第五章《物質結構、元素周期律》
第五章《物質結構、元素周期律》
期末復習講義（二）
一、復習要求
1.掌握元素周期律的實質及元素周期表(長式)的結構(周期、族)。
2.以第3周期為例，掌握同一周期內元素性質(如：原子半徑、化合價、單質及化合物性質)的遞變規律與原子結構的關系；以ⅠA和ⅡA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。
二、知識結構
3.元素周期表的結構
元素周期表的結構 | 位置與結構的關系 | |||
周 期 | 周期序數 | 元素的種數 | 1.周期序數＝原子核外電子層數 2.對同主族(nA族)元素 若n≤2，則該主族某一元素的原子序數與上一周期元素的原子序數的差值為上一周期的元素種數。 若n≥3，則該主族某一元素的原子序數與上一周期元素的原子序數的差值為該周期的元素種數。 | |
短 周 期 | 第一周期 | 2 | ||
第二周期 | 8 | |||
第三周期 | 8 | |||
長 周 期 | 第四周期 | 18 | ||
第五周期 | 18 | |||
第六周期 | 32 | |||
第七周期 | 不完全周期 | |||
族 | 主 族 | ⅠA族 ⅡA族 ⅢA族 ⅣA族 ⅤA族 ⅥA族 ⅦA族 | 由長周期元素和短周期元素共同構成的族。 | 最外層電子數 主族序數 價電子數 |
零 族 | 最外層電子數均為8個（He為2個除外） | |||
副 族 | ⅠB族 ⅡB族 ⅢB族 ⅣB族 ⅤB族 ⅥB族 ⅦB族 | 只由長周期元素構成的族 | 最外層電子數一般不等于族序數（第ⅠB族、ⅡB族除外） 最外層電子數只有1～7個。 | |
第Ⅷ族 | 有三列元素 | |||
4.元素周期律
涵 義 | 元素性質隨著元素原子序數的遞增而呈周期性變化。 |
實 質 | 元素性質的周期性遞變是核外電子排布周期性變化的必然結果。 |
核外電 子排布 | 最外層電子數由1遞增至8(若K層為最外層則由1遞增至2)而呈現周期性變化。 |
原子半徑 | 原子半徑由大到小(稀有氣體元素除外)呈周期性變化。原子半徑由電子層數和核電荷數多少決定，它是反映結構的一個參考數據。 |
主 要 化 合 價 | 最高正價由+1遞變到+7，從中部開始有負價，從-4遞變至-1。(稀有氣體元素化合價為零)， 呈周期性變化。元素主要化合價由元素原子的最外層電子數決定，一般存在下列關系： 最高正價數＝最外層電子數 |
元素及化合物的性質 | 金屬性漸弱，非金屬性漸強，最高氧化物的水化 物的堿性漸弱，酸性 漸強，呈周期性變化。這是由于在一個周期內的元素，電子層數相同，最外層電子數逐漸增多，核對外層電子引力漸強，使元素原子失電子漸難，得電子漸易，故有此變化規律。 |
5.簡單微粒半徑的比較方法
原 子 半 徑 | 1.電子層數相同時，隨原子序數遞增，原子半徑減小 例：rNa＞rMg＞rAl＞rSi＞rp＞rs＞rCl 2.最外層電子數相同時，隨電子層數遞增原子半徑增大。 例：rLi＜rNa＜rk＜rRb＜rCs |
離 子 半 徑 | 1.同種元素的離子半徑:陰離子大于原子,原子大于陽離子,低價陽離子大于高價陽離子. 例：rCl-＞rCl，rFe＞rFe2+＞rFe3+ 2.電子層結構相同的離子,核電荷數越大,半徑越小. 例：rO2-＞rF-＞rNa+＞rMg2+＞rAl3+ 3.帶相同電荷的離子,電子層越多,半徑越大. 例：rLi+＜rNa+＜rK+＜rRb+＜rcs+；rO2-＜rs2-＜rse2-＜rTe2- 4.帶電荷、電子層均不同的離子可選一種離子參照比較。 例：比較rk+與rMg2+可選rNa+為參照可知rk+＞rNa+＞rMg2+ |
6.元素金屬性和非金屬性強弱的判斷方法
金 屬 性 比 較 | 本質 | 原子越易失電子，金屬性越強。 |
判 斷 依 據 | 1.在金屬活動順序表中越靠前，金屬性越強。 | |
2.單質與水或非氧化性酸反應越劇烈，金屬性越強。 | ||
3.單質還原性越強或離子氧化性越弱，金屬性越強。 | ||
4.最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性越強。 | ||
5.若xn++y x+ym+ 則y比x金屬性強。 | ||
非 金 屬 性 比 較 | 本質 | 原子越易得電子，非金屬性越強。 |
判 斷 方 法 | 1.與H2化合越易，氣態氫化物越穩定，非金屬性越強。 | |
2.單質氧化性越強，陰離子還原性越弱，非金屬性越強。 | ||
3.最高價氧化物的水化物酸性越強，非金屬性越強。 | ||
4.An-+B Bm-+A 則B比A非金屬性強。 |
7.同周期、同主族元素性質的遞變規律
同周期（左 右） | 同主族（上 下） | ||
