课件61张PPT。第2节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律 一、原子序数
1.概念:元素在元素周期表中的序号。
2.原子序数与原子结构的关系:原子序数=_________=
_______=___________。核电荷数质子数核外电子数【巧判断】(1)原子和离子都满足“原子序数=核电荷数=核外电子数”的关系。 ( )
提示:×。因离子一定有电子的得失,所以一定不满足这个关系。(2)原子序数为8,核外电子数为8,则质量数一定是16。
( )
提示:×。原子序数为8,核外电子数为8,但中子数不一定是8,故质量数不一定是16。二、元素周期律
1.1～18号元素核外电子排布的变化规律(最外层电子排布)12811→1838由1到8(第1周期为1到2)的周期性变化22.元素性质的递变规律
(1)元素原子半径的周期性变化。规律:随着原子序数的递增,元素原子的半径呈现_____
_____的周期性变化。由大到小(2)元素主要化合价的周期性变化。
以1～18号元素为例探究化合价的变化,图示如下:规律:随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现
_______(O、F除外),最低负化合价呈现_______的周期
性变化。+1→+7-4→-1【巧判断】
(1)随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现。 ( )
提示:×。在原子的电子层数为1时,最外层电子数是从1增加到2。(2)随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现。 ( )
提示:×。氟元素无正价,氧元素没有最高正化合价,且最低化合价是从-4到-1重复出现。(3)原子序数为15的元素的最高化合价为+3。 ( )
提示:×。原子序数为15的原子结构示意图为 ,
最外层有5个电子,因此其最高化合价为+5价。三、元素周期律
1.内容:元素的性质随着_________的递增而呈周期性变
化。
2.实质:元素性质的周期性变化是_________________周
期性变化的必然结果。原子序数原子核外电子排布【微思考】
1868年俄国化学家门捷列夫提出了元素周期律的观点,他认为“随着元素相对原子质量的递增,元素的性质呈周期性变化”。请你分析这句话是否正确,并说明原因。提示:错误。元素的性质是随原子序数的递增而呈周期性变化,而不是相对原子质量。限于当时的条件和科学水平,在当时是正确的。知识点一 化合价与最外层电子数之间的关系
【重点释疑】
1.元素的主要化合价与最外层电子数的关系
主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)
最低负化合价=最外层电子数-8。
|最高正化合价|+|最低负化合价|=8。2.常见元素化合价的特点
(1)氢元素:+1、-1、0价,如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1、0价,如NaF、F2,氟无正价。
(3)氧元素:-2、-1、0价,如CaO、Na2O2、O2,氧无最高正价。
(4)金属只有正价。
(5)非金属元素既有正价又有负价(O、F除外)。 【易错提醒】元素化合价的“三个二”
(1)二“特殊”:F无正价,O无最高正价。
(2)二“只有”:金属只有正价,只有非金属才有负价。
(3)二“等式”:对于主族元素,最高正价=最外层电子数,|最低负价数值|+|最高正价数值|=8(除O、F外)。 【思考·讨论】
(1)主族元素的最高正化合价一定等于原子核外最外层电子数吗?
提示:不一定,如F为最活泼的非金属元素,只有0价和-1价,无最高正化合价。(2)分析1～18号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应什么元素。
提示:最高正化合价=原子最外层电子数,最高正化合价+最低负化合价的绝对值=8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P。【案例示范】
【典例】(2019·六安高一检测)下列各组元素中,按最高正价递增的顺序排列的是 ( )
A.C、N、O、F
B.K、Mg、C、S
C.H、He、Li、Be
D.P、S、Cl、Ar【思维建模】判断元素的化合价思路如下:【解析】选B。根据元素的最高正化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项,C:+4价,N:+5价,F无正价,O无最高正价;B项,K:+1价,Mg:+2价,C:+4价,S:+6价;C项,H:+1价,He无最高正价,Li:+1价,Be:+2价;D项,P:+5价,S:+6价,Cl:+7价,Ar无最高正价。【母题追问】(1)判断A选项中各元素的最低负化合价。(证据推理与模型认知)提示:根据最低负化合价=最外层电子数-8,可以得出C、N、O、F的最低负化合价分别为-4、-3、-2、-1。(2)D选项中的P、S、Cl三种元素的最高正化合价与最低负化合价的和分别是多少?(证据推理与模型认知)
提示:P、S、Cl的最高正化合价分别为+5、+6、+7,最低负化合价分别为-3、-2、-1,三种元素的最高正化合价与最低负化合价的和分别为2、4、6。 【迁移·应用】
1.一般能决定元素化合价高低的是 ( )
A.核内电子数 B.核外电子数
C.核外电子层数 D.最外层电子数【解析】选D。元素化合价高低是由最外层电子数决定的。2.某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3,则X的简单气态氢化物的分子式为 ( )
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4【解析】选D。X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3,则X的最高正化合价为+4,说明X原子最外层有4个电子,最低负化合价为-4,形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。【补偿训练】
(2019·聊城高一检测)下列元素的常见化合价从+1至+3依次增大的是 ( )
A.H、He、Li B.Na、Mg、Al
C.Al、Be、Na D.N、O、F【解析】选B。A项中He为0价;C项中元素正价化合价分别为+3、+2、+1,与题目要求恰好相反;D项中F无正价。【素养提升】
在现行的元素周期表中,共有118个元素,其中金属元素94个。下面是关于金属元素的一些讨论,据此回答:(1)金属元素有负化合价吗?它们能否形成简单阴离子?
提示:金属元素无负化合价,所以不能形成简单阴离子。
(2)对于同横行的金属元素,从左到右,其化合价是怎样变化的?
提示:同横行的金属元素,从左到右其最外层电子数逐渐增加,所以最高正化合价是逐渐升高的。 【补偿训练】
硒鼓,也称感光鼓,是打印机中很重要的组成部分,决定了打印质量的好坏。硒鼓中用到的感光材料含有元素硒。判断硒元素的最高正化合价和最低负化合价分别是多少?
提示:+6价和-2价。根据硒的原子结构示意图可以得出其原子的最外层电子数为6,因此最高正化合价=最外层电子数=+6,最低负化合价=最外层电子数-8=6-8=-2。知识点二 微粒半径大小的比较
【重点释疑】
1.原子
(1)同一横行,从左到右,核电荷数依次增大,原子半径依次减小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>
r(Cl)。(2)同一纵列,自上而下,电子层数依次增多,原子半径依次增大。如r(Li)
(1)同一纵列,自上而下,电子层数依次增多,离子半径
依次增大。如r(Li+)(2)具有相同电子层结构的离子,随核电荷数的增大,
离子半径依次减小。如r( )>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。3.同一元素的不同粒子:核外电子数越多,半径越大。
(1)阳离子:r(原子)>r(阳离子)。如r(Na)>r(Na+)。
(2)阴离子:r(原子)(3)多种价态的离子:价态越高,半径越小。如r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)。 【思考·讨论】
(1)对于电子层数相同的原子,为什么其核电荷数越多原子半径越小?
