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第2課時　元素周期表和元素周期律的應用
素養要求
1.了解元素周期表的分區，理解元素的化合價與元素周期表的位置關系。
2．能利用元素在元素周期表中的位置和原子結構，分析、預測、比較元素及其化合物的性質，建立元素確定的思維模型。
3．能結合有關資料說明元素周期律(表)對合成新物質、制造新材料的指導作用，培養“科學態度與社會責任”的學科核心素養。
分點突破一　元素周期表和元素周期律的應用
1．金屬元素與非金屬元素的分區及性質遞變規律
(1)
(2)第二、三、四、五、六周期主族元素中，依次有______________種金屬元素，有______________種非金屬元素。
(3)分界線附近元素的性質：既表現一定的________性，又能表現出一定的________性。
2．元素的化合價與元素在周期表中的位置關系
(1)價電子：與元素________有密切關系的電子。
①主族元素價電子：原子的________電子。
②過渡元素價電子：原子的________________電子。
(2)化合價規律(氧、氟除外)
①主族元素：元素的最高正化合價＝________＝______________。
②非金屬元素：________________＋|最低負化合價|＝8。(H的最高正價與最低負價絕對值之和為2)
3．元素周期表和元素周期律的應用
(1)對化學研究的指導作用
(2)對社會生產的指導作用
①在周期表中金屬與非金屬的分界處可以找到________材料，如硅、鍺、鎵等。
②研究周期表中與________________等元素位置靠近的元素，制造新品種農藥。
③在________中尋找制造催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金的元素。
特別提醒　(1)在分界線左側還有一種非金屬元素——氫。
(2)元素周期表中左下方是金屬性最強的元素Cs(Fr是放射性元素，除外)，堿性最強的堿是CsOH；右上方是非金屬性最強的元素F，但無機含氧酸中酸性最強的為HClO4。
(3)由于金屬元素與非金屬元素之間沒有嚴格的界限，因此位于分界線附近的元素既表現出一定的金屬性，又表現出一定的非金屬性。
[即學即練]
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”
(1)氮元素的最高正價與最低負價絕對值之差為2。(　　)
(2)第ⅥA族的所有元素的最高正價均為＋6價。(　　)
(3)元素的原子得電子越多，非金屬性越強；失電子越多，金屬性越強。(　　)
(4)原子最外層電子數大于3(小于8)的元素一定是非金屬元素。(　　)
(5)元素周期表中位于金屬與非金屬元素分界線附近的元素屬于過渡元素。(　　)
2．某主族元素R的最高化合價與最低化合價的代數和為4，下列敘述不正確的是 (　　)
A．R的氣態氫化物為RH2
B．R的最高價氧化物對應的水化物為H2RO4
C．R可能是第ⅥA族元素
D．R的最高價氧化物為RO3
3．鐳是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，下列關于鐳的性質描述中不正確的是(　　)
A．在化合物中呈＋2價
B．單質能和水反應，放出氫氣
C．鐳比鈣的金屬性弱
D．碳酸鐳難溶于水
4．現有下列短周期元素性質的數據，下列說法正確的是(　　)
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半徑 (10－10 m) 0.74 1.60 1.52 1.10 0.99 1.86 0.75 0.82
最高或最 低化合價 －2 ＋2 ＋1 ＋5； －3 ＋7； －1 ＋1 ＋5； －3 ＋3
A.⑧號元素為鋁元素
B．②、③ 2種元素處于同一周期
C．上述8種元素中元素⑤的最高價氧化物對應的水化物的酸性最強
D.④元素的氣態氫化物的穩定性比⑦元素的氫化物強
