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第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
课程标准 素养目标
1.了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。 2.认识元素周期表是元素周期律的具体体现。 3.体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。 1.根据元素“位、构、性”三者之间的关系,利用元素周期律推测物质的性质,树立“结构决定性质、性质决定用途”的思维观念。(宏观辨识与微观探析) 2.能根据元素周期表与元素周期律的应用,认识到科学探究的重要性。(科学探究与创新意识)
备课教学指导
【教学建议】
　　1.金属性和非金属性的递变
　　在学生掌握同周期、同主族元素性质的递变规律的基础上,理解金属性与非金属性的含义,找出在元素周期表中的变化规律,并画出金属与非金属的分界线。
　　2.化合价与元素在周期表中的位置
　　根据所学主族元素化合价的变化规律,引导学生推理得出主族元素化合价与其在元素周期表中位置的关系。
　　3.元素周期表和元素周期律的应用
　　引导学生总结元素“位、构、性”三者之间的关系,会利用规律推测物质的性质。
【情境导引】
　　模式一:
　　铊是一种金属元素,符号Tl,白色,质柔软,其化合物有毒。英文名:Thallium,源自thallos,意为嫩芽——因为它在光谱中的亮黄谱线带有新绿色彩,1861年被发现。它的主要用途是制造硫酸铊——一种烈性的灭鼠药。铊是无味无臭的金属,其盐和淀粉、糖、甘油与水混合即能制造一种“款待”老鼠的灭鼠剂。在消灭鼠疫中颇有贡献。
　　【思考】
　　(1)铊和铝是同一主族,铊和铝的金属性谁强
　　(2)写出铊最高价氧化物对应水化物的化学式。
　　提示:铊的金属性强。铊最高价氧化物对应水化物的化学式为Tl(OH)3。
　　模式二:
　　农药六六六进入机体后主要蓄积于中枢神经和脂肪组织中,刺激大脑运动及小脑。
　　【思考】
　　(1)寻找制取农药的元素是金属元素还是非金属元素
　　(2)寻找制取农药的元素主要位于元素周期表的什么位置
　　提示:非金属元素。位于元素周期表的右上角(F、Cl、S、P、As等元素附近)。
课前自主学习
学习任务　元素周期律和元素周期表的应用
任务驱动:元素周期表揭示了化学元素之间的内在联系,使其构成了一个完整的体系,成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。
1.元素周期表中元素金属性和非金属性的递变
位于元素周期表中金属和非金属元素分界线两侧的元素(如Al、Si等)既能表现金属性,又能表现非金属性。
【微点拨】
周期表的左下方是金属性最强的元素(钫),右上方是非金属性最强的元素(氟)。碱性最强的物质理论上是FrOH,酸性最强的含氧酸是HClO4。
2.元素的化合价与元素在元素周期表中位置的关系
(1)含义。
①最高正价:原子所能失去或偏移的最外层电子数。
②最低负价:原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。
(2)化合价规律(仅对主族元素)。
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
最低负价 — — — -4 -3 -2 -1
关系 ①主族元素的最高正化合价=族序数=最外层电子数=价电子数(O、F除外) ②最高正价+|最低负价|=8(H、O、F除外)
3.元素周期表和元素周期律的应用
(1)元素的位置、结构、性质之间的关系
元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和性质。可根据元素在周期表中的位置推测元素的结构和性质,也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。其关系可表示为
(2)寻找新元素
(3)发现物质的新用途
【情境思考】
元素周期表在预测新元素、发现新物质方面起着巨大的作用。随着社会的发展,对新型农药的需求量越来越大。
若要寻找新型农药,可在周期表的哪个位置进行探索
提示:可在氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中的位置附近寻找。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)最外层电子数相同的元素性质一定相似。 (×)
提示:H、Na最外层都为1个电子,一个是非金属元素,一个是金属元素,性质差异很大。
(2)Al的金属性大于Mg。 (×)
提示:根据Mg、Al在元素周期表中的位置,Al的金属性小于Mg。
(3)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素。 (×)
提示:描述的元素若位于长周期,则可能是金属元素,如Ge(第四周期第ⅣA族)。
(4)在金属与非金属分界线附近寻找催化剂材料。 (×)
提示:在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料,催化剂材料应在过渡元素中寻找。
课堂合作探究
探究任务一　元素周期表和元素周期律的应用
【史料情境】
居里夫人(1867~1934),法国物理学家、化学家,在极其简陋、艰苦的条件下炼出了放射性物质——钋和镭。1903年她获得了诺贝尔物理学奖,1911年她又获得诺贝尔化学奖。她一生共获得10项奖金,16种奖章,107个荣誉头衔,特别是获得了两次诺贝尔奖。
【问题探究】
1.什么元素的金属性最强 什么元素的非金属性最强 它们分别处于元素周期表的什么位置
提示:铯(钫是放射性元素,不能稳定存在),第6周期ⅠA族;氟,第2周期ⅦA族。
2.氢元素的最高正价为+1价,最低负价是否应为-7价
提示:不是。氢元素的最低负价应为1-2=-1价。
3.钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素,根据它在周期表中的位置推断其性质。(写出两点即可)
提示:①在已知元素中具有最大的原子半径;②最高价氧化物对应的水化物是极强的碱。
4.同周期的两种主族元素X、Y,其最高价氧化物对应水化物的化学式分别为H3XO4、H2YO4。试比较X、Y非金属性的强弱和原子半径的大小。
提示:非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。X的最高正价为+5,Y的最高正价为+6,因二者属于同周期元素,故原子序数Y>X,非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。
【探究总结】
熟记元素周期表中金属性、非金属性的递变规律:
解答元素推断题时,可以按元素周期表的位置写出常考元素,标出金属性、非金属性的相对强弱,做题时可快速做出判断。如图:
【拓展延伸】主族元素性质的特殊性
碳 形成化合物种类最多的元素;单质是自然界硬度最大的物质的元素;气态氢化物中含氢质量分数最大的元素
氮 空气中含量最多的元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的元素
氧 地壳中含量最多的元素;气态氢化物的沸点最高的元素;氢化物在通常状况下呈液态的元素
铝 地壳中含量最多的金属元素;最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应
氟 最活泼的非金属元素;无正价的元素;无含氧酸的非金属元素;无氧酸可腐蚀玻璃的元素;气态氢化物最稳定的元素;阴离子的还原性最弱的元素
铯 与水反应最激烈的金属元素,最活泼的金属元素;最高价氧化物的水化物碱性最强的元素;阳离子氧化性最弱的元素
【典例示范】
【典例】根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是 (　　)
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.短周期金属性最强的元素是钠
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)元素的非金属性越强,氢化物越稳定。
(2)元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素的非金属性越强。
【解析】选C。元素的非金属性决定气态氢化物的稳定性,由于非金属性O>N>Si,所以气态氢化物的稳定性H2O>NH3>SiH4,A正确;依据金属性的递变规律可知,短周期金属性最强的元素是钠,B正确;如图示实验可证明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但元素的非金属性的强弱与元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱有关,HCl不是氯元素的最高价氧化物所对应的水化物,故不能根据酸性强弱来判断氯和碳的非金属性强弱,C不正确;根据元素周期表可知,D正确。
【延伸探究】(1)B项中氢元素与钠元素形成的化合物化学式为　　　,其中氢元素的化合价是　　　。
提示:NaH　-1。氢化钠中,钠元素为金属元素显+1价,氢元素显-1价。
(2)预测118号元素“”(ào)的化学性质。
提示:118号元素“”属于0族元素,原子最外层电子数为8个,化学性质稳定,很难与其他物质发生化学反应。
【探究训练】
1.(2025·聊城高一检测)下列关于元素周期律和元素周期表的说法正确的是 (　　)
A.P、S、Cl的得电子能力和简单氢化物的稳定性均逐渐增强
B.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C.同一周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1
D.Li、Na、K的原子半径和熔点均逐渐增大
【解析】选A。P、S、Cl为同周期相邻元素,从左向右排列,非金属性依次增强,则得电子能力和简单氢化物的稳定性均逐渐增强,A正确;元素周期表中,位于金属和非金属分界线附近的元素既具有金属性,也具有非金属性,通常具有两性,可用于生产半导体材料,B不正确;在第四周期及以后的各周期,同一周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子的核电荷数都不是相差1,中间间隔过渡元素,C不正确;Li、Na、K为同主族元素,从上到下排列,它们原子核外的电子层数依次增多,原子半径依次增大,但熔点逐渐降低,D不正确。
2.(双选)某学习小组设计了如图所示装置,以完成非金属性强弱比较的研究。下列各组实验中所选用试剂与实验目的相匹配的是 (　　)
实验 序号 试剂 实验目的:证明非金属性强弱
a b c
A 浓盐酸 二氧化锰 溴化钠溶液 Cl>Br
B 浓盐酸 高锰酸钾 碘化钾溶液 Cl>I
C 稀盐酸 石灰石 硅酸钠溶液 C>Si
D 稀硫酸 纯碱 硅酸钠溶液 S>C>Si
【解析】选B、D。浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要加热,图中没有加热,所以不能制取氯气,则不能实现【实验目的】,A不符合题意;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气和KI反应生成碘,氯气的氧化性大于碘,则非金属性:Cl>I,B符合题意;稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有HCl,HCl能和硅酸钠反应生成硅酸,干扰二氧化碳和硅酸钠溶液的反应,无法比较C、Si的非金属性强弱,C不符合题意;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,稀硫酸和纯碱反应生成二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸,说明酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,所以非金属性:S>C>Si,D符合题意。
探究任务二　 “位”“构”“性”之间的关系
【问题情境】
(Livermorium,Lv)是原子序数为116的化学元素的名称。
【问题探究】
1.在元素周期表中,第116号元素在周期表中的第几周期 第几族
提示:第7周期第ⅥA族。
2.预测116号元素最外层电子数是多少
提示:6。
3.预测116号元素是金属还是非金属 其对应的性质比同主族上周期的元素强还是弱
提示:金属;金属性比钋强。
【探究总结】
1.元素性质与原子结构的关系
同主族元素随着原子核外电子层数的增加,得到电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱;失去电子的能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
2.同主族元素及其典型物质性质的递变规律
物质类别 性质 递变规律(由上至下)
元素 元素金属性 逐渐增强
元素非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
水溶液的酸性 逐渐增强
最高价氧化物对应的 水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
【拓展延伸】
周期表中的“序、层”规律和“序、价”规律
(1)“序、层”规律
①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前右,阳后左”,阴离子在前一周期右侧,阳离子在后一周期左侧,阳离子的原子序数大。
②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子原子序数大。
(2)“序、价”规律
在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
【典例示范】
【典例】下列说法正确的是 (　　)
A.第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强
B.第ⅥA族元素的氢化物中,稳定性最好的是水
C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强
D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
【解析】选B。不同周期时无法比较,如金属性Na【延伸探究】(1)若C项改为“同周期非金属氢化物的水溶液的酸性从左到右依次增强”,对吗
