高中化學高考一輪復習人教版元素周期表和周期律（學生版）

高中化學高考一輪復習人教版（2019）必修第一冊元素周期表和周期律【問題查找】1、最近媒體報道了一些化學物質，如：爆炸力極強的N5、比黃金還貴的18O2、太空中的甲醇氣團等。下列說法中正確的是()A．18O16O是由極性鍵形成的極性分子B．甲醇(CH3OH)屬于離子化合物C．N5和N2是氮元素的兩種同位素D．由N5變成N2是化學變化2、a、b、c、d為原子序數依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數與b原子次外層的電子數相同；c所在周期數與族數相同；d與a同族。下列敘述正確的是()A．原子半徑：d>c>b>a B．4種元素中b的金屬性最強C．c的氧化物的水化物是強堿 D．d單質的氧化性比a單質的氧化性強3、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W的簡單氫化物可用作制冷劑，Y的原子半徑是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后，加入稀鹽酸，有黃色沉淀析出，同時有刺激性氣體產生。下列說法不正確的是()A．X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W強B．Y的簡單離子與X的具有相同的電子層結構C．Y與Z形成化合物的水溶液可使藍色石蕊試紙變紅D．Z與X屬于同一主族，與Y屬于同一周期4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物，n是元素Z的單質，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L–1r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是（）A．原子半徑的大小W<X<YB．元素的非金屬性Z>X>YC．Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)D．X的最高價氧化物的水化物為強酸[5、W、X、Y、Z均為短周期主族元素，原子序數依次增加，且原子核外L電子層的電子數分別為0、5、8、8，它們的最外層電子數之和為18。下列說法正確的是（）A．單質的沸點：W>XB．陰離子的還原性：W>ZC．氧化物的水化物的酸性：Y<ZD．X與Y不能存在于同一離子化合物中【要點精講】【學習目標】1、掌握原子結構、同位素概念的理解2、元素的原子結構、在周期表中位置、基本性質三者間的關系3、了解化學鍵的定義，離子鍵、共價鍵的形成【目標分解】1、掌握原子結構、同位素等概念1.1掌握原子外層電子排布、原子半徑、主要化合價的周期性變化1.2掌握同位素的定義1.3掌握原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系2、元素的原子結構、在周期表中位置、基本性質三者間的關系2.1熟悉元素周期表的結構(周期、族)，知道金屬、非金屬在周期表中的位置2.2以第三周期元素為例，掌握同周期元素性質遞變規(guī)律與原子結構的關系2.3以IA、VIIA元素為例，掌握同主族元素性質的遞變規(guī)律與原子結構的關系2.4掌握常考元素（如C、N、O、Na、Mg、Al、Si、S、Cl等）的化學性質2.5掌握金屬最高價氧化物、非金屬最高價氧化物對應的水化物酸堿性比較2.6掌握非金屬的氫化物的穩(wěn)定性和沸點高低比較3、了解化學鍵的定義，離子鍵、共價鍵的形成3.1熟悉化學鍵的定義3.2掌握離子鍵和共價鍵的性質3.3掌握離子化合物、共價化合物的區(qū)分精講一、原子結構與同位素一、原子結構與同位素1．構成原子或離子的微粒間的數量關系(1)質子數(Z)＋中子數(N)＝質量數(A)＝原子的近似相對原子質量(2)原子的核外電子數＝核內質子數＝核電荷數(3)陽離子核外電子數＝核內質子數－陽離子所帶電荷數(4)陰離子核外電子數＝核內質子數＋陰離子所帶電荷數2．元素、同位素、核素之間的聯(lián)系和區(qū)別精講二、元素的原子結構、在周期表中位置、基本性質一、元素周期律及其實質1．定義：元素的性質隨著元素原子序數的遞增而呈周期性變化的規(guī)律叫做元素周期律。2．實質：是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結果。核外電子排布的周期性變化，決定了元素原子半徑、最外層電子數出現周期性變化，進而影響元素的性質出現周期性變化。3．以第3周期或第VIIA族為例，隨著原子序數的遞增元素性質同周期元素（左→右）同主族元素（上→下）(1)．最外層電子數逐漸增多（1e—→8e—）相同(2)．原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w最大）逐漸增大(3)．主要化合價最高正價：+1→+7；最低負價4→1；最低負價＝主族序數－8最高正價相同；最低負價相同（除F、O外）最高正價＝主族序數(4)．