2020高中化学第1章原子结构与元素周期律第2节第2课时元素周期表讲义+素养练含解析鲁科版必修2.doc

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1、第2课时元素周期表目标导航1.认识元素周期表的结构及周期、族等概念。2.了解A、A族和过渡金属元素的某些性质和用途。3.理解元素原子结构与元素在周期表中位置之间的关系。一、元素周期表1.元素周期表与元素周期律的关系元素周期表是元素周期律的具体表现形式。2.元素周期表中的方格与分区(1)元素信息以铁元素为例说明：(2)元素周期表分区分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。3.元素周期表的编排原则(1)横行(2)纵列4.元素周期表的结构(1)周期：横行(共7个：三短三长一不全)周期分类短周期长周期周期序数1234567元素种类28818183232周期序数与原子结构

2、的关系周期序数原子核外电子层数(2)族：纵行(共16个：七主、七副、0、族)族主族0族副族族构成周期由长周期元素和短周期元素共同构成仅由长周期元素构成列序1，2，13171837，11，128，9，10族序数A，A，A，A，A，A，A0B，B，B，B，B，B，B主族序数与原子结构关系主族序数原子最外层电子数【议一议】1.对元素周期表中元素的原子结构特点和原子半径变化规律进行如下讨论。(1)同一周期的元素在原子结构上有什么特点？(2)同一主族元素在原子结构上有什么特点？(3)主族元素的最高正价数(F和O除外)与主族序数有什么关系？答案(1)同一周期的元素的原子电子层数相同，最外层电子数递增。 (

3、2)同一主族元素的原子最外层电子数相同，电子层数递增。 (3)主族元素的最高正价数(F和O除外)主族序数。2.原子序数为x的元素位于元素周期表中的第A族，则原子序数为x1的元素位于元素周期表的哪一族？答案A族或B族。原子序数为x1的元素应位于A族右侧相邻的族，在短周期中为A族，长周期中为B族。3.同周期A族与A族元素的原子序数之差一定是1吗？请举例说明。答案不一定。具体举例如下：周期AA2、3nn14、5nn116nn254.Se与O同主族，且Se原子比O原子多两个电子层，则Se的原子序数为_，Se的最高价氧化物对应的水化物化学式为_。答案34H2SeO4解析Se位于第4周期，且与O、S同主族

4、，Se的原子序数比S多18，S的原子序数比O多8，所以Se的原子序数为881834。Se与S位于同一主族，Se最高化合价为6价，所以其最高价氧化物对应的水化物与硫的相似，为H2SeO4。二、元素周期表中的重要元素和焰色反应1.A族元素(碱土金属元素)(1)具体元素：铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)。(2)原子结构：原子最外层有2个电子。(3)物理性质：形成的单质都呈银白色，具有良好的导电性。含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时会产生绚丽的颜色，这些元素的化合物可用于制造焰火。(4)化学性质：该族元素的原子容易失去两个电子，因此它们的化学性质比较活泼。(5)存在形

5、态：在自然界中均以化合态存在。2.A族元素(1)具体元素：氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等元素。(2)原子结构：原子最外层有5个电子。(3)存在形态：单质磷在空气中易被氧化，自然界中没有游离态的磷元素。3.过渡元素(1)具体元素：副族和族 (元素周期表中第312列)元素。(2)原子结构：过渡元素原子最外层都有12个电子，全部为金属元素。(3)物理性质：多数单质坚硬，有光泽；过渡元素的单质都具有良好的导电性。(4)化学性质：多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不反应。4.焰色反应(1)概念：某些金属或它们的化合物在高温时火焰呈现特征颜色的反应，如钠呈黄色

6、，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。焰色反应是金属元素特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。(2)操作步骤：【议一议】1.原子最外层有2个电子的元素一定是第A族元素吗？哪一族全部是金属元素？哪一族全部是非金属元素？答案不一定。原子最外层电子数为2的元素包括A族、氦及部分过渡元素。第A族、族及全部副族元素全部为金属元素，0族全部为非金属元素。2.元素周期表中所含元素种类最多的族是A族吗？说明理由。答案不是，是B族。因为第3列第6周期和第7周期包括镧系和锕系各15种元素。3.A族或A族元素相邻周期的原子序数之差，AA族或0族元素相邻周期的原子序数之差各有什么特点？答案A和A族元素相邻周期的