提示:不对。同周期,从左到右,元素的非金属性逐渐增强,氢化物的稳定性逐渐增强,但不能据此比较其酸性。
(2)第三周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小,对吗
提示:对。第三周期元素的阳离子从左到右分别是钠离子、镁离子和铝离子,三种离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小。
【探究训练】
1.(双选)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示,其中R的单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸,T元素的一种核素的质量数为37,则下列判断不正确的是 (　　)
R
X T Z
Q
A.T元素中质量数为37的这种核素含有20个中子
B.R与Q的电子数相差26
C.气态氢化物的稳定性:RD.Q的单质通入T的钠盐溶液中能发生置换反应
【解析】选C、D。R的单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸,R是F元素;根据元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置图,可知X是S元素、T是Cl元素、Z是Ar元素、Q是Br元素。T是Cl元素,质量数为37的这种核素含有中子数37-17=20,A正确;R是F、Q是Br,电子数相差35-9=26,B正确;同主族元素从上到下非金属性减弱,气态氢化物的稳定性减弱,气态氢化物的稳定性:HBr2.A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D的氢化物在通常状况下呈液态,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题:
(1)C在元素周期表中的位置为　　　　　　,G的原子结构示意图是　　　　　　。
(2)D与E按原子个数比1∶1形成化合物甲,其化学式为　　　　　　　　,向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　。
(3)E、F、G形成的简单离子中,半径由大到小的顺序是　　　　　　(用离子符号表示)。
【解析】(1)由题给信息知A为H,B为C,D为O,E为Na,F为S,G为Cl,由B、D可知C为N。
(2)Na与O可形成Na2O、Na2O2,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=== 4NaOH +O2↑。(3)离子半径S2->Cl->Na+。
答案:(1)第二周期ⅤA族　
(2)Na2O2　2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)S2->Cl->Na+
课堂学业达标
1.X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.R最少有两种氧化物 B.M的氢化物常温常压下为气体
C.最高价含氧酸的酸性:Z【解析】选C。根据题图可推知,X为H,Y为C,Z为N,M为S,R为Na。Na的氧化物为Na2O、Na2O2,A正确;S的氢化物为H2S,常温常压下为气体,B正确;非金属性:N>C,故最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C错误;含碳化合物种类最多,D正确。
2.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如表所示,它们的最外层电子数之和为23。则下列判断正确的是 (　　)
X Y
Z W
A.简单气态氢化物稳定性:X>Y
B.四种元素中原子半径最大的是W
C.Y、Z、W最高正价分别与其主族序数相等
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z
【解析】选D。由短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置可知,X、Y位于第二周期,Z、W位于第三周期,设Y的最外层电子数为n,它们的最外层电子数之和为23,n-2+n+n+n+1=23,解得n=6,可知X为C、Y为O、Z为S、W为Cl,以此来解答。非金属性O大于C,则简单气态氢化物稳定性:XZ,故D正确。
3.(双选)X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大。X、Y原子的最外层电子数之比为2∶3,Z+与Y2-核外电子排布完全相同,常温下,W的一种单质为淡黄色固体。下列说法正确的是 (　　)
A.Y能分别与X、Z、W形成两种或两种以上的化合物
B.最高正化合价:Y>X>Z
C.简单气态氢化物的热稳定性:H2YD.Z与Y形成的化合物与水反应,溶液均呈碱性
【解析】选A、D。X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大。常温下,W的一种单质为淡黄色固体,W为S;Z+与Y2-核外电子排布完全相同,且均为短周期元素,应均为10个电子的离子,Z为Na,Y为O;X、Y原子的最外层电子数之比为2∶3,可知X的最外层电子数为4,X为C。Y分别与X、Z、W能形成CO、CO2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等,A正确;氧无最高正价,B错误;非金属性O>S,则简单气态氢化物的热稳定性:H2Y>H2W,C错误;Z与Y形成的化合物为Na2O、Na2O2,与水反应均生成NaOH,溶液均呈碱性,D正确。
课时巩固 请使用 课时素养检测 二十二二十一　元素性质的周期性变化规律
【基础达标】(25分钟　30分)
一、选择题(本题包括5小题,每小题3分,共15分)
1.原子结构决定元素的性质,下列说法中正确的是 (　　)
A.在第ⅥA族元素的氢化物(H2R)中,热稳定性最强的其沸点也一定最高
B.Na、Al、Cl的原子半径依次减小,Na+、Al3+、Cl-的离子半径也依次减小
C.第二周期元素的最高正化合价都等于其原子的最外层电子数
D.非金属元素的非金属性越强,其氧化物对应水化物的酸性也一定越强
【解析】选A。在第ⅥA族元素的氢化物(H2R)中,氧元素的非金属性最强,热稳定性最强的是H2O;由于水分子间存在氢键,所以其沸点也最高,A正确;Na+、Al3+只有2层电子,Cl-有3层电子,所以Cl-半径最大,B错误;氟原子最外层有7个电子,但是其没有正化合价,氧原子没有最高正价,C错误;非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,但若不是最高价,则不一定,D错误。
2.(2025·德州高一检测)应用元素周期律可预测不知道的一些元素及其化合物的性质,下列预测合理的是 (　　)
A.31号元素单质的性质与Al相似
B.Sr与Mg同主族,SrSO4易溶于水
C.Cl2能置换溶液中的Br-,F2也能置换溶液中的Cl-
D.周期表中位于斜对角线上的元素性质相似,LiOH为强碱
【解析】选A。31号元素为第四周期ⅢA族的元素,与Al为同主族元素,化学性质相似,A正确;Sr为第ⅡA族元素,硫酸钡(BaSO4)是难溶于水的白色固体,则硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体,B错误;氟气与水发生剧烈反应,生成HF和氧气,无法发生置换反应,C错误;Li与Mg在元素周期表中位于对角线位置,它们的性质相似,氢氧化锂(LiOH)的碱性较弱,不是强碱,D错误。
3.(2023·临沂高一检测)下列有关原子结构和元素周期律表述正确的是 (　　)
A.H2和D2互为同位素
B.对于主族元素,F的非金属性最强,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强
C.元素的性质呈周期性变化的根本原因是原子核外电子排布的周期性变化
D.同周期相邻主族元素的原子序数之差一定为1
【解析】选C。质子数相同、中子数不同的核素互为同位素,H和D互为同位素,H2和D2都属于氢分子,不互为同位素,A错误;F的非金属性最强,F没有正价,不存在最高价氧化物对应水化物,B错误;结构决定性质,原子核外电子排布的周期性变化决定了元素的性质呈周期性变化,C正确;同周期相邻主族元素的原子序数之差不一定为1,例如第四周期ⅡA的钙元素和ⅢA的镓元素原子序数之差为11,D错误。
4.(2025·泰安高一检测)下列排列顺序错误的是 (　　)
A.原子半径:O>S>Na
B.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.稳定性:HF>H2O>PH3
D.酸性:H3PO4【解析】选A。O与S位于同一主族,S在O的下方,S与Na位于同周期,S位于Na的右方,所以原子半径Na>S>O,A错误;金属性:Na>Mg>Al,故碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,B正确;非金属性:F>O>P,故稳定性:HF>H2O>PH3,C正确;非金属性:P5.下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是 (　　)
A.最高价氧化物对应的水化物的碱性:ZB.X、Z两种元素只形成一种化合物
C.Y、R两种元素气态氢化物的稳定性:YD.简单离子半径:X>Z>M
【解析】选D。同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,则前7种元素处于第二周期,后7种元素处于第三周期,结合原子序数可知,X为O元素,Y为F元素,Z为Na元素,M为Al元素,N为Si元素,R为Cl元素,据此分析解答。同周期主族元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性Na>Al,则最高价氧化物对应水化物的碱性:Z>M,故A错误;Na为活泼金属元素,O为活泼非金属元素,则O、Na两种元素可以组成的化合物为Na2O和Na2O2,故B错误;F、Cl两种元素属于同一主族元素,且F的非金属性大于Cl,则气态氢化物的稳定性:HF>HCl,故C错误;具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子的半径:O2->Na+>Al3+,故D正确。
二、非选择题(本题包括1小题,共15分)
6.下表为元素周期表中的一部分。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ⑥ ⑦
三 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩
四 ② ④ ⑨
用化学式或元素符号回答下列问题:
(1)①③⑤中,最高价氧化物对应的水化物,碱性最强的是　NaOH　。
【解析】(1)①、③、⑤最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3,故碱性最强的是NaOH。
(2)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是　K+>Ca2+>Mg2+　。
【解析】(2)②、③、④形成的简单阳离子分别为K+、Mg2+、Ca2+,其离子半径大小顺序为K+>Ca2+>Mg2+。
(3)①和⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式为　NaOH　和　HBrO4　。①和⑨两元素形成化合物的化学式为　NaBr　,该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为
　Cl2+2Br-===Br2+2Cl-　。
【解析】(3)①、⑨的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、HBrO4;①和⑨两元素形成化合物的化学式为NaBr,Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
(4)⑧⑨ 三种元素形成的气态氢化物中最稳定的是　HF　,三者非金属性的强弱顺序为
　F>Cl>Br　。
【解析】(4)⑧、⑨、 分别为Cl、Br、F,三者非金属性强弱顺序为F>Cl>Br,三种元素形成的气态氢化物中最稳定的是HF。
【能力提升】(15分钟　20分)
1.(5分)(双选)(2025·潍坊高一检测)短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法错误的是 (　　)
X Y
Z W Q
A.W、Y 对应的简单氢化物的稳定性前者高
B.阴离子的还原性:W2->Q-
C.原子半径:YD.Z 的最高价氧化物的水化物不能与氢氧化钠反应
【解析】选A、D。短周期元素 X、Y、Z、W、Q 在元素周期表中的相对位置如题图所示,故Q为Cl,W为S,Y为O,X为N,Z为Al。W为S,Y为O,非金属性:O>S,稳定性:H2SCl-,B正确;电子层数越多,半径越大,Al有3个电子层,O有2个电子层,故原子半径:Al>O,C正确;Z为Al,Z 的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3既能与酸反应又能与碱反应,D错误;故选AD。
2.(5分)(双选)短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述两种或三种元素组成,甲为淡黄色固体,乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物,有关物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.W、X、Y形成的化合物不一定为共价化合物
B.简单离子半径:Y>Z>W
C.阴离子的还原性:Y>X
D.甲中阴阳离子个数比为1∶1
【解析】选A、B。短周期元素W、X、Y、Z原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊均由上述两种或三种元素组成,甲为淡黄色固体,则甲为过氧化钠,乙和丁均为分子中含有10个电子的二元化合物,根据转化关系可知甲为过氧化钠、乙为水,Y的单质为氧气,丙为氢氧化钠,若丁为氨气,则戊为一氧化氮;若丁为甲烷,则戊为二氧化碳,故W、X、Y、Z分别为H、C(或N)、O、Na。W、X、Y分别是H、C(或N)、O,如果X是C,则三种元素形成的化合物为H2CO3,如果X是N,则三种元素形成的化合物是HNO3、HNO2或NH4NO3,H2CO3、HNO3和HNO2是共价化合物,但是NH4NO3是离子化合物,A正确;W离子比Y、Z离子少一个电子层,半径最小,Y、Z离子具有相同电子层结构,核电荷数越大半径越小,故离子半径Y>Z>W,B正确;X与Y是同周期元素,同周期从左到右,原子的非金属性增强,但是对应的离子的还原性减弱,还原性:X>Y,C错误;甲为过氧化钠,过氧化钠中阴阳离子个数之比为1∶2,D错误。
