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第2课时　元素周期表
素养目标
1.能描述元素周期表的编排原则及其结构
2.能根据原子序数确定元素在周期表中的位置
3.体会元素周期表在学习元素化合物知识与科学研究中的重要作用
元素周期表的发展
1789年，拉瓦锡在《化学概要》中提出第一个元素分类表，此后人们对元素体系的研究不断深入。
1829年，德国化学家德贝赖纳提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。
1867年，俄国化学家门捷列夫在研究中开始触及到元素进行分类。
1905年，瑞士化学家维尔纳制成了现代形式的元素周期表。
1913年，英国物理学家莫塞莱发现并证明了周期表元素的原子序数等于原子的核电荷数。
一、元素周期表
1.元素周期表的发展历程
①1867年，担任教授的他为了系统地讲好无机化学课程，正着手著述一本普通化学教科书《化学原理》。
②在著书过程中，他遇到了一个难题，就是该如何用一种合乎逻辑的方式来组织当时已知的63种元素。
③他准备了许多类似扑克牌一样的卡片，将63种化学元素的名称及其原子量、氧化物、物理性质、化学性质等分别写在卡片上。
门捷列夫将得出的结果制成一张表,
这就是人类历史上
第一张化学元素周期表。
七主七副七周期 0族VIII族镧锕系
2.原子序数
(1)含义:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。
(2)原子序数与原子结构的关系
3.编排原则
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
周期数=电子层数
主族元素的族序数=最外层电子数
4.元素周期表的结构
(1)周期(横行)
①个数:元素周期表中有 7 个周期。
②特点:每一周期中元素的电子层数相同。
③分类(3短4长)
短周期:包括一、二、三周期(3短)。
长周期:包括四、五、六、七周期(4长)。
(2)族(纵列)
①个数:元素周期表中有18个纵列,但只有16个族。
②特点:元素周期表中主族元素的族序数等于其原子的最外层电子数。
③分类
④常见族的特别名称
第ⅠA族(除H外):碱金属元素;
第ⅦA族:卤族元素;
0族:稀有气体元素。
元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵行,共68种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。
过渡元素
元素周期表小结
元素周期表
编排
横行：周期
纵族：列
按照核电荷数（质子数）由小到大排列
短周期：1、2、3
长周期：4、5、6、7
主族：IA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、VIIA
副族：IB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、VIIB、VIII
0族：稀有气体
七个周期
16个族
(1)形成化合物的种类最多的元素是哪一族
提示 第ⅣA族。第ⅣA族中的碳元素形成的化合物的种类最多。
(2)元素种类最多的族是第Ⅷ族吗
提示 不是,是第ⅢB族,共32种元素。
(3)最外层电子数是2的元素一定在第ⅡA族吗
提示:不一定。 第ⅡA族的元素最外层一定有2个电子,但最外层有2个电子的元素不一定位于第ⅡA族。如He、Fe。Fe属于过渡元素。
(4)主族元素是由长周期和短周期元素共同构成的,所以由长周期和短周期元素共同构成的族一定是主族,对吗
提示 不对,由长周期和短周期元素共同构成的族是主族和0族。
(5)短周期元素中族序数与周期序数相同的元素有哪些
提示:三种元素:若族序数(或周期序数)为1,则为氢;
若族序数(或周期序数)为2,则为铍;
若族序数(或周期序数)为3,则为铝。
【自我小测】判断正误:
(1)核外电子的能量不同,能量高的在离核近的区域运动。(　　)
(2)第ⅠA族元素全部是金属元素。(　　)
(3)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。(　　)
(4)原子的最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素。(　　)
(5)原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。(　)
答案 (1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
下列电子层上的电子能量一定最低的是(　　)
A.K层 B.最外层 C.次外层 D.L层
A
下列是几种粒子的结构示意图,有关说法错误的是(　　)
A.①和②属于同种元素 B.②属于稀有气体元素
C.①和③属于同一主族 D.④属于金属元素
B
无机化学命名委员会在1989年作出决定,把长式元素周期表原先的主、副族及族号取消,由左到右改为18列。按此规定,下列说法中错误的是(　 )
A.第15列元素的最高价氧化物的化学式是R2O3
B.第1列和第17列元素单质熔、沸点变化趋势不相同
C.第11列中肯定没有非金属元素
D.在18列元素中,第3列的元素种类最多
A
解析 根据元素周期表的结构可知,第15列元素是第ⅤA族元素,最高正化合价是+5价,所以最高价氧化物的化学式为R2O5,A不正确。第1列除H外都是金属元素,自上而下单质熔、沸点逐渐降低,第17列元素都是非金属元素,自上而下单质熔、沸点逐渐升高,B正确。第11列是第ⅠB族元素,全部是金属元素,C正确。第3列包括镧系和锕系元素,所以元素种类最多。