7、原子序数之差原子序数小的元素所在周期的元素种类数。AA族和0族元素相邻周期的原子序数之差原子序数大的元素所在周期的元素种类数。一、元素周期表的结构1.元素周期表的结构特点【关键提醒】(1)第1周期只有两种元素，不相邻且分别位于两个端点。(2)第8、9、10列为族，而不是B族。(3)当列序个位数小于或等于7时，则该列对应A族或B族，且个位数值即为族序数。(4)B族元素种类最多，共32种元素。(5)元素周期表中的特殊位置过渡元素：元素周期表中从B族到B族10列元素，都是金属元素。镧系：元素周期表第6周期第B族中，从57号元素镧到71号元素镥共15种元素。锕系：元素周期表第7周期第B族中，从89号元

8、素锕到103号元素铹共15种元素。2.主族元素在周期表中位置与原子结构的关系(1)原子序数原子核内质子数原子核外电子数核电荷数。(2)周期序数原子核外电子层数。(3)主族序数原子最外层电子数。3.主族元素主要化合价与在周期表中位置的关系(1)主族序数元素最高正价数(O、F除外)8|最低负价|。(2)|最低负价|8主族序数(限A族)。(3)最高正价|最低负价|0(H、A族)，2(A族)，4(A族)，6(A族) (O、F除外)。4.原子最外层电子数与元素位置的关系(1)最外层电子数为12的元素：A族、A族、副族、0族(He)。(2)最外层电子数为37的元素一定是主族元素。(3)最外层电子数为8的元

9、素为0族元素(He除外)。(4)最外层电子数比次外层电子数多的元素，一定是第2周期元素。(5)阴离子最外层电子数与次外层电子数相等的元素位于第3周期。5.同构规律稀有气体与同周期非金属元素的阴离子、下一周期金属的阳离子具有相同的电子层结构。【例1】下图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()A.元素位于第2周期A族B.原子的最外层电子数为6C.所在族序数比多8D.元素的最高化合价解析元素周期表中最右上方的元素为氦，最后一列为0族，推知和位于A族，和位于A族，位于A族，进一步推知为N，为O，为F，为S，为Cl。答案B【解题感悟】要熟悉周期表的结构特征，包括各族(列序)的相对位置，B(镧系、锕

10、系)和族(8、9、10列)的特殊性，过渡元素位置(周期和族)，金属与非金属的分区等。变式训练1下列有关元素周期表中“族”的说法正确的是()A.元素周期表中共有七个主族、八个副族、一个0族B.同一主族元素原子最外层的电子数目不一定相同C.同一主族元素的化学性质相同D.族序数后标注A的元素是主族元素答案D解析A项，元素周期表中还有第族，元素周期表包含的是七个副族，A项错误；B项，同一主族元素原子最外层的电子数目均相同，B项错误；C项，同一主族元素的化学性质相似而不是相同，C项错误。二、原子序数与元素在周期表中位置的关系1.同周期序差规律(1)短周期元素原子序数差族序数差。(2)分布在过渡元素同侧的

11、两元素：原子序数差族序数差。(3)分布在过渡元素两侧的两元素：第4(或5)周期元素原子序数差族序数差10；第6(或7)周期元素原子序数差族序数差24。(4)同周期A和A族两元素原子序数的关系：第2或第3周期的A与A族原子序数之差都为1，如4Be5B；第4或第5周期的A与A族原子序数之差都为11，如38Sr49In；第6或第7周期的A与A族原子序数之差都为25，如56Ba81Tl。2.同主族序差规律(1)第A、A族(过渡元素左侧)，同族相邻周期元素原子序数差上一周期元素种类数。如：12Mg20Ca，原子序数之差为Mg元素所在第3周期的元素种数8。(2)第AA族(过渡元素右侧)，同族相邻周期元素原

12、子序数差下一周期元素种类数。如：13Al31Ga，原子序数之差为Ga元素所在第4周期的元素种数18。3.由原子序数确定元素在周期表中的位置(1)原子结构示意图法推断根据：周期数原子电子层数，主族序数原子最外层电子数。适用范围：主族元素，适合原子序数较小的元素位置推断。(2)0族定位法0族元素原子序数与周期序数稀有气体元素HeNeArKrXeRnX (未知)周期序数1234567原子序数21018365486118比大小，定周期；求差值，定族数若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2，则该元素处于相邻近0族元素下一周期的A族或A族。如元素87X，87861，则X在第7周期第A族；若某