提示:原子核带正电荷,核电荷数越多,原子对核外电子的引力越大,原子半径越小。(2)电子层数多的原子的半径一定大于电子层数少的原子半径吗?
提示:不一定。只有当微粒的最外层电子数相同时,电子层数越多,半径才越大。【案例示范】
【典例】(改编题)化学元素指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质,它们只由一种原子组成,其原子中原子核具有同样数量的质子,用一般的化学方法不能使之分解,并且能构成一切物质。 到2007年为止,总共有118种元素被发现,其中94种是存在于地球上。下列微粒半径大小的比较中,正确的是 ( )
A.Na+B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.NaD.Cs微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。按“三看”规律进行比较:
(1)一看电子层数
电子层数不同、最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。例如:r(F)r(Cl-)电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小。例如:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl),r(S2-)>r(Cl-)
>r(K+)>r(Ca2+)。
(3)三看电子数
核电荷数相同时,电子数越多,半径越大。例如:r(Na+)
r(Cl)。 【迁移·应用】
1.(2019·承德高一检测)下列各元素原子半径依次增大的是 ( )
A.Na、Mg、Al B.Na、O、F
C.P、Si、Al D.C、Si、P【解析】选C。比较元素原子半径的大小有两条规律:①具有相同电子层数的元素,随着原子序数的递增,原子半径递减;②具有相同最外层电子数的元素,随着电子层数的增加,原子半径增大。A项,r(Na)>r(Mg)>
r(Al);B项,r(Na)>r(O)>r(F);D项,r(Si)>r(P)>r(C)。2.(2019·三明高一检测)下列粒子半径之比大于1的是
( )【解析】选B。A项,r(K+)
r(Mg), >1;C项,r(S) (2019·雅安高一检测)下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是 ( )
A.K Na Li
B.N O F
C.Ca2+ K+ Cl-
D.Ba2+ Ca2+ Mg2+【解析】选C。原子最外层电子数相同时,电子层数越
多原子半径越大,则原子半径大小为Li子电子层数相同时,原子序数越大,原子半径越小,则原
子半径大小顺序为N>O>F,B错误;离子电子层结构相同,
核电荷数越大离子半径越小,则离子半径大小为Ca2+Ca2+>Mg2+,D错误。【课堂回眸】
课件114张PPT。第2课时
元素周期表 一、元素周期表的编排原则
1.元素周期表方格中的信息
通过元素周期表可了解元素的信息。例如:2.元素周期表的编排原则
(1)横行:_________相同的元素,按原子序数递增的顺序
从左到右排列。
(2)纵列:最外层电子数相同的元素,按_________递增的
顺序自上而下排列。电子层数电子层数【填一填】812CO33ⅣAⅡAⅢAAl2二、元素周期表的结构
1.周期:元素周期表有__个横行,即有__个周期。
(1)短周期:第1、2、3周期,每周期所含元素的种类数分
别为__、__、__。
(2)长周期:第4、5、6、7周期,每周期所含元素的种类
数分别为___、___、___、___。28818183232772.族:元素周期表有18个纵列,但只有___个族。16(1)主族,共7个(由长、短周期元素构成,族序数后标A)。
(2)副族,共7个(只由长周期元素构成,族序数后标B)。
(3)第Ⅷ族,包括__、__、___三个纵行。
(4)0族,最外层电子数是8(He是2)。89103.过渡元素
元素周期表中从第3到12列共10个纵列,包括了第Ⅷ族和
全部副族元素,共60多种元素,全部为_____元素,统称为
过渡元素。金属【巧判断】
(1)元素周期表中共有18个纵列,16个族。 ( )
提示:√。周期表中除第Ⅷ族为3个纵列,其余的每一纵列为一族。因此共有18个纵列,16个族。(2)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格,它们是同位素。 ( )
提示:×。镧系和锕系各含有15种元素,不是同位素,同位素的研究对象是核素而不是元素。(3)0族、ⅡA族、Ⅷ族中都既有短周期元素,又有长周期元素。 ( )
提示:×。第Ⅷ族元素只有长周期元素。【情境·思考】
铁是我们日常生活中应用最广的金属材料,你能在元素周期表中找到铁元素的位置吗?提示:铁位于元素周期表中第4周期第Ⅷ族,属于过渡元素。三、元素周期表的部分重要元素及焰色试验
1.元素周期表的部分元素铍(Be)镁(Mg)钙(Ca)亮白导电性R2+化合态氮(N)磷(P)砷(As)N、P、AsSb、Bi3～12导电2.焰色试验
(1)定义:某些_______________________在灼烧时火焰
呈现特征颜色的反应,如钠:黄色,钾:_________色。?金属或它们的化合物浅紫(2)操作步骤【情境·思考】
《后武林旧事》记有宋孝宗观海潮放烟火的情景说:“淳熙十年八月十八日,上诣德寿宫,共请两殿往浙江观潮……管军命於江面分布五阵,乘骑弄旗,标枪舞刀,如履平地。点放五色烟炮满江、及烟收、炮息,则诸船尽藏,不见一只”。(1)你知道漂亮的焰火是如何产生的吗?
(2)淡蓝色的灶火遇到食盐水时,火焰会变黄色,其中的道理是什么?提示:
(1)漂亮的焰火产生的原因就是焰色试验,是由于烟花燃放时,不同金属元素受热产生不同的火焰颜色。
(2)水中含有钠盐,当遇到淡蓝色的灶火时,发生焰色试验,火焰变为黄色。知识点一 元素周期表的结构
【重点释疑】
1.元素周期表的结构2.周期的分类3.族的分类4.元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系。
①短周期元素原子序数差=族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差=族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时,4或5周期元素原子序数差=族序数差+10,第6、7周期元素原子序数差=族序数差+24。(2)同主族邻周期元素的原子序数差的关系。
①ⅠA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②ⅡA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32,0族元素随着电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。③ⅢA～ⅦA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32、32。 【易错提醒】关于元素周期表结构的易错点
(1)现行元素周期表是按原子序数由小到大编排,切勿错误认为是按相对原子质量由小到大编排。
(2)现行周期表有7个横行、7个周期、18个纵列,却是16个族。(3)描述元素的主族符号要规范书写(会读会写1～8罗马数字),如ⅣA切勿写为ⅥA,ⅢA切勿写为ⅢA。
(4)氢为第ⅠA族元素,但氢不属于碱金属元素,而属于非金属元素。 【思考·讨论】
(1)在元素周期表中的每种元素有很多信息,如氧元素
其中的8、O、16.00分别代表什么意义?
