02
預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)
自主梳理
一、金屬元素與非金屬元素在周期表中的分布及性質(zhì)規(guī)律
1.元素周期表與元素周期律的關(guān)系
(1)元素周期表是_________________的具體表現(xiàn)形式,反映了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系。
(2)元素周期表中元素的金屬性和非金屬性變化的規(guī)律
同周期元素從左到右金屬性逐漸_______,非金屬性逐漸_______;同主族元素從上到下金屬性逐漸_______,非金屬性逐漸_______。
2.元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)
(1)金屬性強(qiáng)的元素在周期表的_______方,最強(qiáng)的是_____(放射性元素除外);非金屬性強(qiáng)的元素在周期表的_______方(稀有氣體除外),最強(qiáng)的是_____。
(2)分界線(xiàn)附近的元素,既能表現(xiàn)出一定的_________,又能表現(xiàn)出一定的_________,故元素的_________與_________之間沒(méi)有嚴(yán)格的界線(xiàn)。
3.元素化合價(jià)與元素在周期表中位置的關(guān)系
(1)價(jià)電子
①定義:可在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生變化,與元素的化合價(jià)有關(guān)的電子。
②具體內(nèi)容:主族元素的價(jià)電子=_________________________,過(guò)渡元素的價(jià)電子包括最外層電子及次外層或倒數(shù)第三層的部分電子。
(2)化合價(jià)規(guī)律
①主族元素:
最高正化合價(jià)=_______________=___________________(O、F除外)。
②非金屬主族元素化合價(jià)一般規(guī)律:
最低負(fù)價(jià)=_______________(H除外);最高正價(jià)+|最低負(fù)價(jià)|=_____。
二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用
1.根據(jù)同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律判斷元素性質(zhì)的_______(或大小)。
2.應(yīng)用于元素“位置—結(jié)構(gòu)—性質(zhì)”的相互推斷。
3.預(yù)測(cè)新元素
為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線(xiàn)索。
4.一定區(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)
①金屬與非金屬分界線(xiàn)eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(尋找),\s\d 4(——→))),\s\d 6()) _________材料,如Si、Ge、Ga等。
②過(guò)渡元素eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(尋找),\s\d 4(——→))),\s\d 6())__________和耐高溫、耐腐蝕合金的元素,如Fe、Ni、Pt、Pd等。
③周期表右上角(氟、氯、硫、磷、砷等元素)eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(尋找),\s\d 4(——→))),\s\d 6())制造________的元素。
一、1.(1)元素周期律 (2)減弱 增強(qiáng) 增強(qiáng) 減弱 2.(1)左下 Cs 右上 F (2)金屬性 非金屬性 金屬性 非金屬性 3.(1)最外層電子數(shù) (2)①主族族序數(shù) 最外層電子數(shù) ②主族序數(shù)-8 8
二、1.強(qiáng)弱 4.①半導(dǎo)體 ②催化劑 ③農(nóng)藥
預(yù)習(xí)檢測(cè)
1.(2023年江蘇省江陰高級(jí)中學(xué)期末)在元素周期表中金屬與非金屬的分界處,可以找到
A.合金B(yǎng).半導(dǎo)體材料C.催化劑D.農(nóng)藥
【答案】B
【解析】A項(xiàng),在元素周期表中,金屬元素位于元素周期表的左下方,可以用來(lái)做導(dǎo)體,可以用來(lái)做合金等,像鎂和鋁等,錯(cuò)誤;B項(xiàng),在金屬元素和非金屬元素交接區(qū)域的元素通常既具有金屬性又具有非金屬性,可以用來(lái)做良好的半導(dǎo)體材料,如硅等,正確;C項(xiàng),可以用于做催化劑的元素種類(lèi)較多,一般為過(guò)渡金屬元素,錯(cuò)誤;D項(xiàng),非金屬元素位于右上方,非金屬可以制備有機(jī)溶劑,部分有機(jī)溶劑可以用來(lái)做農(nóng)藥,錯(cuò)誤。
2.(2022年河北廊坊期末)根據(jù)元素在元素周期表中的位置,下列判斷錯(cuò)誤的是
A.酸性:H3PO4>HNO3B.堿性:KOH>Mg(OH)2
C.非金屬性:Br>ID.穩(wěn)定性:H2O<HF
【答案】A
【解析】A項(xiàng),根據(jù)同一主族,從上至下,非金屬性逐漸減弱,則非金屬性為P<N,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性為H3PO4<HNO3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),金屬性K>Mg,故最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性為KOH>Mg(OH)2,正確;C項(xiàng),同一主族,從上至下,非金屬性逐漸減弱,則非金屬性為Br>I,正確;D項(xiàng),非金屬性F>O,故最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性為HF>H2O,正確。
3.(2022年廣西桂林期末)鎵(Ga)元素位于元素周期表第四周期,與鋁同主族。以下對(duì)鎵(Ga)的相關(guān)說(shuō)法正確的是
A.Ga是一種不活潑的金屬B.Ga(OH)3的堿性比Al(OH)3弱
