第二单元第二单元物质结构物质结构 第第1313讲讲 元素周期律与元素周期表元素周期律与元素周期表 门捷列夫门捷列夫第一张元素周期表第一张元素周期表1234567891011121314151617181HHe2LiBeBCNOFNe3NaMgAlSiPSClAr4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe6CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn7FrRa*RfDbSgBhHsMtUunUuuUub*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu*AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr1234567891011121314151617181HHe2LiBeBCNOFNe3NaMgAlSiPSClAr4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe6CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn7FrRa*RfDbSgBhHsMtUunUuuUub*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu*AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr镧系镧系锕系锕系元素周期表元素周期表 _个短周期个短周期 1. 1.周期（周期（_个）个） _ _个长周期个长周期 个不完全周期个不完全周期 主族（主族（_个）个） 副族（副族（_个）个） 2. 2.族（族（ 个）个） VIII VIII族（族（_个）个） 0 0 族（族（_个）个）( (稀有气体元素稀有气体元素) ) 元元素素周周期期表表三三（1 1、2 2、3 3周期）周期）（4 4、5 5、6 6、周期）、周期） （ 18 18个纵行）个纵行）周期序数周期序数 = 电子层数电子层数7711（8 8、9 9、1010三个纵行）三个纵行）IAVIIA族族IBVIIB族族主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数=元素的最高正价元素的最高正价七主七七主七七主七七主七副零八副零八副零八副零八族族族族一一. .元素周期表的结构元素周期表的结构: :三三一一（7 7周期）周期）716思考与交流思考与交流 1. 1.同主族元素之间原子序数之差可能同主族元素之间原子序数之差可能为多少为多少? ?1H3Li11Na19K37Rb55Cs87FrA族族(碱金属碱金属)A族族(氧族氧族)8O16S34Se52Te84Po(钋钋)4Be12Mg20Ca38Sr56Ba88RaA族族(碱土金属碱土金属)( (镭镭) )A族族(卤族卤族)9F17Cl35Br53I85At(砹砹)28101618263436例例1（2009年北京模拟）同主族两种元素原子的核外年北京模拟）同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为（电子数的差值可能为（）。）。C规律总结规律总结同主族元素原子序数差：同主族元素原子序数差：相邻周期同一主族可能相差相邻周期同一主族可能相差2、8、18、32，不相邻的则不相邻的则为为2、8、8、18、18、32中某几个连续数的加和。中某几个连续数的加和。例例2甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为原子序数为x x，则乙的原子序数不可能是（，则乙的原子序数不可能是（ ）。）。AX+2BX+4CX+8D.X+18B变式训练变式训练1(2008年烟台模拟年烟台模拟)国际无机化学命名委员会国际无机化学命名委员会将长式周期表的主、副族号取消，从左往右改为将长式周期表的主、副族号取消，从左往右改为18列，碱列，碱金属为第金属为第1列，稀有气体为第列，稀有气体为第18列，按这个规定，下列说列，按这个规定，下列说法不正确的是（法不正确的是（）。）。A.只有第只有第2列元素的原子的最外层有列元素的原子的最外层有2个电子个电子B.第第14列元素形成的化合物种类最多列元素形成的化合物种类最多C.第第3列元素种类最多列元素种类最多D.第第16、17列元素都是非金属元素列元素都是非金属元素123456789101112131415161718AABBBBBBBAAAAA0ADBB有有3232种元素种元素有机物有有机物有2000多万种多万种 例例33相邻的相邻的AA和和A元素之间元素之间原子序数之差原子序数之差不不可能为可能为 （）。）。4Be12Mg20Ca38Sr56Ba88RaA族族5B13Al31Ga49In81TlA族族原子序数原子序数之差为之差为:1、11、25等。等。从从四四周期开始中间有周期开始中间有10种过渡元素种过渡元素从从六六周期开始中间多出周期开始中间多出15种镧系种镧系元素或锕系元素元素或锕系元素+另另9种过渡元素种过渡元素B1.1.定义定义: :元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律叫做元素周期律。化的规律叫做元素周期律。