新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：5.2 元素周期表和元素周期律

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[考纲要求]
1．掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
考点一 元素周期表
1知识梳理
1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。原子序数＝________＝__________＝______。
2．编排原则
3．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期)
(2)族(18个纵行，16个族)
(3)元素周期表的分区
①分界线：如上图所示，沿着元素周期表中__________与____________的交界处画一条斜线，即为________和____________的分界线(氢元素除外)。
②分界线附近的元素，既能表现出一定的______，又能表现出一定的__________。
4．元素周期表中的特殊位置
(1)过渡元素：元素周期表中部从____族到____族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
(2)镧系：元素周期表第____周期中，57号元素镧到71号元素镥共____种元素。
(3)锕系：元素周期表第____周期中，89号元素锕到103号元素铹共____种元素。
(4)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。
[思考]
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序数分别为m、n，则m和n的关系为____________________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是____________________。
(3) 若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别有m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系为________________。
[判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)元素周期表中共有18个纵行，16个族( )
(2)同主族元素的最外层电子数一定相同( )
(3)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素( )
(4)ⅠA族全部是金属元素( )
(5)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( )
(6)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1( )
(7)某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第五周期ⅦA族( )
[提醒]
(1)在描述元素在Ⅷ族时，不要写成ⅧB。
(2)元素周期表中，族序数Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界线，第一次分界时主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界时副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。
(3)元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素，形成化合物种类最多的为ⅣA族。
2 对点速练
练点一 元素周期表的结构信息
1．铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。元素周期表中铟的数据如图，下列说法完全正确的是( )
A．铟元素的质量数是114.8
B．铟元素的相对原子质量是114
C．铟元素是一种副族元素
D．铟原子最外层有3个电子
2．结合如图所示元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期第________族。
(2)f元素位于第________周期第________族，请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：______________。
练点二 元素周期表局部判断
3.
A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为( )
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
4.
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
C．5x＋14 D．5x＋16
5．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是( )
A.Y与Z的原子序数之和可能为2a
B．Y的原子序数可能为a－17
C．Z的原子序数可能为a＋31
D．X、Y、Z一定为短周期元素
规律技巧
元素周期表结构中隐含的两个关系
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，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
(3)第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六周期为25。
2．同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
(1)ⅠA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。
(2)ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
(3)ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。
考点二 元素周期律
1 知识梳理
1.元素周期律
2．元素周期律的具体内容
3.元素周期律(表)的现实意义
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同主族、不同周期元素的性质
如金属性Mg>Al，Ca>Mg，则碱性Mg(OH)2>Al(OH)3，Ca(OH)2>Mg(OH)2。
②推测未知元素的某些性质
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
[判断] (正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强( )
(2)P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强( )
(3)O、S、P元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增( )
(4)同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱( )
(5)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7( )
(6)同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强( )
(7)在主族元素中，最高正化合价均等于主族序数( )
(8)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强( )
2 对点速练
eq \a\vs4\al(练点一 微粒半径大小的比较)
1．比较下列微粒半径大小(用“>”或“<”填空)：
(1)Na________Mg________Cl
