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研究与实践　认识元素周期表
【研究目的】
元素周期表自发现至今已有一百多年。随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。
【研究任务】
一、认识周期律发现前的元素分类
(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了“元素表”。
(2)1829年，德贝赖纳提出了“三素组”的概念。
(3)1864年，英国化学家欧德林用40多种元素排出了“元素表”。同年德国化学家迈尔按原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。
(4)1865年，英国化学家纽兰兹把60多种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。
二、元素周期律的发现与完善
1．元素周期表的发现
1867年俄国科学家门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。依据周期律排出了周期表，根据周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素。三种新元素后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫周期律的正确性，迅速被化学家所接受。在周期律的指导下，发现了稼、钪、锗、钋、镭、锕、镤、铼、锝、钫、砹等元素，同时还预言了稀有气体的存在。
2．形式多样的元素周期表
(1)显示各元素丰度的周期表(面积越大代表该元素在地球上的含量越高)
(2)放射式元素周期表
(3)塔式元素周期表
三、发展远景——稳定岛理论的出现
1967年，科学家们预言在闭合双壳层Z＝114和N＝184附近存在一个超重核素的“稳定岛”。理论上超重核素的半衰期最长可达1 015年。为了跨过不稳定核素的“海洋”真正登上“稳定岛”，科学家采用重离子作为入射粒子有效地引发合适的核反应。现在，104～118号元素皆已被成功合成出，并得到了IUPAC的承认和命名，七个周期的元素周期表已完整了。但是，确切地说，目前只是刚刚踏上超重元素“稳定岛”的边缘地带，还没有完全进入“稳定岛”。
【结果与讨论】
1．某同学设计如图所示元素周期表(空格中均有对应的元素填充)：
(1)白格中是什么元素？灰格中是什么元素？
(2)已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍，则X、Y、Z是什么元素？
(3)该元素周期表的编排原则是什么？
2．如图所示是一种扇形元素周期表的一部分：
请对照现行元素周期表回答：
(1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素的名称。
(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么？
【实践训练】
1．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X的性质的描述中正确的是(　　)
A．X单质易与水反应
B．X形成的氧化物易与水反应生成酸
C．X易形成氧化物XO
D．XH4的稳定性比SiH4的低
2．短周期元素A、B、C在周期表的位置如图所示，已知三种元素最外层电子数之和为17，则下列说法错误的是(　　)
A．A、B两种元素处在周期表的第15列
B．C元素所在主族所有元素都是非金属元素
C．B元素同主族的下一周期元素原子次外层含有18个电子
D．C元素所在主族的第五周期元素原子序数为54
3．如图为某学术期刊上刊登的八角形元素周期表，八角形的每个顶角对应一种元素，下列说法错误的是(　　)
A．图中虚线八角形所标元素属于现行元素周期表的第四周期
B．图中虚线箭头所经过的元素按箭头，原子的电子层数增多
C．图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在，不发生化学反应
D．此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
4．某同学在学习元素周期表后，绘制了一张“跑道式”元素周期表，结构如图所示：
下列有关叙述错误的是(　　)
A．元素a位于第四周期第ⅠA族
B．元素b只能形成一种单质分子
C．元素c、d、e、f、g的原子最外层电子数相同
D．位置h和i处均各含有15种元素
5 / 5研究与实践　认识元素周期表
【研究目的】
元素周期表自发现至今已有一百多年。随着人们对科学的认识不断深入，元素周期表也演变出多种形式。通过了解形式各异的元素周期表，加深对元素间的关系和其中所蕴含的科学方法的认识。
【研究任务】
一、认识周期律发现前的元素分类
(1)1789年，拉瓦锡在他的著作中首次发表了“元素表”。
(2)1829年，德贝赖纳提出了“三素组”的概念。
(3)1864年，英国化学家欧德林用40多种元素排出了“元素表”。同年德国化学家迈尔按原子量大小排出“六元素”表。该表对元素进行了分族，有了周期表的雏形。
(4)1865年，英国化学家纽兰兹把60多种元素按原子量递增顺序排表，发现每第八个元素性质与第一个元素性质相近，好似音乐中的八度音，他称之为“八音律”。“八音律”揭示了元素化学性质的重要特征，但未能揭示出事物内在的规律性。
二、元素周期律的发现与完善
1．元素周期表的发现