(1)(1)同周期元素随原子序数递增，同周期元素随原子序数递增，核外电子排布核外电子排布呈现周期呈现周期 性变化；性变化；二、元素周期律：二、元素周期律：HLiBeBCNHeNaKRbCsFrMgCaSrBaRaAlGaInTlSiGeSnPbPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtNeArKrXeRn原子半径示意图原子半径示意图(2)(2)同周期元素随原子序数递增，同周期元素随原子序数递增，原子半径依次原子半径依次减小；减小；同同主族元素随原子序数递增，主族元素随原子序数递增，原子半径依次原子半径依次增大；增大；（2）RO2、R2O5、RO3、R2O7；（1）RH4、RH3、H2R、HR；（3）H4RO4（或：（或：H2RO3）、H3RO4（或：（或：HRO3）、H2RO4、HRO4 练习练习 写出写出AA、AA、AA和和AA主族元素的氢化物的化学主族元素的氢化物的化学式以及最高价氧化物的化学式、式以及最高价氧化物的化学式、最高价氧化物的水化物的最高价氧化物的水化物的化学式。化学式。(3)(3)同周期元素随原子序数递增，主要化合价呈周期性变同周期元素随原子序数递增，主要化合价呈周期性变化；化；最高正价：最高正价：+1+7最低负价：由最低负价：由41 (1)(1)(1)(1)主族元素最高正价主族元素最高正价主族元素最高正价主族元素最高正价 = = = = 最外层电子数最外层电子数最外层电子数最外层电子数= = = =价电子数；价电子数；价电子数；价电子数； (2) (2) (2) (2)最低负价最低负价最低负价最低负价= = = =最外层电子数最外层电子数最外层电子数最外层电子数-8-8-8-8。 1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAA AA A 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强 非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强非金属区非金属区 金属区金属区（4 4）金属性和非金属性金属性和非金属性元素性质元素性质同周期元素（左同周期元素（左右）右）同主族元素（上同主族元素（上下）下）最外层电子数最外层电子数逐渐逐渐 （1e1e8e8e） 。 原子半径原子半径逐渐逐渐 （稀有气体最大）（稀有气体最大）逐渐逐渐 。主要化合价主要化合价 最高正价：最高正价： ； 最低负价：最低负价： ；最低负价主族序数最低负价主族序数8 8 最高正价最高正价 ； 最低负价最低负价 ；（除（除F F、O O外）外）最高正价主族序数最高正价主族序数得失电子能力得失电子能力失电子能力失电子能力 ；得电子能力得电子能力 。失电子能力失电子能力 ；得电子能力得电子能力 。增多增多相同相同减小减小增大增大+1+7-4-1相同相同相同相同减弱减弱增强增强 2.2.元素周期律的实质元素周期律的实质: :元素性质的周期性变化是元素原子元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布出现核外电子排布出现周期性变化周期性变化的必然结果，这就是元素周期律的实质。的必然结果，这就是元素周期律的实质。以第以第3周期周期或第或第VIIA族为例，随着原子序数的递增族为例，随着原子序数的递增增强增强减弱减弱元素性质元素性质同周期同周期元素（左元素（左右）右）同主族同主族元素（上元素（上下）下）元素的金属性元素的金属性和非金属性和非金属性金属性逐渐减弱；金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强。非金属性逐渐增强。金属性逐渐增强；金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱。非金属性逐渐减弱。最高价氧化物最高价氧化物对应水化物的对应水化物的酸碱性酸碱性碱性逐渐碱性逐渐 ；酸性逐渐酸性逐渐 。 碱性逐渐碱性逐渐 。 酸性逐渐酸性逐渐 。非金属气态氢非金属气态氢化物稳定性化物稳定性逐渐增强逐渐增强逐渐减弱逐渐减弱非金属气态氢非金属气态氢化物酸性化物酸性逐渐增强逐渐增强逐渐增强逐渐增强非金属气态氢非金属气态氢化物还原性化物还原性逐渐减弱逐渐减弱逐渐增强逐渐增强NaOHMg(OH)2Al(OH)3SiH4PH3H2SHClSiH4PH3H2SPH3H2SHClHFHClHBrHIHFHClHBrHIHFHClHBrHILiOHNaOHHBrO4HIO4H3PO4H2SO4HClO4减弱减弱减弱减弱增强增强增强增强三三. .元素的金属性和非金属性强弱的判断依据：元素的金属性和非金属性强弱的判断依据：元素单质与水或酸反应的难易（元素单质与水或酸反应的难易（易易强强） 元素最高价氧化物的水化物元素最高价氧化物的水化物 R(OH)n的的碱性强弱碱性强弱 （强强强强）元素单质与氢气反应的难易元素单质与氢气反应的难易 （易易强强） 气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性 （稳定稳定强强）元素最高价氧化物的水化物元素最高价氧化物的水化物（HaXOb）的酸性强弱）的酸性强弱（强强强强）元素的元素的金属性金属性元素的元素的非金属性非金属性详细详细分析如下：分析如下：金金属属性性比比较较本本质质原子越易原子越易失电子失电子，金属性金属性越强。