3.(10分)短周期主族元素X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大,X、Q的单质在常温下呈气态,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Z在同周期主族元素中原子半径最大,M是地壳中含量最多的金属元素。
(1)Y在周期表中的位置是　第二周期ⅣA族　;Q的元素名称是　氯元素　。
(2)Z、M、Q的简单离子半径由小到大的顺序为　Al3+(3)将含有M的简单离子的盐溶液与足量Z的最高价氢氧化物的溶液混合,反应的离子方程式为　Al3++4OH-===[Al(OH)4]-　。
(4)可以比较Z、M两元素金属性强弱的实验是　AC　(填字母,下同)。
A.比较这两种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性
B.将Z的单质投入M的硫酸盐溶液中
C.将这两种元素的单质分别放入冷水中
D.比较这两种元素的单质与酸反应时失电子的数目
(5)R是第四周期与Q同主族的元素,下列说法正确的是　A　。
A.R的最高化合价为+7
B.简单气态氢化物稳定性:R>Q
C.简单离子的还原性:RD.R的单质在常温下可与氢气化合
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Y是C元素;Z在同周期主族元素中原子半径最大,Z是Na元素;M是地壳中含量最多的金属元素,M是Al元素;X、Q的单质在常温下呈气态,X是H元素、Q是Cl元素。
(1)根据以上分析可知,Y是C元素,在周期表中的位置是第二周期ⅣA族;Q的元素名称是氯元素。(2)电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,Na+、Al3+、Cl-半径由小到大的顺序为Al3+HBr,故B错误;同主族元素从上到下,非金属性减弱,简单离子的还原性增强,还原性:Cl-第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.了解元素周期表中金属元素、非金属元素的简单分区。 2.认识元素周期表是元素周期律的具体体现。 3.体会元素周期表和元素周期律在科学研究和工农业生产中的指导意义。 1.根据元素“位、构、性”三者之间的关系,利用元素周期律推测物质的性质,树立“结构决定性质、性质决定用途”的思维观念。(宏观辨识与微观探析)
2.能根据元素周期表与元素周期律的应用,认识到科学探究的重要性。(科学探究与创新意识)
01
备课教学指导
【教学建议】
　　1.金属性和非金属性的递变
　　在学生掌握同周期、同主族元素性质的递变规律的基础上,理解金属性与非金属性的含义,找出在元素周期表中的变化规律,并画出金属与非金属的分界线。
　　2.化合价与元素在周期表中的位置
　　根据所学主族元素化合价的变化规律,引导学生推理得出主族元素化合价与其在元素周期表中位置的关系。
　　3.元素周期表和元素周期律的应用
　　引导学生总结元素“位、构、性”三者之间的关系,会利用规律推测物质的性质。
【情境导引】
　　模式一:
　　铊是一种金属元素,符号Tl,白色,质柔软,其化合物有毒。英文名:Thallium,源自thallos,意为嫩芽——因为它在光谱中的亮黄谱线带有新绿色彩,1861年被发现。它的主要用途是制造硫酸铊——一种烈性的灭鼠药。铊是无味无臭的金属,其盐和淀粉、糖、甘油与水混合即能制造一种“款待”老鼠的灭鼠剂。在消灭鼠疫中颇有贡献。
　　【思考】
　　(1)铊和铝是同一主族,铊和铝的金属性谁强
　　(2)写出铊最高价氧化物对应水化物的化学式。
　　提示:铊的金属性强。铊最高价氧化物对应水化物的化学式为Tl(OH)3。
　　模式二:
　　农药六六六进入机体后主要蓄积于中枢神经和脂肪组织
中,刺激大脑运动及小脑。
　　【思考】
　　(1)寻找制取农药的元素是金属元素还是非金属元素
　　(2)寻找制取农药的元素主要位于元素周期表的什么位置
　　提示:非金属元素。位于元素周期表的右上角(F、Cl、S、P、As等元素附近)。
02
课前自主学习
学习任务　元素周期律和元素周期表的应用
任务驱动:元素周期表揭示了化学元素之间的内在联系,使其构成了一个完整的体系,成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展,元素周期表中未知元素留下的空位先后被填满。
1.元素周期表中元素金属性和非金属性的递变
位于元素周期表中金属和非金属元素
分界线两侧的元素(如Al、Si等)既能
表现_______,又能表现_________。
金属性
非金属性
【微点拨】
周期表的左下方是金属性最强的元素(钫),右上方是非金属性最强的元素
(氟)。碱性最强的物质理论上是FrOH,酸性最强的含氧酸是HClO4。
2.元素的化合价与元素在元素周期表中位置的关系
(1)含义。
①最高正价:原子所能失去或偏移的_____________。
②最低负价:原子达到8电子稳定结构所需得到的电子数。
最外层电子数
(2)化合价规律(仅对主族元素)。
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
最低负价 — — — -4 -3 -2 -1
关系 ①主族元素的最高正化合价=_______=_____________ =价电子数(O、F除外) ②最高正价+|最低负价|=__(H、O、F除外) 族序数
最外层电子数
8
3.元素周期表和元素周期律的应用
(1)元素的位置、结构、性质之间的关系
元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和性质。可根据元素在周期表中的位置推测元素的结构和性质,也可以根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。其关系可表示为
(2)寻找新元素
(3)发现物质的新用途
【情境思考】
元素周期表在预测新元素、发现新物质方面起着巨大的作用。随着社会的发展,对新型农药的需求量越来越大。

若要寻找新型农药,可在周期表的哪个位置进行探索
提示:可在氟、氯、硫、磷、砷等元素在周期表中的位置附近寻找。
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)最外层电子数相同的元素性质一定相似。( )
提示:H、Na最外层都为1个电子,一个是非金属元素,一个是金属元素,性质差异很大。
(2)Al的金属性大于Mg。( )
提示:根据Mg、Al在元素周期表中的位置,Al的金属性小于Mg。
×
×
(3)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素。( )
提示:描述的元素若位于长周期,则可能是金属元素,如Ge(第四周期第ⅣA
族)。
(4)在金属与非金属分界线附近寻找催化剂材料。( )
提示:在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料,催化剂材料应在过渡元
素中寻找。
×
×
03
课堂合作探究
探究任务一　元素周期表和元素周期律的应用
【史料情境】
居里夫人(1867~1934),法国物理学家、化学家,在极其简陋、艰苦的条件下炼出了放射性物质——钋和镭。1903年她获得了诺贝尔物理学奖,1911年她又获得诺贝尔化学奖。她一生共获得10项奖金,16种奖章,107个荣誉头衔,特别是获得了两次诺贝尔奖。
【问题探究】
1.什么元素的金属性最强 什么元素的非金属性最强 它们分别处于元素周期表的什么位置
提示:铯(钫是放射性元素,不能稳定存在),第6周期ⅠA族;氟,第2周期ⅦA族。
2.氢元素的最高正价为+1价,最低负价是否应为-7价
提示:不是。氢元素的最低负价应为1-2=-1价。
3.钫(Fr)是碱金属元素中原子序数最大的元素,根据它在周期表中的位置推断其性质。(写出两点即可)
提示:①在已知元素中具有最大的原子半径;②最高价氧化物对应的水化物是极强的碱。
4.同周期的两种主族元素X、Y,其最高价氧化物对应水化物的化学式分别为H3XO4、H2YO4。试比较X、Y非金属性的强弱和原子半径的大小。
提示:非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。X的最高正价为+5,Y的最高正价为+6,因二者属于同周期元素,故原子序数Y>X,非金属性:Y>X,原子半径:X>Y。
【探究总结】
熟记元素周期表中金属性、非金属性的递变规律:
解答元素推断题时,可以按元素周期表的位置写出常考元素,标出金属性、非金属性的相对强弱,做题时可快速做出判断。如图:
【拓展延伸】主族元素性质的特殊性
碳 形成化合物种类最多的元素;单质是自然界硬度最大的物质的元素;气态氢化物中含氢质量分数最大的元素
氮 空气中含量最多的元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的元素
氧 地壳中含量最多的元素;气态氢化物的沸点最高的元素;氢化物在通常状况下呈液态的元素
铝 地壳中含量最多的金属元素;最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应
氟 最活泼的非金属元素;无正价的元素;无含氧酸的非金属元素;无氧酸可腐蚀玻璃的元素;气态氢化物最稳定的元素;阴离子的还原性最弱的元素
铯 与水反应最激烈的金属元素,最活泼的金属元素;最高价氧化物的水化物碱性最强的元素;阳离子氧化性最弱的元素
【典例示范】
【典例】根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是(　　)
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.短周期金属性最强的元素是钠
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“ ”(ào)命名的第118号元素在周期表中
位于第七周期0族
√
【解题指南】解答本题需注意以下两点:
(1)元素的非金属性越强,氢化物越稳定。
(2)元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素的非金属性越强。
【解析】选C。元素的非金属性决定气态氢化物的稳定性,由于非金属性O>N>Si,所以气态氢化物的稳定性H2O>NH3>SiH4,A正确;依据金属性的递变规律可知,短周期金属性最强的元素是钠,B正确;如图示实验可证明酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但元素的非金属性的强弱与元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱有关,HCl不是氯元素的最高价氧化物所对应的水化物,故不能根据酸性强弱来判断氯和碳的非金属性强弱,C不正确;根据元素周期表可知,D正确。
【延伸探究】(1)B项中氢元素与钠元素形成的化合物化学式为　　　,其中
氢元素的化合价是　　　。
提示:NaH　-1。氢化钠中,钠元素为金属元素显+1价,氢元素显-1价。
(2)预测118号元素“ ”(ào)的化学性质。
提示:118号元素“ ”属于0族元素,原子最外层电子数为8个,化学性质稳定,
很难与其他物质发生化学反应。
【探究训练】
1.(2025·聊城高一检测)下列关于元素周期律和元素周期表的说法正确的
是(　　)
A.P、S、Cl的得电子能力和简单氢化物的稳定性均逐渐增强
B.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C.同一周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1
D.Li、Na、K的原子半径和熔点均逐渐增大
√
【解析】选A。P、S、Cl为同周期相邻元素,从左向右排列,非金属性依次增强,则得电子能力和简单氢化物的稳定性均逐渐增强,A正确;元素周期表中,位于金属和非金属分界线附近的元素既具有金属性,也具有非金属性,通常具有两性,可用于生产半导体材料,B不正确;在第四周期及以后的各周期,同一周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子的核电荷数都不是相差1,中间间隔过渡元素,C不正确;Li、Na、K为同主族元素,从上到下排列,它们原子核外的电子层数依次增多,原子半径依次增大,但熔点逐渐降低,D不正确。
2.(双选)某学习小组设计了如图所示装置,以完成非金属性强弱比较的研究。下列各组实验中所选用试剂与实验目的相匹配的是 (　　)
实验 序号 试剂 实验目的:证明非金属性强弱
a b c A 浓盐酸 二氧化锰 溴化钠溶液 Cl>Br
B 浓盐酸 高锰酸钾 碘化钾溶液 Cl>I
C 稀盐酸 石灰石 硅酸钠溶液 C>Si
D 稀硫酸 纯碱 硅酸钠溶液 S>C>Si
√
√
【解析】选B、D。浓盐酸和二氧化锰制取氯气需要加热,图中没有加热,所以不能制取氯气,则不能实现实验目的,A不符合题意;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气,氯气和KI反应生成碘,氯气的氧化性大于碘,则非金属性:Cl>I,B符合题意;稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳,盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有HCl,HCl能和硅酸钠反应生成硅酸,干扰二氧化碳和硅酸钠溶液的反应,无法比较C、Si的非金属性强弱,C不符合题意;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,稀硫酸和纯碱反应生成二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成硅酸,说明酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,所以非金属性:S>C>Si,D符合题意。
探究任务二　 “位”“构”“性”之间的关系
【问题情境】
(Livermorium,Lv)是原子序数为116的化学元素的名称。
【问题探究】
1.在元素周期表中,第116号元素在周期表中的第几周期 第几族
提示:第7周期第ⅥA族。
2.预测116号元素最外层电子数是多少
提示:6。
3.预测116号元素是金属还是非金属 其对应的性质比同主族上周期的元素强还是弱
提示:金属;金属性比钋强。
【探究总结】
1.元素性质与原子结构的关系