13、元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少15时，则该元素处于相邻近0族元素所在周期的AA族，如84X应在第6周期第A。4.根据核外电子排布规律推断元素在周期表中的位置(1)“阴上阳下”规律电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。如：A、B、C、D为短周期元素，其简单离子A、B2、C、D2具有相同电子层结构，则A、B、C、D在元素周期表的相对位置为(2)奇偶规律原子序数为奇(偶)数的主族元素位于奇(偶)数族，元素(F和O除外)的最高正价为奇(偶)数。【例2】俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子成功合成第115号元素的

14、原子。该原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是()A.115号元素在第6周期B.113号元素在第7周期A族C.115号和113号元素都是非金属元素D.镅元素和115号元素不在同一周期解析根据同族元素原子序数的序差规律，可以推知稀有气体Rn的原子序数为86，86Rn的同族下一周期元素原子序数为118，95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第7周期；115号比118号原子序数少3，应在第A族，同理，113号元素在第A族；113号元素和115号元素都是金属元素。答案B变式训练2短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元

15、素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C是()A.Be、Na、Al B.B、Mg、SiC.O、P、Cl D.C、Al、P答案C解析设A的原子序数为x，则B和C的原子序数分别为x7、x9，所以4xx7x9，x8，故A为O, B为P，C为Cl。1.关于现行元素周期表的说法正确的是()A.元素周期表有8个主族B.元素周期表有7个周期C.短周期是指第一、二周期D.第A族的元素全部是金属元素答案B解析元素周期表有7个主族，7个周期，A错误，B正确；短周期指第一、二、三周期，C错误；第A族包括碱金属元素和氢元素，D错误。2.元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是()A.元素原子的

16、最外层电子数等于元素的最高化合价B.原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族C.若M和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：MRD.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答案C解析 元素原子的最外层电子数不一定等于元素的最高化合价，如氟没有正化合价，氦没有2价，过渡元素最外层有1或2个电子，但最高正价多数高于1和2价，A不正确；Be和He的最外层电子数都是2，但不属于同一族，B不正确；若M和R2的核外电子层结构相同，原子序数M R，C正确；过渡元素是指副族和族元素，D不正确。3.具有下列特征的元素，一定是短周期主族元素的是()A.原子序数为20B.最外层只有2个电子C.元

17、素原子的质子数为26D.最外层有3个电子的非金属元素答案D解析A项，对应的元素是钙，属于长周期元素，A项错误；B项，由氦是0族元素可知B项错误；C项，对应的元素为铁，属于第族元素，C项错误；D项，对应的元素为硼，位于第2周期A族，D项正确。4.短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如图所示，下列说法中正确的是()A.Z一定是活泼金属B.Z原子的最外层电子数是6C.Y的最高正价为7价D.X是非常活泼的非金属元素答案B解析由于短周期为1、2、3周期，结合题图所示知，X元素所在的周期为第1周期，故X元素为He元素，则Y元素为F元素，Z元素为S元素。He为稀有气体，化学性质稳定；F没有正价，S原子最

18、外层有6个电子。5.元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如下图所示。下列叙述不正确的是()A.C的原子比B的原子原子序数大1B.原子结构示意图为的元素，与C位于同一周期C.B的原子与D的原子最外层电子数相等D.原子结构示意图为的元素，与B位于同一主族答案D解析根据元素周期表的结构分析题图可知，它的更具体的内容如下所示：B是第一周期的最后一种元素，C是第二周期的第一种元素，则C的原子比B的原子原子序数大1，A项正确；原子结构示意图为的元素的原子序数是8，第二周期元素从左到右原子序数为310，则原子序数为8的元素与C位于同一周期，B项正确；B是2号元素，原子核外有1个电子层、2个电子，D是12号

19、元素，原子结构示意图为，C项正确；原子结构示意图为的元素是10号元素，也是第二周期的最后一种元素，与B同族，但该族是0族而不是主族，D项不正确。6.根据部分短周期元素的信息回答问题。元素元素信息A第3周期A族B族序数是周期数的3倍C原子序数是11DD3与Ne的电子数相同(1)A、B的元素符号为_、_，C、D的元素名称为_、_。(2)写出B、C的常见单质在加热时的反应方程式：_。(3)从原子结构的角度分析，A原子与B原子的_相同，C原子与D原子的_相同。答案(1)SO钠铝(2)2NaO2Na2O2(3)最外层电子数电子层数解析短周期是第1、2、3周期，由周期序数电子层数、主族序数最外层电子数、原