提示:分别代表原子序数、元素符号、相对原子质量。(2)原子最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素吗?哪一族全部是金属元素?哪一族全部是非金属元素?
提示:不一定。原子最外层电子数为2的元素包括ⅡA族、氦及部分过渡元素;第ⅡA族、Ⅷ族及全部副族元素全部为金属元素;第ⅦA族、0族全部为非金属元素。【案例示范】
【典例1】(2019·东莞高一检测)下列叙述正确的是
( )
A.元素周期表是按元素的相对原子质量排列而成的
B.元素周期表中的副族和Ⅷ族元素统称为过渡元素
C.元素周期表共有7个横行(周期)和16个纵列(族)D.元素周期表中,短周期包括9种非金属元素(稀有气体元素除外)【解题指南】解答本题注意以下两点:
(1)注意掌握元素周期表的结构;
(2)长周期和短周期的指代。【解析】选B。元素周期表是按元素的原子序数由小到大排列而成的,共有7个横行(即7个周期),18个纵列(7个主族、7个副族、1个Ⅷ族和1个0族)。其中副族和Ⅷ族元素统称为过渡元素。短周期包括1～18号元素,除稀有气体元素外共有10种非金属元素。 【母题追问】(1)元素周期表的Ⅷ族是一个纵列还是几个纵列,若是多个纵列,主要是哪几列?
提示:元素周期表的Ⅷ族包含三个纵列,分别是8、9、10三个纵列。(2)元素周期表的短周期包含哪几个周期,有几种金属元素?
提示:元素周期表短周期主要包含第1、2、3周期,有5种金属元素。【典例2】(2019·镇江高一检测)甲、乙是周期表中同主族的相邻元素,若甲的原子序数为x,则乙的原子序数不可能是 ( )
A.x+2 B.x+4
C.x+8 D.x+18【解析】选B。若元素在ⅠA、ⅡA族,则两种元素的原子序数之差应是上一周期元素种数,若元素在ⅢA～ⅦA族,则两种元素的原子序数之差应为下一周期元素种数。又因为每一周期所含元素种数可以是2、8、18、32,所以同主族相邻元素原子序数之差可能为2、8、18、32。 【迁移·应用】
1.(2019·雅安高一检测)关于元素周期表,下列叙述中不正确的是 ( )
A.元素周期表中共有18列,16族
B.周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族
C.过渡元素全部是副族元素
D.主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成【解析】选C。根据元素周期表的结构知共有18列,16族,故A不符合题意;周期表中的族分为7主族、7副族、0族和Ⅷ族,故B不符合题意;过渡元素是副族和Ⅷ族元素,故C符合题意;主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成,故D不符合题意。2.(2019·泰安高一检测)短周期元素A、B、C的位置如图所示,B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则以上元素A、B、C依次是 ( )
A.Be、Na、Al B.C、Al、P
C.O、P、Cl D. B、Mg、Si【解析】选C。设A的原子序数为x,则B、C的原子序数分别为x+7、x+9,可得关系式(x+7)+(x+9)=4x,解得x=8,因此A为氧元素、B为P、C为Cl。【补偿训练】
(2019·开封高一检测)根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述中正确的是 ( )
A.L电子层电子数为奇数的所有元素都是非金属
B.同一主族的两种元素的原子序数之差可能是16、26、36、46C.只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子
D.由左至右第8、9、10三列元素中没有非金属元素【解析】选D。L电子层电子数为奇数,L层未排满,则处
于第2周期,Li的L层含有1个电子,但Li是金属元素,A错
误;对于处于同一主族不同周期的元素,原子序数相差
可能为2、8、18或32等,如0族中第1周期与第3周期的
元素相差16,如ⅣA族中第2周期与第4周期的元素相差
26,如0族中第3周期与第5周期的元素相差36,但是2、8、18、32的组合不能得到46,B错误;第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子,但He及部分过渡元素原子最外层也含有2个电子,C错误;由左至右第8、9、10三列元素为第Ⅷ族元素,都是金属元素,D正确。【素养提升】
元素周期表中有多个分区,如图是元素周期表中的五个分区示意图。请根据此图示,完成下列几个思考问题:
(1)d区和ds区属于过渡元素区,全部属于副族元素,这种说法正确吗?为什么?
提示:不正确。d区和ds区属于过渡元素区的说法是正确的,但是并非均是副族元素,其中还含有Ⅷ族元素。(2)s区和p区均属于主族元素区的说法正确吗?
提示:不正确。p区中最后一个纵列是0族元素,不是主族元素。
(3)“s区全部都是金属元素”对吗?为什么?
提示:不正确。s区中有氢元素,属于非金属元素。(4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1吗?
提示:不一定,第2、3周期相差1;第4、5周期相差11;第6、7周期相差25。
(5)某主族元素的原子核外有3个电子层,最外层有3个电子,则该元素在元素周期表中的哪个位置?
提示:第3周期,第ⅢA族。(6)“第ⅥA族元素的最低负价为-2价,因此最高正价是+6价”对吗?
提示:不对,第ⅥA族的氧元素不呈现最高正价。知识点二 原子结构与元素在周期表中的位置的关系
【重点释疑】
1.由原子序数确定元素在周期表中的位置的方法
(1)原子结构示意图法。
①周期数=电子层数。
②主族序数=最外层电子数。由原子序数推断元素在周期表中的位置可以先画出原子结构示意图,再确定元素位置。(2)0族元素定位法:
①明确0族元素信息②比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和序数大的 0族元素处于同一周期。③求差值定族数
a.若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的 ⅠA 族或 ⅡA 族;
b.若比相应的0族元素少5～1时,则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族;c.若差其他数,则元素为过渡元素,由相应差数找出相应的族。2.根据核外电子排布规律确定元素在周期表中的位置
(1)“阴上阳下”规律。
电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若
电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。例如,A、
B、C、D为短周期元素,其简单离子A+、B2+、C-、D2-具
有相同电子层结构,则A、B、C、D在元素周期表的相对
位置为 (2)奇偶规律。
原子序数为奇(偶)数的主族元素位于奇(偶)数族,元素(F和O除外)的最高正价为奇(偶)数。 【思考·讨论】
(1)原子序数为x的元素位于元素周期表中的第ⅡA族,则原子序数为x+1的元素位于元素周期表的哪一族?
提示:ⅢA族或ⅢB族。原子序数为x+1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族,在短周期中为ⅢA族,长周期中为ⅢB族。(2)ⅠA族或ⅡA族元素相邻周期的原子序数之差,ⅢA～ⅦA族或0族元素相邻周期的原子序数之差各有什么特点?