C.Ga單質(zhì)的還原性比Al單質(zhì)強(qiáng)D.Ga3+的氧化性比Al3+強(qiáng)
【答案】C
【解析】A項(xiàng),Al是活潑金屬,同主族元素自上而下元素的金屬性逐漸增強(qiáng),因此Ga是活潑金屬,錯(cuò)誤;B項(xiàng),同主族元素自上而下元素的金屬性逐漸增強(qiáng),因此金屬性Ga>Al,金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),則Ga(OH)3的堿性比Al(OH)3強(qiáng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),金屬性Ga>Al,則Ga單質(zhì)的還原性比Al單質(zhì)強(qiáng),正確;D項(xiàng),Ga單質(zhì)的還原性比Al單質(zhì)強(qiáng),則Ga3+的氧化性比Al3+弱,錯(cuò)誤。
4.(2022年北京市東城區(qū)期末)1991年,我國(guó)化學(xué)家張青蓮用同位素質(zhì)譜法準(zhǔn)確測(cè)得銦元素(In)的原子量為114.818±0.003,被國(guó)際原子量委員會(huì)采用為新標(biāo)準(zhǔn)。已知In位于元素周期表第5周期ⅢA族。下列說(shuō)法不正確的是
A.In的金屬性強(qiáng)于AlB.In的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
C.In為過(guò)渡元素D.In的最高價(jià)為+3價(jià)
【答案】C
【解析】A項(xiàng),In與Al為同主族元素,且In在Al的下方,所以金屬性強(qiáng)于Al,正確;B項(xiàng),In為第5周期第ⅢA族元素,則原子結(jié)構(gòu)示意圖為,正確;C項(xiàng),In為主族元素,不是過(guò)渡元素,不正確;D項(xiàng),In的最外層電子數(shù)為3,則最高價(jià)為+3價(jià),正確。
5.(2022年黑龍江省大慶鐵人中學(xué)期末)元素周期表中第116號(hào)元素已由俄羅斯科學(xué)家找到。假設(shè)第116號(hào)元素的元素符號(hào)為R,則下列有關(guān)敘述中正確的是
A.R的非金屬性比S強(qiáng)B.R元素原子的內(nèi)層電子共有110個(gè)
C.R是過(guò)渡金屬元素D.R元素原子的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸
【答案】B
【解析】116號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為,該元素位于第7周期第VIA族,其性質(zhì)具有氧族元素特點(diǎn),根據(jù)元素周期律來(lái)分析解答。
A項(xiàng),同一主族元素,元素的非金屬性隨著原子序數(shù)增大而減弱,所以R的非金屬性比S弱,錯(cuò)誤;B項(xiàng),根據(jù)圖知,R元素原子的內(nèi)層電子共有110個(gè),正確;C項(xiàng),R元素位于ⅥA族,不屬于過(guò)渡金屬元素,錯(cuò)誤;D項(xiàng),R元素的非金屬性很弱,所以R原子的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為弱酸,錯(cuò)誤。
6.(2022年江蘇省天一中學(xué)期末)砷為第四周期第VA族元素,根據(jù)它在元素周期表中的位置推測(cè),砷不可能具有的性質(zhì)是
A.砷在通常情況下是固體
B.可以存在-3、+3、+5等多種化合價(jià)
C.砷的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比H3PO4弱
D.砷的氣態(tài)氫化物比磷的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定
【答案】D
【解析】A項(xiàng),砷為第四周期VA族元素,與N、P位于同一主族,As在P的下面,P在通常情況下呈固態(tài),則砷在通常情況下是固體,正確;B項(xiàng),砷為第四周期VA族元素,與P位于同一主族,P的常見(jiàn)的化合價(jià)有-3、+3、+5,故砷可以存在-3、+3、+5等多種化合價(jià),正確;C項(xiàng),同一主族,從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性逐漸減弱,非金屬性:As<P,則酸性:H3AsO4<H3PO4,正確;D項(xiàng),同一主族,從上到下,元素的非金屬性逐漸減弱,簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,非金屬性:As<P,則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:AsH3<PH3,錯(cuò)誤。
?環(huán)節(jié)一 元素周期表和元素周期律的應(yīng)用
情境材料
奧地利首都維也納一家礦場(chǎng)監(jiān)督牟勒是第一個(gè)提取出碲的人。1782年牟勒從一種被當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)為“奇異金”的礦石中提取出碲。16年后,德國(guó)礦物學(xué)家克拉普羅特(M.H.Klaprth)將礦石溶解在王水中,用過(guò)量堿使溶液部分沉淀,除去金和鐵等,在沉淀中發(fā)現(xiàn)這一新元素,并將其命名為tellurium(碲),元素符號(hào)定為T(mén)e。這一詞來(lái)自拉丁文tellus(地球)。
已知:Te與O、S同主族。
問(wèn)題探究
1.運(yùn)用元素周期律判斷常溫下碲的狀態(tài),單質(zhì)碲能作半導(dǎo)體材料嗎?請(qǐng)說(shuō)明你判斷的依據(jù)。
2.碲元素的常見(jiàn)價(jià)態(tài)有哪些?寫(xiě)出其氫化物和最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式。
3.元素周期表在預(yù)測(cè)新元素、發(fā)現(xiàn)新物質(zhì)方面起著巨大的作用。隨著社會(huì)的發(fā)展,對(duì)新型農(nóng)藥的需求量越來(lái)越大。若要尋找新型農(nóng)藥,可在周期表的哪個(gè)位置進(jìn)行探索?