第一電離能呈增大的趨勢呈減小趨勢(5)．電負性電負性逐漸增大電負性逐漸減小(6)．得失電子能力失能減；得能增。失能增；得能減。(7)．元素的金屬性和非金屬性金屬性逐漸減弱；非金屬性逐漸增強。金屬性逐漸增強；非金屬性逐漸減弱。(8)．最高價氧化物對應水化物的酸堿性堿性逐漸減弱；酸性逐漸增強。堿性逐漸增強；酸性逐漸減弱。(9)．非金屬氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強逐漸減弱注意：元素各項性質的周期性變化不是簡單的重復，而是在新的發(fā)展的基礎上重復。隨著原子序數的增大，元素間性質的差異也在逐漸增大，并且由量變引起質變。二、元素周期表及其結構1．元素周期表：電子層數相同的元素按原子序數遞增的順序從左到右排成橫行；最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排成縱行，得到的表叫元素周期表。元素周期表是元素周期律的具體表現形式，它反映了元素之間相互聯(lián)系的規(guī)律。2．元素周期表的結構(1)周期：具有相同的電子層數的元素按原子序數遞增的順序排列成的橫行叫周期。長式周期表有7個周期：1、2、3周期為短周期；4、5、6周期為長周期；7為不完全周期。目前1～7周期元素數目分別為2、8、8、18、18、32、26。周期序數=電子層數。(2)族：最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序排成的縱行叫族（除8、9、10列）。長式元素周期表有18縱行，分為16個族。主族：由短周期元素和長周期元素共同構成的族。用族序數后加字母A表示。7個。副族：完全由長周期元素構成的族。用族序數（羅馬數字）后加字母B表示。7個。第Ⅷ族：第8、9、10縱行。0族：第18列稀有氣體元素。(3)鑭系元素：周期表中[行6，列3]的位置，共15種元素。(4)錒系元素：周期表中[行7，列3]的位置，共15種元素。均為放射性元素(5)過渡元素：第Ⅷ族加全部副族共六十多種元素的通稱，因都是金屬，又叫過渡金屬。三、原子結構、元素的性質、元素在周期表中的位置間的相互關系元素在周期表中位置與元素性質的關系(1)分區(qū)線附近元素，既表現出一定的金屬性，又表現出一定的非金屬性。(2)對角線規(guī)則：在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的性質有些相似，其相似性甚至超過了同主族元素，被稱為“對角線規(guī)則”。實例：①鋰與鎂的相似性超過了它和鈉的相似性，如：LiOH為中強堿而不是強堿，Li2CO3難溶于水等等。②Be、Al的單質、氧化物、氫氧化物均表現出明顯的“兩性”；Be和Al單質在常溫下均能被濃H2S04鈍化；A1C13和BeCl2均為共價化合物等。③晶體硼與晶體硅一樣，屬于堅硬難熔的原子晶體。2．原子結構與元素性質的關系(1)與原子半徑的關系：原子半徑越大，元素原子失電子的能力越強，還原性越強，氧化性越弱；反之，原子半徑越小，元素原子得電子的能力越強，氧化性越強，還原性越弱。(2)與最外層電子數的關系：最外層電子數越多，元素原子得電子能力越強，氧化性越強；反之，最外層電子數越少，元素原子失電子能力越強，還原性越強。(3)分析某種元素的性質，要把以上兩種因素要綜合起來考慮。即：元素原子半徑越小，最外層電子數越多，則元素原子得電子能力越強，氧化性越強，因此，氧化性最強的元素是氟F；元素原子半徑越大，最外層電子數越少，則元素原子失電子能力越強，還原性越強，因此，還原性最強的元素是銫Cs（排除放射性元素）。(4)最外層電子數≥4，一般為非金屬元素，易得電子，難失電子；最外層電子數≤3，一般為金屬元素，易失電子，難得電子；最外層電子數=8（只有二個電子層時=2），一般不易得失電子，性質不活潑。如He、Ne、Ar等稀有氣體。3．原子結構與元素在周期表中位置的關系(1)電子層數等周期序數；(2)主族元素的族序數=最外層電子數；(3)根據元素原子序數判斷其在周期表中位置的方法記住每個周期的元素種類數目（2、8、8、18、18、32、32）；用元素的原子序數依次減去各周期的元素數目，得到元素所在的周期序數，最后的差值（注意：如果越過了鑭系或錒系，還要再減去14）就是該元素在周期表中的縱行序數（從左向右數）。記住每個縱行的族序數知道該元素所在的族及族序數。4．元素周期表的用途(1)預測元素的性質：根據原子結構、元素性質及表中位置的關系預測元素的性質；①比較同主族元素的金屬性、非金屬性、最高價氧化物水化物的酸堿性、氫化物的穩(wěn)定性等。如：堿性：Ra(OH)2>Ba(OH)2；氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：CH4>SiH4。②比較同周期元素及其化合物的性質。如：酸性：HClO4>H2SO4；穩(wěn)定性：HCl>H2S。③比較不同周期、不同主族元素性質時，要找出參照物。