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- 2021-04-25 发布
第三节 元素周期表
一、元素周期表的结构
3个短周期 (1、2、3周期)
周期(7个) 3个长周期 (4、5、6周期)
1个不完全周期(7周期)
元素周期表 主族(7个) IA~VIIA
副族(7个) IB~VIIB
族(16个) VIII族(1个) 8、9、10三个纵行
零族 (1个) 最右边一个纵行(惰性气体元素)
归纳:七主、七副、一八、一零;三长、三短、一不完全。
四、元素周期表与原子结构的关系
原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数
周期序数=电子层数
主族序数=最外层电子数=元素的最高正价数
*|最高正价数|+|负价数|=8
元素周期表结构的记忆方法如下:
横行叫周期,共有七周期;三四分长短,第七不完全;一八依次现,一零再一遍;
竖行称作族,总共十六族;Ⅷ族最特殊,三行是一族;二三分主副,先主后副;镧锕各十五,均属ⅢB族;构位性一体,相互可推断。
二、元素周期表中同周期,则主族元素性质的递变规律
项 目
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
价电子数
(最外层电子数)
由1逐渐增到7
相同
主要化合价
最高正价由 +1→+7
负价由 -4→-1
最高正价相同
原子半径
逐渐减小(惰性气体除外)
逐渐增大
金属性与非金属性
金属性减弱
非金属性增强
金属性增强
非金属性减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性减弱
酸性增强
碱性增强
酸性减弱
非金属的气态氢
化物
生成由难到易
稳定性由弱到强
生成由易到难
稳定性由强到弱
得失电子能力
失电子由 大→小
得电子由 小→大
得电子由 大→小
失电子由 小→大
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三、元素周期表的应用
1.元素周期表的应用
2.预测元素的性质(由递变规律推测)
常见的题目给出一种不常见的主族元素(如砹、碲、铋、铅、铟、镭、铯等),或尚未发现的主族元素,推测该元素及其单质或化合物所具有的性质。解答的关键是根据该元素所在族的熟悉的元素的性质,根据递变规律,加以推测判断。
3按周期表的位置寻找元素 启发人们在一定区域内寻找新物质(农药、半导体、催化剂等)。
4.启发人们在一定区域内寻找新物质。
四、注意点
1.判断元素金属性强弱。
a、单质跟水或酸反应置换氢的氢的难易,易则强。
b、最高价氧化物的水化物的碱性强弱,碱性强则强。
c、置换反应,强换弱。
2.判断元素非金属性的强弱。
a、跟随氢气形成气态氢化物的难易,易则强。
b、氢化物的稳定性,稳则强。
c、最高价氧化物的水化物的酸性强弱,酸性强则强。
d、置换反应,强换弱。
3.核素和同位素区别
(1)核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。如1H(H)、2H(D)、3H(T)就各为一种核素。
(2)同位素:同一元素的不同核素之间互称同位素。 160、17O、180是氧元素的三种核素,互为同位素。
(3)元素、核素、同位素之间的关系如右图所示。
(4)同位素的特点
①同种元素,可以有若干种不同的核素。至今已发现了110种元素,但发现了核素远多于110种。
②核电荷数相同的不同核素,虽然它们的中子数不同,但是属于同一种元素。
③同位素是同一元素的不同核素之间的互相称谓,不指具体的原子。
④17O是一种核素,而不是一种同位素。160、17O、180是氧元素的三种核素,互为同位素。
⑤同一种元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有差异。
规律:
不同价态的同种元素与其氢氧化物酸碱性的关;变价元素氧化物对应水化物的酸性与价态有关,价态越低其对应水化物的酸性越弱,碱性越强。例如:
Mn0 Mn203 Mn02 Mn03 Mn207
碱性 弱碱性 两性 酸性 强酸性
碱性增强
Mn(OH)2 Mn(OH)3
HCl0 HCl02 HCl03 HCl04,
极弱酸 弱酸 强酸 最强酸
酸性增强
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五、例题讲解
例1.A和B是同一主族的元素。A的最高正价与它的负价绝对值相等,可生成气态氢化物,其中氢的质量分数为25%;B跟氧形成的二氧化物是一种难溶于水的固体,其中氧的质量分数为53.3%,试推断A和B是什么元素,及它们在元素周期表中的位置。
解:因为A元素的最高正价数等于负价数,则A处于IVA族,设A和B的原子量为M1 和M2。
A的氢化物的化学式为AH4,则
M1=12
B的二氧化物化学式是BO2,则
M2=28
答:A是碳,位于第二周期IVA族。B是硅,位于第三周期IVA族。
例2.同一周期X、Y、Z三种元素,已知最高价氧化物对应水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是
A.原子半径X>Y>Z B.气态氢化物的稳定性HX>H2Y>ZH3
C.非金属性X>Y>Z D.阴离子的还原性Z3->Y2->X-
解析:由三种元素最高价氧化物的水化物的化学式知X、Y、Z的最高正价分别为+7、+6、+5,推知它们分别位于第VIIA、VIA、VA族。由同一周期元素性质的递变规律。可确定A符合题意。
答案:A
例3、处于相邻2个周期的主族元素A、B、C、D。它们原子半径依次减小。A离子和B离子的电子层相差2层,且能形成BA2型的离子化合物。C的离子带3个单位正电荷。D的气态氢化物通式为H2R,在其最高价氧化物中D质量分数为40%。D的原子序数大致等于其原子量数值的一半。试回答
① A是______ B是______ C是______ D是______
② B、C、D单质的还原性从大到小的顺序是______。
③ 向D的氢化物的水溶液中,滴入少量A单质,写出反应的化学方程式。
解析:由H2R可知D可显-2价,D的最高价为+6,最高价氧化物为DO3。
解得:D=32,D的原子序数为16,D 为硫元素符合题意。
由A离子和B离子相差2个电子层,且能形成BA2型离子化合物,说明B为IIA族元
素,A为VIIA族元素。再由A、B、C、D原子半径依次变小,D为S可知,A为Br、B为
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Mg、而C为Al。
答案①Br、Mg、Al、S ②Mg>Al>S ③H2S+Br2=S↓+2HBr
例4.A、B、C、D为周期表中前三周期元素,A元素原子的次外层电子数是最外层电子数的二分之一,B的阴离子核外只有一个电子层、C单质在标准状况下密度是1.43g/L,D元素的焰色反应呈黄色。将以上四种元素组成的结晶盐3.4g加热反至完全失去结晶水,其质量减少1.35g,所得无水盐中C元素的质量分数为39%,将该无水盐与适量盐酸作用得到一种弱酸,再将所得弱酸完全燃烧可得0.9g水和1.12L标准状况下的CO2,已知这种弱酸的一个分子中共有32个质子。试回答:①A、B、C、D四种元素各是什么元素?②求结晶盐化学式。
解析:A元素原子的次外层电子数是最外层电子数的二分之一,则只有碳元素符合,所以A是碳。B的阴离子只有一个电子层,可推断B是氢。根据……所得到弱酸完全燃烧,知此弱酸为有机酸。
C的摩尔质量=1.43g/L×22.4L/mol=32g/mol,所以C是氧。
弱酸中:
nc==0.05mol
nH=×2=0.1mol
n0==0.05mol
所以弱酸的最简式为:CH2O,其中共有6+2+8=16个质子,根据一个分子中有32个质子,故弱酸化学式为:C2H4O2是醋酸CH3COOH。
答案:①A为碳 B为氢 C为氧 D为钠 ②CH3COONa·3H2O
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