1.常溫下碲為固體,原因是同主族非金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)從上而下逐漸升高,硫單質(zhì)是固體,故碲單質(zhì)也一定是固體。單質(zhì)碲能作半導(dǎo)體材料,原因是碲位于金屬與非金屬的分界線(xiàn)附近,既有金屬性,又有非金屬性。
2.-2、+4、+6;H2Te;H2TeO4。
3.可在氟、氯、硫、磷、砷等元素所在周期表的位置附近尋找。
要點(diǎn)歸納
一、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用
1.元素周期表的分區(qū)及應(yīng)用
(1)元素周期表的金屬區(qū)和非金屬區(qū)
(2)元素化合價(jià)與其在周期表中位置的關(guān)系
①O、F原子半徑小,原子核對(duì)外層電子的吸引能力強(qiáng),F(xiàn)無(wú)正化合價(jià),O無(wú)最高正價(jià)。
②元素的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值之差與族序數(shù)的關(guān)系:
2.依據(jù)元素在周期表中的位置,確定其化合物的化學(xué)式
知道元素在周期表中的主族序數(shù)后,根據(jù)化合價(jià)規(guī)律即可寫(xiě)出其化合物的化學(xué)式(以R代表元素)
3.預(yù)測(cè)元素及其化合物的性質(zhì)
(1)由元素在周期表中的位置推測(cè)其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì):如鉛(Pb)位于第六周期第ⅣA族,則可推知鉛的主要化合價(jià)為+2、+4,可預(yù)測(cè)鉛是活潑金屬,能置換出酸中的氫等。
(2)門(mén)捷列夫的預(yù)言
門(mén)捷列夫在研究元素周期表時(shí),科學(xué)地預(yù)言了11種當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)的元素,為它們?cè)谥芷诒碇辛粝驴瘴?。例如,他認(rèn)為在鋁的下方有一個(gè)與鋁類(lèi)似的元素“類(lèi)鋁”,并預(yù)測(cè)了它的性質(zhì)。1875年,法國(guó)化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種元素,將它命名為鎵。門(mén)捷列夫還預(yù)言了鍺的存在和性質(zhì),多年后也得到了證實(shí)。
陌生元素的性質(zhì)的推斷
(1)與同周期前、后元素相比較,依據(jù)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。
(2)與同主族上、下元素相比較,依據(jù)同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律推測(cè)元素的性質(zhì)。
(3)比較不同周期,不同主族元素性質(zhì)時(shí),可借助“三角”規(guī)律進(jìn)行推斷。
若A、B、C三種元素位于元素周期表中如圖所示位置,有關(guān)元素的各種性質(zhì)均可排出順序(但D不能參與排列)。如原子半徑:C>A>B;金屬性:C>A>B;非金屬性:B>A>C。
典例精講
【例1】(2023年甘肅省慶陽(yáng)市期末)元素周期表中某區(qū)域的一些元素多用于制造催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金,該區(qū)域是
A.稀有氣體元素區(qū)域
B.過(guò)渡元素區(qū)域
C.右上方的非金屬元素區(qū)域
D.金屬元素和非金屬元素分界線(xiàn)附近的元素區(qū)域
【答案】B
【解析】元素周期表中位置相近的元素性質(zhì)相似,因此人們可以在元素周期表中一定的區(qū)域內(nèi)研究合成有特定性質(zhì)的新物質(zhì)。如在金屬和非金屬的分界線(xiàn)附近尋找半導(dǎo)體材料(如鍺、硅、硒等),在過(guò)渡元素中尋找優(yōu)良的催化劑和耐高溫、耐腐蝕的合金材料(如制造火箭、飛機(jī)的鈦、鉬等元素)。答案選B。
【例2】(2022年重慶主城區(qū)六校期末)已知硒(34Se)的最外層有6個(gè)電子,依據(jù)元素周期表和周期律的知識(shí),下列錯(cuò)誤的是
A.非金屬性:O>S>SeB.還原性:H2Se>H2S>HCl
C.熱穩(wěn)定性:H2Se>H2O>HFD.酸性:HClO4>H2SO4>H2SeO4
【答案】C
【解析】由已知硒(34Se)的最外層有6個(gè)電子可推知,硒位于元素周期表第四周期第VIA族,位于O的同主族的下一周期。
A項(xiàng),同一主族從上往下非金屬性依次減弱,故非金屬性:O>S>Se,正確;B項(xiàng),一種非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),則其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)的氫化物的還原性則越弱,由A項(xiàng)中元素周期律可知,還原性:H2Se>H2S>HCl,正確;C項(xiàng),一種非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng),非金屬:F>O>S,故熱穩(wěn)定性:H2Se<H2O<HF,錯(cuò)誤;D項(xiàng),一種非金屬元素的非金屬性越強(qiáng),則其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),非金屬:Cl>S>Se,故酸性:HClO4>H2SO4>H2SeO4,正確。