例如：比較氫氧化鎂和氫氧化鉀的堿性，可以把氫氧化鈉作為參照物得出氫氧化鉀的堿性強于氫氧化鎂。④推斷一些未學過的元素的某些性質。如：根據ⅡA族的Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可以推知Be(OH)2更難溶。(2)啟發(fā)人們在一定范圍內尋找某些物質①半導體元素在分區(qū)線附近，如：Si、Ge、Ga等。②農藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料、主要在過渡元素中找。如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。例題1、短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數之和為21。下列關系正確的是()WXYZA．氫化物沸點：W<Z B．氧化物對應水化物的酸性：Y>WC．化合物熔點：Y2X3<YZ3 D．簡單離子的半徑：Y<X四、元素的金屬性或非金屬性強弱的判斷1．元素金屬性強弱比較方法①與水（或非氧化性酸）反應置換氫的難易。越易，金屬性越強。②最高價氧化物的水化物堿性強弱。越強，金屬性越強。③互相置換反應(金屬活動性順序表)。金屬性較強的金屬可以把金屬性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來。注意，較活潑的金屬不能活潑到和鹽溶液中的水反應。④單質的還原性或離子的氧化性（電解中在陰極上得電子的先后）。一般地來說，陽離子氧化性越弱，電解中在陰極上越難得電子，對應金屬元素的金屬性越強。⑤原電池反應中正負極。負極金屬的金屬性強于正極金屬。⑥一般來說，元素第一電離能越小，電負性越小，則其金屬性越強。⑦金屬活動性順序：K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au2．元素非金屬性強弱比較方法①與H2化合的難易及氫化物的穩(wěn)定性。越易化合、氫化物越穩(wěn)定，則非金屬性越強。②最高價氧化物的水化物酸性強弱。酸性越強，則非金屬性越強。③單質的氧化性或離子的還原性。陰離子還原性越弱，則非金屬性越強。④互相置換反應。非金屬性強的元素可以把非金屬性弱的元素從其鹽中置換出來。五、微粒（原子及離子）半徑大小比較規(guī)律(1)影響原子（或離子）半徑大小的因素①電子層數越多，半徑越大；②．電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小。(2)具體規(guī)律①同主族元素的原子半徑（或離子半徑）隨核電荷數的增大而增大。如：F<Cl<Br<I；Li<Na<K<Rb<Cs。②同周期元素的原子半徑隨核電荷數的增大而減小（稀有氣體除外）。如：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。③電子層結構相同的離子半徑隨核電荷數的增大而減小。如：F>Na+>Mg2+>Al3+。④同種元素的微粒半徑：陽離子<原子<陰離子。如Na+＜Na；Cl＜Cl。⑤同一元素不同價態(tài)的微粒半徑，價態(tài)越高離子半徑越小。如Fe>Fe2+>Fe3+。⑥稀有氣體元素的原子半徑大于同周期元素原子半徑（測量方法不同）。六、位構性的關系1．從元素周期表歸納電子排布規(guī)律(1)最外層電子數等于或大于3(小于8)的一定是主族元素．(2)最外層有1個或2個電子，則可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族元素或0族元素氦．(3)最外層電子數比次外層電子數多的元素一定位于第二周期．(4)某元素陰離子最外層電子數與次外層相同，該元素位于第三周期．(5)電子層結構相同的離子，若電性相同，則位于同周期，若電性不同，則陽離子位于陰離子的下一周期．2．從元素周期表歸納元素化合價的規(guī)律(1)主族元素的最高正價數等于主族序數，等于主族元素原子的最外層電子數，其中氟無正價．非金屬元素除氫外，均不能形成簡單陽離子，金屬元素不能形成簡單陰離子．(2)主族元素的最高正價數與最低負價數的絕對值之和為8，絕對值之差為0、2、4、6的主族依次為ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族．(3)非金屬元素的正價一般相差2，如氯元素正化合價有＋7、＋5、＋3、＋1等，某些金屬也符合此規(guī)律，如錫元素正化合價有＋4、＋2價．(4)短周期元素正價變化隨原子序數遞增，同周期有一個＋1到＋7價的變化(ⅠA～ⅦA族)；長周期有兩個＋1到＋7價的變化(ⅠA～ⅦB族，ⅠB～ⅦA族)．例題2、短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數依次增大，其中只有Y、Z處于同一周期且相鄰，Z是地殼中含量最多的元素，W是短周期中金屬性最強的元素。下列說法正確的是()A．原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．