提示:ⅠA和ⅡA族元素相邻周期的原子序数之差=原子序数小的元素所在周期的元素种类数。ⅢA～ⅦA族和0族元素相邻周期的原子序数之差=原子序数大的元素所在周期的元素种类数。【案例示范】
【典例1】(2019·唐山高一检测)已知某离子的结构示
意图为 ,下列说法正确的是 ( )A.该元素位于第2周期ⅡA族
B.该元素位于第2周期Ⅷ族
C.该元素位于第3周期ⅡA族
D.该元素位于第3周期0族【思维建模】由电子层结构推断元素位置的思路为:【解析】选C。该元素原子的结构示意图为 ,
电子层数等于周期数,最外层电子数等于族序数,即该元
素位于第3周期ⅡA族。【典例2】钋是一种银白色金属,能在黑暗中发光,由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里在1898年发现,为了纪念居里夫人的祖国波兰,两人对这种元素命名为钋(原子序数为84)。钋是目前已知最稀有的元素之一。试推算与钋处于同一主族的上一周期的元素在元素周期表中的位置及其原子序数是 ( )
A.第6周期ⅥA族 50 B.第5周期ⅥA族 52
C.第6周期ⅡA族 54 D.第5周期ⅥA族 56【思维建模】由原子序数推断元素位置的思路为:【解析】选B。稀有气体元素Xe、Rn的原子序数分别为54、86,54<84<86,所以84号元素钋位于第6周期,86-84=2,即84号元素钋位于86号元素左侧第二列,即ⅥA族。则与钋处于同一主族的上一周期元素则为第5周期ⅥA族,原子序数为84-32=52。 【迁移·应用】
1.(2019·北京师大附中高一检测)镭(Ra)是一种具有
很强的放射性的元素,原子序数88。其原子最外层电子
数是2。下列有关Ra的说法不正确的是 ( )A.Ra是第七周期第ⅡA族元素
B.Ra的原子核外有88个电子
C.Ra在同族元素中金属性最弱
D.其阳离子半径小于原子半径【解析】选C。Ra(镭)质子数为88,则88-2-8-8-18-18-32=2,故Ra位于元素周期表第七周期ⅡA族,故A正确;原子核外电子数等于原子序数,即Ra的原子核外有88个电子,故B正确;同主族自上而下金属性增强,镭是第ⅡA族元素中金属性最强的元素,故C错误;镭原子最外层电子数是2,其阳离子失去了最外层2个电子,则其阳离子半径小于原子半径,故D正确。2.我国科学家陈竺院士获得了一项国际大奖——美国血液学会颁发的欧尼斯特·博特勒奖,该奖是为表彰他利用砒霜治疗“急性早幼粒细胞白血病(APL)”研究中取得的突出成就。砒霜主要成分为三氧化二砷。下列关于砷元素的叙述正确的是 ( )A.砷元素的最高化合价为+3
B.砷元素是第5周期的主族元素
C.砷原子的第3个电子层含有18个电子
D.与砷同主族的上一周期元素原子序数为25【解析】选C。砷原子结构示意图为 ,故为第
4周期第ⅤA族元素,最高化合价=最外层电子数=+5,与
砷同主族的上一周期元素为15号元素磷。【素养提升】
研究发现,原子序数超过110之后,随着原子序数的增加,原子核的寿命会急剧下降。但研究人员认为在第114号元素附近存在一个稳定的区域,该区域的超重原子核能够长时间存在。这就是20世纪60年代科学家提出的“稳定岛”假说。元素周期表是一座开放的“元素大厦”,试根据周期表中元素的位置关系,判断114号元素在大厦中的“房间”是什么位置?(宏观辨识与微观探析)提示:第七周期第ⅣA族。以第七周期0族的118号元素为参照物,114号元素位于第七周期第ⅣA族。【课堂回眸】 【核心整合】
1.原子结构、元素周期表、元素性质关系图2.元素周期表的结构(1)元素周期表的结构“七横(行)十八纵(列)”。
(2)横行叫周期,现有一至七,四长三个短。
(3)纵列称作族,共有十六族,一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三列算一族,占去8、9、10。
(4)主族序数=最外层电子数=最高正价(O、F除外),周期序数=电子层数。 【素养迁移】
1.俄国化学家门捷列夫于1869年发明周期表。下列关于元素周期表的叙述错误的是 ( )
A.元素周期表揭示了化学元素间的内在联系,是化学发展史上的重要里程碑之一B.在元素周期表中,把电子层数相同的元素排成一横行,称为一周期
C.元素周期表中,总共有18个纵列,18个族
D.ⅠA族的元素(除H)又称为碱金属元素,第ⅦA族的元素又称为卤族元素【解析】选C。周期表共有18个纵列,16个族,其中Ⅷ族包括8、9、10三列。2.(2019·南阳高一检测)在元素周期表中,第1、2、3、4周期元素的数目分别是 ( )
A.2、8、8、18 B.2、8、18、18
C.2、18、18、18 D.2、8、18、32【解析】选A。元素周期表中,1至7周期元素数目分别为2、8、8、18、18、32、32。3.(教材改编题)元素周期表是学习化学的重要工具。如图是元素周期表中的一格,以下对该图信息的解读中,不正确的是 ( )
A.该元素的原子序数为6
B.该元素所有原子的质子数均为6
C.该元素所有原子的中子数均为6
D.该元素的相对原子质量为12.01【解析】选C。该图中的“6”是碳元素的原子序数,A对;互为同位素的原子的质子数相同,B对;碳元素有3种同位素原子,其中子数不同,C错;“12.01”表示该元素的相对原子质量为12.01,D对。4.(原创题)在生物体内,维生素C是一种抗氧化剂,因为
它能够保护身体免于氧化剂的威胁。人体缺乏维生素C
易得坏血症,所以维生素C又称抗坏血酸。维生素C还可
以将人体内难以吸收利用的三价铁还原成二价铁,促进
肠道对铁的吸收,提高肝脏对铁的利用率,有助于治疗
缺铁性贫血。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都含维生素C,其结构简式如下图,下列对维生素C中各元素和铁元素的认识不正确的是 ( )A.H、C、O均为短周期元素
B.C的主族序数等于周期序数的2倍
C.H、C、O位于同一周期
D.铁元素属于过渡元素【解析】选C。H位于第一周期,C、O位于第二周期。5.1869年,门捷列夫经过多年的艰苦探索发现了元素周期规律。这个规律的发现是继原子—分子论之后,近代化学史上的又一座光彩夺目的里程碑。如图中横坐标均表示11～17号元素按由小到大顺序排列的原子序数。根据图象变化趋势判断,纵坐标表示其最高化合价的是 ( )【解析】选C。11～17号元素,随原子序数的递增,最高化合价从+1→+7。6.(原创)工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3)经过除杂等操作后得到纯净的Al2O3,然后用电解熔融Al2O3的方法制取金属铝,通常在电解过程中加入冰晶石(NaAlF6)。上述材料中共涉及两种物质、四种元素,据此回答下列问题:
(1)四种元素原子半径的大小顺序是什么?提示:r(Na)>r(Al)>r(O)>r(F)。由于Na、Al的电子层数相同,而Al的原子序数大,因此半径比Na的小,同理F的原子半径比O的小;Al和O的原子半径可以通过S原子进行比较,因为Al与S原子电子层数相同而原子序数Al比S小,所以Al的半径大于S的,而O、S的最外层电子数相同,而S的电子层数多,因此S的半径大,所以有r(Al)>r(S)>r(O)。(2)四种元素形成的简单离子的半径大小顺序是什么?