20、子序数核电荷数核外电子数等，可推出A是硫，B是氧，C是钠。根据D3与Ne的电子数相同，可得出D为铝。钠与氧气在加热时反应生成过氧化钠。分层训练 基础过关1.下列说法错误的是()A.主族元素的原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在周期数B.元素周期表中从B族到B族10个纵行的元素都是金属元素C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素的物理性质不同，化学性质基本相同答案A解析原子和阴离子的核外电子层数一般等于其所在周期数，阳离子的核外电子层数一般小于其所在周期数，A项错误。2.第A族相邻周期的A、B两种元素所在周期分别最多可排m和n种元素，且B在A的上一周期，当A的原子

21、序数为x时，B的原子序数为()A.xn B.xm C.xm D.xn答案C解析根据题意，A、B在周期表中的相对位置如图，由B到A增加的原子序数是B的右边和A的左边，因A的左边可能含过渡元素，故B到A增加的原子序数为m，则B的原子序数为xm。3.长式周期表共18列，碱金属族为第1列，稀有气体为第18列。则下列说法不正确的是()A.只有第2列元素的原子最外层有2个电子B.第15列元素的最高价氧化物是R2O5C.第17列元素中的第一种元素没有最高价含氧酸D.第16列元素含有非金属元素和金属元素答案A解析元素周期表中从左向右依次排列的族序为A、A、BB、B、B、AA、0族，则第2列为A族，最外层有2个

22、电子，但最外层电子数为2的还有稀有气体的氦元素及部分过渡元素，A不正确；第15列元素为第A族元素，最高化合价为5价，故B正确；第17列为A族元素，第一种元素为氟，氟没有正价，即没有最高价含氧酸，故C项正确；第16列为A族，包含O、S、Se、Te、Po五种元素，其中Po为金属，D正确。4.已知A为第A族元素，B为第A族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，则n不可能为()A.m1 B.m11C.m25 D.m10答案D解析第A族、第A族短周期中相邻原子序数差1；4、5周期中由于中间有副族和第族元素的存在，故第A族、第A族原子序数差11；6、7周期中由于镧系、锕系元素的存在，

23、两者相差25。5.短周期元素X、Y的原子序数相差2。下列有关叙述中正确的是()A.X与Y不可能位于同一主族B.X与Y一定位于同一主族C.X与Y一定位于同一周期D.X与Y可能位于同一周期答案D解析短周期元素X、Y的原子序数相差2，可能位于同一主族，如H与Li，也可能同一周期如Li与B，也可能既不同周期又不同主族，如F与Na。6.主族元素在元素周期表中的位置取决于元素原子的()A.相对原子质量和核外电子数B.电子层数和最外层电子数C.相对原子质量和最外层电子数D.电子层数和次外层电子数答案B解析主族元素的最外层电子数等于其族序数，电子层数等于其所在周期数。7.原子序数为x的元素E在周期表中位于A、

24、B、C、D四种元素中间(如图所示)，则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)()A.4x B.4x6C.4x10 D.4x14答案B解析在A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为2x，又因同主族各周期相邻的两元素之间的原子序数相差8、18、32。所以四种元素中，同主族的B、D两种元素的原子序数之和可能为2x、2x10或2x14。则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x10或4x14，故只有B项不可能。题组3元素周期表与原子结构关系8.下列关于元素周期律和元素周期表的叙述不正确的是()A.同一主族的元素，从上到下电子层数逐渐增多B.同周期

25、主族元素(除0族元素外)从左到右，原子半径逐渐减小C.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是7D.主族元素在周期表中所处的位置，取决于该元素的电子层数和最外层电子数答案C 解析第2周期中的F元素没有正化合价，C不正确；周期序数该周期元素原子所具有的电子层数，主族序数最外层的电子数，D正确。9.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则符合A、B、C的一组元素是()A.Be、Na、Al B.B、Mg、SiC.O、P、Cl D.C、Al、P答案C解析

26、解答本题首先确定三种元素在元素周期表中的相对位置，再根据元素周期表中结构的关系列式求解。由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的图中位置看，A只能处在第二周期，而B、C处在第三周期。设A的原子序数为x，则B的原子序数为x81x7，C的原子序数为x81x9，则x7x94x，x8。所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系：5726成立。10.某常见微粒X的结构模型可表示为(代表电子)，下列有关X的说法正确的是()A.微粒X的组成元素不可能是第3周期元素B.X的组成元素一定是氖元素C.若X的组成元素的核电荷数为8，则X是O2D.若X的核内质子数比