【例3】(2022年浙江杭州高級(jí)中學(xué)錢(qián)塘學(xué)校高一期末)鎵(Ga)與鋁同主族,曾被稱(chēng)為“類(lèi)鋁”,其氧化物和氫氧化物均為兩性化合物。工業(yè)制備鎵的流程如圖所示。下列判斷不合理的是
A.Al、Ga的價(jià)層電子數(shù)相同
B.向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水,先生成沉淀,后沉淀溶解
C.金屬鎵可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2和氫氣
D.Ga2O3可與鹽酸反應(yīng)生成GaCl3
【答案】B
【解析】氧化鋁和氧化鎵均為兩性氧化物,能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和偏鎵酸鈉,通適量二氧化碳后得到氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾后得到的偏鎵酸鈉經(jīng)過(guò)一系列處理后得到金屬鎵。
A項(xiàng),Al、Ga的價(jià)層電子數(shù)都是3,正確;B項(xiàng),Al(OH)3難溶于氨水,所以Ga(OH)3也難溶于氨水,向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水,有Ga(OH)3沉淀生成,沉淀不溶解,錯(cuò)誤;C項(xiàng),鋁能與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,所以金屬鎵也可以與NaOH溶液反應(yīng)生成NaGaO2和氫氣,正確;D項(xiàng),鎵的氧化物為兩性化合物,能與鹽酸反應(yīng)生成氯化鎵,正確。
?環(huán)節(jié)二 元素的位置、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的關(guān)系及應(yīng)用
情境材料
有A、B、C、D、E五種元素,質(zhì)子數(shù)都小于18。B原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍;C原子失去1個(gè)電子所得到的微粒具有與氖原子相同的電子層結(jié)構(gòu);D是地殼中含量最多的金屬元素;E的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的代數(shù)和為6;A單質(zhì)可以在E單質(zhì)中燃燒,生成AE,燃燒時(shí)火焰呈蒼白色。
問(wèn)題探究
1.原子半徑C______D(“大”或“小”)。
2.B在元素周期中的位置為_(kāi)_______________,D的離子結(jié)構(gòu)示意圖是_____________。
3.C、E兩元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________。
1.大
2.二周期、ⅥA族
3.OH-+H+=H2O
【解析】B原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,則B為氧元素;C原子失去1個(gè)電子所得到的微粒具有與氖原子相同的電子層結(jié)構(gòu),則C原子核外有11個(gè)電子,即核電荷數(shù)為11,C為鈉元素;地殼中含量最多的金屬元素是鋁,D為鋁元素;氯的最高正價(jià)(+7價(jià))與最低負(fù)價(jià)(-1價(jià))的代數(shù)和為6,則E為氯元素;氫氣可以在氯氣中燃燒,火焰呈蒼白色,所以A為氫元素。即A、B、C、D、E分別為H、O、Na、Al、Cl。
要點(diǎn)歸納
二、元素的“位一構(gòu)一性”關(guān)系及應(yīng)用
1.關(guān)系
2.應(yīng)用
(1)結(jié)構(gòu)與位置的互推是解題的核心
①掌握四個(gè)基本關(guān)系
對(duì)于原子:
a.質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)。
b.電子層數(shù)=周期序數(shù)。
c.最外層電子數(shù)=主族序數(shù)。
d.主族元素的最高正價(jià)=主族序數(shù)(O、F除外);最低負(fù)價(jià)=主族序數(shù)-8(H除外)。
②掌握周期表中“序、層”規(guī)律
若一種陽(yáng)離子和陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,則“陰前右”“陽(yáng)后左”,即陰離子對(duì)應(yīng)元素在前一周期右側(cè),陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)元素在后一周期左側(cè)。
(2)性質(zhì)與位置的互推是解題的關(guān)鍵
①根據(jù)元素的金屬性和非金屬性變化規(guī)律,推斷元素在周期表中處于同周期、同主族的相對(duì)位置關(guān)系。
②根據(jù)元素在周期表中的位置,推斷元素的性質(zhì)變化,如金屬性和非金屬性、簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性(或堿性)等。
(3)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的互推是解題的要素
①電子層數(shù)和最外層電子數(shù)決定元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱。
②同主族元素原子的最外層電子數(shù)相同,其化學(xué)性質(zhì)具有相似性。
③正確推斷原子半徑和離子半徑的大小及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