提示:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Al3+)。四种离子的电子层结构相同,因此原子序数越大,离子半径越小。(3)四种元素的最高化合价是否都等于其原子的最外层电子数?
提示:否。四种元素中O没有最高正化合价,F没有正化合价,而Na、Al元素的最高正化合价等于其原子的最外层电子数。 【补偿训练】
1.A、B两元素,A的原子序数为x,A和B所在的周期包含的元素种类分别为m和n。
(1)如果A和B同在ⅡA族,当B在A的上一周期时,B的原子序数是多少? 提示:如果A、B同在ⅡA族时,由于A、B元素后面副族和Ⅷ族元素的存在,A、B之间相差的是位于上一周期元素所在周期包含的元素种类。当B在A的上一周期时,A、B之间相差n种元素,B的原子序数为x-n。(2)如果A和B同在ⅠA族,当B在A的下一周期时,B的原子序数是多少?
提示:如果A、B同在ⅠA族时,由于A、B元素后面副族和Ⅷ族元素的存在,当B在A的下一周期时,A、B之间相差m种元素,B的原子序数为x+m。(3)如果A和B同在ⅢA族,B在A的上一周期时,B的原子序数是多少?
提示:如果A、B同在ⅢA族,由于A、B元素前面副族和Ⅷ族元素的存在,A、B之间相差的是位于下一周期元素所在周期包含的元素种类。当B在A的上一周期时,A、B之间相差m种元素,B的原子序数为x-m。(4)如果A和B同在ⅥA族,当B在A的下一周期时,B的原子序数是多少?
提示:如果A和B同在ⅥA族,当B在A的下一周期时,A、B之间相差n种元素,B的原子序数为x+n。2.元素在周期表中的位置和原子结构密切相关。下面
是原子结构和元素在周期表中的位置的相关问题,试根
据所学知识进行回答。
(1)已知某元素的原子结构示意图为 ,据此推
测该元素在周期表中的位置?提示:电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数,故该元素位于第3周期ⅢA族。(2)试确定原子序数为82的元素在周期表中的位置。
提示:因为54<82<86,故该元素位于第6周期;82与86最接近,有82-86=-4,故该元素位于倒数第5列或顺数第14列,即ⅣA族,故该元素位于第6周期ⅣA族。(3)原子序数为38的元素与镁在周期表中的相对位置关系如何?
提示:Mg的原子序数为12,第3、4、5、6周期分别含有8、18、18、32种元素,据此可推知镁的同族元素的原子序数分别为20、38、56、88。故38号元素与镁同主族。
课堂检测·素养达标
1.(2019·哈尔滨高一检测)元素的以下变化随着原子序数的递增不呈现周期性变化的是 ( )
A.化合价 B.原子半径
C.原子的最外层电子排布 D.相对原子质量
【解析】选D。元素的相对原子质量随着原子序数的递增呈增大的趋势,不呈现周期性变化。
2.(2019·惠州高一检测)下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为1∶1稳定化合物的是 ( )
A.3和17 B.1和8
C.1和6 D.7和12
【解析】选D。3和17号元素分别是Li和Cl,Li的最高正价是+1价,Cl的最低负价是-1价,二者可以形成1∶1的化合物;1和8分别是H和O,二者可以形成H2O2;1和6分别是H和C,二者可以形成C2H2或者C6H6;7和12分别是N和Mg,二者可以形成Mg3N2。
3.(2019·滨州高一检测)下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是
( )
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
【解析】选C。①～④依次为S、Cl、S2-、F。①②中半径①>②;①③中半径①<③;②④中半径②>④,故有③>①>②>④。
【规律方法】比较微粒半径的步骤
(1)首先要确定微粒间的相同点,即电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同;
(2)其次利用规律进行比较,反之,亦可由微粒半径大小推断元素关系。
【补偿训练】
元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素可能为 ( )
A.Al B.P C.Ar D.K
【解析】选D。由X形成的离子与Ca2+核外电子排布相同,可排除Al、Ar;由X的离子半径小于S2-的半径,可排除P(半径:P3->S2-)。
4.(2019·烟台高一检测)下列各组元素性质递变情况错误的是 ( )
A.N、O、F最高正价依次升高
B.Li、Be、B原子最外层电子数逐渐增多
C.P、S、Cl原子半径依次减小
D.Li、Na、K的半径依次增大
【解析】选A。F没有正价,最高价为0价,选项A错误;Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1、2、3,原子最外层电子数逐渐增多,选项B正确;同周期元素原子从左到右原子半径逐渐减小,P、S、Cl 原子半径依次减小,选项C正确;同一纵列元素原子半径从上而下依次增大,Li、Na、K的半径依次增大,选项D正确。
5.(新思维·新考向)近年来,兴起了一种叫硫磺皂的肥皂,这种肥皂具有去屑止痒,兼具滋润又爽洁的作用,能够抑制皮脂分泌、杀灭细菌、真菌、霉菌、螨虫、寄生虫等,对一些皮肤病有一定的预防和辅助治疗作用。硫磺皂是指添加硫磺成分的香皂,是一种硫磺类药皂,硫是一种比较活泼的非金属,硫在适宜的条件下形成化合价为-2、+6、+4、+2、+1的化合物。-2价的硫具有较强的还原性(还原性强弱是由失电子能力决定的)。在水溶液中,S2-与Y发生反应的离子方程式为Y+3S2-+6H+Y-+3S↓+3H2O,已知Y为1～18号元素。
根据以上材料和相关知识回答:
(1)Y中Y的化合价是多少?你的计算过程是什么?
提示:+5价。在氧化还原反应中得电子总数与失电子总数是相等的,即化合价升高总数等于降低总数。硫元素化合价升高总数为2×3=6,则Y元素化合价降低总数也是6,由此可知Y中Y的化合价是+5价。
(2)Y元素原子的最外层电子数是多少?Y的元素符号是什么?
提示:Y的最外层电子数是7。由Y-可知,Y原子得到1个电子变为稳定结构,故Y元素原子的最外层电子数是7;因为Y是1～18号元素,且有正价,则Y是Cl。
(3)S与Y原子半径大小的关系是什么?S2-的半径与Y-的半径的大小关系是什么?
