高中化学1.1.1元素周期表教师用书新人教版必修2(优选.)

第1课时元素周期表

[目标导航] 1.简单了解元素周期表的发展历程。2.了解元素周期表的编排原则及结构。3.了解周期、族等概念。4.理解原子结构与其元素在周期表中位置的关系。

一、元素周期表的发展历程和编排原则

1．发展历程

2．编排原则

议一议

判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量( )

(2)一个横行即是一个周期，一个纵行即是一个族( )

(3)最外层电子数相同的元素一定是同族元素( )

(4)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束( )

答案(1)×(2)×(3)×(4)×

二、元素周期表的结构

1．元素周期表的结构

2．常见族的特别名称

第ⅠA族(除氢)：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。

点拨

议一议

1．元素周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？

答案ⅢB族。

2．现行元素周期表元素种类最多的周期是哪一周期？

答案第六周期。

一、元素周期表的结构

例1下表中的实线是元素周期表的部分边界，请在表中用实线补全元素周期表的边界，并注明族序数和周期序数。

答案

归纳总结1．周期

周期行数所含元素

种类数

每周期的起止元素

及其原子序数

短周期一 1 2 1H―→2He

二 2 8 3Li―→10Ne

三 3 8 11Na―→18Ar

长周期四 4 18 19K―→36Kr

五 5 18 37Rb―→54Xe

六 6 32 55Cs―→86Rn

七7 32(填满时) 87Fr118X(X表示未发现的118号元素)

主族副族第Ⅷ族副族主族

0族

列

序

数

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

族序数Ⅰ

A

Ⅱ

A

Ⅲ

B

Ⅳ

B

Ⅴ

B

Ⅵ

B

ⅦB Ⅷ

Ⅰ

B

Ⅱ

B

Ⅲ

A

Ⅳ

A

ⅤA

Ⅵ

A

Ⅶ

A

元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。

特别提醒元素周期表中主、副族的分界线

(1)第ⅡA族与第ⅢB族之间，即第2、3列之间；

(2)第ⅡB族与第ⅢA族之间，即第12、13列之间。

4．认识周期表中元素相关信息

(加括号的数据为该放射性元素半衰期最长同位素的质量数)

变式训练1 1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是( ) A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族

B．元素周期表有18个族

C．第ⅠA族的元素全部是金属元素

D．短周期是指第一、二、三、四周期

答案 A

解析第ⅢB族中包含锕系与镧系元素，共有32种元素，A正确；元素周期表中共有18个纵行，16个族，B错误；第ⅠA族中H为非金属元素，C错误；短周期包括第一、二、三周期，D错误。

二、元素周期表的应用

例2根据原子结构和元素周期表的关系完成下列各题。

(1)写出下列微粒的符号及其在元素周期表的位置。

微粒：________ ________ ________ ________

位置：________ ________ ________ ________

(2)第三周期第ⅣA族的元素原子序数是________。

(3)Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是________。

(4)短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：______________(填元素符号，下同)。

(5)短周期元素中，族序数＝周期序数2倍的元素有：____________。

(6)短周期元素中，周期序数＝族序数2倍的有：_________________________________。

答案(1)O Na＋Cl Cl－第二周期ⅥA族第三周期ⅠA族第三周期ⅦA族第三周期ⅦA族

(2)14 (3)3、19 (4)H、Be、Al (5)C、S (6)Li

归纳总结

1．元素周期表在元素推断中的应用

(1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。

本方法常用于确定原子序数小于18的元素。

①应用关系

等式一：周期序数＝电子层数；

等式二：主族序数＝最外层电子数；

等式三：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

②实例

a．X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有三个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。

b．Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。

(2)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。

特殊位置元素

族序数等于周期数H、Be、Al

族序数等于周期数的2倍C、S

族序数等于周期数的3倍O

周期数等于族序数的2倍Li

周期数等于族序数的3倍Na

(3)

具有相同电子层结构的离子，如a X(n＋1)＋、b Y n＋、c Z(n＋1)－、

n－的电子层结构相同，在周期表中位置关系为

d M

…c Z d M

b Y a X …

则它们的原子序数关系为a

2．元素原子序数差的确定方法

(1)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差。

(2)同主族相邻两元素原子序数的差值情况。

①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数的差值等于上周期元素所在周期的元素种类数。

②若为ⅢA族至0族元素，则原子序数的差值等于下周期元素所在周期的元素种类数。

变式训练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，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个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号元素在第六周期

