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专题5 微观结构和物质的多样性
第一单元 元素周期律和元素周期表
元素周期表
化学　
1
1、能描述元素周期表的结构；知道同周期、同主族元素的性质递变规律；
2、了解主族元素在元素周期律中的位置、原子结构、元素性质三者之间的关系。
门捷列夫与元素周期表
1869年门捷列夫在继承和分析了前人工作的基础上，对大量实验事实进行了订正、分析和概括，成功地提出了元素周期律，并列出了第一张元素周期表，直观地反映了元素性质随着核电荷数的递增呈现周期性变化的规律。
1789年 拉瓦锡的元素表
1829年 德贝莱纳的三素组
1865年 纽兰兹的八音律
1869年 门捷列夫周期表(63种)
借助元素周期表他还预言了一些未知元素的性质，并都得到了证实。元素周期表逐渐成为化学家研究元素及其化合物不可缺少的工具。
在周期表中，行称为周期。请问：①在周期表中共有多少个周期？②每个周期各有多少种元素？③这些周期可分为哪几类？④找出碳、氧、硅、硫等元素所在的周期，分析这些元素原子的核外电子层数和元素所在的周期序数的关系。
IA 0
1 H He
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba 镧系 Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra 锕系
类 别 周期序数 起止元素 元素种数 电子层数
短周期 1 1H ~ 2He 2 1
2 3Li ~ 10Ne 8 2
3 11Na ~18 Ar 8 3
长周期 4 19K ~ 36Kr 18 4
5 37Rb ~ 54Xe 18 5
6 55Cs ~ 86Rn 32 6
7 87Fr~118Og 32 7
结论：周期序数 = 电子层数
周 期
共7个周期 （7行）
在周期表中，列称为族。请问：①在周期表中共有多少列？多少个族？②列的数量与族的数量相等吗？为什么？③根据族的符号分析这些族可分为哪几类？每一类中有几个族？④找出碳、氧、硅、硫等元素所在的族，分析这些元素原子的最外层电子数和元素所在的族序数的关系。
族 罗马数字 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
周期 阿拉伯数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
IA 0
1 H He
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
主族：
副族：
ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA（共7个主族）
第VIII 族：
稀有气体元素
零族：
ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB（共7个副族）
含8、9、10三列
共16个族（18列）
总结：主族序数 = 最外层电子数
族
1、推算原子序数为6、8、11的元素在周期表中的位置。
第2周期IVA族
解析：根据周期序数 = 电子层数、主族序数 = 最外层电子数，画出该元素原子结构示意图，即可推算出其在周期表中的位置。
2
8
1
+11
2
4
+6
2
6
+8
第2周期VIA族
第3周期IA族
2、写出下列元素的元素符号，画出结构示意图
（1）第3周期IIA族 （2）第2周期IA族 （3）第3周期VIIA族
解析：同理，根据周期序数 = 电子层数、主族序数 = 最外层电子数，即可推算出其原子结构，进而确定元素种类。
Mg
2
8
2
+12
2
1
+3
2
8
7
+17
Li
Cl
3、下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数)，其中正确的是( )
D
半径减小，金属性减弱，非金属性增强。
？
？
？
半径
金属性
非金属性
元素周期表直观地反映了元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的规律。如下图所示，哪你能说说同一主族元素性质的递变规律吗？
稀有气体除外！
从ⅠA族元素与水反应的现象来看，你认为ⅠA族元素金属性强弱变化有什么规律？
结论：ⅠA族元素从上至下，金属性逐渐增强。
实验内容 实验现象 实验结论
【实验1】向NaBr溶液、KI溶液分别滴加少量新制氯水，再滴加少量CCl4，振荡，静置。
【实验2】向KI溶液滴加少量溴水，再滴加少量CCl4，振荡，静置。
前者CCl4层呈橙红色
后者CCl4层呈紫红色
有溴单质生成
有碘单质生成
仔细观察实验现象，回答相关问题。
2、你认为ⅦA族元素非金属性强弱变化有什么规律？
1、请写出上述反应的化学方程式。
结论： ⅦA族元素从上至下，非金属性减弱。
CCl4层呈紫红色
有碘单质生成
半径减小，金属性减弱，非金属性增强。
增大
增强
减弱
半径
金属性
非金属性
同周期、同主族元素的递变规律
稀有气体除外！
结论：同主族元素性质具有递变性，也具有相似性！
IA 0
1 H He
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba 镧系 Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra 锕系
过渡金属（10列）
碱金属(除H)
碱土金属
卤素
稀有气体
Cs
F
非金属元素
金属元素
下图表明了元素周期表中元素金属性、非金属性的递变规律，请完成下面各题。
