
1.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。2.學(xué)會(huì)運(yùn)用元素周期表、元素周期律的有關(guān)知識(shí),指導(dǎo)科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
一、周期表中元素金屬性和非金屬性遞變規(guī)律
二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.同一元素的“位、構(gòu)、性”關(guān)系可表示如下:
具體表現(xiàn)為:(1)結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系: (2)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系: (3)位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系:
例1 下表是部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)。
解析:L和Q的化合價(jià)都為+2價(jià),應(yīng)為元素周期表第ⅡA族元素,根據(jù)半徑關(guān)系可知Q為Be元素,L為Mg元素;R和T的化合價(jià)都有-2價(jià),應(yīng)為元素周期表第ⅥA族元素,R的最高價(jià)為+6價(jià),應(yīng)為S元素,T無(wú)正價(jià),應(yīng)為O元素;M的化合價(jià)為+3價(jià),應(yīng)為元素周期表第ⅢA族元素,根據(jù)原子半徑RS,非金屬性越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定,故穩(wěn)定性H2T>H2R。D對(duì),M與T形成的Al2O3是兩性氧化物,溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿。答案:D
下列判斷正確的是( ?。〢. L與R形成的簡(jiǎn)單離子核外電子數(shù)相等 B.單質(zhì)與濃度相等的稀鹽酸反應(yīng)的速率Q>LC.氫化物的穩(wěn)定性H2T ?。ㄌ罨瘜W(xué)式)。(4)比較A、C的原子半徑:A C,寫(xiě)出A的氣態(tài)氫化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
解析:據(jù)A、B、C在周期表中的位置可知,A、C處于第二周期,B處于第三周期,設(shè)B的原子序數(shù)為x,則A為x-9,C為x-7,據(jù)題意有x-9+x-7=x,則x=16,即為S,那么A為N,C為F。答案:(1)氮 硫 氟?。?)第二周期第ⅦA族 (3) HF H2S?。?)> NH3+HNO3 NH4NO3
例3 現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表。
(1)元素X的一種同位素可測(cè)定文物年代,這種同位素的符號(hào)是 。(2)元素Y與氫元素形成一種離子YH4+,0.5 ml 該粒子中所含電子數(shù)為 。(3)元素Z在周期表中的位置是 ,元素Z與元素T相比,非金屬性較強(qiáng)的是 ?。ㄓ迷胤?hào)表示)。
解析:由題意知,T為硫、X為碳、Y為氮、Z為氯。(1)碳元素的一種核素 可測(cè)定文物年代。(2)NH4+是10e-微粒,0.5 ml NH4+含有電子0.5 ml×10NA=5NA。(3)Cl位于第三周期第ⅦA族,元素Cl與S相比,非金屬性較強(qiáng)的是Cl,可用氫化物的穩(wěn)定性、非金屬元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱及非金屬單質(zhì)的置換反應(yīng)等來(lái)判斷。答案:(1)146C (2)5NA (3)第三周期第ⅦA族 Cl
2.元素周期律的具體應(yīng)用(1)預(yù)測(cè)未知元素的性質(zhì) 依據(jù):同主族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。如由鹵素的性質(zhì)相似性和遞變規(guī)律,可推知未知元素砹(At)應(yīng)為有色固體,與氫難化合,HAt不穩(wěn)定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。(2)比較元素的性質(zhì) 依據(jù):元素周期律。如比較H2SO4和H2SeO4的酸性強(qiáng)弱,因?yàn)镾、Se同主族,由上至下,元素的非金屬性減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性減弱,故酸性H2SO4>H2SeO4。(3)尋找新材料如在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素中尋找半導(dǎo)體材料。
例 4 元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說(shuō)法不合理的是( )A.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推斷出元素的非金屬性:Cl>SB.若X+和Y2-的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則原子序數(shù):X>YC.已知第ⅡA族的硫酸鹽溶解性:MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,可推斷出SrSO4不溶于水,但溶解度比BaSO4大(第ⅡA元素從上到下Be、Mg、Ca、Sr、Ba)D. Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族,堿性:CsOH>Ba(OH)2