同主族元素随着原子核外电子层数的增加,得到电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱;失去电子的能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
2.同主族元素及其典型物质性质的递变规律
物质类别 性质 递变规律(由上至下)
元素 元素金属性 逐渐增强
元素非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
水溶液的酸性 逐渐增强
最高价氧化物对应的 水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
【拓展延伸】
周期表中的“序、层”规律和“序、价”规律
(1)“序、层”规律
①若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同,则“阴前右,阳后左”,阴离子在前一周期右侧,阳离子在后一周期左侧,阳离子的原子序数大。
②同周期元素的简单阳离子与阴离子相比,阴离子原子序数大。
(2)“序、价”规律
在短周期元素中,元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致,“价奇序奇,价偶序偶”。
【典例示范】
【典例】下列说法正确的是 (　　)
A.第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强
B.第ⅥA族元素的氢化物中,稳定性最好的是水
C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强
D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
【解析】选B。不同周期时无法比较,如金属性Na√
【延伸探究】(1)若C项改为“同周期非金属氢化物的水溶液的酸性从左到右依次增强”,对吗
提示:不对。同周期,从左到右,元素的非金属性逐渐增强,氢化物的稳定性逐渐增强,但不能据此比较其酸性。
(2)第三周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小,对吗
提示:对。第三周期元素的阳离子从左到右分别是钠离子、镁离子和铝离子,三种离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大,离子半径越小。
【探究训练】
1.(双选)元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示,其中R的单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸,T元素的一种核素的质量数为37,则下列判断不正确的是(　　)
A.T元素中质量数为37的这种核素含有20个中子
B.R与Q的电子数相差26
C.气态氢化物的稳定性:RD.Q的单质通入T的钠盐溶液中能发生置换反应
R
X T Z
Q
√
√
【解析】选C、D。R的单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸,R是F元素;根据元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置图,可知X是S元素、T是Cl元素、Z是Ar元素、Q是Br元素。T是Cl元素,质量数为37的这种核素含有中子数37-17=20,A正确;R是F、Q是Br,电子数相差35-9=26,B正确;同主族元素从上到下非金属性减弱,气态氢化物的稳定性减弱,气态氢化物的稳定性:HBr2.A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D的氢化物在通常状况下呈液态,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题:
(1)C在元素周期表中的位置为　　　　 　　,G的原子结构示意图是　　　　 　　。
(2)D与E按原子个数比1∶1形成化合物甲,其化学式为　　　　　　　　,向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　。
(3)E、F、G形成的简单离子中,半径由大到小的顺序是　　　　　　(用离子符号表示)。
【解析】(1)由题给信息知A为H,B为C,D为O,E为Na,F为S,G为Cl,由B、D可知C为N。
(2)Na与O可形成Na2O、Na2O2,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=== 4NaOH +O2↑。(3)离子半径S2->Cl->Na+。
答案:(1)第二周期ⅤA族　
(2)Na2O2　2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)S2->Cl->Na+
04
课堂学业达标
1.X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.R最少有两种氧化物
B.M的氢化物常温常压下为气体
C.最高价含氧酸的酸性:ZD.Y形成的化合物种类最多
【解析】选C。根据题图可推知,X为H,Y为C,Z为N,M为S,R为Na。Na的氧化物为Na2O、Na2O2,A正确;S的氢化物为H2S,常温常压下为气体,B正确;非金属性:N>C,故最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C错误;含碳化合物种类最多,D正确。
√
2.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如表所示,它们的最外层电子数之和为23。则下列判断正确的是 (　　)
A.简单气态氢化物稳定性:X>Y
B.四种元素中原子半径最大的是W
C.Y、Z、W最高正价分别与其主族序数相等
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z
X Y
Z W
√
【解析】选D。由短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置可知,X、Y位于第二周期,Z、W位于第三周期,设Y的最外层电子数为n,它们的最外层电子数之和为23,n-2+n+n+n+1=23,解得n=6,可知X为C、Y为O、Z为S、W为Cl,以此来解答。非金属性O大于C,则简单气态氢化物稳定性:XZ,故D正确。
3.(双选)X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大。X、Y原子的最外层电子数之比为2∶3,Z+与Y2-核外电子排布完全相同,常温下,W的一种单质为淡黄色固体。下列说法正确的是 (　　)
A.Y能分别与X、Z、W形成两种或两种以上的化合物
B.最高正化合价:Y>X>Z
C.简单气态氢化物的热稳定性:H2YD.Z与Y形成的化合物与水反应,溶液均呈碱性
√
√
【解析】选A、D。X、Y、Z、W四种短周期主族元素的原子序数依次增大。常温下,W的一种单质为淡黄色固体,W为S;Z+与Y2-核外电子排布完全相同,且均为短周期元素,应均为10个电子的离子,Z为Na,Y为O;X、Y原子的最外层电子数之比为2∶3,可知X的最外层电子数为4,X为C。Y分别与X、Z、W能形成CO、CO2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等,A正确;氧无最高正价,B错误;非金属性O>S,则简单气态氢化物的热稳定性:H2Y>H2W,C错误;Z与Y形成的化合物为Na2O、Na2O2,与水反应均生成NaOH,溶液均呈碱性,D正确。(共61张PPT)
第二节　
元素周期律
第1课时　
元素性质的周期性变化规律
01
02
04
03
备课教学指导
课前自主学习
课堂学业达标
课堂合作探究
课程标准 素养目标
1.掌握元素周期律的实质。 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.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 1.通过同周期(同主族)元素性质的学习,认识元素周期律的实质。(宏观辨识与微观探析)
2.通过同周期(同主族)元素性质的实验探究,得出“位置-结构-性质”之间的关系,培养学生掌握科学探究的方法和创新意识。(科学探究与创新意识)
01
备课教学指导
【教学建议】
　　(1)最外层电子数、原子半径、元素化合价:由学生分析教材数据即可得出。注意氟和氧化合价的特殊性。
　　(2)金属性:通过钠、镁、铝与水或酸反应的对比实验,根据反应的剧烈程度,比较同周期元素原子的金属性递变规律。为加深印象可补充做钠与水的实验。
　　(3)非金属性:由学生分析教材提供的信息得出结论,补充磷和氯最高价氧化物及其水化物的化学式。
　　(4)定义与实质:根据所得同周期或同主族元素性质的递变规律推出元素周期律的定义与实质。
【情境导引】
　　模式一:
　　法国化学家布瓦邦德朗利用光谱分析发现,在铝族中,在铝和铟之间缺少一个元素。从1865年开始,他用分光镜寻找这个元素,分析了许多矿物,但是都没有成功。直到1875年9月,布瓦邦德朗在法国化学家们面前进行了一组实验,证明新元素的存在。当时布瓦邦德朗测定的新元素比重是4.7,而门捷列夫根据元素周期系推算出的比重应该是5.9~6。布瓦邦德朗又重新测定
了这种新元素,证实了比重应该是5.96。他将此物质命名
为gallium(镓),元素符号定为Ga。
　　【思考】
　　(1)镓在元素周期表的位置在哪里 核电荷数是多少
　　(2)镓和同主族的铝的性质是否有相似性
　　提示:镓在元素周期表的位置第4周期第ⅢA族,核电荷数是31。同主族元素的性质既有相似性,又有递变性。
　　模式二:
　　有一种管道疏通剂,主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理:利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通。
　　【思考】
　　(1)Al单质为什么跟氢氧化钠溶液反应
　　(2)铝元素的金属性与钠元素的金属性相比,哪个强
　　提示:Al与水反应产生Al(OH)3,Al(OH)3难溶于水,阻止了铝与水继续反应,但Al(OH)3易溶于氢氧化钠溶液,使铝与水的反应得以继续。Na金属性强。
02
课前自主学习
学习任务一　1~18号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律
任务驱动:从前面我们所学的碱金属和卤族元素的知识可知,核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间,在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性,在其他的核电荷数不同的元素之间,是否也存在着某种关系或规律呢
1.原子核外电子排布的周期性变化
(1)图示。
(2)规律。
随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由__到__的周期性变化
(第一周期除外)。
1
8
2.元素原子半径的周期性变化
(1)图示。

(2)规律。
同周期元素随着原子序数的递增,元素原子半径呈现由___到___的周期性
变化。
大
小
3.元素主要化合价的周期性变化
(1)图示。

(2)规律(同周期元素随着原子序数的递增)。
①元素的最高正化合价呈现___→___的周期性变化(O、F除外)。
②元素的最低负化合价呈现___→___的周期性变化。
+1
+7
-4
-1
【微点拨】
元素的性质一般包括原子半径、主要化合价、金属性和非金属性。
学习任务二　元素金属性和非金属性的周期性变化
任务驱动:元素周期表第三周期元素的金属性和非金属性呈现出一定的递变性规律。
1.钠、镁、铝的金属性的递变规律
元素 Na Mg Al
单质与 水反应 与冷水反应_____, 产生_____ ①与冷水反应_____ ②与沸水反应_____, 放出_____ 常温或加热下
遇水无明显现象
单质与 酸反应 与酸反应极为迅速 与酸反应_____, 产生_____ 与酸反应_____,
产生_____
剧烈
氢气
缓慢
迅速
氢气
剧烈
氢气
迅速
氢气
元素 Na Mg Al
最高价氧化物对应的水化物 化学式 _______ _________ ________
类别 _____ 中强碱 _____________
结论 ①Na、Mg、Al与水(或酸)反应置换出氢气由易到 难的顺序为___________ ②Na、Mg、Al最高价氧化物对应的水化物的碱性 由强到弱的顺序为________________________ ③Na、Mg、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序 为___________ NaOH
Mg(OH)2
强碱
Al(OH)3
两性氢氧化物
Na>Mg>Al
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
Na>Mg>Al
2.硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
单质与氢气反应条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
气态氢化物的稳定性 SiH4极易分解 PH3不稳定,易分解 H2S受热可分解 HCl很稳定
最高价氧化物对应水化物 化学式 _______ _______ _______ _______
类别 _____ 中强酸 _____ 强酸
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
弱酸
强酸
元素 Si P S Cl
结论 ①单质与氢气生成气态氢化物由易到难的顺序:___________ ②Si、P、S、Cl气态氢化物的稳定性顺序为___________________ ③Si、P、S、Cl最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的 顺序为____________________________ ④Si、P、S、Cl非金属性由强到弱的顺序为__________ Cl2>S>P>Si
HCl>H2S>PH3>SiH4
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
Cl>S>P>Si
3.同周期元素性质递变规律

4.元素周期律
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)随着原子序数的递增,最外层电子排布均呈现由1个电子递增至8个电子
