2018-2019版高中化學 第1章 原子結(jié)構與元素周期律 第2節(jié) 元素周期律和元素周期表 第2課時 元素周期表學案 魯科版必修2.doc

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第2課時　元素周期表 一、元素周期表 1．元素周期表方格中的信息 通過元素周期表可了解元素的信息。例如： 2．元素周期表的分區(qū) (1)元素周期表的分區(qū)： (2)分界線附近元素的性質(zhì)：既能表現(xiàn)出一定的金屬性，又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。 3．元素周期表的結(jié)構 (1)周期：元素周期表有7個橫行，即有7個周期。 ①短周期：第1、2、3周期，每周期所含元素的種類數(shù)分別為2、8、8。 ②長周期：第4、5、6、7周期，每周期所含元素的種類數(shù)分別為18、18、32、32。 (2)族：元素周期表有18個縱行，但只有16個族。 ①主族，共7個(由長、短周期元素構成，族序數(shù)后標A)。 ②副族，共7個(只由長周期元素構成，族序數(shù)后標B)。 ③第Ⅷ族，包括8、9、10三個縱行。 ④0族，最外層電子數(shù)是8(He是2)。 (3)過渡元素 元素周期表中從ⅢB到ⅡB共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。 (1)元素周期表的結(jié)構 (2)元素周期表與元素原子結(jié)構的關系 ①周期數(shù)＝電子層數(shù)。 ②主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)。 由原子序數(shù)推斷元素在周期表中的位置可以先畫出原子結(jié)構示意圖，再確定元素位置。 例1　下列關于元素周期表的說法正確的是(　　) A．在元素周期表中，每一縱行就是一個族 B．主族元素都是短周期元素 C．副族元素都是金屬元素 D．元素周期表中每個長周期均包含32種元素 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的結(jié)構 答案　C 解析　A項，第8、9、10三個縱行為第Ⅷ族；B項，主族元素由短周期元素和長周期元素共同組成。 例2　(2017聊城高一檢測)若把元素周期表原先的主副族及族號取消，由左至右改為18列，如堿金屬元素為第1列，稀有氣體元素為第18列。按此規(guī)定，下列說法錯誤的是(　　) A．只有第2列元素的原子最外層有2個電子 B．第14列元素形成的化合物種數(shù)最多 C．第3列元素種類最多 D．第18列元素都是非金屬元素 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的結(jié)構 答案　A 解析　周期表中各族元素的排列順序為ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素與以上對應，所以A項中為ⅡA族，最外層有2個電子，但He及多數(shù)過渡元素的最外層也是2個電子，故A項錯誤；第14列為碳族元素，形成化合物種類最多，故B項正確；第3列包括鑭系和錒系元素，種類最多，故C項正確；第18列為稀有氣體元素，全部為非金屬元素，故D項正確。 特別提示 (1)最外層電子數(shù)大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素。 (2)最外層電子數(shù)為1或2的元素可能是主族、副族或0族(He)元素。 例3　俄羅斯科學家用含20個質(zhì)子的鈣的一種原子轟擊含 95個質(zhì)子的镅原子，結(jié)果4次成功合成4個第115號元素的原子。這4個原子生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素。下列有關敘述正確的是(　　) A．115號元素在第6周期 B．113號元素在第7周期ⅢA族 C．115號和113號元素都是非金屬元素 D．镅元素和115號元素不在同一周期 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)0族元素原子序數(shù)推斷 答案　B 解析　95號元素镅、115號元素、113號元素，原子序數(shù)都大于86而小于118，所以都在第7周期；115號元素比118號元素原子序數(shù)少3，應在第ⅤA族，113號元素在第ⅢA族；113號元素和115號元素都是金屬元素。 規(guī)律總結(jié)——由元素的原子序數(shù)推斷元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法： (1)明確0族元素信息 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Uuo 所在周期序數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 原子序數(shù) 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小定周期 比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小，找出與其相鄰近的0族元素，那么該元素就和序數(shù)大的 0族元素處于同一周期。 (3)求差值定族數(shù) ①若某元素原子序數(shù)比相應的0族元素多1或2，則該元素應處在該0族元素所在周期的下一個周期的 ⅠA 族或 ⅡA 族； ②若比相應的0族元素少5～1時，則應處在同周期的ⅢA～ⅦA族； ③若差其他數(shù)，則由相應差數(shù)找出相應的族。 例4　短周期元素A、B、C的位置如圖所示，已知B、C兩元素的原子序數(shù)之和是A元素的4倍，則A、B、C依次是(　　) A．Be、Na、Al B．C、Al、P C．B、Mg、Si D．O、P、Cl 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)元素的位置推斷元素 答案　D 解析　根據(jù)短周期元素在周期表中的相對位置可知，A是第2周期元素。設A的原子序數(shù)是x，則B和C的原子序數(shù)分別為x＋7、x＋9，則x＋7＋x＋9＝4x，解得x＝8，因此A、B、C分別為氧、磷、氯三種元素，答案選D。 思維啟迪——同主族相鄰周期的元素原子序數(shù)之差 (1)第2、3周期同主族元素原子序數(shù)相差8； (2)第3、4周期同主族元素，ⅠA、ⅡA族元素原子序數(shù)相差8，其他族元素原子序數(shù)相差18； (3)第4、5周期同主族原子序數(shù)相差18； (4)第5、6周期同主族元素中，ⅠA、ⅡA族元素原子序數(shù)相差18，其他族元素原子序數(shù)相差32； (5)第6、7周期同主族元素原子序數(shù)相差32。 二、元素周期表中的部分元素和焰色反應 1．元素周期表中的部分元素 族 元素 最外層電子數(shù) 得失電子難易 性質(zhì) ⅡA族(堿土金屬元素) 鈹(Be)、 鎂(Mg)、 鈣(Ca)、 鍶(Sr)、 鋇(Ba)、 鐳(Ra) 2 易失去電子 (1)物理共性：亮白色，具有導電性、導熱性、延展性 (2)化學共性：R－2e－―→ R2＋，性質(zhì)活潑，在自然界中只以化合態(tài)存在 ⅤA族 氮(N)、磷(P)、砷(As)、銻(Sb)、鉍(Bi) 5 易得到電子 N、P、As為非金屬元素，Sb、Bi為金屬元素 過渡元素 第3～12列 (1)全為金屬元素 (2)具有良好的導電性 (3)多數(shù)元素化學性質(zhì)比較穩(wěn)定 2.焰色反應 某些金屬或它們的化合物在灼燒時火焰呈現(xiàn)特征顏色的反應，如鈉呈黃色，鉀呈淺紫色(通過藍色鈷玻璃觀察)。 (1)同主族元素原子具有相同的最外層電子數(shù)，所以同主族元素性質(zhì)相似。 (2)焰色反應是金屬元素的特有性質(zhì)，屬于物理變化，與元素存在的狀態(tài)無關；觀察鉀的焰色要通過藍色鈷玻璃片。 例5　下列關于ⅡA族元素的說法中，不正確的是(　　) A．元素的主要化合價都是＋2價 B．元素的單質(zhì)都呈亮白色 C．有的元素的單質(zhì)可在自然界中穩(wěn)定存在 D．其中包括被譽為“國防金屬”的元素 答案　C 解析?、駻族元素的原子最外層都有2個電子，最外層電子易失去，因此ⅡA族元素的主要化合價都是＋2價；元素的金屬性較強，單質(zhì)的性質(zhì)活潑，在自然界中都以化合態(tài)存在；鎂的合金大量用于制造飛機、導彈等，因此被譽為“國防金屬”。 思維啟迪　 同主族元素的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)具有相似性，也具有遞變性。 例6　已知元素砷(As)的原子序數(shù)為33，下列敘述正確的是(　　) A．砷元素的最高化合價為＋3 B．砷元素是第5周期的主族元素 C．砷原子的第3個電子層含有18個電子 D．與砷同主族的上一周期元素原子序數(shù)為25 答案　C 解析　As原子結(jié)構示意圖為，故為第4周期ⅤA族元素，最高化合價＝最外層電子數(shù)＝＋5，與砷同主族的上一周期元素為15號磷。 規(guī)律總結(jié)　 砷和磷原子結(jié)構和性質(zhì)相似，主要化合價有－3、＋3、＋5。  1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)若第7周期填滿，會包含32種元素(　　) (2)鐵元素位于周期表的ⅧB族(　　) (3)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素(　　) (4)在元素周期表各族中，第Ⅷ族的元素種類最多(　　) (5)過渡元素都是副族元素(　　) (6)第3、4周期同主族相鄰元素的原子序數(shù)之差都是18(　　) (7)同周期的第ⅡA族元素與第ⅢA族元素的原子序數(shù)之差都相同(　　) (8)0族、ⅡA族、Ⅷ族中都既有短周期元素，又有長周期元素(　　) (9)原子序數(shù)之差為2的兩種元素不可能位于同一主族(　　) (10)M2＋有兩個電子層，則M在周期表中的位置是第3周期ⅡA族(　　) (11)位于同一主族相鄰的甲、乙兩種元素，甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能為x＋4 (　　) 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的綜合應用 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)　(6)　(7)　(8)　(9)　(10)√　(11) 2．