1867年俄国科学家门捷列夫对当时已发现的63种元素进行归纳、比较，结果发现：元素及其化合物的性质是原子量的周期函数的关系，这就是元素周期律。依据周期律排出了周期表，根据周期表，他修改了铍、铯原子量，预言了三种新元素。三种新元素后来陆续被发现，从而验证了门捷列夫周期律的正确性，迅速被化学家所接受。在周期律的指导下，发现了稼、钪、锗、钋、镭、锕、镤、铼、锝、钫、砹等元素，同时还预言了稀有气体的存在。
2．形式多样的元素周期表
(1)显示各元素丰度的周期表(面积越大代表该元素在地球上的含量越高)
(2)放射式元素周期表
(3)塔式元素周期表
三、发展远景——稳定岛理论的出现
1967年，科学家们预言在闭合双壳层Z＝114和N＝184附近存在一个超重核素的“稳定岛”。理论上超重核素的半衰期最长可达1 015年。为了跨过不稳定核素的“海洋”真正登上“稳定岛”，科学家采用重离子作为入射粒子有效地引发合适的核反应。现在，104～118号元素皆已被成功合成出，并得到了IUPAC的承认和命名，七个周期的元素周期表已完整了。但是，确切地说，目前只是刚刚踏上超重元素“稳定岛”的边缘地带，还没有完全进入“稳定岛”。
【结果与讨论】
1．某同学设计如图所示元素周期表(空格中均有对应的元素填充)：
(1)白格中是什么元素？灰格中是什么元素？
(2)已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍，则X、Y、Z是什么元素？
(3)该元素周期表的编排原则是什么？
提示：(1)白格中都是主族元素和0族元素，灰格中都是副族元素。
(2)Z为氧元素，X为氮元素，Y为磷元素。
(3)以H、He对称，题图左侧白色格的单元中各族的排列规则为；题图右侧白色格的单元中各族的排列规则为。白色格按逆时针方向旋转，灰色格按逆时针方向旋转，原子序数依次增大。
2．如图所示是一种扇形元素周期表的一部分：
请对照现行元素周期表回答：
(1)写出编号①、②、⑤、⑦、⑧对应元素的名称。
(2)该扇形元素周期表的编排原则是什么？
提示：(1)氢、钠、氧、硫、氯。
(2)与现行元素周期表类似，按扇形由内向外依次排列第一～七周期元素，一周期为一层；不再划分族，将结构、性质类似元素从左向右排列，共18列。
【实践训练】
1．门捷列夫在描述元素周期表时，许多元素尚未发现，但他为第四周期的三种元素留下了空位，并对它们的一些性质做了预测，X是其中的一种“类硅”元素，后来被德国化学家文克勒发现，并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律，下列有关X的性质的描述中正确的是(　　)
A．X单质易与水反应
B．X形成的氧化物易与水反应生成酸
C．X易形成氧化物XO
D．XH4的稳定性比SiH4的低
D　[Si不能与水反应，X是其中的一种“类硅”元素，所以X单质不易与水反应，A错误；SiO2不能溶于水，也不能与水发生反应产生相应的含氧酸，所以X形成的氧化物也不易与水反应生成酸，B错误；Si是第ⅣA族的元素，最高化合价为＋4价，因此X易形成氧化物XO2，C错误；同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，元素的非金属性越弱，其氢化物的稳定性就越弱，因此XH4的稳定性比SiH4的低，D正确。]
2．短周期元素A、B、C在周期表的位置如图所示，已知三种元素最外层电子数之和为17，则下列说法错误的是(　　)
A．A、B两种元素处在周期表的第15列
B．C元素所在主族所有元素都是非金属元素
C．B元素同主族的下一周期元素原子次外层含有18个电子
D．C元素所在主族的第五周期元素原子序数为54
D　[设A、B最外层电子数为x，C最外层电子数为x＋2，则2x＋x＋2＝17，解得：x＝5，所以A为N，B为P，C为Cl。N、P位于第ⅤA族，第ⅤA族元素处在周期表的第15列，A正确；Cl位于第ⅦA族，第ⅦA族元素都是非金属元素，B正确；与P同主族的下一周期的元素为As，As的原子序数为33，其原子次外层含有18个电子，C正确；Cl所在主族的第五周期元素为I，I的原子序数为53，D错误。]
3．如图为某学术期刊上刊登的八角形元素周期表，八角形的每个顶角对应一种元素，下列说法错误的是(　　)
A．图中虚线八角形所标元素属于现行元素周期表的第四周期
B．图中虚线箭头所经过的元素按箭头，原子的电子层数增多
C．图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在，不发生化学反应
D．此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
C　[由题图可知，虚线八角形所标元素由K到Kr，属于现行元素周期表的第四周期，A正确；虚线箭头所经过的元素是同主族元素，C到Sn，原子的电子层数增多，B正确；图中①代表的元素是Al，Al和氧气在常温下反应生成致密的氧化铝薄膜，发生了化学反应，C错误；由题图可知，八角形元素周期表中所表示的所有元素只有主族和0族，没有副族元素，D正确。]
4．某同学在学习元素周期表后，绘制了一张“跑道式”元素周期表，结构如图所示：
下列有关叙述错误的是(　　)
A．元素a位于第四周期第ⅠA族
B．元素b只能形成一种单质分子
C．元素c、d、e、f、g的原子最外层电子数相同
D．位置h和i处均各含有15种元素
B　[根据编排原则，可知元素a为K元素，在周期表中位于第四周期第ⅠA族，A正确；元素b为O元素，可形成O2、O3等单质分子，B错误；元素c、d、e、f、g分别为F、Cl、Br、I、At，为第ⅦA族元素，其原子最外层均有7个电子，C正确；位置h和i分别为镧系和锕系元素，两处均各含有15种元素，D正确。]
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