的周期性变化。( )
提示:第一周期原子最外层电子从1到2。
(2)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7。( )
提示:第二周期中,O没有最高正价,F没有正价,第二周期元素从左到右,最高
正价从+1递增到+5。
×
×
(3)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。( )
提示:原子失去电子能力越强,金属性越强;原子得电子能力越强,元素的非
金属性越强。元素的金属性、非金属性与得失电子的多少没有关系。
(4)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,金属性
越强。( )
提示:元素的最高价氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,
金属性越强。
×
×
03
课堂合作探究
探究任务一　元素周期律
【实验情境】
在如图的实验装置中,锥形瓶中是硅酸钠溶液,分液漏斗中盛装的是稀硫酸,向硅酸钠溶液中滴加稀硫酸,溶液由澄清变浑浊,原因是生成了硅酸沉淀。
【问题探究】
1.如何通过实验证明H3PO4的酸性强于H2SiO3
提示:向Na2SiO3溶液中加入H3PO4溶液,产生白色沉淀,则证明H3PO4的酸性强于H2SiO3。
2.硫酸为强酸,次氯酸为弱酸,据此能确定硫的非金属性大于氯吗
提示:不能。判断元素的非金属性强弱可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而HClO中氯元素不是最高价。
3.盐酸(HCl)的酸性强于氢硫酸(H2S),据此能得出氯元素比硫元素的非金属性强吗
提示:不能。气态氢化物的酸性强弱与元素的非金属性强弱没有必然联系,不能作为判断元素非金属性强弱的依据。如氢碘酸(HI)的酸性强于盐酸(HCl),但氯元素比碘元素的非金属性强。
4.试根据同周期元素非金属性的变化规律,比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。
提示:元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:Si5.请从原子结构变化的角度解释,同周期元素随着原子序数的递增,金属性减弱、非金属性增强的原因。
提示:因同周期元素原子的电子层数相同,但原子序数依次增大,核电荷数依次增多,原子核对最外层电子的吸引能力依次增强,原子失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强,即元素的金属性依次减弱,非金属性依次增强。
【探究总结】
1.原子结构与元素性质的周期性变化
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 逐渐递增
最外层电子数 逐渐增多 相同
原子半径 逐渐减小(稀有气体元素除外) 逐渐增大
金属单质与水或 酸置换出H2的难易 易→难 难→易
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
最高价氧化物对应水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成难易 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
2.同周期元素性质的递变规律
对于第三周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl
①原子半径由大到小的顺序:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。
②简单离子半径由大到小的顺序:P3->S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+。
③单质置换出水或酸中氢的能力:Na>Mg>Al。
④最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
⑤单质与H2化合的能力:Si⑥气态氢化物的稳定性由弱到强的顺序:SiH4⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序:H2SiO33.金属性和非金属性强弱的判断方法
【易错提醒】非金属性强弱比较误区
(1)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,不能用无氧酸的酸性强弱来判断。
(2)非金属性强弱与该单质的稳定性无关。
【典例示范】
【典例】下列叙述正确的是(　　)
A.C、N、O元素的单质与氢气化合越来越难
B.Li、Na、K的最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱
C.Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱
D.P、S、Cl元素的最高正价依次升高,其对应的简单气态氢化物的稳定性依次减弱
√
【解析】选C。元素的非金属性越强,其单质越易与氢气化合,由于元素的非金属性:C【延伸探究】(1)比较硼的简单气态氢化物与甲烷的稳定性。
提示:甲烷的稳定性强。碳的非金属性强于硼的非金属性。
(2)D项中,P、S、Cl元素的最高正价氧化物对应的水化物的酸性如何比较
提示:非金属性越强,最高正价氧化物对应的水化物的酸性越强,即HClO4> H2SO4>H3PO4。
【探究训练】
1.(双选)(2025·菏泽高一检测)下列有关性质的比较中正确的是(　　)
A.碱性:NaOHHCl>PH3
C.原子半径:S>O>F D.酸性:HClO>HNO3>H2CO3
【解析】选B、C。金属性:Na>Mg>Al,故碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A错误;非金属性:F>Cl>P,稳定性:HF>HCl>PH3,B正确;同周期主族元素随原子序数增大,原子半径逐渐减小,同主族元素随原子序数增大,原子半径逐渐增大,因此原子半径:S>O>F,C正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,酸性应为HClO4>HNO3,而HClO是弱酸,D错误。
√
√
2.下列事实不能用元素周期律解释的是 (　　)
A.酸性:HCl>H2CO3
B.碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2
C.与H2反应,F2比Cl2剧烈
D.与水反应,K比Na剧烈
√
【解析】选A。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,由于元素的非金属性:Cl>C,所以酸性:HClO4>H2CO3,而HCl是无氧酸,因此不能通过比较元素的非金属性来比较其酸性强弱,A错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强,Ca、Mg是同一主族元素,由于从上到下元素的金属性逐渐增强,所以碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,B正确;元素的非金属性越强,其单质与H2反应就越容易进行,F、Cl是同一主族元素,由于从上到下元素的非金属性逐渐减弱,所以与H2反应时,F2比Cl2剧烈,C正确;元素的金属性越强,其相应的单质与水或酸发生置换反应就越容易,K、Na是同一主族元素,由于从上到下元素的金属性逐渐增强,所以与水反应时,K比Na剧烈,D正确。
3.(2025·枣庄高一检测)运用元素周期律分析下面的推断,其中正确的是 (　　)
A.锂(Li)在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,锂溶于水生成一种强碱
B.硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
C.砹(At2)为有色固体,HAt不稳定,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
D.铊(Tl)与铝同族,其单质既能与盐酸反应产生氢气,又能与NaOH溶液反应产生
氢气
√
【解析】选C。锂在氧气中燃烧生成氧化锂而不是过氧化锂,A错误; 硒与硫处于同一主族,根据元素周期律可知,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐降低,因此硒化氢不如硫化氢稳定,B错误;氟、氯、溴、碘、砹处于同一主族,从上到下非金属性逐渐减弱,相对原子质量逐渐增大,根据元素周期律可知,碘单质已为紫黑色固体,因此砹也为有色固体,碘化氢不稳定,则砹化氢也不稳定,除氟化银外卤化银都不溶于水和稀硝酸,则砹化银也不溶于水和稀硝酸,C正确;铊与铝同族,根据元素周期律可知,同主族元素从上到下金属性依次增强,因此铊虽然与铝处于同一主族,但是金属性比铝强得多,不位于金属与非金属的分界线处,不具有两性,不能与氢氧化钠溶液反应,D错误。
4.元素周期律和元素周期表揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质与它的原子结构的关系。下列大小关系符合元素周期律的是 (　　)
A.酸性:HNO3>H3BO3>H2CO3 B.稳定性:HF>PH3>H2O
C.碱性:Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2 D.单质的还原性:K>Mg>Al
【解析】选D。非金属性:N>C>B,故酸性:HNO3>H2CO3>H3BO3,A错误;非金属性: F>O>N>P,故稳定性:HF>H2O>NH3>PH3,B错误;金属性:Ca>Mg>Be,故碱性: Ca(OH)2 >Mg(OH)2> Be(OH)2, C错误;金属性K>Mg>Al,则单质的还原性:K>Mg >Al, D正确。
√
探究任务二　微粒半径大小比较
【教材情境】
对于O、F、Na、Mg、Al元素,核电荷数依次增大,其简单离子的电子层结构相同,原子半径和简单离子半径有何变化规律
【问题探究】
1.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小吗
提示:不是。比较同周期的原子半径时,往往只比较主族元素,因为非主族元素的原子半径的测量方法与主族元素不同。
2.第三周期中离子半径最大的元素是什么
提示:P3-。第ⅣA族元素不形成简单阴、阳离子,第三周期中简单阴离子的电子层数比简单阳离子多一层,故第三周期中的阴离子半径大于阳离子半径,又因同周期简单阴离子电子层结构相同,根据“同结构——离子半径随核电荷数的增大而减小”,P3-半径最大。
3.在短周期元素中,原子的电子层数越多,原子半径就一定大吗
提示:不一定。锂原子半径反常,仅比第三周期的钠、镁原子半径小。
【探究总结】
微粒半径大小的比较规律
【探究训练】
1.(2025·枣庄高一检测)下列微粒半径最大的是(　　)
A.Na+　　　B.Mg　　　C.Si　　　D.S
【解析】选B。电子层数越多,半径越大,电子层数相同的,核电荷数越多半径越小,钠离子两个电子层,镁原子、硅原子、硫原子均三个电子层,核电荷数镁<硅<硫,则半径最大的是Mg。故选B。
√
2.表中给出了X、Y、Z、W四种短周期元素的部分信息,请根据这些信息判断下列说法中正确的是 (　　)
A.原子半径由大到小的顺序为X>Y>Z>W
B.Y离子的半径大于Y原子的半径
C.离子半径由小到大的顺序为Y2+D.Cl-的半径大于X2-的半径
元素 X Y Z W
原子半径/nm 0.102 0.160 0.074 0.071
最高正价或最低负价 +6 +2 -2 -1
√
【解析】选C。由化合价知,短周期元素X、Z的最外层电子数都为6,由原子半径的大小关系可确定X为硫元素,Z为氧元素;与X的原子半径相比,Y应为镁元素;与Z原子半径相比,W为氟元素。X、Y、Z、W分别为S、Mg、O、F,S、Mg为第三周期元素,O、F为第二周期元素,且同周期元素中核电荷数越大的元素,原子半径越小,所以原子半径由大到小的顺序为Mg>S>O>F,A不正确;Y为Mg,Mg2+比Mg少一个电子层,所以Mg2+的半径小于Mg的半径,B不正确;S2-核外有3个电子层,而Mg2+、O2-、F-的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由小到大的顺序为Mg2+3.(双选)如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.离子半径:X>Y>Z
C.元素R的最高化合价和最低化合价
的代数和为6
D.Y和W的最高价氧化物对应的水化
物不能相互反应
√
√
【解析】选B、C。根据化合价与原子序数关系图得到X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。根据层多径大,同电子层结构核多径小,则原子半径:Y>Z> X,A错误;根据层多径大,同电子层结构核多径小,则离子半径:X>Y>Z,B正确;元素R(Cl)的最高化合价(+7)和最低化合价(-1)的代数和为6,C正确;Y和W的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、H2SO4,两者反应生成硫酸钠和水,D错误。
4.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。X原子的L层电子数是其K层电子数的3倍,Z是短周期金属性最强的元素,W是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是 (　　)
A.简单离子半径:X>Y>Z>W
B.简单氢化物的稳定性:X>Y
C.Z、W的最高价氧化物对应的水化物能互相反应
D.X与Z形成的化合物中阴离子与阳离子个数之比均为1∶2
√
【解析】选B。由题干信息可知,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子的L层电子数是其K层电子数的3倍,则X为O,Z是短周期金属性最强的元素,则Z为Na,故Y为F,W是地壳中含量最多的金属元素即为Al,据此分析解题。由分析可知,四种元素分别为O、F、Na、Al,它们的简单离子O2-、F-、Na+、Al3+具有相同的电子层结构,且核电荷数依次增大,则离子半径依次减小,故简单离子半径为O2->F->Na+>Al3+即X>Y> Z>W,A正确;元素简单氢化物的稳定性与其非金属性一致,已知F的非金属性强于O的,故简单氢化物的稳定性:HF>H2O即Y>X,B错误;由分析可知,Z为Na、W为Al,故Z、W的最高价氧化物对应的水化物即NaOH和Al(OH)3能互相反应,反应方程式为Al(OH)3+NaOH ===Na[Al(OH)4],C正确;由分析可知,X为O,Z为Na,故X与Z形成的化合物Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子个数之比均为1∶2,D正确。