元素“位、構(gòu)、性”規(guī)律中的特例
(1)元素周期表中的周期一般是從金屬元素開(kāi)始,但第一周期例外,是從氫元素開(kāi)始。
(2)非金屬單質(zhì)一般不導(dǎo)電,但石墨是導(dǎo)體,晶體硅是半導(dǎo)體。
(3)氟無(wú)正價(jià),氧無(wú)最高正價(jià);在Na2O2中氧顯-1價(jià);在NaH中氫顯-1價(jià)。
(4)所有元素中,碳元素形成的化合物種類(lèi)最多。
典例精講
【例4】(2023年江蘇如皋3月月考)X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素。X元素的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,Y的單質(zhì)是空氣中含量最高的氣體,Z是地殼中含量最高的金屬,W的單質(zhì)可由電解海水中含量最高的鹽獲得。下列說(shuō)法正確的是
A.原子半徑:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為強(qiáng)酸
C.Y的簡(jiǎn)單氫化物與W的簡(jiǎn)單氯化物可以反應(yīng)生成鹽
D.Z的金屬性在同周期元素中最強(qiáng)
【答案】C
【解析】X元素的原子最外層電子數(shù)是次外層的2倍,即X為C;Y的單質(zhì)是空氣中含量最高的氣體,即Y為N;Z是地殼中含量最高的金屬,即Z為Al;W的單質(zhì)可由電解海水中含量最高的鹽獲得,為Cl,據(jù)此解題。
A項(xiàng),一般,電子層數(shù)越大,原子半徑越大;電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大原子的半徑越小,故原子半徑r(Al)>r(Cl)>r(C)>r(N),即r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),錯(cuò)誤;B項(xiàng),C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為H2CO3,為弱酸,錯(cuò)誤;C項(xiàng),氨氣和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨,為鹽,正確;D項(xiàng),Al在第三周期,金屬性最強(qiáng)的為Na,錯(cuò)誤。
【例5】(2023年河南省洛陽(yáng)市期末)X、Y、Z、W為短周期元素,X2-和Y+核外電子排布相同,X、Z位于同一主族,Y、Z、W位于同一周期,W的最外層電子數(shù)是X、Y最外層電子數(shù)之和。下列說(shuō)法不正確的是
A.X、Y、Z、W核電荷數(shù)逐漸增大
B.對(duì)應(yīng)單質(zhì)的氧化性:X>Z
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:W>Z
D.離子半徑X<Y
【答案】D
【解析】X、Y、Z、W為短周期元素,X2-和Y+核外電子排布相同,則X為O,Y為Na,X、Z位于同一主族,則Z為S;Y、Z、W位于同一周期,W的最外層電子數(shù)是X、Y最外層電子數(shù)之和,則W為Cl,以此分析解答本題。
A項(xiàng),根據(jù)上述分析可知:X為O,Y為Na,Z為S,W為Cl,可知,X、Y、Z、W核電荷數(shù)逐漸增大,正確;B項(xiàng),根據(jù)上述分析可知:X為O,Z為S,氧的非金屬性比硫強(qiáng),所以對(duì)應(yīng)單質(zhì)的氧化性:X>Z,正確;C項(xiàng),根據(jù)上述分析可知:W為Cl,Z為S,且非金屬性Cl>S,所以最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:W>Z,正確;D項(xiàng),根據(jù)上述分析可知:X為O,Y為Na,兩者的核外電子排布相同,原子序數(shù)越大,半徑越小,所以離子半徑X>Y,錯(cuò)誤。
04
課堂總結(jié)
元素綜合推斷的思維模型
元素位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)之間的關(guān)系
0503
強(qiáng)化訓(xùn)練
1.(2023年天津市河北區(qū)期末)元素周期表中某區(qū)域的一些元素多用于制造半導(dǎo)體材料,它們是
A.左下方區(qū)域的金屬元素
B.右上方區(qū)域的非金屬元素
C.金屬元素和非金屬元素分界線(xiàn)附近的元素
D.稀有氣體元素
【答案】C
【解析】A項(xiàng),元素周期表中有金屬元素和非金屬元素,其中金屬元素位于元素周期表的左邊,可以用來(lái)做導(dǎo)體材料,錯(cuò)誤;B項(xiàng),非金屬元素一般位于元素周期表的右邊,氫元素除外,非金屬元素一般不導(dǎo)電,是絕緣體材料,錯(cuò)誤;C項(xiàng),在金屬與非金屬元素交界處的元素大多數(shù)可用于制作半導(dǎo)體材料,正確;D項(xiàng),稀有氣體元素屬于非金屬元素,它們的性質(zhì)更穩(wěn)定,一般不用來(lái)做半導(dǎo)體材料,錯(cuò)誤。
2.(2023年安徽省皖弱地區(qū)聯(lián)考期末)鉻是人體必不可少的一種微量元素,它能維持人體多種生理機(jī)能,主要分布于皮膚、大腦、骨骼、肌肉、腎上腺當(dāng)中。鉻的金屬性位于鋅和鐵之間,根據(jù)元素周期律的知識(shí),下列有關(guān)鉻的性質(zhì)說(shuō)法不正確的是
A.鉻與冷水能發(fā)生劇烈反應(yīng)B.Cr(OH)3的堿性比NaOH的弱
C.Cr2O3能與HCl反應(yīng)D.鉻能與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)