下列關于元素周期表的說法正確的是(　　) A．元素周期表有7個周期，8個主族 B．元素周期表有18個縱行，共16個族 C．短周期元素中可能有副族元素 D．最外層電子數(shù)相同的元素一定在同一族 答案　B 解析　元素周期表中有7個周期，7個主族，故A項錯誤；元素周期表中有18個縱行，7個主族，7個副族，1個0族，1個第Ⅷ族，共16個族，故B項正確；短周期元素中不包含副族元素，故C項錯誤；最外層電子數(shù)相同的元素不一定在同一族，如氦、鎂、鐵等元素原子的最外層都是2個電子，但它們不在同一族，故D項錯誤。 3．下列各圖若為元素周期表的一部分(表中數(shù)字代表原子序數(shù))，其中合理的是(　　) 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的綜合應用 答案　D 解析　本題要求熟記周期表的結(jié)構，知道1～18號元素在周期表中的具體位置。根據(jù)稀有氣體2號、10號元素應在周期表的最右端和3號元素在周期表的最左端排除A、B、C三項。 4．0.05 mol某金屬單質(zhì)與足量的鹽酸反應，放出1.12 L H2(標準狀況)，并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蠥r原子的電子層結(jié)構的離子，該金屬元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期ⅠA族 B．第3周期ⅡA族 C．第4周期ⅠA族 D．第4周期ⅡA族 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)原子結(jié)構推斷元素 答案　D 解析　設該金屬單質(zhì)與鹽酸反應所表現(xiàn)的化合價為＋x價，則0.05x＝2，x＝2。根據(jù)題意，該金屬單質(zhì)為Ca，位于第4周期ⅡA族。 5．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示，回答下列問題。 (1)元素X的單質(zhì)分子是________(寫化學式)。 (2)Y位于元素周期表中的第______周期______族。 (3)比Z原子序數(shù)大的同主族且相鄰周期的元素的原子序數(shù)是________。 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)元素在周期表中的位置推斷元素 答案　(1)He　(2)2?、鰽　(3)34 解析　因X、Y、Z都是短周期元素，則X、Y、Z分別是第1、2、3周期元素，故X為He，Y為F，Z為S。稀有氣體是單原子分子，故X的單質(zhì)分子是He；Y為F，位于元素周期表中第2周期ⅦA族；第4周期有18種元素，故比Z原子序數(shù)大的同主族且相鄰周期的元素的原子序數(shù)是16＋18＝34。 [對點訓練] 題組一　元素周期表的結(jié)構 1．下列關于元素周期表的敘述正確的是(　　) A．在元素周期表中共有18個縱行，18個族 B．同族元素的最外層電子數(shù)一定相同 C．同周期元素的電子層數(shù)相同 D．每一周期的元素都是從堿金屬元素開始，以稀有氣體元素結(jié)束 考點　元素周期表的發(fā)展 題點　元素周期表的編排原則 答案　C 解析　周期表共有18個縱行，16個族，其中第Ⅷ族包括第8、9、10三個縱行，A項錯誤；對于0族元素、副族元素及第Ⅷ族元素來說，同族元素原子的最外層電子數(shù)不一定相同，B項錯誤；同周期元素具有相同的電子層數(shù)，C項正確；第1周期的元素從氫元素開始，以稀有氣體元素結(jié)束，D項錯誤。 2．(2018峨山一中月考)關于元素周期表，下列敘述中不正確的是(　　) A．元素周期表中共有18列，16族 B．周期表中的族分為主族、副族、0族和Ⅷ族 C．過渡元素全部是副族元素 D．主族都是由短周期元素和長周期元素共同組成 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的結(jié)構 答案　C 解析　根據(jù)元素周期表的結(jié)構知共有18列，16族，故A對；周期表中的族分為7主族、7副族、0族和Ⅷ族，故B對；過渡元素是副族和Ⅷ族元素，故C錯；主族都是由短周期元素和長周期元素共同組成，故D對。 3．(2018豫南名校高一聯(lián)考)根據(jù)中學化學教材所附元素周期表判斷，下列敘述中正確的是(　　) A．L電子層電子數(shù)為奇數(shù)的所有元素都是非金屬 B．同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差可能是16、26、36、46 C．只有第ⅡA族元素的原子最外層有2個電子 D．