提示:S、Cl位于同一横行,从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径S>Cl;而Cl-与S2-具有相同的电子层结构但原子序数大于S2-,故其半径小于S2-的半径。
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课堂检测·素养达标
1.(2019·泰安高一检测)下列信息不能从元素周期表中直接查得的是( )
A.原子序数 B.原子的相对原子质量
C.元素符号 D.元素的相对原子质量
【解析】选B。每种元素中标注为元素的相对原子质量,而不是原子的相对原子质量。
2.(2019·惠州高一检测) M2+有2个电子层,则M在元素周期表中的位置是
( )
A.第2周期0族 B.第2周期Ⅷ族
C.第2周期ⅡA族 D.第3周期ⅡA族
【解析】选D。M2+有2个电子层,M原子结构示意图为 ,由电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数可知,M元素位于第3周期ⅡA族。
3.下列说法中,错误的是 ( )
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数
B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C.除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D.ⅡA族与ⅢA族之间隔着10个纵列
【解析】选A。简单的阴离子如F-、Cl-及相应原子F、Cl的核外电子层数等于元素所在的周期序数,但像Na+、Mg2+、Al3+等阳离子的核外电子层数等于元素所在周期的上一周期的周期序数,A项错误;ⅡA族与ⅢA族之间隔着7个副族和1个Ⅷ族(3个纵列)共10个纵列,D项正确。
【补偿训练】
(2019·宜昌高一检测)下列关于主族元素的说法中正确的是 ( )
A.金属元素都是主族元素
B.主族元素都是非金属元素
C.稀有气体元素不是主族元素
D.主族元素都是长周期元素
【解析】选C。所有的过渡元素都是金属元素;主族元素中也有金属元素,如ⅠA族、ⅡA族中的Li、Na、Mg等元素;稀有气体元素属于0族元素;主族元素中既有短周期元素又有长周期元素。
4.花岗岩属于酸性岩浆岩中的侵入岩,这是此类中最常见的一种岩石,多为浅肉红色、浅灰色、灰白色等。
据报道,某些花岗岩会产生氡Rn),从而对人体产生伤害,元素Rn在周期表中的位置是 ( )
A.第5周期Ⅷ族 B.第6周期Ⅷ族
C.第6周期0族 D.第5周期ⅦA族
【解析】选C。Rn的原子结构示意图为,故为第6周期0族元素。
5.(教材改编)X、Y、Z是短周期相邻的三种元素,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,根据以上信息,下列说法正确的是 ( )
A.X、Y、Z三种元素分别是N、O、S
B.Y和Z结合可以形成两种以上的化合物
C.X和Y结合只能形成两种化合物
D.三种元素中,X的原子半径最大
【解析】选A。根据题干信息分析可知X、Y、Z三种元素分别是N、O、S。O和S结合只能形成SO2和SO3两种化合物;N和O结合可以形成NO、NO2、N2O3等多种化合物;三种元素中,S的电子层数最多,其原子半径最大。
6.(新思维·新考向)如图是元素周期表,仔细观察后回答问题。
(1)周期表中每个横行为一个周期,每个纵列为一个族吗?
提示:不一定。元素周期表有7个横行,每行为一个周期,共7个周期;有18个纵列,其中第Ⅷ族占三个纵列,其余每个纵列为一个族,共16个族。
(2)同一周期中,若ⅠA族元素原子序数为a,则ⅣA族元素原子序数可能是多少?
提示:若为第2、3周期,则ⅣA族元素的原子序数为a+3,若为第4、5周期,则ⅣA族元素的原子序数为a+13,若为第6、7周期,则ⅣA族元素的原子序数为a+27。
(3)元素周期表中所含元素种类最多的列是哪一族?共多少种元素?
提示:ⅢB族,共32种元素。
(4)过渡元素就是副族元素吗?为什么?
提示:不是,元素周期表中第3～12列(副族和Ⅷ族)中元素称为过渡元素。
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课时素养评价 三
元素周期律
(30分钟 50分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题5分,共20分)
1.(2019·济南高一检测)结合元素周期律的知识分析下列说法,其中正确的是
( )
A.原子序数为15的元素的最高化合价为+5
B.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现
D.B、C、N、O、F最高正价依次增加
【解析】选A。A项,磷原子最外层为5个电子,最高化合价为+5,正确;B项,H、He电子由1个到2个,错误;C项,F无正价,负价从-4到-1,错误;D项,O无最高正价,F无正价,错误。
2.(2019·滨州高一检测)如图是部分1～18号元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.离子半径:Z>Y>X
C.元素W的最高价和最低价代数和为4
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
【解析】选C。根据随原子序数递增化合价变化特点分析知,X为O,Y为Na,Z为Al。电子层数相同时,原子序数越大,半径越小;同纵列自上而下原子半径逐渐增大,则半径:Na>Al,Al>B,B>O,则Na>Al>O,A项错误;Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故离子半径:O2->Na+>Al3+,B项错误;Na与Al的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,两者能够反应,D项错误;根据化合价知W为S,其最高价和最低价代数和为4,C项正确。
3.磷元素的常见单质有白磷和红磷两种,生活中常见的火柴头中就含有一定量的红磷。
已知下列元素的原子半径:
原子
N
S
O
Si
半径r/×10-10 m
0.75
1.02
0.73
1.11
根据以上数据判断,磷原子的半径可能是 ( )
A.1.06×10-10 m B.0.80×10-10 m
C.0.70×10-10 m D.1.20×10-10 m
【解析】选A。Si、P、S原子均含有3个电子层,因此根据元素周期律可以得知磷原子的半径应大于硫原子的半径,小于硅原子的半径。
4.钠钾合金在常温下呈液态,常用作原子反应堆的导热剂,钠钾合金也可以作为许多反应的催化剂。下列有关说法不正确的是 ( )
A.钠和钾具有相同的化合价 B.原子半径:NaC.离子半径:Na+>K+ D.<1
【解析】选C。Na和K的最外层均有1个电子,因此最高正化合价均为+1,故A项正确;由于Na的原子核外有3层电子,而K有4层电子,因此原子半径是K的大于Na的,故B项正确;Na+和K+的最外层均有8个电子,而K+的电子层数多,故离子半径应为Na+二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
5.(2019·长沙高一检测)在原子序数11～18的元素中:
(1)原子(18号元素除外)半径最小的是________(填元素符号,下同);只有正化合价的是________;最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4的元素是__。?
(2)与冷水剧烈反应生成H2的物质是________(填名称)。与水反应能生成具有漂白性物质是________(填名称),反应的离子方程式是________________。?
(3)化学性质最稳定的物质是________(填化学式)。?
