,B2+与C-具有相同的电子层结构,下列叙述不正确的是( )
A.原子序数A>B>C B.离子半径A2-> C-> B2+
C.原子半径C>B>A D.原子最外层电子数C>A>B
规律4:对角可论性 主族元素中,左下右上对角的两元素,左下(右上)对角的两元素的金属性(非金属性)较强;左上右下对角的两元素的性质相似。
练习4:已知锂和镁在周期表中处于对角位置,二者及其化合物的许多性质相似。下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是( )
A.锂在过量氧气中燃烧主要产物是氧化锂,而不是过氧化锂
B.碳酸锂受热很难分解
C.碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂的大
D.锂可以与氮气化合生成氮化锂
规律5:已知价和可算元素 若已知非金属(除H外)元素的最高正化合价和最低负化合价的代数和(或绝对值之差)为a,则
主族序数=(a+8)/2
练习5:已知元素X的最高正价与最低负价的绝对值之差为4,在其最高价氧化物中的质量分数为40%,则X的元素符号为 。
规律6 :族、序、价奇偶性一致 原子序数为奇(偶)数的 元素所处的主族序数及其主要化合价亦为奇(偶)数(N元素例外)。
练习6:短周期的金属元素A与非金属元素B能形成化合物A2B3,若A的原子序数为m,则B的原子序数不可能是( )
A.m+3 B.m+4 C.m+11 D.m-5
规律7 :知序可速算主族
(1)2—9号:族序数=原子序数-2
(2)10—56号(20号、49号除外):个位数+十位数+1=同族中较小的原子序数。若仍为两位数,可继续按此式计算,直至为一位数时按(1)式计算。
(3)81—88号:分别与31—38号元素同主族。即先减去50后再按(2)式计算。
练习7:原子序数为52的元素位于周期表的 族
规律8:前n周期元素总数等于第n周期最后稀有气体元素的原子序数
练习8:已知氙为第五周期最后一种元素,它的原子核内有 个质子。
规律9 :族、期数决定元素的数目和性质 除氢元素外,第m主族含有(m-2)种非金属;第n周期含有n种主族金属和(7-n)种非金属,含有(n+1)2/2(n为奇数时)或(n+2)2/2(n为偶数时)种元素,含有“总数-8”种过度元素;m/n>1者为非金属,且比值越大非金属性越强,m/n=1者为金属,且一般具有两性,m/n<1者为金属,且比值越小金属性越强。
练习9:第五周期共有 种元素, 种金属, 种非金属, 种过度元素, 种主族金属。
规律10:序差等于一定的元素数目
(1)同族序差:除IA和IIA外,同族上下相邻两元素的原子序数之差,等于下面元素所在周期的元素数目;而IA和IIA则等于下面元素所在周期的元素数目。
(2)同期序差:同周期IIA与IIIA两元素的原子序数除相差1外,还相差该周期所含过度元素的数目(即相差1、11、25等数)。
练习10.(1)原子序数为x的元素在周期表中位于A、B、C、D四种元素的中间,则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是(除镧系、锕系和零族外)( )
A.4x B.4x+6 C.4x+10 D.4x+14
(2)若某周期IIA族元素的原子序数为x,则同周期IIIA族元素的原子序数为( )
A.x+1 B.x+8或x+18或x+32
C.x+1或x+10或x+14 D.x+1或x+11或x+25
规律11:知三角序和可算元素 对于2~21号元素,若aA、bB、cC在周期表中三角相邻,A、B同周期,B、C同主族,且a+b+c=m(m≤53)
m±8 若余1,则a=b+1
则 =b 若缺1,则a=b–1
3 若整除,则无解
对于2~21号以外的元素,可把上式中的“8”改为“2、18、32”等数。
练习11:在周期表中相邻的aX、bY、cZ三种元素,已知X、Y同周期,Y、Z同主族,且a+b+c=33,则a= ,b= ,c= 。
练习答案:1.C 2. H2Te ,AsH3 ,SiH4,NaH ,CaH2 3.C 4.BC 5.S 6.B 7.VIA 8.54 9.18,15,2,15,5 10.(1)B,(2)D 11.9或13,8或14,16或6
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