【答案】A
【解析】根據(jù)元素周期律,元素金屬性Na>Al>Zn>Cr>Fe,以此分析。
A項(xiàng),Al不能與冷水發(fā)生劇烈反應(yīng),Cr金屬性弱于Al,故Cr無(wú)法與冷水發(fā)生劇烈反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),金屬性越強(qiáng),其氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng),則堿性Cr(OH)3<NaOH,正確;C項(xiàng),酸可以與金屬氧化物發(fā)生反應(yīng),正確;D項(xiàng),F(xiàn)e可以與鹽酸反應(yīng),Cr的還原性強(qiáng)于Fe,故Cr可以與鹽酸反應(yīng),正確。
3.(2023年北京市石景山區(qū)期末)硒(34Se)位于第四周期第VIA族,由元素周期表和周期律的知識(shí),下列不正確的是
A.熱穩(wěn)定性:H2Se>H2O>HFB.還原性:H2Se>H2S>HCl
C.非金屬性:O>S>SeD.酸性:HClO4>H2SO4>H2SeO4
【答案】A
【解析】A項(xiàng),Se與O同主族,O與F同周期,由三者的相對(duì)位置,可確定非金屬性Se<O<F,則熱穩(wěn)定性:H2Se<H2O<HF,不正確;B項(xiàng),Se與S同主族,S與Cl同周期,非金屬性Se<S<Cl,則還原性:H2Se>H2S>HCl,正確;C項(xiàng),O、S、Se為同主族元素,且從上到下排列,則非金屬性:O>S>Se,正確;D項(xiàng),Cl與S同周期,S與Se同主族,非金屬性Cl>S>Se,非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng),則酸性:HClO4>H2SO4>H2SeO4,正確。
4.(2023年河北省定州市期末改編)下列說(shuō)法不正確的是
A.某短周期元素最外層有2個(gè)電子,則其一定是第ⅡA族元素
B.在金屬元素與非金屬元素的分界線(xiàn)附近可以尋找制備半導(dǎo)體材料的元素
C.周期表包含元素最多的族是第IIIB族
D.117號(hào)元素Ts位于周期表的第七周期第ⅦA族
【答案】A
【解析】A項(xiàng),短周期中,He元素的原子最外層有2個(gè)電子,但其屬于0族,則短周期中最外層電子數(shù)為2的元素不一定屬于第ⅡA族,不正確;B項(xiàng),在金屬元素與非金屬元素的分界線(xiàn)附近的元素,其性質(zhì)往往介于典型的金屬與典型的非金屬之間,為制備半導(dǎo)體材料提供了可能性,正確;C項(xiàng),周期表包含元素最多的族是第IIIB族,包含鑭系和錒系,共32種元素,,正確;D項(xiàng),由第118號(hào)元素位于第七周期0族,可推知117號(hào)元素位于第七周期第ⅦA族,正確。
5.(2022年江蘇省徐州市期末)短周期主族元素M、N、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。M與X同主族,N原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍,M的原子半徑小于N的原子半徑,Z的原子半徑是同周期元素中最小的,Y原子的電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等。下列敘述正確的是
A.原子半徑:r(Y)<r(X)<r(N)
B.元素M與N只能形成一種化合物
C.用電解法可制備M、X二種元素的單質(zhì)
D.元素X最高價(jià)氧化物的水化物的堿性比Y的強(qiáng)
【答案】CD
【解析】短周期主族元素M、N、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大。N原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的3倍,N是O元素;M的原子半徑小于N的原子半徑,M是H元素;M與X同主族,X是Na元素;Y原子的電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等,Y是Al元素;Z的原子半徑是同周期元素中最小的,Z是Cl元素。
A項(xiàng),電子層數(shù)越多半徑越大,電子層數(shù)相同時(shí),質(zhì)子數(shù)越多半徑越小,原子半徑:r(O)<r(Al)<r(Na),即r(N)<r(Y)<r(X),錯(cuò)誤;B項(xiàng),元素H與O能形成二種化合物H2O、H2O2,錯(cuò)誤;C項(xiàng),電解水制備H2、電解熔融NaCl制備金屬Na,正確;D項(xiàng),同周期元素從左到右金屬性減弱,金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物的水化物堿性越強(qiáng),堿性:X(NaOH)>Y(Al(OH)3),正確;選CD。
6.(2023年江蘇省江陰高級(jí)中學(xué)期末)短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,A、C的原子序數(shù)相差8,A原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍,B單質(zhì)的焰色試驗(yàn)結(jié)果為黃色。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.陰離子的還原性:An->Cn-
B.元素A與B可形成兩種化合物
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:C<D