5．下列說法錯誤的是 (　　)
A．作半導體材料的元素大多數位于周期表中金屬元素和非金屬元素的分界線附近
B．農藥中常含有的元素通常在元素周期表的右上方區域內
C．構成催化劑的元素通常在元素周期表的左下方區域內
D．在周期表過渡元素中尋找作耐高溫和耐腐蝕的合金材料的元素
6．我國著名化學家張青蓮精確地測定了鍺(Ge)、鋅等九種元素的相對原子質量，得到的新值被作為國際新標準。已知鍺的原子序數為32。
(1)它位于元素周期表中第________周期第________族。
(2)鍺類似于鋁，能溶于氫氧化鈉溶液，其主要原因是________(填序號)。
①它與硅位于同一主族
②它位于周期表中金屬與非金屬分界線附近
③它位于邊界線附近
④它是兩性物質
(3)材料科學是目前全世界研究的熱點，為了尋找半導體材料，科學家應在元素周期表中某區域尋找元素組成材料，該區域是________(填字母)。
A．左上角
B．右上角
C．過渡元素
D．金屬與非金屬分界線附近
分點突破二　元素“位、構、性”關系及應用
“位、構、性”三角關系
1．原子結構元素在周期表中的位置。
原子結構位置。
2．原子結構元素的化學性質。
原子結構性質。
3．元素在周期表中的位置體現,或推測原子結構和元素性質。
特別提醒　“位、構、性”中的三個規律
(1)“三角形”規律
所謂“三角形”，即A、B處于同周期，A、C處于同主族(圖中ABC位置)，可推出三者原子結構、性質方面的規律。如原子序數：C>B>A；原子半徑：r(C)>r(A)>r(B)。
A、B、C若為非金屬元素，則非金屬性：B>A>C；單質的氧化性：B>A>C；氣態氫化物的穩定性：B>A>C；陰離子的還原性：C>A>B。
若A、B、C為金屬，則金屬性：C>A>B；單質的還原性：C>A>B；最高價氧化物對應水化物的堿性：C>A>B；陽離子的氧化性：B>A>C。
(2)“對角線”規律
在第二、第三周期中，某些元素處于不同的主族。但其化學性質卻很相似，如Li與Mg、Be與Al、B與Si等，這一規律稱為“對角線”規律[注意：此對角線只能是左上右下的對角線，即第二周期第N主族元素與第三周期第(N＋1)主族元素的性質相似](圖中A、D位置)。應用此規律可根據已知元素及其化合物的性質，推導未知元素及其化合物的性質。
(3)兩性規律
周期數等于其主族序數的元素一般具有兩性，由此可推斷元素及其化合物的性質。
[即學即練]
1．[2023·濰坊高一檢測]2022年是門捷列夫發現元素周期表153周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是(　　)
A.原子半徑：W＜X
B．常溫常壓下，Y單質為固態
C．簡單氣態氫化物熱穩定性：ZD．X的最高價氧化物對應的水化物是強堿
2．金屬元素(前18號)甲～戊在元素周期表中的相對位置如圖所示，下列判斷中正確的是(　　)
甲 乙
丙 丁 戊
A.原子半徑：丙<丁<戊
B．金屬性：甲>丙
C．氫氧化物堿性：丙>丁>戊
D．最外層電子數：甲>乙
3．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X Y Z M R Q
原子半徑/nm 0.186 0.074 0.099 0.143
主要化合價 －4，＋4 －2 －1，＋7 ＋3
其他 陽離子核 外無電子 半導體 材料　 焰色試驗 呈黃色
(1)R在元素周期表中的位置是________；R在自然界中有質量數為35和37的兩種核素，它們之間的關系為________。
(2)Z的單質與水反應的化學方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Y與R相比，非金屬性較強的是________(用元素符號表示)，下列事實能證明這一結論的是________(填字母)。
a．常溫下Y的單質呈固態，R的單質呈氣態
b．穩定性：XR>YX4
c．最高價氧化物對應的水化物的酸性：HRO4>H2YO3