B．113号元素在第七周期ⅢA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

答案 B

解析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，所以都在第七周期；115号比118号原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。

规律总结据原子序数确定元素位置的方法——稀有气体定位法

(1)比大小定周期

比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。

(2)求差值定族数

①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。

②若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。

③若差为其他数，则由相应差值找出相应的族。

1．下列说法正确的是( )

A．常用元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数

B．元素周期表有十六个纵行，也就是十六个族

C．原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族

D．电子层数相同的粒子，对应元素一定属于同一周期

答案 A

解析元素周期表中有十八个纵行，十六个族，第Ⅷ族占三个纵行；Be和He的最外层电子数都是2，但不属于同一族；Ne和Na＋的电子层数都是2，但不属于同一周期。

2．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是( )

答案 D

解析解题时可根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。

3.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元素的

原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C符合的一组是( )

A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si

C．O、P、Cl D．C、Al、P

答案 C

解析由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的相对位置可知，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(x＋8－1)＝x＋7，C的原子序数为(x＋8＋1)＝x＋9，则(x＋7)＋(x＋9)＝4x，x＝8。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。故选C。

4．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1

B．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3～10，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。

5．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。

(1)表中所列元素中：

属于短周期元素的有________________________________________；

属于主族元素的有___________________________________________；

e元素在元素周期表中的位置是第__________周期__________族。

(2)下列__________组元素的单质可能都是电的良导体。

A．a，c，h B．b，g，k C．c，g，l D．d，e，f

答案(1)b、h、j、a、c、f、i、l、m a、b、c、d、f、h、g、i、j、k、l 四ⅣB (2)AD 解析熟记元素周期表的结构是解决这一类习题的关键。对元素周期表中常见元素的名称和元素符号及其位置要熟练掌握，利用元素周期表推断元素是高考的热点之一。

[基础过关]

题组1 元素周期表结构的考查

1．关于元素周期表中元素分布的描述，正确的是( )

A．周期表中的主族中都有非金属元素

B．周期表中的主族中都有金属元素

C．周期表中的金属元素都位于长周期

D．周期表中的非金属元素都位于主族和0族

答案 D

解析ⅡA族为碱土金属元素，全为金属元素，其他主族中均有非金属元素，A错误；ⅦA族为卤素，均为非金属元素，其他主族中均有金属元素，B错误；周期表中的金属元素，例如Li在第二周期，属于短周期，C错误；副族和第Ⅷ族均为金属，周期表中的非金属元素都位于主族和0族，D正确。

2．如果n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为(n＋1)的元素可能位于( )

A．ⅢA或ⅢB B．ⅣA

C．ⅠB D．ⅠA

答案 A

解析在元素周期表中，第二、三周期中第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数相差1，在第四、五、六、七周期中，第ⅡA族与第ⅢB族相邻，故原子序数为(n＋1)的元素位于第ⅢA或ⅢB 族，A正确。

3．在现行元素周期表中，所含元素种数最多的族和周期分别是( )

A．第ⅠA族第六周期B．第Ⅷ族第六周期

C．第ⅢB族第六周期D．第ⅢA族第六周期

答案 C

解析现行元素周期表中，第六、七周期第ⅢB族分别为镧系和锕系元素，各有15种元素，由于第七周期未排满，故第六周期、第ⅢB族元素最多。

4．若把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18纵行。如碱金属为第1纵行，稀有气体为第18纵行，按这个规定，下列说法不正确的是( )

A．计算机芯片的组成元素位于第14纵行

B．第10纵行元素全部是金属元素

C．第18纵行元素单质全部是气体

D．只有第2纵行元素的原子最外层有2个电子

答案 D

解析芯片的组成元素为硅，位于第ⅣA族，为第14纵行，A项正确；第10纵行为过渡金属元素，所以B项也正确；第18纵行元素为稀有气体元素，单质全部为气体，所以C项正确；D项中除第2纵行元素的原子最外层有2个电子外，其他如He、部分过渡金属元素最外层也是2个电子。