(2)Li________Na________K
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋
(4)F－________Cl－________Br－
(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋
(6)Fe2＋________Fe3＋
2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D>C>B>A
B．原子半径：B>A>C>D
C．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋
D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－3．下列各组微粒中微粒半径由大到小的是( )
A．O、Cl、S、P
B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
D．Li、Na、K、Cs
方法总结
“三看”法快速判断简单粒子半径大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越小。
练点二 元素性质综合判断
4．根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)：
(1)金属性：K________Na________Mg，
非金属性：F________O________S。
(2)碱性：Mg(OH)2________Ca(OH)2________KOH。
(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。
(4)热稳定性：CH4________NH3________H2O。
(5)还原性：HBr________HCl，I－________S2－。
(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋。
5．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )
A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A＋C．最高价氧化物对应水化物的碱性AD．氢化物的稳定性D>E
6．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )
A．质子数：c>d
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X方法总结
金属性和非金属性强弱的判断方法
本讲真题研练
1．[2020·全国卷Ⅱ，13]一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是( )
A.该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B.Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C.Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D.X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
2．[2020·全国卷Ⅲ，13]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是( )
A．非金属性：W>X>Y>Z B．原子半径：Z>Y>X>W
C.元素X的含氧酸均为强酸 D．Y的氧化物水化物为强碱
3．[2019·全国卷Ⅰ，13]科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是( )
A.WZ的水溶液呈碱性
B.元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C.Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
4．[2019·全国卷Ⅱ，9]今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表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( )
A.原子半径：WB．常温常压下，Y单质为固态
C．气态氢化物热稳定性：ZD．X的最高价氧化物的水化物是强碱
5．[2019·全国卷Ⅲ，9]X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是( )
A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高
B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物
C．X与Z可形成离子化合物ZX
D．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
6．[2018·全国卷Ⅰ，12]主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
7．[2018·全国卷Ⅱ，10]W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y的周期数是族序数的3倍；Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是( )
A．X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物
B．Y与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构
D．W的氧化物对应的水化物均为强酸
第2讲 元素周期表和元素周期律
考点一
1知识梳理
1．核电荷数 核外电子数 质子数
2．原子序数 最外层电子数 电子层数
3．（1）2 8 8 18 18 32 32 2 10 18 36 54 86 118 （2）ⅠA ⅢA ⅤA ⅦA ⅢB ⅠB 8、9、10 18 （3）B、Si、As、Te、At Al、Ge、Sb、P 金属元素 非金属元素 金属性 非金属性
4．（1）ⅢB ⅡB （2）六 15 （3）七 15
思考 答案：（1）n＝m＋5 n＝m＋15 n＝m＋29 （2）x＋2 x＋8 x＋18 x＋32 （3）y＝x＋m或y＝x＋n
判断 答案：（1）√ （2）√ （3）× （4）× （5）× （6）√ （7）√
2对点速练
1．解析：该元素的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，和Al处于同一主族，故D正确。
答案：D
2．答案：（1）a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 三 0 四 ⅡB
（2）三 ⅥA eq \x(\a\al(16 S, 硫,32))
3．解析：设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，（x＋8－1）＋（x＋8＋1）＝4x，解得x＝8，所以A为O元素，B为P元素，C为Cl元素，故选C。
答案：C
4．解析：
答案：A
5．解析：X、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，所以D项错误；若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17，Y与Z的原子序数之和为2a，A、B正确；若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期的右边，则Z的原子序数为a＋31，C正确。
答案：D
考点二
1知识梳理
1．原子序数 核外电子排布
2．增大 增大 相同 增多 减小 增大 减小 减小 > 增大 ＋1 ＋7 －（8－主族序数） 主族序数 减弱 增强 增强 减弱 增强 减弱 减弱 增强 增强 减弱 减弱 增强 增强 减弱
