专题七、元素周期律及元素推断（冲刺2020高考化学---复习精品）

备战 2020 高考化学第一轮基础知识点复习 专题七、元素周期律及元素推断题 命题方向点播：元素周期律是对必修一中第三金属元素和第四章非金属元素部分的 综合总结，也是学习无机化学必须掌握的重点内容。元素的推断会结合选修 3 物质 结构一起考，在高考时以单选题和元素推断的形式出现，约占 15 分左右。 基础知识回顾 一、原子及原子结构 1、电子排布，即电子组态，也即电子构型，是指电子在原子、分子或其他物理结构 中的每一层电子层上的排序及排列形态。 电子能够由发射或吸收一个量子的能量从一个能级移到另一个能级，其形式是 一个光子。由于泡利不相容原理，没有两个以上的电子可以存在于某个原子轨域(轨 域不等于电子层)；因此，一个电子只可跨越到另有空缺位置的轨域。 知道原子的电子构型有助了解元素周期表中的元素的结构。这个概念也有用于 描述约束原子的多个化学键。 2、原子结构： 中 子 Z 个 原子不带电：中子不带电，质子带正电荷， 电子带负电荷原子 核 质 子 N 个 质子数＝原子序数＝核电荷数＝原子核外电 子数 ①原子组成 核外 电子 Z 个 相对原子质量＝质量数 ②原子表示方法 质量数（A）＝质子数（Z）＋ 中子数（N） 决定元素种类的因素是质子 数多少，确定了质子数就可以 确定它是什么元素 元素 具有相同核电荷数的同一类原子的总称。 XA Z核素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 ③同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素 的不同原互称同位素 如：16O 和 18O，12C 和 14C，35Cl 和 37Cl ④电子数和质子 数关系 不带电微粒:电子数 ＝质子数 带正电:电子数＝质子 数－电荷数 带负电:电子数＝质子 数＋电荷数 ⑤原子核外电子 的排布规律 ①电子总是尽 先排布在能量 最低的电子层 里 ②各电子层 最多容纳的 电 子 数 是 2n2 ③最外层电子数不超过 8 个（K 层为 最外层不超过 2 个），次外层不超 过 18 个，倒数第三层电子数不超过 32 个。 ⑥元素在周期表 中位置 周期数＝电子层数，主族族序数＝最外层电子数＝最高正化合 价 二、元素周期表 原子序数＝核电荷数＝质子数＝原子的核外电子数 ★ 熟背 1－20 号元素(请按下图表示记忆)，及其原子结构示意图（或原子核外 电子的排布）、最外层电子数（价电子）、元素的主要化合价 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca 2、元素周期表的编排原则： ①按原子序数递增的顺序从左到右排列 ②将电子层数相同的各元素从左到右排成一横行。（周期序数＝原子的电子层数） ③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。 主族序数＝原子最外层电子数 3、元素周期表结构及其特点①周期：短周期：包括第一、二、三周期共 18 种元素，能熟练描述短周期中各 元素在周期表中的位置， 如 Na：第三周期第ⅠA 族。 长周期：包括第四、五、六三个周期。 不完全周期：第七周期 ②族：七个主族：用 A 表示，对应的数字为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ 七个副族：用 B 表示，对应的数字为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ 一个零族，一个第Ⅷ族（包括三竖行） 祥记七个主族和零族中各元素的顺序及其元素符号。 ③元素周期表结构特点 核外电子层数 元素种类 第一周期 1 2 种元素 短周期 第二周期 2 8 种元素 周期 第三周期 3 8 种元素 元 （7 个横行） 第四周期 4 18 种元素 素 （7 个周期） 第五周期 5 18 种元素 周 长周期 第六周期 6 32 种元素 期 第七周期 7 未填满（已有 26 种元素） 表 主族：ⅠA～ⅦA 共 7 个主族 族 副族：ⅢB～ⅦB、ⅠB～ⅡB，共 7 个副族 （18 个纵行） 第Ⅷ族：3 个纵行，位于ⅦB 和ⅠB 之间 （16 个族） 零族：稀有气体族：He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn ④周期表中特殊的一些元素： 第IA族（除氢外）的6个元素，又称之为碱金属元素：锂Li、钠Na、钾K、铷Rb、 铯Cs、钫Fr 第VIIA族，又称之为卤族元素：氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At） 0族，又称之为稀有气体元素：氦、氖、氩、氪、氙、氡，稀有气体单质都是由单个原子构成的分子组成的，所以其固态时都是分子晶体 在周期表中，非金属性最强的是 F，金属性最强的是 Fr (自然界中是 Cs， 因为 Fr 是放射性元素) 三、元素的性质与原子结构 1、碱金属元素 碱金属包括(按核电荷数增大顺序填写元素符号)Li、Na、K、Rb、Cs、Fr。