04
课堂学业达标
1.下列事实能作为判断依据的是 (　　)
A.根据N2在空气中能稳定存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,判断非金属性:N>P
B.根据盐酸除去水垢时发生CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,判断碳与氯的非金属性强弱
C.向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,判断碳与硅的非金属性强弱
D.根据元素原子最外层电子数越多,判断该元素金属性越强
√
【解析】选C。N2在空气中能稳定存在,是因为N≡N的存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,是因为白磷的着火点低,不能作为判断非金属性强弱的依据,A错误;根据反应CaCO3+2HC l=== CaCl2+CO2↑+H2O,不能判断碳与氯的非金属性强弱,而是根据酸性HClO4>H2CO3,判断氯的非金属性大于碳的非金属性,B错误;向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,说明碳酸的酸性大于硅酸,能判断碳与硅的非金属性强弱,C正确;元素原子最外层电子数越多,失去电子能力越弱,金属性越弱,D错误。
2.(双选)X、Y为同周期元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,则下列判断不正确的是 (　　)
A.若X、Y均为金属元素,则X失电子的能力强于Y
B.若X、Y均为金属元素,则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强
C.若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D.若X、Y均为非金属元素,则含氧酸的酸性Y的强于X的
√
√
【解析】选B、D。X、Y为同周期元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,说明X在Y的左侧。同周期元素从左到右,金属性依次减弱,若X、Y均为金属元素,则X失电子的能力强于Y,A正确;同周期元素从左到右,金属性依次减弱,若X、Y均为金属元素,X的金属性大于Y,则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性弱,B错误;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,气态氢化物稳定性增强,若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定,C正确;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,最高价含氧酸的酸性依次增强,由于没有明确是否为最高价含氧酸,则含氧酸的酸性Y的不一定强于X的,如:HClO的酸性小于H2SO4,D错误。
3.短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表的相对位置如下,五种元素的最外层电子数之和为24,则下列判断正确的是 (　　)
A.元素A的最高价氧化物的化学式为AO
B.五种元素中原子半径最大的是C
C.气态氢化物稳定性:D>E
D.E元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HEO4
A B
C D E
√
【解析】选B。根据元素周期表的相对位置,推断A、B在第二周期,C、D、E在第三周期,设元素A的最外层电子数为x,则:x+x+x+1+x+1+x+2=24,x=4,则A为碳,C为硅,B为氮,D为磷,E为硫。碳位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,最高价氧化物的化学式为AO2,A错误;五种元素中原子半径最大的是硅,B正确;非金属性E>D,则气态氢化物稳定性:D4.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、
C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外
层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:
(1)这四种元素分别是A　　　,B　　　 ,C　　　 ,D　　　 。
(2)A、B、C三种元素中在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大而小的
顺序是　　　 。
(3)A与B形成的三原子分子的化学式是　　　 ,B与D形成的原子个数比为1∶1
的化合物的化学式是　　　 。
(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成B单质的化学方程式是　　　 。
【解析】因A、B同周期,A、C同主族,原子半径D>C>A>B,所以A、B、C、D在周期表中相对位置如图所示。
又因为C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,所以C为第3周期ⅣA族,D为第3周期ⅠA族,从而可知C为硅,D为钠,进而可推知,A为碳。由于C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,14=6+B,因此B为8,即为氧。
A B
D C
答案:(1)C　O　Si　Na
(2)H2O>CH4>SiH4　(3)CO2　Na2O2
(4)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2二十二　元素周期表和元素周期律的应用
【基础达标】 (25分钟　30分)
一、选择题(本题包括4小题,每小题3分,共12分)
1.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是 (　　)
A.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
B.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推断出元素的非金属性:Cl>S
C.硅、锗都位于金属与非金属的交界处,都可以作半导体材料
D.Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA和ⅡA族,碱性:CsOH>Ba(OH)2
【解析】选B。若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则X处于Y的下一周期,原子序数:X>Y,A正确;不能根据氢化物水溶液的酸性强弱来比较非金属性,如酸性HCl>HF,但非金属性F>Cl,B错误;硅、锗都位于金属与非金属的交界处,具有一定金属性与非金属性,都可以作半导体材料,C正确;同周期元素自左而右金属性减弱,金属性Cs>Ba,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性CsOH>Ba(OH)2,D正确。
2.(2025·济南高一检测)已知X、Y、Z、M、Q、R均为元素周期表前20号元素,且Q位于第三周期。其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.Y和Z形成的简单氢化物的稳定性:Y>Z
B.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
C.M与Y组成的化合物MY2可作自来水杀菌消毒剂,具有较强的还原性
D.X、Y与R组成的化合物R(YX)2是一种碱
【解析】选C。X、Y、Z、M、Q、R均为元素周期表前20号元素,M有+7、-1价,则M为Cl;Y有-2价,Y处于ⅥA族,而Z有+5、-3价,可知Z处于ⅤA族,原子半径YN,则H2O的稳定性强于NH3,A正确;X、Y、Z三种元素组成的化合物有HNO3、NH3·H2O、NH4NO3,三者分别属于酸、碱、盐,B正确;M与Y组成的化合物ClO2可作自来水杀菌消毒剂,具有强氧化性,C错误;X、Y与R组成的化合物Ca(OH)2是一种碱,D正确。
3.三种短周期主族元素A、B、C的原子序数依次增大,A3-与B2-、C+的电子层结构相同。下列说法中不正确的是 (　　)
A.三种元素可组成CAB2和CAB3型化合物
B.离子半径:A3->B2->C+
C.氢化物稳定性:AH3>H2B
D.B的某种单质可用于杀菌消毒
【解析】选C。三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大,A3-与B2-、C+的电子层结构相同,这说明A、B是同一周期的非金属,C是金属,且C位于A和B的下一周期,则A是N,B是O,C是Na。三种元素可组成NaNO2和NaNO3型化合物,A正确;核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:A3->B2->C+,B正确;氧元素的非金属性大于氮元素,则氢化物稳定性:AH34.X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在周期表中的位置如图所示。下列说法一定正确的是 (　　)
X Y
Z W
A.阴离子还原性:Y>X
B.单质氧化性:W>Z
C.最高正化合价:Y=Z
D.原子半径:Z>W>Y>X
【解析】选B。X、Y、Z、W四种短周期主族元素,根据元素在周期表中的相对位置可知,X和Y位于第二周期,Z和W位于第三周期。同周期主族元素从左向右,元素单质氧化性增强,离子还原性减弱,A错误;同周期主族元素从左向右,元素单质氧化性增强,B正确;如果W是Cl元素,则X、Y、Z分别是N、O、S元素,其中氧元素无最高正价,C错误;原子半径同周期主族元素从左向右依次减小,同主族元素从上到下依次增大,所以原子半径X>Y,D错误。
二、非选择题(本题包括1小题,共18分)
5.(2024·重庆高一检测)1869年门捷列夫提出元素周期表,根据元素周期表和周期律,回答问题。
(1)元素⑦在周期表中的位置:　 第三周期ⅥA族　。
(2)在元素①~⑧中,原子半径最大的是　钠　(填元素名称);其某种氧化物可用于潜水艇中的供氧剂,该氧化物中阴离子与阳离子个数比为　1∶2　。
(3)元素⑦⑧⑨的简单离子半径由大到小的顺序是　S2->Cl->K+　(用离子符号表示),元素⑨的最高价氧化物对应的水化物与元素⑥的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为　 Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-　。
(4)元素的非金属性⑩　<　(填“>”或“<”)⑧;下列事实不能证明上述结论的是　E　(填字母)。
A.元素⑧的单质与⑩的氢化物的水溶液反应,溶液变为橙黄色
B.元素⑧的氢化物的还原性比元素⑩的弱
C.元素⑧和⑩的氢化物受热分解,前者的分解温度高
D.元素⑧的最高价氧化物对应水化物的酸性比元素⑩的强
E.元素⑧的氢化物的水溶液的酸性比元素⑩的弱
【解析】由元素周期表结构分析可知,①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为S、⑧为Cl、⑨为K、⑩为Br。(1)元素⑦为S元素,位于周期表的第三周期ⅥA族。
(2)在元素①~⑧中,原子半径最大的是钠,其某种氧化物可用于潜水艇中的供氧剂,该氧化物为过氧化钠,化学式为Na2O2,阴离子与阳离子个数比为1∶2。(3)元素⑦⑧⑨的简单离子半径由大到小的顺序是S2->Cl->K+,元素⑨的最高价氧化物对应的水化物与元素⑥的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-。(4)同主族自上而下元素的非金属性减弱,故非金属性Cl>Br。元素氯的单质与溴的氢化物的水溶液反应,溶液变为橙黄色,说明有溴单质生成,说明Cl的非金属性比溴强,故A正确;元素⑧的氢化物的还原性比元素⑩的弱,则对应单质氧化性⑧>⑩,说明Cl的非金属性比溴强,故B正确;元素非金属性与简单氢化物稳定性一致,元素氯的氢化物受热分解所需温度高,说明氯化氢更稳定,则氯元素非金属性比溴强,故C正确;元素的非金属性与最高价含氧酸的酸性一致,元素氯的最高价氧化物对应水化物的酸性比元素溴的强,说明氯元素的非金属更强,故D正确;氢化物溶液酸碱性与元素非金属性无关,故E错误。
【能力提升】 (15分钟　20分)
1.(5分)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是 (　　)
A.酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3
B.碱性:KOH>NaOH>LiOH
C.热稳定性:H2O>H2S>PH3
D.非金属性:F>O>N
【解析】选A。A.非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,且H2SO3不是最高价含氧酸,则酸性关系不能用元素周期律解释,故A正确;B.金属性为K>Na>Li,对应最高价氧化物的水化物的碱性为KOH>NaOH>LiOH,能用元素周期律解释,故B错误;C.非金属性为O>S>P,对应简单氢化物的稳定性为H2O>H2S>PH3,能用元素周期律解释,故C错误;D.同周期从左向右非金属性增强,则非金属性:F>O>N,能用元素周期律解释,故D错误。
2.(5分)(双选)(2025·山大附中高一检测)R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素,下列说法一定正确的是(m、n均为正整数) (　　)
A.若R(OH)n为强碱,则W(OH)n+1也为强碱
B.若HnXOm为强酸,则Y是活泼非金属元素
C.若Y的最低化合价为-2价,则Z的最高正化合价为+6价
D.若X的最高正化合价为+5价,则五种元素可能都是非金属元素
【解析】选B、D。R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素。若R(OH)n为强碱,则W(OH)n+1的碱性弱于R(OH)n,故W(OH)n+1不一定为强碱,A错误;若HnXOm为强酸,则X的非金属性强,Y比X的非金属性更强,且Y不是稀有气体元素,则Y是活泼非金属元素,B正确;若Y为氧元素,则Z没有正价,若Y为硫元素,则Z的最高正化合价为+7价,C错误;若五种元素同为第二周期元素,X的最高正化合价为+5价,则R、W、X、Y、Z分别为硼、碳、氮、氧、氟,全是非金属元素,D正确。