(4)根據表中數據推測Y的原子半徑的范圍：________nm(5)甲、乙是上述部分元素的最高價氧化物對應的水化物，且甲＋乙―→丙＋水，則丙的化學式為________(寫一種即可)。
1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子結構和元素的性質。下列說法正確的是(　　)
A．同一元素不可能既表現金屬性又表現非金屬性
B．第三周期元素的最高正化合價等于它所處的主族族序數
C．短周期元素形成離子后，最外層都達到8電子穩定結構
D．同一主族的元素的原子，最外層電子數相同，化學性質完全相同
2．某元素最高價氧化物對應水化物的化學式為H2XO3。這種元素的氣態氫化物的化學式是(　　)
A．HX B．H2X
C．XH3 D．XH4
3.已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：Z>Y>X
B．X元素位于第二周期
C．氣態氫化物的穩定性：X>Y>Z
D．最高價氧化物對應的水化物的酸性：Y>Z>X
4．下列各圖曲線分別表示物質的某種性質與核電荷數的關系(Z為核電荷數，γ為元素的有關性質)，下列選項中的對應關系錯誤的是(　　)
A．圖①可以表示F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋四種離子的離子半徑大小關系
B．圖②可以表示第ⅡA族元素的最外層電子數
C．圖③可以表示第ⅤA族元素氫化物的還原性關系
D．圖④可以表示第三周期中的非金屬元素的氫化物的穩定性
5．W、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期元素。m、n、p是由這些元素組成的二元化合物，r是元素Y的常見單質，能使帶火星的木條復燃，q為一元強堿，q、s的焰色均呈黃色。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：W＜X＜Y＜Z
B．Y的簡單氫化物的穩定性比X的弱
C．元素非金屬性：X＜Y
D．由W、X、Y、Z四種元素只能組成一種化合物
6．下表是周期表中的一部分，根據A～I在元素周期表中位置，用元素符號或化學式回答下列問題：
(1)表中元素，化學性質最不活潑的是________，只有負價而無正價的是__________，氧化性最強的單質是__________，還原性最強的單質是________。
(2)元素的最高價氧化物對應的水化物中，堿性最強的是________，酸性最強的是__________，呈兩性的是________。
(3)A分別與D、E、F、G、H形成的簡單常見化合物的化學式分別為______________，最穩定的是________。
(4)在B、C、D、E、F、G、H中，原子半徑最大的是________。
第2課時　元素周期表和元素周期律的應用
分點突破一　元素周期表和元素周期律的應用
1．(1)增強　增強　Al　Si　(2)2、3、4、5、6　5、4、3、2、1　
(3)金屬　非金屬
2．(1)化合價?、僮钔鈱印、谧钔鈱与娮蛹按瓮鈱踊虻箶档谌龑拥牟糠帧?2)①族序數　最外層電子數　②最高正化合價
3．(2)①半導體　②氟、氯、硫、磷、砷?、圻^渡元素
即學即練
1．答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．答案：A
3．解析：鐳是第七周期第ⅡA族元素，最外層有2個電子，所以鐳在化合物中的化合價為＋2價，A正確；Ca能與水反應放出H2，則比Ca活潑的鐳也能與水反應放出H2，B正確；鐳的金屬性比鈣強，C錯誤；BaCO3難溶于水，則碳酸鐳也難溶于水，D正確。
答案：C
4．解析：首先依據元素的原子半徑和化合價推知⑤為Cl元素，④和⑦分別為P和N元素，①為O元素，②為Mg元素，③為Li元素，⑥為Na元素。⑧號元素的原子半徑小于④號元素磷，不可能是Al元素而只能是B元素(也不是可能顯＋3價的N、P元素)。由Mg和Li不同周期、HClO4的酸性最強、PH3的穩定性比NH3弱，可判斷答案為C。