D.原子半徑的大小順序:r(B)>r(C)>r(D)>r(A)
【答案】A
【解析】A原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍,則A為O;短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大,A、C的原子序數(shù)相差8,則C為S,D為Cl;B單質(zhì)的焰色試驗(yàn)結(jié)果為黃色,則B為Na。從而得出A、B、C、D分別為O、Na、S、Cl元素。
A項(xiàng),A、C分別為O、S,非金屬性O(shè)>S,則陰離子的還原性:O2-<S2-,錯(cuò)誤;B項(xiàng),A、B分別為O、Na,元素A與B可形成Na2O、Na2O2兩種化合物,正確;C項(xiàng),C、D分別為S、Cl,非金屬性S<Cl,則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性:H2SO4<HClO4,正確;D項(xiàng),A、B、C、D分別為O、Na、S、Cl,Na、S、Cl的電子層數(shù)都為3,核電荷數(shù)分別為11、16、17,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,則原子半徑的大小順序:r(Na)>r(S)>r(Cl)>r(O),即r(B)>r(C)>r(D)>r(A),正確。
7.(2023年遼寧省大連市期末改編)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為3∶1的10e-分子。下列說(shuō)法正確的是
A.簡(jiǎn)單離子半徑:Z>X>Y
B.X和Y的最簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:X>Y
C.W與Y能形成兩種化合物
D.由W、X、Y三種元素所組成化合物的水溶液均顯酸性
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,Z的最外層電子數(shù)為K層的一半,Z是Na元素;W與X可形成原子個(gè)數(shù)比為3∶1的10e-分子,W是H元素、X是N元素;Y的原子序數(shù)等于W與X的原子序數(shù)之和,Y是O元素。
A項(xiàng),電子層數(shù)相同,質(zhì)子數(shù)越多半徑越小,簡(jiǎn)單離子半徑:N3->O2->Na+,即X>Y>Z,錯(cuò)誤;B項(xiàng),同周期元素從左到右非金屬性增強(qiáng),簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng),最簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性H2O(Y)>NH3(X),錯(cuò)誤;C項(xiàng),H與O能形成化合物H2O,H2O2兩種化合物,正確;D項(xiàng),由H、N、O三種元素所組成化合物NH3·H2O的水溶液顯堿性,錯(cuò)誤。
8.(2023年河北省保定市期末)前三周期四種主族元素X、Y、Z、W,X、Y、Z的相對(duì)位置如圖,Y的原子序數(shù)為X、Z的原子序數(shù)之和,W與Z同周期且在同周期主族元素中W的原子半徑最大,下列有關(guān)敘述正確的是
A.簡(jiǎn)單離子半徑:Y>Z>W(wǎng)
B.原子序數(shù):W>Y
C.Z元素最高正價(jià)為+7價(jià)
D.X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是一種強(qiáng)酸
【答案】AD
【解析】設(shè)X的原子序數(shù)為A,Z的原子序數(shù)為A+2,Y的原子序數(shù)為A+1+8,由題意知:A+1+8=A+A+2,A=7,X、Y、Z分別是氮、硫、氟元素,W與Z同周期且在同周期主族元素中W的原子半徑最大,所以W是鋰元素。
A項(xiàng),Y、Z、W對(duì)應(yīng)的離子分別是:S2-、F-、Li+,硫離子電子層數(shù)是3,半徑最大,鋰離子半徑最小,所以Y(S2-)>Z(F-)>W(wǎng)(Li+),正確;B項(xiàng),由分析知原子序數(shù)Y(S)大于W(Li),錯(cuò)誤;C項(xiàng),氟元素沒(méi)有正價(jià),錯(cuò)誤;D項(xiàng),X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是硝酸是一種強(qiáng)酸,正確;故選AD。
9.(2023年江蘇省蘇州市期中改編)已知X、Y、Z、W、R五種元素,X是原子序數(shù)最小的元素;Y元素原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍;Z元素原子最外層電子數(shù)比其次外層電子數(shù)多4個(gè);W元素原子K層和M層電子總數(shù)等于其L層電子數(shù);R元素原子最外層有1個(gè)電子,其陽(yáng)離子與Z的陰離子原子核外電子總數(shù)相同。下列說(shuō)法不正確的是
A.X2Z常溫下為液態(tài)B.R的氧化物不與酸反應(yīng)
C.Y的一種單質(zhì)可導(dǎo)電D.W的氧化物有兩種
【答案】B
【解析】已知X、Y、Z、W、R五種元素,X是原子序數(shù)最小的元素,則X為H,Y元素原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的2倍,即核外電子排布為2、4,即C,Z元素原子最外層電子數(shù)比其次外層電子數(shù)多4個(gè),即核外電子排布為2、6,即O,W元素原子K層和M層電子總數(shù)等于其L層電子數(shù),即核外電子排布為2、8、6,即S,R元素原子最外層有1個(gè)電子,其陽(yáng)離子與Z的陰離子原子核外電子總數(shù)相同,故R為K,據(jù)此分析解題。