【解析】(1)在11～18号原子中,半径最小的是Cl;金属元素Na、Mg、Al只有正化合价;硫元素最高正化合价是+6,最低负化合价是-2,绝对值之差是4。
(2)金属钠与冷水剧烈反应生成H2和NaOH; Cl2和水反应生成HCl和HClO,其中HClO有漂白性。
(3)稀有气体元素氩原子最外层有8个电子,是稳定结构,通常不与其他物质发生反应,化学性质稳定。
答案:(1)Cl Na、Mg、Al S
(2)钠 氯气 Cl2+H2OH++Cl-+HClO
(3)Ar
一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)
6.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)是第ⅦA族,其氢化物的稳定性大于HCl
③硒(Se)的最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱
④第二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,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
⑥第三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 B.①③⑥
C.③④⑤ D.②④⑥
【解析】选B。第ⅦA族元素从上到下非金属性递减,氢化物稳定性逐渐减弱,②错;第二周期中氮元素的氢化物NH3溶于水后,水溶液呈碱性,④错;第ⅢA族元素从上到下金属性增强,铊只与盐酸反应,⑤错。
7.下列说法或关系正确的是 ( )
A.H、O、F、Ca的原子半径依次增大
B.原子半径的大小顺序:Mg>Si>S>O
C.原子半径的大小顺序:Al>Na>O
D.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
【解析】选B。A项不正确,所有元素中,H的原子半径最小,Be、O、F原子电子层数相同,核电荷数F>O>Be,原子半径r(Be)>r(O)>r(F),Be、Ca原子最外层电子数相等,核电荷数Ca>Be,原子半径r(Ca)>r(Be),故原子半径r(Ca)>r(O)>r(F)
>r(H);B项正确,Mg、Si、S原子电子层数相同,原子半径r(Mg)>r(Si)>r(S),S、O位于同一纵列,原子半径r(S)>r(O),故原子半径r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O);C项不正确,Na、Al、S电子层数相同,原子半径r(Na)>r(Al)>r(S),S、O原子最外层电子数相等,原子半径r(S)>r(O),故原子半径r(Na)>r(Al)>r(O);D项不正确,Cl-、S2-、Ca2+、K+四种微粒核外电子排布相同,随着核电荷数增大,微粒半径逐渐减小,故离子半径r(S2-)>r(Cl-)>r( K+)>r(Ca2+)。
二、非选择题(本题包括1小题,共10分)
8.(2019·邢台高一检测)有A、B、C、D、E五种元素,原子序数均小于20,它们的原子序数按E、C、D、A、B依次增大,E原子最外层有4个电子;A-与B+的核外电子排布相同;D的气态氢化物的化学式为H2D,最高价氧化物中D的质量分数为40%,且D原子核内质子数和中子数相等;C的原子序数比D少9,比B少12。
(1)写出五种元素的符号:A________, B________,?C________ ,D________,
E________。?
(2)画出A-、B+的结构示意图:________、________。?
(3)A、D最高价氧化物对应的水化物化学式分别为________、________。?
(4)写出E的最高价氧化物与过量B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式: _________________。?
(5)写出B、C最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的化学方程式:__。?
【解析】D的气态氢化物的化学式为H2D,则D的最高化合价为+6价,则D的最高价氧化物分子式为DO3,D的质量分数为40%,可推出D的相对原子质量为32,从而推出D为S;C原子序数比D少9,比B少12,则C为N,B为K;A-与B+核外电子排布相同,则A为Cl;E原子最外层有4个电子,且原子序数按E、C、D、A、B依次增大,则E为C。
答案:(1)Cl K N S C
(2)
(3)HClO4 H2SO4
(4)CO2+2OH-C+H2O
(5)KOH+HNO3KNO3+H2O
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课时素养评价 四
元素周期表
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2019·南京高一检测) 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个纵列,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.每一周期的元素都是从碱金属元素开始,以稀有气体元素结束
【解析】选C。周期表共有18个纵列,16个族,其中第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵列,A项错误;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;同周期元素具有相同的电子层数,C项正确;第1周期的元素从氢元素开始,以稀有气体元素结束,D项错误。
2.在元素周期表中,对于同一主族相邻周期的两种元素原子序数之差的叙述正确的是 ( )
A.第2、3周期两元素相差均为8
B.第3、4周期两元素相差均为18
C.第5、6周期两元素相差均为32
D.以上叙述均正确
【解析】选A。第3、4周期的同主族元素,若为第ⅠA、ⅡA族,则原子序数相差8,若为第ⅡA族以后的主族元素,则原子序数相差18,B项错误;第5、6周期的主族元素,若为第ⅠA、ⅡA族,则原子序数相差18,若为第ⅡA族以后的主族元素,则原子序数相差32,C、D项错误。
3.下列关于ⅡA族元素的说法中,不正确的是 ( )
A.元素的主要化合价都是+2
B.元素的单质都呈亮白色
C.有的元素的单质可在自然界中稳定存在
D.其中包括被誉为“国防金属”的元素
【解析】选C。ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子,这部分电子容易失去,因此ⅡA族元素的主要化合价都是+2;ⅡA族元素都是金属元素,都呈亮白色;ⅡA族元素原子的失电子能力较强,单质的性质活泼,在自然界中都以化合态存在;镁的合金大量用于制造飞机、导弹等,因此被誉为“国防金属”,镁元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族。
4.纳米材料已经走入我们的生活中,被广泛应用于航空、航天、军工、冶金、机械、医药等诸多领域。我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列,如曾作为我国十大科技成果之一的纳米合成材料,其化学式为RN。已知该化合物中的Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的 ( )
A.第3周期ⅤA族 B.第4周期ⅢA族
C.第5周期ⅢA族 D.第4周期ⅤA族
【解析】选B。Rn+核外有28个电子,R的质子数大于28,RN中N显-3价,R显+3价,即n=3,R为ⅢA族元素,R的质子数为31,前三周期的元素共有2+8+8=18种,第4周期有18种元素,所以R位于第4周期ⅢA族。
5.(2019·南宁高一检测) 元素X的原子有3个电子层,最外电子层上有4个电子。则X元素位于周期表的 ( )
A.第4周期ⅢA族 B.第4周期ⅦA族
C.第3周期ⅣB族 D.第3周期ⅣA族
【解析】选D。根据周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数,可知D项正确。
6.(2019·淮北高一检测)某元素原子L层电子数比K层的多5个,该元素的最高正化合价为 ( )
A.+5 B.+6
C.+7 D.无最高正化合价
【解析】选D。据题意可知该元素原子的核外电子排布为,为氟元素,无最高正化合价。
7.(2019·杭州高一检测) 如图为元素周期表中前四周期的一部分,若B元素的核电荷数为x,则这五种元素的核电荷数之和为 ( )
A.5x+10 B.5x+11
C.5x+14 D.5x+16