原子結構 | 核電荷數 | 逐漸增大 | 增大 |
電子層數 | 相同 | 增多 | |
原子半徑 | 逐漸減小 | 逐漸增大 | |
化合價 | 最高正價由+1 +7負價數=8-族序數 | 最高正價和負價數均相同，最高正價數=族序數 | |
元素的金屬性和非金屬性 | 金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。 | 金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。 | |
單質的氧化性和還原性 | 氧化性逐漸增強，還原性逐漸減弱。 | 氧化性逐漸減弱，還原性逐漸增強。 | |
最高價氧化物的水化物的酸堿性 | 酸性逐漸增強，堿性逐漸減弱。 | 酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強。 | |
氣態氫化物的穩定性、還原性，水溶液的酸性。 | 穩定性逐漸增強，還原性逐漸減弱，酸性逐漸增強。 | 穩定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，酸性逐漸減弱。 |
8.元素的原子結構，在周期表中的位置及元素性質之間的關系。
三、例題與練習
1.在短周期元素中，原子最外電子層只有1個或2個電子的元素是 （ ）D
A.金屬元素 B.稀有氣體元素
C.非金屬元素 D.無法確定為哪一類元素
2.1999年1月，俄美科學家聯合小組宣布合成出114號元素的一種同位素，該同位素原子
質量數為298。以下敘述不正確的是 （ ）B
A.該元素屬于第七周期
B.該元素位于ⅢA族
C.該元素為金屬元素，性質與 相似
D.該同位素原子含有114個電子和184個中子
3.由短周期兩種元素形成化合物A2B3，A3＋比B2－少一個電子層，且A3＋具有與Ne原子相
同的核外電子層結構，下列說法正確的是 （ ）BD
A.A2B3是三氧化二鋁 B.A3＋比B2－最外層上的電子數相同
C.A是第2周期第ⅢA族的元素 D.B是第3周期第ⅣA族的元素
4.根據中學化學教材所附元素周期表判斷，下列敘述不正確的是 （ ）C
A.K層電子為奇數的所有元素所在族的序數與該元素原子的K層電子數相等
B.L層電子為奇數的所有元素所在族的序數與該元素原子的L層電子數相等
C.L層電子為偶數的所有主族元素所在族的序數與該元素原子的L層電子數相等
D.M層電子為奇數的所有主族元素所在族的序數與該元素原子的M層電子數相等
5.下列微粒半徑比較中正確的是 （ ）C
A.r (Cl-) < r (Cl) B.r (Na) < r (Na+) C. r (Na)< r (K) D. r (O2-) < r (F-)
6.A、B、C、D、E是同一周期的五種主族元素，A和B的最高價氧化物對應的水化物均呈
堿性，且堿性B＞A，C和D的氣態氫化物的穩定性C＞D；E是這五種元素中原子半徑
最小的元素，則它們的原子序數由小到大的順序是 （ ）C
A.A、B、C、D、E B.E、C、D、B、A
C.B、A、D、C、E D.C、D、A、B、E
7. 、 、 、D、E5種粒子（分子或離子），它們分別含10個電子，已知它們有如下轉化關系：① ；② 。
據此，回答下列問題：
（1）含有10個電子的陽離子有___ ____________，含有10個電子的陰離子有
______________。
（2） 和 的電子式 ____________、 ____________。
（3） 、D、E3種粒子結合質子 的能力由強到弱的順序是（用粒子的化學式表示）____________；這一順序可用以下離子方程式加以說明：
①_____________________________________________；
②_____________________________________________。
答案：（1） 、 ；
（2） ；
（3） ；① ；
②
X | ||
Y | ||
Z |
(1)X元素單質化學式為 ，若X核內質子數與中子數相等，
則X單質 的摩爾質量為 ；
(2)自然界中存在的一種含Y元素的另一種元素的天然礦物，其 名稱
是 ，該礦物與濃H2SO4反應的化學方程式
為 .
(1)He、4g/mol
(2)螢石 CaF2+H2SO4(濃) CaSO4+2HF↑
9.A、B、C均為短周期元素，它們在周期表中的位置如下圖.已知B、C兩
元素在周期表中族 序數之和是A元素序數的2倍；B、C元素的原子序
數之和是A元素原子序數的4倍，則A、B、C 所在的一組是（ ）C
A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si
C.O、P、Cl D.C、Al、P