27、电子数多，则X最多有2种答案C解析微粒X核外有2个电子层共10个电子，故它可以是第3周期元素钠、镁、铝的阳离子，A、B项错误；当X的组成元素的核电荷数是8时，说明X带有两个单位的负电荷，X是O2，C项正确；当X的核内质子数多于10时，X可表示Na、Mg2、Al3三种离子，D项错误。能力提升11.下表是元素周期表的一部分，针对表中的9种元素，填写下列空白：主族周期AAAAAAA0二三四(1)写出元素符号和名称：_，_，_，_。(2)写出下列反应的化学方程式：的单质跟的氢氧化物溶液反应：_。的氧化物跟的氢氧化物溶液反应：_。的单质在的单质中燃烧：_。答案(1)C碳N氮Ar氩K钾(2)Cl22NaO

28、H=NaClNaClOH2OAl2O32NaOH=2NaAlO2H2O(4)SO2SO212.A、B、C、D、E、F六种短周期元素分别位于三个周期，它们的原子序数依次增大。A与D同主族，B与E同主族，C与F同主族。且C与F能形成原子个数比为21的化合物M和原子个数比为31的化合物N。已知E元素为地壳中含量居第2位的元素，D为金属。(1)写出下列元素符号：A_，B_，C_，D_，E_，F_。(2)M能在一定条件下生成N，写出反应的化学方程式：_。(3)写出F在元素周期表中的位置：_。(4)写出工业上用B来制备单质E的化学方程式：_。(5)足量的M与D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为：_

29、。答案(1)HCONaSiS(2)2SO2O22SO3(3)第3周期A族(4)2CSiO2Si2CO(5)SO2OH=HSO解析(1)由E元素为地壳中含量居第2位的元素可知，E为Si，则B为碳元素，C与F同主族且形成两种化合物则C为氧元素，F为硫元素，由此推出A为氢元素，D为钠元素。(2)SO2在一定条件下可以与O2反应生成SO3，其化学方程式为2SO2O22SO3。(3)硫元素的原子序数为16，在周期表的位置为第3周期A族。(4)工业上制备单质Si是在高温条件用碳还原二氧化硅，其化学方程式为2CSiO2Si2CO。(5)足量的SO2与碱性溶液反应会生成酸式盐，故其离子方程式为SO2OH=HS

30、O。13.AH八种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，已知C元素形成的单质有“国防金属”的美誉，E的最高化合价与最低化合价之和为2。回答下列问题：(1)D元素在周期表中的位置为_。(2)B、E、F的简单离子半径由大到小的顺序为_(用离子符号表示)。(3)上述元素所形成的气态单质中能用于饮用水消毒的有_(填化学式)。(4)B的单质在F的单质中燃烧的火焰颜色为_。(5)C元素的单质可以在D和F形成的一种气态化合物中燃烧，写出该反应的化学方程式：_。答案(1)第2周期A族(2)N3O2Na(3)Cl2、O3(4)黄色(5)2MgCO22MgOC解析C的单质为“国防金属”，因此C为Mg，以此为

31、突破口可推知A为Li，B为Na；“E的最高化合价与最低化合价之和为2”可知E为N，故D为C，F为O，G为S，H为Cl。(1)碳在元素周期表中位于第2周期A族。(2)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：N3O2Na。(3)Cl2溶解于水生成HClO，能杀菌消毒；O3具有强氧化性，能杀菌消毒。(4)Na在氧气中燃烧产生黄色火焰。14.有L、M、Q、R、T五种短周期元素的原子半径和主要化合价如下表所示：元素代号LMQRT原子半径/nm0.1300.1180.0900.1020.073主要化合价2326、22(1)L2、M3、R2、T2的半径由大到小顺序为 _ (用离子符号表示)。(2)Q、M、T的原子序数由大到小顺序为_ (用元素符号表示)。(3)M与T形成的化合物的化学式为_。(4)L2与R2核外电子数相差_。答案(1) S2 O2 Mg2 Al3(2)AlOBe(3)Al2O3(4)8解析结合周期表中同周期、同主族元素原子半径、主要化合价递变规律分析可知，L、M、Q、R、T元素及其在周期表中的位置关系如下表：AAA第2周期Q(Be)T(O)第3周期L(Mg)M(Al)R(S)- 18 -