【解析】选A。由四种元素在周期表中的位置可知,D、B、E分别在周期表的第2、3、4周期,若B元素的核电荷数为x,则A的原子序数为x-1,C的原子序数为x+1,D的原子序数为x-8,E的原子序数为x+18,则五种元素的核电荷数之和为x+(x-
1)+(x+1)+(x-8)+(x+18)=5x+10。
8.如图是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是 ( )
A.元素①位于第2周期ⅣA族
B.②原子的最外层电子数为6
C.④所在族序数比②多8
D.元素的最高化合价③=⑤
【解析】选B。元素周期表中最右上方的元素为氦,最后一列为0族,推知③和⑤位于ⅦA族,②和④位于ⅥA族,①位于ⅤA族,进一步推知①为N,②为O,③为F,④为S,⑤为Cl。
【易错提醒】要熟悉周期表的结构特征,包括各族(列序)的相对位置,ⅢB(镧系、锕系)和Ⅷ族(8、9、10列)的特殊性,过渡元素位置(周期和族),金属与非金属的分区等。
9.(2019·武汉高一检测)已知原子序数小于18的元素的离子aAm+、bBn+、cCm-、dDn-(m>n)都具有相同的电子层结构,则下列叙述中正确的是 ( )
A.原子半径:A>B>C>D
B.原子序数:d>c>b>a
C.离子半径:Cm-> Dn->Bn+>Am+
D.原子的最外层电子数目:A>B>D>C
【解析】选C。四种离子具有相同的电子层结构,则阳离子对应的原子A、B比阴离子对应的原子C、D多1个电子层,且阳离子所带电荷数越多,其核电荷数越大,原子序数越大,原子半径越小;阴离子所带电荷数越多,其核电荷数越小,原子序数越小,原子半径越大。故有原子半径B>A>C>D,原子序数a>b>d>c,故A项和B项错误;四种离子电子层结构相同,依据核电荷数越大,离子半径越小可知,离子半径Cm->Dn->Bn+>Am+,故C项正确;原子的最外层电子数目D>C>A>B,故D项错误。
10.著名化学家徐光宪(图正中),因为在稀土萃取领域取得的卓越成就被誉为“稀土界的袁隆平”。稀土元素是指镧系的15种元素,加上钪和钇共17种元素。下列说法正确的是 ( )
A.稀土元素全部是金属元素
B.要萃取出碘酒中的碘可以使用氢氧化钠溶液作萃取剂
C.镧系元素均属于主族元素
D.某些稀土元素在地壳中的含量高于铝
【解析】选A。B项,NaOH和碘反应,不能用作萃取剂;C项,镧系元素均是副族元素;D项,地壳中的金属元素中铝元素含量最高。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(12分)(2019·三门峡高一检测) 结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素,属于短周期元素的有________,属于主族元素的有________;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,请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。?
【解析】(1)根据元素周期表的结构知:第1周期有2种元素,第2、3周期各有8种元素,分列于第1、2、13～18列,第4、5、6、7周期为长周期,包括1～18列。由此可画出周期表的边界。
(2)画出周期表的边界,对照周期表,很容易找出各元素在周期表中的位置。
(3)第3周期ⅥA族元素为硫,原子序数为16,相对原子质量为32。
答案:(1)
(2)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 3 0 4 ⅡB
12.(18分)(原创)元素周期表ⅠA族的金属元素,有锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr),在科学研究和生产生活中有广泛用途。
(1)锂是最轻的金属,如果用锂做一架飞机,两个人就可以抬动。
①根据如图信息写出Li在元素周期表中的位置。
提示:Li的原子序数为3,位于第2周期ⅠA族。
②图示中的6.941的意义是什么?
提示:图中6.941的意义是锂元素的相对原子质量。
(2)光电管是利用碱金属铯受到光照射时能形成电流这一光电效应的性质制成的。
①已知铯的原子序数为55,指出铯所处的周期序数。
提示:铯的原子序数为55,比第5周期的稀有气体元素54大1,因此铯位于元素周期表第6周期。
②有同学画铯的原子结构示意图,忘记了一部分,请你帮助其画完整。
提示:由于Cs位于第6周期第ⅠA族,因此原子核外有6个电子层,最外层上有1个电子,根据核外电子排布规律,L层应排8个电子,这样次外层上还有8个电子,因此铯的原子结构示意图为。
③比较Na、K、Cs的原子半径。
提示:r(Na) (20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题9分,共18分)
13.俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子成功合成第115号元素的原子。该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6周期
B.113号元素在第7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
【解题指南】选取0族元素作为参照物,先比大小定周期,再根据差值定族数。
【解析】选B。根据同族元素原子序数的序差规律,可以推知稀有气体Rn的原子序数为86,Rn-86的同族下一周期元素原子序数为118,95号元素镅、115号元素、113号元素,原子序数都大于86而小于118,所以都在第7周期;115号比118号原子序数少3,应在第ⅤA族,同理,113号元素在第ⅢA族;113号元素和115号元素都是金属元素。
【补偿训练】
(2019·泰安高一检测)短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.X是最活泼的非金属元素
B.Y的最高化合价为+7
C.Z原子的最外层电子数是6
D.3种元素的单质分子都是双原子分子
【解析】选C。由于X、Y、Z都属于短周期,则X一定位于第1周期,而第1周期只有两种元素,X一定是He,不难判断出Y、Z分别为F、S。He为稀有气体,化学性质非常稳定,是单原子分子,A、D错误;Y为F,F是最活泼的非金属元素,没有正价,B错误;硫原子的最外层电子数是6,C正确。
14.A、B、C三种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,已知A、C可分别与B形成化合物X和Y,A与B的质子数之和为C的质子数,现有以下说法,其中判断正确的组合是 ( )
A
B
C
①B与C均存在同素异形体
②X的种类比Y的多
③稳定性:A的氢化物小于C的氢化物
④C的最高价氧化物对应水化物能与A的氢化物形成盐
A.①②③④ B.②③
C.①②④ D.①④
【解析】选C。设A的质子数为a,则B的质子数为a+1,C的质子数为a+8。由题意知a+a+1=a+8,得a=7,所以A为N,B为O,C为P。O2和O3为同素异形体,红磷和白磷为同素异形体,①正确;X是N的氧化物,Y是P的氧化物,②正确;A的氢化物为NH3,C的氢化物为PH3,N的非金属性比P强,NH3比PH3稳定,③不正确;C的最高价氧化物对应水化物为H3PO4,能与NH3反应生成盐,④正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
15.(2019·滨州高一检测)已知X、Y、Z都是短周期元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则
(1)X是__________(填名称,下同),Y是__________,Z是__________。?
(2)由Y和Z组成,且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式是________。?
(3)由X、Y、Z中的两种元素组成,且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是________和________。?
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式是________。?
【解析】X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,说明X为氢元素。Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,说明Z为氧元素。能与氧元素形成两种以上气态化合物的是氮元素。
答案:(1)氢 氮 氧 (2)N2O5
(3)N OH-(或其他合理答案)
(4)NH4NO3
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