1、在图中适当位置写出金属性最强的元素和非金属性最强的元素的符号（放射性元素除外）。
2、指出图中虚线右上方、左下方区域的元素是金属元素还是非金属元素。
元素周期表中“位、构、性”三者的关系
元素周期表的应用
应用1：元素周期表是学习研究化学的重要工具，可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测未知元素的主要性质。
【例题1】我国报道的高温超导体中，铊是组成成分之一，已知铊和铝是同族元素，关于铊的判断错误的是（ ）
A．铊是银白色金属 B．氢氧化铊[Tl(OH)3]是两性氢氧化物
C．铊能与盐酸反应置换出氢气 D．铊能形成+3的化合物
【例题2】硒位于元素周期表中第4周期ⅥA族，下列对硒元素的有关叙述中，正确的是（ ）
A.硒化氢比硫化氢稳定
B.硒与氢气的反应比砷（位于第4周期VA族）与氢气的反应慢
C. H2SeO4的酸性比H3AsO4弱
D.硒的原子半径比硫的大
B
D
应用2：元素周期表可以有效地指导人们寻找新材料和稀有矿产。
应用3：借助元素周期表制备具有特定性质的新物质
(1)半导体材料：在金属和非金属分界线处寻找
(2)催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料：在过渡元素中寻找
1、下列叙述中正确的是(　　)
A．除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18个元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素
C
解析：
A、错误。F的最高化合价为0价，O的最高化合价不是＋6，与族序数不等；
B、错误。六、七周期所含元素数均不是18种；
C、正确；
D、错误。H不属于碱金属。
2、短周期元素X、Y的原子序数相差7，下列判断错误的是(　 )
A．X和Y可能处于同一周期 B．X和Y可能处于相邻周期
C．X和Y可能处于同一主族 D．X和Y可能处于相邻主族
解析：短周期同一主族上下相邻的元素，其原子序数之差为2、8，故C项错误。
C
3、居里夫人发现的镭是元素周期表中第七周期的ⅡA族元素，下列关于镭的性质的描 述中不正确的是(　　)
A．在化合物中呈＋2价 B．氢氧化物呈两性
C．单质与水反应，放出氢气 D．碳酸盐难溶于水
解析：在周期表中同族元素，从上到下其金属性依次增强，因此，可以确定其单质与水反应放出氢气；其氢氧化物呈现出比氢氧化钡更强的碱性，而不能呈两性。所以不正确的是B。
B
4、(2021年学测)短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y是短周期中金属性最强的元素，Z与X位于同一主族。下列叙述正确的是( )
A. 原子半径：r（Z）< r（Y）< r（X）
B. X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
C. X、Y、Z三种元素可形成化合物Y2ZX4
D. Y形成的最高价氧化物的水化物是弱碱
解析：
C
5、(2019年学测)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。Y是地壳中含量最高的元素，X、Y原子的最外层电子数之比为2:3，Z是短周期中金属性最强的元素，W原子与X原子的最外层电子数相同。下列说法中正确的是( )
A. Z位于元素周期表中第2周期IA族
B. X的非金属性比Y强
C. W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D. 原子半径：r（Y）< r（X）< r（W）< r（Z）
D
4、X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期元素，满足以下条件：
①元素周期表中Z与Y相邻，Z与W也相邻；
②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。
请填空：(1)Y、Z和W三种元素是否位于同一周期？(填“是”或“否”) ，理由是 ；
(2)Y是 ，Z是 ，W是 。
(3)X、Y、Z和W可组成一化合物，其原子个数之比为8:2:4:1，写出该化合物的化学式 。
解析：根据原子序数关系X设Z的原子最外层电子数为a，若为A型：Y、W原子最外层电子数分别为a、a＋1，有a＋a＋a＋1＝17，则a＝16/3，而最外层电子数必为整数，舍去。若为B型：Y、W原子最外层电子数分别为a－1、a，有a－1＋a＋a＝17，则a＝6，符合题意，所以Y为氮，Z为氧，W为硫。
5、X、Y、Z、M、N为短周期的五种主族元素，其中X、Z同主族，Y、Z同周期，M与X、Y既不同族，也不同周期。X原子最外层电子数是核外电子层数的三倍，Y的最高化合价与其最低化合价的代数和等于6。N是短周期主族元素中原子半径最大的非金属元素。
(1)请写出下列元素的元素符号：X___，Y ， Z ，M___ ，N 。
(2 ) X与Z相比，非金属性较强的元素是________，可以证明该结论的实验是(用方程式表示) 。
解析：根据题意推断X为氧元素，Z为S元素。X在第二周期，Y与Z同周期，Y在第三周期，则M只能为H元素，Y的最高化合价与最低化合价代数和为6，设最高化合价为a，则最低负化合价为a－8，a＋(a－8)＝6 a＝7，则Y为Cl元素，N为第三周期半径最大的非金属元素，则N为Si。

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