《高一化学必修第一册精品讲义（新教材人教版）》课时4.6 元素周期表和元素周期律的应用

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元素周期表和元素周期律的应用
【学习目标】
1、知道元素周期表的简单分区，进一步认识元素周期表是元素周期律的具体表现形式
2、掌握“位——构——性”的关系及其应用
【主干知识梳理】
一、元素周期表的分区及元素性质的比较
分
区
示
意
图
分界线
的划分
沿着周期表中 B 、 Si 、 As 、 Te 、 At
跟Al 、 Ge 、 Sb 、 Po
之间画一条虚线，虚线的左下方是金
属元素，右上方是非金属元素
特点
① 元素的金属性和非金属性之间没有严格的界线。分界线附近的元素，既能表现出一定的金
属性，又能表现出一定的非金属性
② 周期表的左下方金属性最强的元素是铯元素(放射性元素除外)；右上方非金属性最强的元
素是氟元素；最后一个纵行是 0族元素
③ 金属元素在分界线的左侧，但分界线的左侧并不都是金属元素，如氢元素属于非金属元素
二、元素的化合价与元素在周期表中的位置之间的关系：主族元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的
最外层电子数，而非金属的负化合价则等于使原子达到 8电子稳定结构所需得到的电子数。所以，非金属元
素的最高正化合价和它的负化合价的绝对值之和等于 8
(1)周期序数＝电子层数
(2)最高正价＝最外层电子数＝主族序数＝8－|最低负价| (其中，F无正价，O无最高正价)
(3)最低负价＝主族序数－ 8
(4)元素的最高正价和最低负价的绝对值之差与族序数的关系
最高正价－|最低负价| 6420
主族族序数 ⅦA ⅥA ⅤA ⅣA
三、元素周期表和元素周期律中的规律和应用
1、元素周期表中的规律
(1)“三角形”规律：所谓“三角形”，即 A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，如图所示。
【应用】处于 A、B、C位置上的元素，可排列出其原子结构、性质等方面的规律。例如：原子序数 C>B>A；
原子半径 C>A>B。 A、B、C若为非金属元素，则非金属性 B>A>C；单质的氧化性 B>A>C；阴离子的还原性
Cn－8>An－8>Bn－7(设A为n族，则 B为n＋1族，下同)；气态氢化物的稳定性 H7－nB>H8－nA >H8－nC。A、B、C
若为金属，则其失电子能力 C>A>B；单质的还原性 C>A>B；阳离子的氧化性 B(n＋1)＋>An＋>Cn＋；最高价氧化物
对应的水化物的碱性：C(OH)n>A(OH)n>B(OH)n＋1
(2)“对角线”规律：有些元素在周期表中虽然既非同周期，又非同主族，但其单质与同类化合物的化学性质却
很相似，如：Li 和Mg、Be 和Al、B和Si 等。这一规律称为“对角线”规律
1
如图所示：
【应用】根据已知元素及其化合物的性质，推导未知元素及其化合物的性质。
(3)“相似”规律：①同族元素性质相似；②左上右下对角线上元素性质相似；③同位素的化学性质几乎完全相
同
2、“位”、“构”、“性”之间的关系在解题中的应用
(1)“位”、“构”、“性”的关系
“位”、“构”、“性”的关系 对关系图的理解
① 从元素的原子结构推测元素在周期表中的位置及有关性质
② 从元素在周期表中的位置推测元素的原子结构及相关性质
③ 元素的一些主要性质又能反映元素的原子结构和元素在周
期表中的位置
(2)结构与位置互推问题是解题的基础
① 掌握四个关系式：
a．核外电子层数＝周期数
b．质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数
c．最外层电子数＝主族序数
d．主族元素的最外层电子数＝主族序数＝最高正价数 (O、F元素除外)
e．最低负价的绝对值＝8－主族序数(仅限第Ⅳ A～Ⅶ A族)
② 熟练掌握周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数；稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；同族
上下相邻元素原子序数的关系等
(3)性质与位置互推问题是解题的关键：熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：
① 元素的金属性、非金属性
② 气态氢化物的稳定性
③ 最高价氧化物对应水化物的酸、碱性
(4)结构和性质的互推问题是解题的要素
① 最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性
② 原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质
③ 同主族元素最外层电子数相同，性质相似
④ 判断元素金属性和非金属性的方法
【微点拨】元素“位—构—性”规律中的特例
① 绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(H)无中子
② 元素周期表中的周期一般是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始
③ 所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多
④ 非金属单质一般不导电，但石墨是导体，晶体硅是半导体
⑤氟无正价，氧无最高正价；在 Na2O2中氧显－1价；在 NaH 中氢显－1价
3、预测新元素：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索
4、启发人们在一定区域内寻找新物质
① 在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料
② 研究氟、氯、硫、磷附近元素，制造新农药
③ 在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料
5、预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如：金属性 Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性 Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2
② 推测未知元素的某些性质
如：已知 Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知 Be(OH)2难溶
2
又如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt 不稳定，水溶液
呈酸性，AgAt 不溶于水等
【课后作业】
1、已知某原子最外层有 7个电子，推测下列选项不正确的是(　　)
A．单质有氧化性 B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素 D．同周期元素中原子半径最小
2、运用元素周期律分析，下列说法错误的是(　　)
A．Ra 是第 7周期ⅡA族的元素，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
B．As 是第 4周期ⅤA族的元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱
C．Cs 的原子半径比Na 的原子半径大，Cs 与水反应比Na 与水反应更剧烈
D．Cl 的核电荷数比Al 的核电荷数大，Cl 的原子半径比Al 的原子半径小
3、下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是(　　)
① 原子序数为 15 的元素的最高化合价为＋3
②第ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素
③ 第二周期Ⅳ A族元素的原子核电荷数和中子数一定为 6
④ 原子序数为 12 的元素位于元素周期表的第三周期ⅡA族
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
4、镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时
均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是(　　)
A．Li2SO4能溶于水 B．LiOH 是易溶于水、受热不分解的强碱
C．Li 遇浓硫酸不产生“钝化”现象 D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2
5、科学家预测原子序数为 114 的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期Ⅳ A族，称为类铅。关于
它的性质，预测错误的是(　　)
A．它的最外层电子数为 4 B．它的最高价氧化物的水化物是强酸
C．它具有＋2、＋4价 D．它的金属性比铅强
6、W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知 W的一种核素的质量数
为18，中子数为 10；X和Ne 原子的核外电子数相差 1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在
同周期元素中最强。下列说法不正确的是 (　　)
A．对应的简单离子的半径：X<W B．对应的简单气态氢化物的稳定性：Y<Z
C．元素 X、Z和W能形成多种化合物 D．Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
7、下列说法错误的是(　　)
A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处
B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内
C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内
D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素
8、X、Y是元素周期表第Ⅶ A族中的两种元素。下列叙述能说明 X的非金属性比Y强的是(　　)
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．Y的单质能将X从NaX 的溶液中置换出来
C．X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D．同浓度下X的氢化物水溶液比 Y的氢化物水溶液的酸性强
9、X、Y、Z是三种短周期元素，其中 X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其
电子层数的 3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是(　　)
A．元素非金属性由弱到强的顺序为 Z＜Y＜X
B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为 H3YO4
C．三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定
D．原子半径由大到小的顺序为 Z＜Y＜X
3
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