越强。判判断断依依据据1在金属活动顺序表中越靠前，金属性越强。在金属活动顺序表中越靠前，金属性越强。2单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。越强。3单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。越强。4最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。性越强。xn+yx+ym+,则则y比比x金属性强。金属性强。6金属原子失电子所需要的能量越少，金属性金属原子失电子所需要的能量越少，金属性越强越强非非金金属属性性比比较较本本质质原子越易原子越易得电子得电子，非金属性非金属性越强。越强。判判断断方方法法1与与H2化合越易，气态氢化物越稳定，非化合越易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。金属性越强。2单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。非金属性越强。3最高价氧化物的水化物酸性越强，非金最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。属性越强。4.An-+BBm-+A则则B比比A非金属性强。非金属性强。5.非金属原子得电子所放出的能量越多，非非金属原子得电子所放出的能量越多，非金属性越强金属性越强5 5 变试训练变试训练11（2002 2002 全国）两种元素原子的核外电子层数之比与最全国）两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前外层电子数之比相等，则在周期表的前1010号元素中，满足上述关号元素中，满足上述关系的元素对共有系的元素对共有 （ ）。）。 A 1 A 1对对 B 2 B 2对对 C 3 C 3对对 D 4 D 4对对解析解析H、Be:（1/1、2/2）；）；He、C:（1/2、2/4）。）。 例例11根据中学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是根据中学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是 （ ）。）。层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K K层电层电 子数相等子数相等B. LB. L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L L层层 电子数相等电子数相等C. LC. L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的 L L层电子数相等层电子数相等D. MD. M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子 的的M M层电子数相等层电子数相等CB例例2（08年广东理科基础）下列关于原子结构和元素周年广东理科基础）下列关于原子结构和元素周期律的表述正确的是（期律的表述正确的是（）。）。原子序数为原子序数为15的元素的最高化合价为的元素的最高化合价为+3A元素是同周期中非金属性最强的元素元素是同周期中非金属性最强的元素第二周期第二周期A元素的原子核电荷数和中子数一定为元素的原子核电荷数和中子数一定为6原子序数为原子序数为12的元素位于元素周期表的第三周期的元素位于元素周期表的第三周期A族族ABCDC变式训练变式训练2下列叙述中能肯定下列叙述中能肯定A元素比元素比B元素金属性强元素金属性强的是的是()。A.A原子的最外层电子数比原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少原子的最外层电子数少B.A原子的电子层数比原子的电子层数比B原子的电子层数多原子的电子层数多C.1molA与酸反应生成的与酸反应生成的H2比比1molB与酸反应生成的与酸反应生成的H2多多D.常温时常温时,A能从水中置换出氢能从水中置换出氢,而而B不能不能D+512C13C14C例例3（2008江苏卷）下列排列顺序正确的是（江苏卷）下列排列顺序正确的是（）。）。热稳定性：热稳定性：H2OHFH2S原子半径：原子半径：NaMgO酸性：酸性：H3PO4H2SO4HClO4结合质子能力：结合质子能力：OH-CH3COO-Cl-ABCDB 变式训练变式训练33X X元素的阳离子和元素的阳离子和Y Y元素的阴离子具有与元素的阴离子具有与ArAr原原子相同的电子层结构。下列叙述正确的是（子相同的电子层结构。下列叙述正确的是（ ）。）。离子的半径比离子的半径比Y Y的大的大原子的最外层电子数比原子的最外层电子数比Y Y的多的多的原子半径比的原子半径比Y Y的大的大元素的最高正价比元素的最高正价比Y Y的小的小X- KY- ClCD变式训练变式训练4（09年安徽理综年安徽理综7）石墨烯是由碳原子构石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是法正确的是()。A.石墨烯与石墨互为同位素石墨烯与石墨互为同位素石墨烯中含有石墨烯中含有6.021022个碳原子个碳原子C.