W的最高價氧化物的水化物是一種弱堿C．Y的單質的氧化性比Z的強D．X、Y、Z三種元素可以組成共價化合物和離子化合物3．物質中化學鍵的存在規(guī)律(1)離子化合物中一定有離子鍵，可能還有共價鍵。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。(2)共價化合物中只有共價鍵，一定沒有離子鍵，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。(3)在非金屬單質中只可能有共價鍵，如Cl2、O2、金剛石等。(4)構成稀有氣體的單質分子，分子中不存在化學鍵。(5)完全由非金屬元素也可以形成離子鍵，如NH4Cl等。4．化學鍵與物質類別關系(1)只含非極性共價鍵的物質：非金屬元素構成的單質，稀有氣體除外，如I2、N2、P4、金剛石、晶體硅等。(2)只含有極性共價鍵的物質：一般是不同非金屬元素構成的共價化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。(3)既有極性鍵又有非極性鍵的物質，如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。(4)只含有離子鍵的物質：活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。(5)既有離子鍵又有非極性鍵的物質，如Na2O2、CaC2等。(6)由強極性鍵構成但又不是強電解質的物質：如HF等。(7)只含有共價鍵，而無范德華力的化合物：如原子晶體SiO2、SiC等。(8)無化學鍵的物質為稀有氣體，如Ar等。5．用電子式表示化合物的形成過程(1)離子化合物①AB型如：NaCl：②AB2型如：MgCl2：______________________________________________③A2B型如：Na2S：______________________________________________(2)共價化合物如：H2O：______________________________________________【查漏補缺】1．aXn－和bYm＋為兩主族元素的離子，它們的電子層結構相同，下列判斷錯誤的是()A．原子半徑X<YB．a＋n＝b－mC．Y的最高價氧化物的化學式為YOmD．X的氫化物的化學式為HnX2．“玉兔”號月球車用eq\o\al(238,94)Pu作為熱源材料。下列關于eq\o\al(238,94)Pu的說法正確的是()A.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U互為同位素B.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu互為同素異形體C.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化學性質D.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外層電子數3．下列敘述正確的是()A．元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素B．短周期第ⅣA族與ⅦA族元素的原子間構成的分子，均滿足原子最外層8電子結構C．C、N、O、H四種元素形成的化合物一定既有離子鍵又有共價鍵D．第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強4．短周期金屬元素甲～戊在元素周期表中的相對位置如表所示，則下列判斷正確的是()A.原子半徑：丙<丁<戊B．金屬性：甲>丙C．氫氧化物堿性：丙>丁>戊D．最外層電子數：甲>乙5．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對位置如圖所示。下列說法不正確的是()A．離子半徑的大小順序：r(W2－)>r(Q－)>r(Y2－)>r(Z3＋)B．最高價氧化物對應水化物的酸性：W比Q的強C．元素X的氫化物與Q的氫化物化合的產物中既含共價鍵又含離子鍵D．X、Z、W、Q四種元素的最高價氧化物對應的水化物均能與強堿反應6．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：元素代號XYZW原子半徑/pm1601437066主要化合價＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列敘述正確的是()A．X、Y元素的金屬性X<YB．一定條件下，Z單質與W的常見單質直接生成ZW2C．Y的最高價氧化物對應的水化物能溶于稀氨水D．一定條件下，W單質可以將Z單質從其氫化物中置換出來7．短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數關系如圖所示。