3.(10分)(2025·济宁高一检测)如表为元素周期表的一部分,参照元素①~ 在表中的位置,回答下列问题:
(1)已知元素 的一种核素,其中子数为45,用原子符号表示该核素为　Br　(用X的形式表示)。
(2)④、⑥、⑨的离子半径由大到小的顺序为　S2->F->Mg2+　(用离子符号表示)。
(3)②、⑧、⑩的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为
　HClO4>HNO3>H3PO4　(用化学式表示)。
(4)下列不能说明非金属性⑩>⑨的是　d　(填字母)。
a.⑨和⑩两元素的简单氢化物受热分解,后者的分解温度高
b.元素⑩的单质能将Fe氧化成三价铁,而元素⑨的单质只能将铁氧化成二价铁
c.元素⑩的单质与⑨的氢化物的水溶液反应,生成元素⑨的单质
d.元素⑩的氢化物的水溶液的酸性比元素⑨的氢化物的水溶液的酸性强
(5)已知周期表中存在对角线相似规则,如①与⑦在周期表中处于对角线位置,则性质相似,①的氧化物、氢氧化物也有两性,写出①的氢氧化物与⑤的氢氧化物反应的离子方程式:
　Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-　 。
【解析】由元素周期表中各元素的位置可知,①为Be,②为N,③为O,④为F,⑤为Na,⑥为Mg,⑦为Al,⑧为P,⑨为S,⑩为Cl, 为Br;据此作答。
(1)元素 为Br元素,为35号元素,质子数为35,它的一种核素,其中子数为45,则质量数为80,用原子符号表示该核素为Br;
(2)电子层数越多的离子,半径越大;具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大半径越小,故元素④、⑥、⑨离子半径由大到小的顺序是S2->F->Mg2+;
(3)非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以②、⑧、⑩的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>HNO3>H3PO4;
(4)a.⑨和⑩两元素的简单氢化物受热分解,后者的分解温度高,说明HCl更稳定,可以说明非金属性Cl>S,a不符合题意;b.元素⑩的单质能将Fe氧化成三价铁,而元素⑨的单质只能将铁氧化成二价铁,说明氧化性Cl2>S,即非金属性Cl>S,b不符合题意;c.元素⑩的单质与⑨的氢化物的水溶液反应,生成元素⑨的单质,说明氧化性Cl2>S,即非金属性Cl>S,c不符合题意;d.元素⑩的氢化物的水溶液的酸性比元素⑨的氢化物的水溶液的酸性强,不是最高价氧化物对应的水化物的酸性,无法说明非金属性Cl>S,d符合题意。
(5)类比Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4],Be(OH)2与NaOH反应生成Na2[Be(OH)4],反应的离子方程式为Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-。第二节　元素周期律
第1课时　元素性质的周期性变化规律
课程标准 素养目标
1.掌握元素周期律的实质。 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.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。 1.通过同周期(同主族)元素性质的学习,认识元素周期律的实质。(宏观辨识与微观探析) 2.通过同周期(同主族)元素性质的实验探究,得出“位置-结构-性质”之间的关系,培养学生掌握科学探究的方法和创新意识。(科学探究与创新意识)
备课教学指导
【教学建议】
　　(1)最外层电子数、原子半径、元素化合价:由学生分析教材数据即可得出。注意氟和氧化合价的特殊性。
　　(2)金属性:通过钠、镁、铝与水或酸反应的对比实验,根据反应的剧烈程度,比较同周期元素原子的金属性递变规律。为加深印象可补充做钠与水的实验。
　　(3)非金属性:由学生分析教材提供的信息得出结论,补充磷和氯最高价氧化物及其水化物的化学式。
　　(4)定义与实质:根据所得同周期或同主族元素性质的递变规律推出元素周期律的定义与实质。
【情境导引】
　　模式一:
　　法国化学家布瓦邦德朗利用光谱分析发现,在铝族中,在铝和铟之间缺少一个元素。从1865年开始,他用分光镜寻找这个元素,分析了许多矿物,但是都没有成功。直到1875年9月,布瓦邦德朗在法国化学家们面前进行了一组实验,证明新元素的存在。当时布瓦邦德朗测定的新元素比重是4.7,而门捷列夫根据元素周期系推算出的比重应该是5.9~6。布瓦邦德朗又重新测定了这种新元素,证实了比重应该是5.96。他将此物质命名为gallium(镓),元素符号定为Ga。
　　【思考】
　　(1)镓在元素周期表的位置在哪里 核电荷数是多少
　　(2)镓和同主族的铝的性质是否有相似性
　　提示:镓在元素周期表的位置第4周期第ⅢA族,核电荷数是31。同主族元素的性质既有相似性,又有递变性。
　　模式二:
　　有一种管道疏通剂,主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理:利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热,加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀,同时产生氢气增加管道内的气压,利于疏通。
　　【思考】
　　(1)Al单质为什么跟氢氧化钠溶液反应
　　(2)铝元素的金属性与钠元素的金属性相比,哪个强
　　提示:Al与水反应产生Al(OH)3,Al(OH)3难溶于水,阻止了铝与水继续反应,但Al(OH)3易溶于氢氧化钠溶液,使铝与水的反应得以继续。Na金属性强。
课前自主学习
学习任务一　1~18号元素的原子核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化规律
任务驱动:从前面我们所学的碱金属和卤族元素的知识可知,核电荷数不同的碱金属之间及卤族元素之间,在原子结构和性质上都呈现出一定的相似性和递变性,在其他的核电荷数不同的元素之间,是否也存在着某种关系或规律呢
1.原子核外电子排布的周期性变化
(1)图示。
(2)规律。
随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。
2.元素原子半径的周期性变化
(1)图示。
(2)规律。
同周期元素随着原子序数的递增,元素原子半径呈现由大到小的周期性变化。
3.元素主要化合价的周期性变化
(1)图示。
(2)规律(同周期元素随着原子序数的递增)。
①元素的最高正化合价呈现+1→+7的周期性变化(O、F除外)。
②元素的最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。
【微点拨】
元素的性质一般包括原子半径、主要化合价、金属性和非金属性。
学习任务二　元素金属性和非金属性的周期性变化
任务驱动:元素周期表第三周期元素的金属性和非金属性呈现出一定的递变性规律。
1.钠、镁、铝的金属性的递变规律
元素 Na Mg Al
单质与水反应 与冷水反应剧烈,产生氢气 ①与冷水反应缓慢 ②与沸水反应迅速,放出氢气 常温或加热下遇水无明显现象
单质与酸反应 与酸反应极为迅速 与酸反应剧烈,产生氢气 与酸反应迅速,产生氢气
最高价氧化物对应的水化物 化学式 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3
类别 强碱 中强碱 两性氢氧化物
结论 ①Na、Mg、Al与水(或酸)反应置换出氢气由易到难的顺序为Na>Mg>Al ②Na、Mg、Al最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 ③Na、Mg、Al三种元素的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al
2.硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
单质与氢气反应条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
气态氢化物的稳定性 SiH4极易分解 PH3不稳定,易分解 H2S受热可分解 HCl很稳定
最高价氧化物对应水化物 化学式 H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4
类别 弱酸 中强酸 强酸 强酸
结论 ①单质与氢气生成气态氢化物由易到难的顺序:Cl2>S>P>Si ②Si、P、S、Cl气态氢化物的稳定性顺序为HCl>H2S>PH3>SiH4 ③Si、P、S、Cl最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3 ④Si、P、S、Cl非金属性由强到弱的顺序为Cl>S>P>Si
3.同周期元素性质递变规律
4.元素周期律
【理解辨析】
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)随着原子序数的递增,最外层电子排布均呈现由1个电子递增至8个电子的周期性变化。 (×)
提示:第一周期原子最外层电子从1到2。
(2)第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+7。 (×)
提示:第二周期中,O没有最高正价,F没有正价,第二周期元素从左到右,最高正价从+1递增到+5。
(3)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。 (×)
提示:原子失去电子能力越强,金属性越强;原子得电子能力越强,元素的非金属性越强。元素的金属性、非金属性与得失电子的多少没有关系。
(4)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,金属性越强。 (×)
提示:元素的最高价氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,金属性越强。
课堂合作探究
探究任务一　元素周期律
【实验情境】
在如图的实验装置中,锥形瓶中是硅酸钠溶液,分液漏斗中盛装的是稀硫酸,向硅酸钠溶液中滴加稀硫酸,溶液由澄清变浑浊,原因是生成了硅酸沉淀。
【问题探究】
1.如何通过实验证明H3PO4的酸性强于H2SiO3
提示:向Na2SiO3溶液中加入H3PO4溶液,产生白色沉淀,则证明H3PO4的酸性强于H2SiO3。
2.硫酸为强酸,次氯酸为弱酸,据此能确定硫的非金属性大于氯吗
提示:不能。判断元素的非金属性强弱可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而HClO中氯元素不是最高价。
3.盐酸(HCl)的酸性强于氢硫酸(H2S),据此能得出氯元素比硫元素的非金属性强吗
提示:不能。气态氢化物的酸性强弱与元素的非金属性强弱没有必然联系,不能作为判断元素非金属性强弱的依据。如氢碘酸(HI)的酸性强于盐酸(HCl),但氯元素比碘元素的非金属性强。
4.试根据同周期元素非金属性的变化规律,比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。
提示:元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:Si5.请从原子结构变化的角度解释,同周期元素随着原子序数的递增,金属性减弱、非金属性增强的原因。
提示:因同周期元素原子的电子层数相同,但原子序数依次增大,核电荷数依次增多,原子核对最外层电子的吸引能力依次增强,原子失电子能力依次减弱,得电子能力依次增强,即元素的金属性依次减弱,非金属性依次增强。
【探究总结】
1.原子结构与元素性质的周期性变化
项目 同周期(从左至右) 同主族(从上到下)
电子层数 相同 逐渐递增
最外层电子数 逐渐增多 相同
原子半径 逐渐减小(稀有气体元素除外) 逐渐增大
金属单质与水或 酸置换出H2的难易 易→难 难→易
最高价氧化物对应水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成难易 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
2.同周期元素性质的递变规律
对于第三周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl
①原子半径由大到小的顺序:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。
②简单离子半径由大到小的顺序:P3->S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+。
③单质置换出水或酸中氢的能力:Na>Mg>Al。
④最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
⑤单质与H2化合的能力:Si⑥气态氢化物的稳定性由弱到强的顺序:SiH4⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序:H2SiO33.金属性和非金属性强弱的判断方法
【易错提醒】非金属性强弱比较误区
(1)最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性越强,不能用无氧酸的酸性强弱来判断。
(2)非金属性强弱与该单质的稳定性无关。
【典例示范】
【典例】下列叙述正确的是 (　　)
A.C、N、O元素的单质与氢气化合越来越难
B.Li、Na、K的最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱
C.Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱
D.P、S、Cl元素的最高正价依次升高,其对应的简单气态氢化物的稳定性依次减弱
【解析】选C。元素的非金属性越强,其单质越易与氢气化合,由于元素的非金属性:C【延伸探究】(1)比较硼的简单气态氢化物与甲烷的稳定性。
提示:甲烷的稳定性强。碳的非金属性强于硼的非金属性。
(2)D项中,P、S、Cl元素的最高正价氧化物对应的水化物的酸性如何比较
提示:非金属性越强,最高正价氧化物对应的水化物的酸性越强,即HClO4>H2SO4>H3PO4。
