2019-2020学年第二学期同步导学提分教程人教版高一化学必修2第一章第二节 第三课时 元素周期表和元素周期律的应用【要点透析、提升训练】

——元素周期表和元素周期律的应用

一．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律

位于周期表中金属和非金属元素分界线两侧的元素(如Al、Si等)既能表现金属性，又能表现非金属性。
2．元素化合价与其在周期表中位置的关系

3．元素周期表和元素周期律的应用
(1)科学预测：为新元素的发现和预测它们的原子结构和性质提供线索。
(2)指导其他与化学相关的科学技术研究
①在金属与非金属分界线附近的元素中寻找半导体材料。
②在周期表中的非金属区域探索研制农药的材料。
③在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。
[特别提醒]
元素既具有金属性，又具有非金属性，不能称为元素具有两性，两性指的是酸、碱两性，而不是指金属性和非金属性。

1．结合元素周期律分析，在现有元素中金属性和非金属性最强的分别是什么元素？
提示：由元素周期律可知，同一周期从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同一主族自上而下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。所以金属性最强的元素位于元素周期表的左下角，非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，即金属性最强的应该为钫元素，但由于钫是放射性元素，在自然界中不能稳定存在，所以一般认为铯的金属性最强，氟的非金属性最强。
2．从第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹连成一条斜线，即为金属元素和非金属元素的分界线，分界线附近元素的性质有何特点？这些元素可制取什么材料？
提示：分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，这些元素可以制取半导体材料。
3．短周期元素R的氢化物的化学式为H2R，则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是什么？
提示：该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。

(1)元素周期表的左下方元素的金属性最强，右上方元素的(稀有气体元素除外)非金属性最强。
(2)由于元素的金属性和非金属性没有严格的界限，因此，位于分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。
(3)元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系。
最高正价－|最低负价| 6 4 2 0
主族族序数 ⅦA ⅥA ⅤA ⅣA
(4)推断元素的性质
①与同周期前、后元素相比较，依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。
②与同主族上、下元素相比较，依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。
③比较不同周期，不同主族元素性质时，可借助“三角”规律进行推断。
若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。如原子半径：C>A>B；金属性：C>A>B；非金属性：B>A>C。

1．科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是(　　)
A．它的最外层电子数为4
B．它的最高价氧化物的水化物是强酸
C．它具有＋2、＋4价
D．它的金属性比铅强
解析：选B　由题意知，该元素位于ⅣA族铅元素下面，金属性比铅强，D正确，B不正确；因处于ⅣA族，其原子最外层有4个电子，A正确；由ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)可知C正确。

2．元素周期表在指导科学研究和生产实践方面具有十分重要的意义，请将下表中A、B两栏描述的内容对应起来。
A B A B
①制半导体的元素 (a)F、Cl、Br、N、S“三角地带” ①
②制催化剂的元素 (b)金属与非金属元素分界线附近 ②
③制冷剂的元素 (c)相对原子质量较小的元素 ③
④地壳中含量较多的元素 (d)过渡元素 ④

答案：(b)　(d)　(a)　(c)

二、
1．“位、构、性”三者关系的解读

(1)原子结构元素在周期表中的位置
结构位置
(2)原子结构元素的化学性质
结构性质
(3)位置原子结构和元素性质

2．主族元素在周期表中的特殊位置
(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al；
(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S；
(3)族序数等于周期数3倍的元素：O；
(4)周期数是族序数2倍的短周期元素：Li；
(5)周期数是族序数3倍的短周期元素：Na；
(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si；
(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S；
(8)除H外，原子半径最小的元素：F；
(9)最高价不等于族序数的元素：O、F。
3．元素“位、构、性”规律中的特例
(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(H)无中子。
(2)元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始。
(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。
(4)非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体。
(5)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显－1价；在NaH中氢显－1价。


1．(全国丙卷)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是(　　)
A．简单离子半径：W＜X＜Z
B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：W＜Y
D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y＞Z
解析：选B　四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素；因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N(或O)元素、Y可能为P(或S)元素。A项，Na＋与N3－(或O2－)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：Na＋＜N3－(或O2－)＜Cl－。B项，W与X形成的化合物Na2O、Na2O2(或Na3N)溶于水后的溶液均为NaOH溶液(或NaOH和NH3的混合溶液)，呈碱性。C项，元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：W＞Y。D项，最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。
2．短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性，乙位于第ⅤA族，甲和丙同主族，丁的最外层电子数和电子层数相等，则下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：甲>丙
B．单质的还原性：丁>丙
C．乙的氢化物是同族中氢化物还原性最强的
D．乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
解析：选D　由甲和乙形成的气态氢化物的水溶液呈碱性知，该氢化物是NH3，所以甲为H，乙为N；因丁的原子序数是4种元素中最大的，又因为丁的最外层电子数和电子层数相等，则丁为Al；丙的原子序数比N大但比Al小，又因为丙与H同主族，所以丙为Na。氢的原子半径最小，A错误；单质的还原性Na>Al，B错误；氮元素是同主族中非金属性最强的元素，故其氢化物的还原性最弱，C错误；乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物分别是硝酸、氢氧化钠、氢氧化铝，三者能相互反应，D正确。