石墨烯是一种有机物石墨烯是一种有机物D.石墨烯中的碳原子间以共价键结合石墨烯中的碳原子间以共价键结合D解析解析同位素的研究对象是原子，同位素的研究对象是原子，A选项错误；选项错误；石墨烯的物质的量为，所含碳原子个数为石墨烯的物质的量为，所含碳原子个数为NA，B选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，选项错误；有机物一般含有碳、氢元素，C选项选项错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，错误；由图示可知，石墨烯中碳原子间均为共价键结合，D选项正确。选项正确。四四. .元素周期表位、构、性的关系：元素周期表位、构、性的关系：位置位置结构结构性质性质1.1.结构和位置结构和位置: :最外层电子数最外层电子数 3， 为主族和为主族和0 0族元素。族元素。最外层电子数最外层电子数=2，为，为A、0族、第族、第族、或绝大部族、或绝大部副族元素。副族元素。最外层电子比次外层电子多，该元素在第二周期。最外层电子比次外层电子多，该元素在第二周期。电子层结构相同的离子，电性相同在同周期；电性电子层结构相同的离子，电性相同在同周期；电性不同，阳离子在下一周期。阴离子与相应的原子在不同，阳离子在下一周期。阴离子与相应的原子在同一周期；阴离子最外层电子数与次外层电子数相同，同一周期；阴离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素在第三周期。该元素在第三周期。 2 2位置位置 性质性质 结构：结构：非金属元素除非金属元素除H H外，不能形成简单阳离子。金属元素外，不能形成简单阳离子。金属元素 都不能形成简单阴离子。都不能形成简单阴离子。短周期元素有一个短周期元素有一个+1价到价到+7的变化；长周期元素的变化；长周期元素有两个有两个+1到到+7的变化。的变化。包含非金属元素最多的：在第二周期和第七主族。包含非金属元素最多的：在第二周期和第七主族。第二主族元素和过渡元素无非金属第二主族元素和过渡元素无非金属。 常温下为气体单质的元素：常温下为气体单质的元素：H、N、O、F、Cl、He、Ne、Ar、Kr、Xe（10种）。种）。表中一条台阶形虚线：左边金属、右边非金属。表中一条台阶形虚线：左边金属、右边非金属。（22种非金属、种非金属、90种金属）。种金属）。3.3.对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与右下对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，其相似性甚至超过了方的主族元素的性质有些相似，其相似性甚至超过了同主族元素，被称为同主族元素，被称为“对角线规则对角线规则”。 实例实例锂与镁的相似性超过了它和钠的相似性，如：锂与镁的相似性超过了它和钠的相似性，如：LiOH为中强碱而不是强碱，为中强碱而不是强碱，Li2CO3难溶于水等等。难溶于水等等。Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物均表现出明显的的单质、氧化物、氢氧化物均表现出明显的“两性两性”；Be和和Al单质在常温下均能被浓单质在常温下均能被浓H2SO4钝化；钝化；AlCl3和和BeCl2均为均为共价化合物共价化合物等。等。晶体硼与晶体硅晶体硼与晶体硅一样，属于坚硬难熔的空间网状结构的晶体。一样，属于坚硬难熔的空间网状结构的晶体。26、2232主要化合价主要化合价0.0660.1040.1120.1430.160原子半径原子半径nmTRQML元素代号元素代号变式训练变式训练4（0808广东卷）根据表广东卷）根据表1 1信息，判断以下叙述正确的是（信息，判断以下叙述正确的是（ ）。）。 表表1 1部分短周期元素的原子半径及主要化合价部分短周期元素的原子半径及主要化合价A氢化物的沸点为氢化物的沸点为H2TH2RB单质与稀盐酸反应的速率为单质与稀盐酸反应的速率为LQCM与与T形成的化合物具有两性形成的化合物具有两性DL2与与R2-的核外电子数相等的核外电子数相等CSOBeAlMgMgBeAl2O3Mg2+、S2-H2OH2S变式训练变式训练5(09年北京理综）年北京理综）W、X、Y、Z均为短周期元均为短周期元素，素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为的最外层电子数与核外电子总数之比为7：17；X与与W同主族；同主族；Y的原子序数是的原子序数是W和和X的原子序数之和的的原子序数之和的一半；含一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是的是()。A金属性：金属性：YZB.氢化物的沸点氢化物的沸点:XWC离子的还原性离子的还原性:XWD.原子及离子半径：原子及离子半径：ZYX解析解析本题考查物质结构和元素周期律。根据题设本题考查物质结构和元素周期律。根据题设条件推知条件推知W为为Cl、X为为F、Y为为Al、Z为为Na。选项。选项A，Al、Na同周期，根据同周期元素递变规律，同周期，根据同周期元素递变规律，Na的金属性大于的金属性大于Al。选项。选项B，HF分子间存在氢键，分子间存在氢键，其沸点高于其沸点高于HCl。选项。选项C，Cl的还原性大于的还原性大于F-。选项选项D，Cl-的半径大于的半径大于Na+、Al3+。B