解析:A錯(cuò),不能利用無(wú)氧酸的酸性比較非金屬性,比較角度不合理,應(yīng)利用元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比較Cl、S的非金屬性。B對(duì),由X X+失去1個(gè)電子,Y Y2-得到2個(gè)電子,設(shè)X+和Y2-的核外電子數(shù)為a,則X、Y的原子序數(shù)分別為a+1、a-2,所以原子序數(shù)X>Y。C對(duì),由題給信息可知Mg、Ca、Sr、Ba對(duì)應(yīng)的硫酸鹽的溶解度逐漸減小,可推斷出SrSO4不溶于水,但溶解度比BaSO4大。D對(duì),Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族,Cs的金屬性強(qiáng),所以Cs的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物CsOH的堿性強(qiáng)。答案:A
例5 試根據(jù)堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)下列說(shuō)法,其中不正確的是( )A.碳酸銫比碳酸氫銫穩(wěn)定B.氫氧化銫是一種強(qiáng)堿C.可能存在過(guò)氧化銫 D.銫在金屬活動(dòng)性順序中排在鉀后面
解析:A對(duì),堿金屬的正鹽比酸式鹽穩(wěn)定,故碳酸銫比碳酸氫銫穩(wěn)定。B對(duì),銫的金屬性很強(qiáng),所以氫氧化銫是一種強(qiáng)堿。C對(duì),因?yàn)榇嬖谶^(guò)氧化鈉,故可能存在過(guò)氧化銫。D錯(cuò),銫與鉀同主族且排在鉀下面,銫的金屬性比鉀強(qiáng),銫在金屬活動(dòng)性順序中排在鉀前面。答案:D
解析:a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,c所在周期數(shù)與族數(shù)相同,則c應(yīng)為第三周期ⅢA族的Al;a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同,則a應(yīng)為O,則b可能為Na或Mg;d與a同族,則d為S。四種元素在周期表中的位置如下所示。
例6?。?017?全國(guó)Ⅱ卷]a、b、c、d為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,a原子核外電子總數(shù)與b原子次外層的電子數(shù)相同;c所在周期數(shù)與族數(shù)相同;d與a同族,下列敘述正確的是( ?。〢.原子半徑:d>c>b>aB. 4種元素中b的金屬性最強(qiáng)C. c的氧化物的水化物是強(qiáng)堿D. d單質(zhì)的氧化性比a單質(zhì)的氧化性強(qiáng)
A錯(cuò),同周期主族元素,自左向右原子半徑減?。煌髯逶?,自上而下原子半徑增大,故原子半徑大小順序?yàn)閎>c>d>a。B對(duì),同主族元素,自上而下金屬性增強(qiáng);同周期元素,自右向左金屬性增強(qiáng),故b的金屬性最強(qiáng)。C錯(cuò),c的氧化物的水化物為Al(OH)3,為兩性氫氧化物。D錯(cuò),S的氧化性比O2弱。答案:B
例7 [2016·上海卷]已知W、X、Y、Z為短周期元素,原子序數(shù)依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X為金屬元素。下列說(shuō)法一定正確的是( )A.原子半徑:X>Y>Z>WB. W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性強(qiáng)C. W的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于Y的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性D.若W與X原子序數(shù)差為5,則形成化合物的化學(xué)式為X3W2
解析:由于原子序數(shù)按W、X、Y、Z依次增大,W與Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且只有X是金屬元素,則同主族元素W與Z都是非金屬,可能分別為N、P或O、S或F、Cl,Y可能為Si或S,金屬元素X可能為Na、Mg、Al中的一種。A對(duì),同一周期的元素原子序數(shù)越大,原子半徑越小;同一主族的元素,原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑越大,所以原子半徑:X>Y>Z>W。B錯(cuò),W的含氧酸可能是HNO2、HNO3,Z的含氧酸是H3PO4,酸性HNO2Y,所以氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性W>Y。D錯(cuò),若W、X原子序數(shù)相差5,如分別為O、Al,則二者形成的化合物的化學(xué)式為X2W3。 答案:A
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