【探究训练】
1.(双选)(2025·菏泽高一检测)下列有关性质的比较中正确的是 (　　)
A.碱性:NaOHB.稳定性:HF>HCl>PH3
C.原子半径:S>O>F
D.酸性:HClO>HNO3>H2CO3
【解析】选B、C。金属性:Na>Mg>Al,故碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A错误;非金属性:F>Cl>P,稳定性:HF>HCl>PH3,B正确;同周期主族元素随原子序数增大,原子半径逐渐减小,同主族元素随原子序数增大,原子半径逐渐增大,因此原子半径:S>O>F,C正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,酸性应为HClO4>HNO3,而HClO是弱酸,D错误。
2.下列事实不能用元素周期律解释的是 (　　)
A.酸性:HCl>H2CO3
B.碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2
C.与H2反应,F2比Cl2剧烈
D.与水反应,K比Na剧烈
【解析】选A。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,由于元素的非金属性:Cl>C,所以酸性:HClO4>H2CO3,而HCl是无氧酸,因此不能通过比较元素的非金属性来比较其酸性强弱,A错误;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强,Ca、Mg是同一主族元素,由于从上到下元素的金属性逐渐增强,所以碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,B正确;元素的非金属性越强,其单质与H2反应就越容易进行,F、Cl是同一主族元素,由于从上到下元素的非金属性逐渐减弱,所以与H2反应时,F2比Cl2剧烈,C正确;元素的金属性越强,其相应的单质与水或酸发生置换反应就越容易,K、Na是同一主族元素,由于从上到下元素的金属性逐渐增强,所以与水反应时,K比Na剧烈,D正确。
3.(2025·枣庄高一检测)运用元素周期律分析下面的推断,其中正确的是 (　　)
A.锂(Li)在氧气中剧烈燃烧,产物是Li2O2,锂溶于水生成一种强碱
B.硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比H2S稳定的气体
C.砹(At2)为有色固体,HAt不稳定,AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
D.铊(Tl)与铝同族,其单质既能与盐酸反应产生氢气,又能与NaOH溶液反应产生氢气
【解析】选C。锂在氧气中燃烧生成氧化锂而不是过氧化锂,A错误; 硒与硫处于同一主族,根据元素周期律可知,同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐降低,因此硒化氢不如硫化氢稳定,B错误;氟、氯、溴、碘、砹处于同一主族,从上到下非金属性逐渐减弱,相对原子质量逐渐增大,根据元素周期律可知,碘单质已为紫黑色固体,因此砹也为有色固体,碘化氢不稳定,则砹化氢也不稳定,除氟化银外卤化银都不溶于水和稀硝酸,则砹化银也不溶于水和稀硝酸,C正确;铊与铝同族,根据元素周期律可知,同主族元素从上到下金属性依次增强,因此铊虽然与铝处于同一主族,但是金属性比铝强得多,不位于金属与非金属的分界线处,不具有两性,不能与氢氧化钠溶液反应,D错误。
4.元素周期律和元素周期表揭示了元素之间的内在联系,反映了元素性质与它的原子结构的关系。下列大小关系符合元素周期律的是 (　　)
A.酸性:HNO3>H3BO3>H2CO3
B.稳定性:HF>PH3>H2O
C.碱性:Be(OH)2>Mg(OH)2>Ca(OH)2
D.单质的还原性:K>Mg>Al
【解析】选D。非金属性:N>C>B,故酸性:HNO3>H2CO3>H3BO3,A错误;非金属性:F>O>N>P,故稳定性:HF>H2O>NH3>PH3,B错误;金属性:Ca>Mg>Be,故碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2> Be(OH)2, C错误;金属性K>Mg>Al,则单质的还原性:K>Mg>Al,D正确。
探究任务二　微粒半径大小比较
【教材情境】
对于O、F、Na、Mg、Al元素,核电荷数依次增大,其简单离子的电子层结构相同,原子半径和简单离子半径有何变化规律
【问题探究】
1.同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小吗
提示:不是。比较同周期的原子半径时,往往只比较主族元素,因为非主族元素的原子半径的测量方法与主族元素不同。
2.第三周期中离子半径最大的元素是什么
提示:P3-。第ⅣA族元素不形成简单阴、阳离子,第三周期中简单阴离子的电子层数比简单阳离子多一层,故第三周期中的阴离子半径大于阳离子半径,又因同周期简单阴离子电子层结构相同,根据“同结构——离子半径随核电荷数的增大而减小”,P3-半径最大。
3.在短周期元素中,原子的电子层数越多,原子半径就一定大吗
提示:不一定。锂原子半径反常,仅比第三周期的钠、镁原子半径小。
【探究总结】
微粒半径大小的比较规律
【探究训练】
1.(2025·枣庄高一检测)下列微粒半径最大的是 (　　)
A.Na+　　　B.Mg　　　C.Si　　　D.S
【解析】选B。电子层数越多,半径越大,电子层数相同的,核电荷数越多半径越小,钠离子两个电子层,镁原子、硅原子、硫原子均三个电子层,核电荷数镁<硅<硫,则半径最大的是Mg。故选B。
2.表中给出了X、Y、Z、W四种短周期元素的部分信息,请根据这些信息判断下列说法中正确的是 (　　)
元素 X Y Z W
原子半径/nm 0.102 0.160 0.074 0.071
最高正价或最低负价 +6 +2 -2 -1
A.原子半径由大到小的顺序为X>Y>Z>W
B.Y离子的半径大于Y原子的半径
C.离子半径由小到大的顺序为Y2+D.Cl-的半径大于X2-的半径
【解析】选C。由化合价知,短周期元素X、Z的最外层电子数都为6,由原子半径的大小关系可确定X为硫元素,Z为氧元素;与X的原子半径相比,Y应为镁元素;与Z原子半径相比,W为氟元素。X、Y、Z、W分别为S、Mg、O、F,S、Mg为第三周期元素,O、F为第二周期元素,且同周期元素中核电荷数越大的元素,原子半径越小,所以原子半径由大到小的顺序为Mg>S>O>F,A不正确;Y为Mg,Mg2+比Mg少一个电子层,所以Mg2+的半径小于Mg的半径,B不正确;S2-核外有3个电子层,而Mg2+、O2-、F-的电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由小到大的顺序为Mg2+3.(双选)如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.离子半径:X>Y>Z
C.元素R的最高化合价和最低化合价的代数和为6
D.Y和W的最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
【解析】选B、C。根据化合价与原子序数关系图得到X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。根据层多径大,同电子层结构核多径小,则原子半径:Y>Z>X,A错误;根据层多径大,同电子层结构核多径小,则离子半径:X>Y>Z,B正确;元素R(Cl)的最高化合价(+7)和最低化合价(-1)的代数和为6,C正确;Y和W的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、H2SO4,两者反应生成硫酸钠和水,D错误。
4.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素。X原子的L层电子数是其K层电子数的3倍,Z是短周期金属性最强的元素,W是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是 (　　)
A.简单离子半径:X>Y>Z>W
B.简单氢化物的稳定性:X>Y
C.Z、W的最高价氧化物对应的水化物能互相反应
D.X与Z形成的化合物中阴离子与阳离子个数之比均为1∶2
【解析】选B。由题干信息可知,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,X原子的L层电子数是其K层电子数的3倍,则X为O,Z是短周期金属性最强的元素,则Z为Na,故Y为F,W是地壳中含量最多的金属元素即为Al,据此分析解题。由分析可知,四种元素分别为O、F、Na、Al,它们的简单离子O2-、F-、Na+、Al3+具有相同的电子层结构,且核电荷数依次增大,则离子半径依次减小,故简单离子半径为O2->F->Na+>Al3+即X>Y>Z>W,A正确;元素简单氢化物的稳定性与其非金属性一致,已知F的非金属性强于O的,故简单氢化物的稳定性:HF>H2O即Y>X,B错误;由分析可知,Z为Na、W为Al,故Z、W的最高价氧化物对应的水化物即NaOH和Al(OH)3能互相反应,反应方程式为Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4],C正确;由分析可知,X为O,Z为Na,故X与Z形成的化合物Na2O和Na2O2中阴离子与阳离子个数之比均为1∶2,D正确。
课堂学业达标
1.下列事实能作为判断依据的是 (　　)
A.根据N2在空气中能稳定存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,判断非金属性:N>P
B.根据盐酸除去水垢时发生CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,判断碳与氯的非金属性强弱
C.向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,判断碳与硅的非金属性强弱
D.根据元素原子最外层电子数越多,判断该元素金属性越强
【解析】选C。N2在空气中能稳定存在,是因为N≡N的存在,而P4在温度特别高的夏天容易自燃,是因为白磷的着火点低,不能作为判断非金属性强弱的依据,A错误;根据反应CaCO3+2HC l=== CaCl2+CO2↑+H2O,不能判断碳与氯的非金属性强弱,而是根据酸性HClO4>H2CO3,判断氯的非金属性大于碳的非金属性,B错误;向硅酸钠溶液中通入CO2,有硅酸沉淀生成,说明碳酸的酸性大于硅酸,能判断碳与硅的非金属性强弱,C正确;元素原子最外层电子数越多,失去电子能力越弱,金属性越弱,D错误。
2.(双选)X、Y为同周期元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,则下列判断不正确的是 (　　)
A.若X、Y均为金属元素,则X失电子的能力强于Y
B.若X、Y均为金属元素,则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强
C.若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D.若X、Y均为非金属元素,则含氧酸的酸性Y的强于X的
【解析】选B、D。X、Y为同周期元素,如果X的原子半径大于Y的原子半径,说明X在Y的左侧。同周期元素从左到右,金属性依次减弱,若X、Y均为金属元素,则X失电子的能力强于Y,A正确;同周期元素从左到右,金属性依次减弱,若X、Y均为金属元素,X的金属性大于Y,则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性弱,B错误;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,气态氢化物稳定性增强,若X、Y均为非金属元素,则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定,C正确;同周期元素从左到右,非金属性依次增强,最高价含氧酸的酸性依次增强,由于没有明确是否为最高价含氧酸,则含氧酸的酸性Y的不一定强于X的,如:HClO的酸性小于H2SO4,D错误。
3.短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表的相对位置如下,五种元素的最外层电子数之和为24,则下列判断正确的是 (　　)
A B
C D E
A.元素A的最高价氧化物的化学式为AO
B.五种元素中原子半径最大的是C
C.气态氢化物稳定性:D>E
D.E元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HEO4
【解析】选B。根据元素周期表的相对位置,推断A、B在第二周期,C、D、E在第三周期,设元素A的最外层电子数为x,则:x+x+x+1+x+1+x+2=24,x=4,则A为碳,C为硅,B为氮,D为磷,E为硫。碳位于元素周期表中第二周期第ⅣA族,最高价氧化物的化学式为AO2,A错误;五种元素中原子半径最大的是硅,B正确;非金属性E>D,则气态氢化物稳定性:D4.A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B,其中A、B处在同一周期,A、C处在同一主族。C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍。试回答:
(1)这四种元素分别是A　　　,B　　　 ,C　　　 ,D　　　 。
(2)A、B、C三种元素中在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大而小的顺序是　　　 。
(3)A与B形成的三原子分子的化学式是　　　 ,B与D形成的原子个数比为1∶1的化合物的化学式是　　　 。
(4)A元素某氧化物与D元素某氧化物反应生成B单质的化学方程式是　　　　　 。
【解析】因A、B同周期,A、C同主族,原子半径D>C>A>B,所以A、B、C、D在周期表中相对位置如图所示。
A B
D C
又因为C原子最外层上的电子数是D原子最外层电子数的4倍,所以C为第3周期ⅣA族,D为第3周期ⅠA族,从而可知C为硅,D为钠,进而可推知,A为碳。由于C原子核内质子数等于A、B原子核内质子数之和,14=6+B,因此B为8,即为氧。
答案:(1)C　O　Si　Na
(2)H2O>CH4>SiH4　(3)CO2　Na2O2
(4)2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2
课时巩固 请使用 课时素养检测 二十一

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