判断 答案：（1）× （2）√ （3）× （4）× （5）× （6）× （7）× （8）×
2对点速练
1．答案：（1）> > （2）< < （3）> > （4）< < （5）> > > （6）>
2．解析：由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系： eq \f( C D,B A ) 。原子序数大小应为A>B>D>C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B正确；离子半径应为C3－>D－>B＋>A2＋，C错误；还原性为C3－>D－，D错误。
答案：B
3．解析：比较微粒半径有以下原则：①同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，A为P>S>Cl>O；②同主族元素原子半径从上到下逐渐增大；③核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，Mg2＋>Al3＋；④各层排布都饱和，一般电子层数越多，微粒半径越大。故只有C正确。
答案：C
4．答案：（1）> > > > （2）< < （3）> > （4）< < （5）> < （6）> >
5．答案：B
6．解析：因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为a>b>d>c，且Y、Z在上一周期，Y在Z的左边，Y的非金属性弱于Z；W、X在下一周期，X在W的左边，X的金属性强于W。质子数d>c，A项错误；非金属性：YZ－，B项正确；非金属性：Z>Y，故氢化物稳定性：HZ>H2Y，C项错误；同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：X>W，D项错误。
答案：B
本讲真题研练
1．解析：W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24，结合题给化合物的结构式可知，W为H、X为B、Y为N、Z为Na。A项，中H、B、N之间均为共价键，正确；B项，Na既可与水反应，也可与甲醇反应，正确；C项，Y（N）的最高价氧化物的水化物为HNO3，属于强酸，正确；D项，BF3中，1个B原子与3个F原子形成3个共价键，B外围只有6个电子，不满足8电子稳定结构，错误。
答案：D
2．解析：由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，可知XW3和WZ分别是NH3和HCl，即W是H元素，X是N元素，Z是Cl元素；再根据四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z，可知Y是Na元素。A项，Na（Y）是金属元素，其非金属性不可能大于Cl（Z），错误；B项，原子半径：Na（Y）＞Cl（Z），错误；C项，N（X）元素的含氧酸不全为强酸，如HNO2是弱酸，错误；D项，Na（Y）的氧化物的水化物为NaOH，是强碱，正确。
答案：D
3．解析：由W、X、Y、Z为同一短周期元素，结合新化合物的结构式可知，X为ⅣA族元素，Z为卤族元素，W为碱金属元素，再由Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知，Z为Cl、X为Si，进而推知W为Na、Y为P。A项，NaCl的水溶液呈中性，错误；B项，元素的非金属性：Si答案：C
4．解析：根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知，W与X的最高化合价之差为2，设X的最高化合价为a，则W的最高化合价为a＋2，结合题意知2a＋2＝8，解得a＝＋3，从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：W（N）答案：D
5．解析：由题意可推知，X、Y、Z分别为C、Mg、Si。A项，CO2是分子晶体，MgO是离子晶体，错误；B项，C的非金属性比Si强，则C的氢化物的热稳定性大于Si的氢化物，正确；C项，SiC是共价化合物，错误；D项，Si单质不能溶于浓硝酸，错误。
答案：B
6．解析：本题考查元素推断、元素化合物的结构与性质、化合价规律和特例。氢氟酸可腐蚀玻璃，根据题意可知W是F，与其同主族的Y是Cl；实验室中用CaF2与浓H2SO4反应制取HF，故Z是Ca；W、X、Z最外层电子数之和为10，则X是Na。钠单质常温常压下是固体，A错误；CaH2是由Ca2＋与H－构成的离子化合物，B正确；CaCl2溶液呈中性，C错误；F是非金属性最强的元素，没有正化合价，氯元素的最高化合价是＋7价，D错误。
答案：B
7．解析：O能与N形成NO、NO2、N2O5等化合物，O与Na能形成Na2O和Na2O2，O与Cl能形成ClO2、Cl2O7等化合物，A项正确；Na与N、Cl形成的化合物只含离子键，而Na与O形成的Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；N3－、O2－、Na＋均含10个电子，而Cl－含18个电子，C项错误；N元素的最高价氧化物对应的水化物HNO3为强酸，而该选项中没有指明是N元素的最高价氧化物对应的水化物，D项错误。
答案： A短周期
长周期
序号
一
二
三
四
五
六
七
元素种数
____
____
____
____
____
____
____
0族元素
原子序数
____
____
____
____
____
____
____
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
____
ⅡA
____
ⅣA
____
ⅥA
____
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
____
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
____
ⅡB
Ⅷ族
第__________，共3个纵行
0族
第____纵行
族
周期
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1
2
3
4
5
6
7
Y
X
Z
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐____
逐渐____
电子层数
____
逐渐____
原子半径
逐渐____
逐渐____
离子半径
阳离子逐渐____
阴离子逐渐____
r(阴离子)__r(阳离子)
逐渐____
性质
化合价
最高正化合价由____→____(O、F除外)
负化合价＝________________________________________________________________________
相同
最高正化合价＝______(O、F除外)
元素的金
属性和非
金属性
金属性逐渐____
非金属性逐渐____
金属性逐渐____
非金属性逐渐____
离子的氧化
性、还原性
阳离子氧化性逐渐____
阴离子还原性逐渐____
阳离子氧化性逐渐____
阴离子还原性逐渐____
气态氢化物
稳定性
逐渐____
逐渐____
最高价氧化物
对应的水化物
的酸碱性
碱性逐渐____
酸性逐渐____
碱性逐渐____
酸性逐渐____
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
＋1
＋3
＋2
＋6、－2
－2
三
表
元素周期表
金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”
金属活动性
顺序表
按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐减弱
非金属活动
性顺序表
按F、O、Cl、Br、I的顺序，非金属性逐渐减弱
三
反
应
置换反应
强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或酸反应
越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气反应
越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则非金属性越强
W
X
Y
Z