R原子最外層電子數是電子層數的2倍，Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物，Z與T形成的化合物Z2T能破壞水的電離平衡。下列推斷正確的是()A．原子半徑和離子半徑均滿足：Y<ZB．氫化物的沸點不一定是：Y>RC．最高價氧化物對應水化物的酸性：T<RD．由X、R、Y、Z四種元素組成的化合物水溶液一定顯堿性【梳理優(yōu)化】【查漏補缺】1、下列分子中，其中子總數為24的是()A.18O3B.2H217O2C.14N16O2D.14C16O22、下列有關性質的比較，不能用元素周期律解釋的是()A．密度：Na＞K B．穩(wěn)定性：HCl＞HBrC．還原性：I－＞Br－ D．堿性：KOH＞NaOH3、X、Y、Z、W均為短周期元素，它們在周期表中的位置如圖所示。已知Y原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍，下列說法中正確的是()A．原子的半徑：W>Z>Y＞XB．最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>W>XC．氫化物穩(wěn)定性：X>Y>ZD．四種元素的單質中，Z單質熔、沸點最高【舉一反三】1、現有下列幾組粒子：①N2、CO、C2H2；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－；④POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)。對上述述四組粒子歸類正確的是()A．質子數相等、電子數和原子數不相等：①B．質子數和電子數相等、原子數不相等：②C．電子數相等、質子數和原子數不相等：③D．原子數和電子數相等、質子數不相等：④2、下列事實不能用元素周期律解釋的是()A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HBr＞HIB．0.1mol·L－1溶液的pH：NaOH＞LiOHC．向Na2SO3溶液中加鹽酸，有氣泡產生D．Mg、Al與同濃度鹽酸反應，Mg更劇烈3、【變式探究】短周期元素R、W、X、Y、Z的原子序數依次增大，R原子的最外層電子數是其內層電子數的2倍，X元素的焰色反應呈黃色，W元素和Z元素同主族，且Z元素的核電荷數是W的2倍，Y是地殼中除氧外含量最多的非金屬元素。下列說法不正確的是()A．W與X形成的兩種化合物中陰、陽離子的個數比均為1∶2B．Y、R、Z最高價氧化物對應水化物的酸性強弱順序：Z>R>YC．W的簡單氫化物穩(wěn)定性比Z的簡單氫化物穩(wěn)定性低D．Y與W形成的化合物YW2的熔點高、硬度大【總結優(yōu)化】半徑比較同一周期（稀有氣體除外），從左到右，隨著原子序數的遞增，元素原子的半徑遞減；同一族中，從上到下，隨著原子序數的遞增，元素原子半徑遞增。(注）：陰陽離子的半徑大小辨別規(guī)律，由于陰離子是電子最外層得到了電子，而陽離子是失去了電子，所以總的說來(同種元素)：陽離子半徑<原子半徑陰離子半徑>原子半徑陰離子半徑>陽離子半徑(4)或者一句話總結，對于具有相同核外電子排布的離子，原子序數越大，其離子半徑越小。（不適合用于稀有氣體）【強化鞏固】1．短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，X原子的最外層電子數是其內層電子總數的3倍，Y原子的最外層只有2個電子，Z單質可制成半導體材料，W與X屬于同一主族。下列敘述正確的是()A．原子半徑由小到大的順序為Y<Z<X<WB．X的簡單氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強C．化合物YX、ZX2、WX3中化學鍵的類型相同D．W的最高價氧化物對應水化物的酸性比Z的弱2．X、Y、Z、W、R是短周期元素，原子序數依次增大。X原子核外各層電子數之比為1∶2，Y原子和Z原子的核外電子數之和為20，W和R是同周期相鄰元素，Y的氧化物和R的氧化物均能形成酸雨。請回答下列問題：(1)元素X的最高價氧化物的電子式為______________；元素Z的離子結構示意圖為________。(2)單質銅和元素Y的最高價氧化物對應水化物的稀溶液發(fā)生反應的化學方程式為____________________________________________________________________。(3)元素W位于周期表的第________族，其非金屬性比R弱，用原子結構的知識解釋原因：___________________________________________________________________。(4)R的一種氧化物能使品紅溶液褪色，工業(yè)上用Y的氣態(tài)氫化物的水溶液作該氧化物的吸收劑，寫出吸收劑與足量該氧化物反應的離子方程式：_______________________。(5)Y和Z組成的化合物ZY，被大量用于制造電子元件。工業(yè)上用Z的氧化物、X單質和Y單質在高溫下制備ZY，其