答案：C
5．答案：C
6．解析：根據元素周期表的結構可知，鍺屬于第四周期第ⅣA族元素。鍺位于元素周期表中金屬與非金屬分界線附近，它具有某些金屬元素的性質，又具有某些非金屬元素的性質，它是金屬元素。
答案：(1)四　ⅣA　(2)②　(3)D
分點突破二　元素“位、構、性”關系及應用
即學即練
1．答案：D
2．解析：丙、丁、戊同周期，原子半徑：丙>丁>戊；甲、丙同主族，金屬性：甲<丙；氫氧化物堿性：丙>丁>戊；甲、乙同周期，最外層電子數：甲<乙。
答案：C
3．解析：由題中所給信息可知，X為H，Y為Si，Z為Na，M為O，R為Cl，根據原子半徑和Q的主要化合價為＋3，可知Q為Al。(4)由同周期元素原子半徑的遞變規律，知rCl答案：(1)第三周期第ⅦA族　互為同位素　(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　(3)Cl　bc
(4)0.099　0.143　(5)Na[Al(OH)4]
隨堂演練全通關
1．解析：有些非金屬元素，如Si既有非金屬性也有金屬性，故A錯誤；H＋最外層無電子，Li＋最外層2個電子，因此并非所有的短周期元素原子形成離子后，最外層都達到8電子穩定結構，故C錯誤；同主族元素的原子，化學性質有相似性，但并不完全相同，故D錯誤。
答案：B
2．解析：由H2XO3知X呈＋4價，則最外層有4個電子，其最低負價為－4價，氫化物為XH4，故選D。
答案：D
3．解析：由X、Y、Z為短周期元素及三者位置可推測X元素位于第二周期，B正確；原子半徑Z>X>Y，A錯誤；非金屬性越強，對應的氣態氫化物越穩定，最高價氧化物對應的水化物酸性越強，因非金屬性Y>X>Z，則氣態氫化物穩定性Y>X>Z，最高價氧化物對應水化物的酸性Y>X>Z(X、Y不是O、F)，若X、Y為O、F則無最高價氧化物，C、D錯誤。
答案：B
4．解析：A.F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋四種離子具有相同的核外電子排布，核電荷數大的離子半徑小，則圖中γ隨Z的增大而減小，故A正確；B.第ⅡA族元素的最外層電子數均為2，則圖中Z變大時γ不變，故B正確；C.第ⅤA族元素氫化物分別為NH3、PH3、AsH3、SbH3、BiH3，還原性依次增強，圖像與此不符，故C錯誤；D.同周期元素從左到右，非金屬性逐漸增強，對應氫化物穩定性逐漸增強，故D正確。
答案：C
5．解析：r是元素Y的常見單質，能使帶火星的木條復燃，應為O2，q為一元強堿，且焰色為黃色，可知q為NaOH，s的焰色試驗也呈黃色，可知n為Na2O2，m為H2O，p為CO2，s為Na2CO3，由組成元素的原子序數關系可知，W為H，X為C，Y為O，Z為Na。C、O位于同一周期，C的原子半徑大于O，故A錯誤；X為C，Y為O，C、O為同周期元素，元素非金屬性：C＜O，其簡單氫化物的穩定性H2O＞CH4，故B錯誤，C正確；由W、X、Y、Z四種元素可組成NaHCO3、CH3COONa等，故D錯誤。
答案：C
6．解析：根據元素在元素周期表中位置，可推出A～I元素分別為H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。聯系相應遞變規律，這些元素中，Ne是稀有氣體，性質最穩定；氟元素原子得電子能力最強，只有負價沒有正價，其單質氧化性最強，氣態氫化物最穩定；鈉元素原子失電子能力最強，其單質還原性最強；最高價氧化物對應水化物中堿性最強的是NaOH，H2SO4酸性最強，Al(OH)3呈兩性。原子的電子層數越多，半徑越大；電子層數相同的原子，核電荷數越大，半徑越小，故原子半徑最大的是Na。
答案：(1)Ne　F　F2　Na
(2)NaOH　H2SO4　Al(OH)3
(3)CH4、NH3、PH3、HF、H2S　HF
(4)Na

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