下列说法正确的是(　　)
A.同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差一定等于上一周期所含元素种数
B.11号元素为非金属元素
C.在元素周期表中114号元素的上一周期同一族元素的原子序数是82
D.目前使用的元素周期表中,最长的周期含36种元素
C
解析 A项,若元素位于元素周期表的左边第ⅠA族、第ⅡA族,则同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差等于上一周期所含元素种数,若位于第ⅢA族到第ⅦA族,则同一主族相邻两个周期的元素的原子序数差等于下一周期所含元素种数,错误;B项,11号元素是钠,为金属元素,错误;C项,在元素周期表中114号元素位于第七周期,该周期排满应该是32种元素,所以它的上一周期同一族元素的原子序数是114-32=82,正确;D项,目前使用的元素周期表中,最长的周期含32种元素,错误。
【深化拓展】
1.由原子序数推导元素在周期表中位置的方法
(1)熟记稀有气体元素的原子序数
(2)比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相邻近的两种0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
2
10
18
36
54
86
118
第七周期第ⅣA族,为金属元素
2.由位置推导原子序数的方法
(1)同周期
周期 原子序数 ⅡA族 ⅢA族
二、三 n
四、五 n
六、七 n
n+1
n+11
n+25
(2)同族
若A、B为同主族元素,A所在周期有m种元素,B所在周期有n种元素,
A在B的上一周期,设A的原子序数为a。
①若A、B位于第ⅠA族或第ⅡA族,
则B的原子序数为
②若A、B位于第ⅢA~ⅦA族,
则B的原子序数为
(a+m)
(a+n)
假设x是第ⅡB族中某元素的原子序数,那么原子序数为x+1的元素在(　)
A.第ⅢB族 B.第ⅠB族
C.第ⅢA族 D.第ⅡA族
解析 元素周期表中第ⅡB族之后相邻的族为第ⅢA族,第ⅡB 族某元素原子序数为x,则原子序数为x+1的元素位于第ⅢA族,故选C。
C
元素周期表中特殊位置的元素
根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件,可推算原子序数,
判断元素在元素周期表中的位置等。
(1)族序数等于周期数的元素:H、Be、Al等。
(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倍的元素:Li、Ca等。
(5)周期数是族序数3倍的元素:Na、Ba。
(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。
利用“阴上阳下”推断原子序数的关系
具有相同电子层结构的离子,如X(n+1)+、Yn+、Z(n+1)-、Mn-的电子层结构相同,在周期表中位置关系为
则它们的原子序数关系为
… Z M
Y X …
X>Y>M>Z
(1)W的简单离子的结构示意图为　　　　　　,
Y元素在元素周期表中的位置是　　　　。
(2)写出实验室制W元素单质的离子方程式:　　　　　　　　　　。
X、Y、Z、W是元素周期表中的短周期元素,它们的相对位置如下表所示,其中X、Y均能形成10电子的氢化物,Z的原子序数是Y的2倍。
X Y
Z W
(1) 第二周期第ⅥA族
(2)MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
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的最高正化合价之和为8。下列说法错误的是(　　)
A.Z的最高正化合价是+5价
B.常温常压下,Y单质为固态
C.W气态氢化物水溶液显碱性
D.X的最高价氧化物的水化物是强碱
W
X Y Z
D
短周期元素A、B、C在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C是(　　)
A.Be、Na、Al
B.B、Mg、Si
C.O、P、Cl
D.C、Al、P
解析 短周期元素A、B、C,设A的原子序数为m,则B、C的原子序数分别为m+8-1和m+8+1,由题意知(m+8-1)+(m+8+1)=4m,则m=8,故选C。
C
A、B、C、D为短周期元素,在元素周期表中所处的位置如图所示,A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
(1)写出A元素的名称:　　　。
(2)B位于周期表中第　　　周期第　　　族。
(3)C的原子结构示意图为　　　。
(4)D的单质与水反应的化学方程式为　 。
(1)氮　(2)三　ⅥA　
(3) (4)Cl2+H2O = HCl+HClO
X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素,X和Y同周期,Y和Z同主族。三种元素原子的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,则X、Y、Z分别为(　　)
A.Mg、Al、S B.Li、Be、Mg
C.N、O、S D.P、S、O
C

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