由左至右第8、9、10三列元素中沒有非金屬元素 答案　D 解析　L電子層電子數(shù)為奇數(shù)，L層未排滿，則處于第2周期，Li的L層含有1個電子，但Li是金屬元素，A錯誤；對于處于同一主族不同周期的元素，原子序數(shù)相差可能為2、8、18或32等，如0族中第1周期與第3周期的元素相差16，如ⅣA族中第2周期與第4周期的元素相差26，如0族中第3周期與第5周期的元素相差36，但是2、8、18、32的組合不能得到46，B錯誤；第ⅡA族元素的原子最外層有2個電子，但He及部分過渡元素原子最外層也含有2個電子，C錯誤；由左至右第8、9、10三列元素為第Ⅷ族元素，都是金屬元素，D正確。 題組二　同周期、同主族元素的序差規(guī)律 4．已知A為第ⅡA族元素，B為第ⅢA族元素，它們的原子序數(shù)分別為m和n，且A、B為同一周期的元素，下列關系式錯誤的是(　　) A．n＝m＋1 B．n＝m＋11 C．n＝m＋25 D．n＝m＋10 答案　D 解析　本題考查元素周期表的結(jié)構。第ⅡA族、第ⅢA族短周期中相鄰原子序數(shù)差1；第4、5周期中由于中間有副族和第Ⅷ族元素的存在，故第ⅡA族、第ⅢA族原子序數(shù)差11；第6、7周期中由于有鑭系、錒系元素的存在，兩者相差25。 5．在元素周期表中，對于同一主族相鄰周期的兩種元素原子序數(shù)之差的敘述正確的是(　　) A．第2、3周期兩元素相差均為8 B．第3、4周期兩元素相差均為18 C．第5、6周期兩元素相差均為32 D．以上敘述均正確 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　同主族原子序數(shù)的關系 答案　A 解析　第3、4周期的同主族元素，若為第ⅠA、ⅡA族，則原子序數(shù)相差8，若為第ⅡA族以后的主族元素，則原子序數(shù)相差18，B項錯誤；第5、6周期的主族元素，若為第ⅠA、ⅡA族，則原子序數(shù)相差18，若為第ⅡA族以后的主族元素，則原子序數(shù)相差32，C、D項錯誤。 6．(2018北京四中3月月考)如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則這五種元素的核電荷數(shù)之和為(　　) A．5x＋10 B．5x＋11 C．5x＋14 D．5x＋16 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　“＋”型元素原子序數(shù)的關系 答案　A 解析　由四種元素在周期表中的位置可知，D、B、E分別在周期表的第2、3、4周期，若B元素的核電荷數(shù)為x，則A的原子序數(shù)為x－1，C的原子序數(shù)為x＋1，D的原子序數(shù)為x－8，E的原子序數(shù)為x＋18，則五種元素的核電荷數(shù)之和為x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案選A。 題組三　元素在周期表中位置的推斷 7．元素X的原子有3個電子層，最外電子層上有4個電子。則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 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)原子結(jié)構推斷 答案　D 解析　根據(jù)周期序數(shù)＝電子層數(shù)，主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)，知D項正確。 8．下圖各為元素周期表的一部分(數(shù)字為原子序數(shù))，其中X為35的是(　　) 答案　D 解析　依據(jù)“稀有氣體定位法”，先寫出各周期中稀有氣體原子序數(shù)：2、10、18、36、54、86；其次根據(jù)第5周期有18種元素，即可確定元素X(35號)應為D中位置。 9．(2018北京四中3月月考)據(jù)國外有關資料報道，在獨居石(一種共生礦，化學成分為Ce、La、Nb等的磷酸鹽)中，查明有尚未命名的116、124、126號元素。試判斷116號元素應位于周期表的(　　) A．第6周期ⅣA族 B．第7周期ⅥA族 C．第7周期ⅦA族 D．第8周期ⅥA族 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)0族元素原子序數(shù)推斷 答案　B 解析　第7周期若排滿，118號元素應為0族元素，而116號元素在0族向左第2列，故應為第ⅥA族元素，答案選B。 10．A、B、C均為短周期元素，它們在周期表中的位置如圖所示，已知B、C兩元素在周期表中族序數(shù)之和是A元素族序數(shù)的2倍；B、C兩元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍，則符合A、B、C的一組元素是(　　) A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si C．O、P、Cl D．C、Al、P 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)元素在周期表中的位置推斷 答案　C 解析　解答本題首先確定三種元素在元素周期表中的相對位置，再根據(jù)元素周期表中結(jié)構的關系列式求解。