A項(xiàng),由分析可知,X為H,Z為O,故X2Z即H2O常溫下為液態(tài),正確;B項(xiàng),由分析可知,R為K,R的氧化物即K2O、K2O2為金屬氧化物,都能與酸反應(yīng),錯(cuò)誤;C項(xiàng),由分析可知,Y為C,Y的一種單質(zhì)即石墨可導(dǎo)電,正確;D項(xiàng),由分子可知,W為S,故W的氧化物有二種:SO2、SO3,正確。
10.(2023年北京市通州區(qū)期末改編)有五種短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)依次增大,其最高正化合價(jià)或最低負(fù)化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系如下圖,下列說(shuō)法不正確的是
A.元素X可能是鋰
B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性:Y<M
C.原子半徑:r(M)>r(W)
D.元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:YH3>MH4
【答案】B
【解析】X化合價(jià)為+1,其原子序數(shù)小于其它四種元素,則元素X可能為H或Li;Z的化合價(jià)為+3,Y的化合價(jià)為+5,原子序數(shù)Z>Y,則Y為N、Z為Al元素;M的化合價(jià)為+4,則M為Si元素;W的化合價(jià)為-2,其原子序數(shù)最大,則W為S元素,據(jù)此解答。
A項(xiàng),X化合價(jià)為+1,其原子序數(shù)小于其它四種元素,則元素X可能為H或Li,正確;B項(xiàng),Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為HNO3,是強(qiáng)酸,M的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為H2SiO3,是弱酸,故酸性是Y>M,錯(cuò)誤;C項(xiàng),同一周期原子序數(shù)越小原子半徑越大,則原子半徑大?。簉(Si)>r(S),即r(M)>r(W),正確;D項(xiàng),根據(jù)分析可知,Y為N、M為Si元素,元素非金屬性:Y(N)>M(Si),故氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:YH3>MH4,正確。1.知道元素周期表的簡(jiǎn)單分區(qū),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.能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu),分析、預(yù)測(cè)、比較元素及其化合物的性質(zhì),建立“位、構(gòu)、性”關(guān)系應(yīng)用的思維模型。
3.體會(huì)元素周期律(表)在學(xué)習(xí)元素及其化合物知識(shí)及科學(xué)研究中的重要作用。
金屬元素在分界線(xiàn)的左側(cè),但分界線(xiàn)的左側(cè)并不都是金屬元素,如氫元素屬于非金屬元素
元素周期表的左下方元素的金屬性最強(qiáng),右上方元素的(稀有氣體元素除外)非金屬性最強(qiáng)
由于元素的金屬性和非金屬性沒(méi)有嚴(yán)格的界限,因此,位于分界線(xiàn)附近的元素,既能表現(xiàn)出一定的金屬性,又能表現(xiàn)出一定的非金屬性
最高正價(jià)-|最低負(fù)價(jià)|
6
4
2
0
主族族序數(shù)
ⅦA
ⅥA
ⅤA
ⅣA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
氫化物
RH4
RH3
H2R
HR
最高價(jià)氧化物
RO2
R2O5
RO3
R2O7
最高價(jià)含氧酸
H4RO4或H2RO3
H3RO4或HRO3
H2RO4
HRO4
結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系
結(jié)構(gòu)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(電子層數(shù)=周期序數(shù),最外層電子數(shù)=主族序數(shù)))位置
結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系
結(jié)構(gòu)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外層電子數(shù)越少,電子層數(shù)越多))\a\vs4\al(越易失電子,還原性越強(qiáng)),\b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(最外層電子數(shù)越多,電子層數(shù)越少))\a\vs4\al(越易得電子,氧化性越強(qiáng))))性質(zhì)
位置、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系
同周期(左→右)―→最外層電子數(shù)遞增―→非金屬性增強(qiáng)、金屬性減弱
同主放(上→下)―→電子層數(shù)遞增―→非金屬性減弱、金屬性增強(qiáng)
X
Z
Y

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第二節(jié) 元素周期律

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