它们 的原子最外层只有 1 个电子，故化学性质和钠相似。氢虽然是第 1 族元素，但在普 通状况下是双原子气体，不会呈金属状态。只有在极端情况下（1.4 兆大气压力）， 电子可在不同氢原子之间流动，变成金属氢。 碱金属都是银白色质软的金属，密度小，熔点和沸点都比较低。生成化合物时 几乎都是正一价阳离子（在碱化物中，碱金属会以负一价阴离子的方式出现）。碱金 属原子失去电子变为离子时最外层一般是 8 个电子，但锂离子最外层只有 2 个电子。 电子构型通式为 ns1。 一般说来，按上述顺序，金属性越来越强，反应得越来越激烈。需指出的是： 单质在空气中点燃，锂只能生成 Li2O，钠可形成 Na2O、Na2O2，钾可形成 K2O、K2O2、 KO2，而铷形成的氧化物就更复杂了。 焰色反应：Na 的焰色：黄色；K 的焰色（透过蓝色钴玻璃）：紫色 因为碱金属最外层只有 1 个电子，所以碱金属都能和水发生激烈的反应，生成 强碱性的氢氧化物，并随相对原子质量增大反应能力越强。 ★ 在氢气中，碱金属都生成白色粉末状的氢化物。 ★ 碱金属都可在氯气中燃烧。由于碱金属化学性质都很活泼， ★ 为了防止与空气中的水发生反应，一般将他们放在矿物油或石蜡中或封在氩 气中保存。 ★ 碱金属的导电性良好。金属性从上到下依次增强2、卤族元素（简称卤素）（参考本资料的第 26－29 页） 是指周期系ⅦA族元素，氟F、氯Cl、溴Br、碘I、砹At。自然界以典型的盐类存 在，是成盐元素。 （1）物理性质：卤族元素的单质都是双原子分子，它们的物理性质的改变都是很有 规律的，  随分子量增大，卤素分子间的色散力逐渐增强，颜色变深；熔点、沸点、密度、 原子体积也依次递增。  卤素单质都很稳定，除了I2以外，卤素分子在高温时都很难分解。卤素单质的 毒性，从F开始依次降低。  卤族元素颜色及状态：氟气淡黄绿色，氯气黄绿色。溴液深红棕色，碘是紫黑 固体，砹是黑色固体。 （2）化学性质：卤素化学性质很相似，最外电子层都有7个电子，有取一个电子成 稳定八隅体的卤离子的倾向：  卤素都有氧化性，原子半径越小，氧化性越强，因此氟是单质中氧化性最强者。 氧化性：F2> Cl2> Br2> I2> At2（一些单质是否有氧化性要看具体化学反应），其 对应的卤离子还原性依次增强。  卤素的化学性质都较活泼，因此卤素只以化合态存在于自然界中。和金属元素 构成大量无机盐  除F外，卤素的氧化态为+1、+3、+5、+7，与典型的金属形成离子化合物，其 他卤化物为共价化合物。  卤素与氢结合成卤化氢，溶于水生成氢卤酸。  卤素之间形成的化合物称为互卤化物，如ClF2．ICl。  卤素还能形成多种价态的含氧酸，如HClO、HClO2．HClO3．HClO4。  从F到At，其氢化物的酸性依次增强，但氢化物的稳定性呈递减趋势。 （3）卤素的用途：卤素及其化合物的用途非常广泛。  卤族元素和金属元素构成大量无机盐，每天食用的食盐，主要就是由氯元素与 钠元素的氯化物。  在有机合成等领域也发挥着重要的作用。 四、核素 1、将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 质量数(A) =质子数(Z) + 中子数(N)。 表示有 17 个质子，18 个中子的氯原子的符号为 。23592U 中有质子 92 个，中 子 153 个。 2、把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数 不同的同一元素的不同原子（不同核素）互称为同位素。 现有 11H、21H、31H、126C、136C、146C、23492U、23592U、23892U 这几种符号，其中有 9 个原子，9 种核素，3 种元素，铀元素有 3 种同位素。 