由于A、B、C為短周期元素，從A、B、C的圖中位置看，A只能處在第2周期，而B、C處在第3周期。設A的原子序數(shù)為x，則B的原子序數(shù)為x＋8－1＝x＋7，C的原子序數(shù)為x＋8＋1＝x＋9，則x＋7＋x＋9＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序數(shù)分別為8、15、17，對應的元素分別為O、P、Cl，代入族序數(shù)關系：5＋7＝26成立。 題組四　周期表中部分元素的性質(zhì) 11．某元素X的氣態(tài)氫化物的化學式為XH3，則下列敘述中不正確的是(　　) A．該元素原子的最外電子層上有5個電子 B．該元素最高價氧化物的化學式為X2O5 C．該元素在元素周期表中位于第ⅤA族 D．該元素最高價氧化物對應的水化物的化學式H2XO3 答案　D 解析　X的氣態(tài)氫化物的化學式為XH3，則X最外層有5個電子，位于第ⅤA族；其最高正化合價為＋5價，最高價氧化物的化學式為X2O5，最高價氧化物對應的水化物的化學式為HXO3或H3XO4。 12．某短周期元素原子最外層只有2個電子，則該元素(　　) A．一定是ⅡA族元素 B．一定是金屬元素 C．一定在化合物中呈＋2價 D．可能是金屬元素，也可能是非金屬元素 答案　D 解析　元素原子最外層只有2個電子，若為主族元素，則在周期表中處于ⅡA族，為金屬元素，在化合物中呈＋2價，若為He，則為0族元素。 [綜合強化] 13．結(jié)合元素周期表回答下列問題： (1)表中的實線是元素周期表的部分邊界，請在圖中用實線補全元素周期表的邊界。 (2)表中所列元素，屬于短周期元素的有____________，屬于主族元素的有______________；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，請在右邊方框中按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。 考點　元素周期表的結(jié)構 題點　元素周期表的綜合應用 答案　(1) (2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　3　0　4?、駼 (3)3　ⅥA　 解析　(1)根據(jù)元素周期表的結(jié)構知：第1周期有2種元素，第2、3周期各有8種元素，分列于第1、2、13～18列，第4、5、6、7周期為長周期，包括1～18列。由此可畫出周期表的邊界。 (2)畫出周期表的邊界，對照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。 (3)第3周期ⅥA族元素為硫，原子序數(shù)為16，相對原子質(zhì)量為32。 14.A、B、C為短周期元素，在周期表中所處的位置如右圖所示。A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)子數(shù)。B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。 (1)寫出A、B、C三種元素的名稱____________________、______________、______________。 (2)B位于元素周期表中第________周期________族。 (3)C的原子結(jié)構示意圖為________。 考點　元素周期表在元素推斷中的應用 題點　根據(jù)元素在周期表中的位置推斷 答案　(1)氮　硫　氟 (2)3?、鯝 (3) 15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它們的原子序數(shù)依次遞增，X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，而Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，Y和Z可以形成兩種以上氣態(tài)化合物。則 (1)X是________(填名稱，下同)，Y是______________________________________________，Z是________。 (2)由Y和Z組成，且Y和Z質(zhì)量比為7∶20的化合物的化學式是__________________。 (3)由X、Y、Z中的兩種元素組成，且與X2Z分子具有相同電子數(shù)的兩種離子是__________和__________。 (4)X、Y、Z可以形成一種鹽，此鹽中X、Y、Z元素的原子個數(shù)比為4∶2∶3，該鹽的化學式是________________。 考點　元素推斷 題點　元素綜合推斷 答案　(1)氫　氮　氧　(2)N2O5　(3)NH　OH－(或其他合理答案)　(4)NH4NO3 解析　X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，說明X為氫元素。Z原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，說明Z為氧元素。能與氧元素形成兩種以上氣態(tài)化合物的是氮元素。