五、元素周期律 1、元素周期律： 从左到右：原子序数逐渐增加，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强(失电 子能力逐渐减弱)，非金属性逐渐增强(金属性逐渐减弱) 从上到下：原子序数逐渐增加，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强(得电 子能力逐渐减弱)，金属性逐渐增强(非金属性逐渐减弱) 所以在周期表中，非金属性最强的是 F，金属性最强的是 Fr (自然界中是 Cs， 因为 Fr 是放射性元素) 2、同周期元素性质递变规律 第三周期元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar (1)电子排布 电子层数相同，最外层电子数依次增加 (2)原子半径 原子半径依次减小 - (3)主要化合价 +1 +2 +3 +4 -4 +5 -3+6 -2+7 -1 - (4)金属性、非金 金属性减弱，非金属性增加 - Cl35 17属性 (5)单质与水或酸置 换难易 冷水剧 烈 热水与酸 快 与酸反应 慢 —— - (6)氢化物的化学 式 —— SiH4 PH3 H2S HCl - (7)与 H2 化合的难 易 —— 由难到易 - (8)氢化物的稳定 性 —— 稳定性增强 - (9)最高价氧化物的 化学式 Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 - (10) 化 学 式 NaOH Mg(OH) 2 Al(OH) 3 H2SiO 3 H3PO 4 H2SO 4 HClO 4 - (11) 酸 碱 性 强碱 中强碱 两性氢氧 化物 弱酸 中强酸 强酸 很强的 酸 - 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 (12) 变 化 规律 碱性减弱，酸性增强 -备战 2020 高考化学第一轮基础知识点复习 专题训练七、元素周期律及元素推断题 考点 1 原子结构中基本微粒间的相互关系 1.（2019 北京）2019 年是元素周期表发表 150 周年,期间科学家为完善周期表做出了不 懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等 9 种元素相对原子质量 的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是（ ） A. In 是第五周期第ⅢA 族元素 B. 的中子数与电子数的差值为 17 C.原子半径:In>Al D.碱性:In(OH)3>RbOH 2.（2019 浙江二诊）下列说法正确的是（ ） A.18O2 和 16O3 互为同位素 B. 正己烷和 2,2-二甲基丙烷互为同系物 C.C60 和 C70 是具有相同质子数的不同核素 D.H2NCH2COOCH3 和 CH3CH2NO2 是同分异构体 3．（2018 全国 1 卷）主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增加，且均不大于 20。W、 X、Z 最外层电子数之和为 10；W 与 Y 同族；W 与 Z 形成的化合物可与浓硫酸反应， 其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是（ ） A．常温常压下 X 的单质为气态 B．Z 的氢化物为离子化合物 C．Y 和 Z 形成的化合物的水溶液呈碱性 D．W 与 Y 具有相同的最高化合价 4．（2018 全国卷 2）W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大的四种短周期元素。W 与 X 可生 成一种红棕色有刺激性气味的气体；Y 的周期数是族序数的 3 倍；Z 原子最外层的 电子数与 W 的电子总数相同。下列叙述正确的是（ ） A．X 与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物B．Y 与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键 C．四种元素的简单离子具有相同的电子层结构 D．W 的氧化物对应的水化物均为强酸 5．（2018 全国卷 3）W、X、Y、Z 均为短周期元素且原子序数依次增大，元素 X 和 Z 同 族。盐 YZW 与浓盐酸反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得 到 YZW 的溶液。下列说法正确的是（ ） A．原子半径大小为 W＜X＜Y＜Z B．X 的氢化物水溶液酸性强于 Z 的 C．Y2W2 与 ZW2 均含有非极性共价键 D．标准状况下 W 的单质状态与 X 的相同 6．（2018 天津卷）下列有关物质性质的比较，结论正确的是（ ） A．溶解度：Na2CO3