5．在元素周期表中，从左到右共有18个纵行。第1纵行(除氢以外)为碱金属元素，稀有气体元素是第18纵行。下列说法正确的是( )

A．铝元素位于第3纵行

B．过渡元素在周期表中占10个纵行

C．第17纵行所有元素的化合价都有＋7价

D．第16纵行元素都是非金属元素

答案 B

解析第17纵行中F无正价，第16纵行中的钋(Po)为金属元素，铝位于第13纵行，从第3纵行到第12纵行共10个纵行为过渡元素。

题组2 元素位置的推断

6．我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之

一的就是一种合成纳米材料，化学式为RN。已知该化合物中的R n＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的( )

A．第三周期ⅤA族B．第四周期ⅢA族

C．第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族

答案 B

解析R元素在化合物RN中的化合价取决于N元素，因R n＋中R元素显正价，N元素在RN中显－3价，故R元素离子应为R3＋，则R原子含31个电子，其质子数为31，核外电子排布为

，所以应为第四周期ⅢA族，故应选B答案。

7．美国FDA证实，该国地质勘测局在内华达州法隆镇的一些奶牛场附近的井水中发现了84号元素Po(钋)的一种放射性致癌同位素。钋是目前已知最稀有的元素之一，下列有关它的说法正确的是( )

A．门捷列夫能预测钋在地球上的分布

B．钋在第七周期第ⅥA族

C．钋的最外层电子数为6

D．钋属于副族元素

答案 C

解析门捷列夫发现了元素周期律，但不能预测元素在地球上的分布，A错误；钋的原子序数和86号元素的原子序数之差为2且小于86，故钋在第六周期第ⅥA族，B、D错误；最外层电子数应为6个，C正确。

8．据国外有关资料报道，在“独居石”(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表中的( ) A．第六周期第ⅣA族B．第七周期第ⅥA族

C．第七周期第ⅦA族D．第八周期第ⅥA族

答案 B

解析第七周期若排满，118号元素应为0族元素，则116号元素位于从0族开始向左两纵行，故应为第七周期第ⅥA族元素，故选B。

9．X、Y、Z是短周期三种元素，它们在周期表中的位置如右图所示。请回答下

列问题：

(1)X元素单质的化学式是____________。

(2)Z元素的原子结构示意图为_____________________________________________。

(3)Y在元素周期表中的位置是____________。

答案 (1)He (2) (3)第二周期第ⅦA 族

解析 X 、Y 、Z 为短周期元素，即在第一、二、三周期，则X 必为He 。 [能力提升]

10．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白：

主族 周期

ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 二 ① ② ③ 三 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 四

⑨

(1)①________，②________，⑧________，⑨________。 (2)写出下列反应的化学方程式：

⑦单质跟④的氢氧化物溶液反应：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤的氧化物跟④的氢氧化物溶液反应：________________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑥的单质在③的单质中燃烧：__________________________________________。 答案 (1)①C 碳 ②N 氮 ⑧Ar 氩 ⑨K 钾 (2)Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O Al 2O 3＋2NaOH===2NaAlO 2＋H 2O S ＋O 2=====点燃

SO 2 11．结合元素周期表回答下列问题：

(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。

(2)表中所列元素，属于短周期元素的有____________，属于主族元素的有____________；g 元素位于第______周期第______族；i 元素位于第______周期第______族。

(3)元素f 是第______周期第______族元素，请在下面方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。

答案 (1)

(2)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 三0 四ⅡB

(3)三ⅥA

解析(1)根据元素周期表的结构知：第一周期有2种元素，第二、三周期各有8种元素，分列于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列。由此可画出周期表的边界。

(2)画出周期表的边界，对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。

(3)第三周期第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。

[拓展探究]

12．A、B两种元素，A的原子序数为x，A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。(1)如果A和B同在ⅠA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为______；当B在A的下一周期时，B的原子序数为________。

(2)如果A和B同在ⅦA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为__________；当B在A 的下一周期时，B的原子序数为________。

答案(1)x－n x＋m(2)x－m x＋n

解析此题选取了具有代表性的两族：ⅠA和ⅦA，可以根据它们具体的原子序数来推理，试过之后再与下面的答案相比较。经过对元素周期表的分析研究，你可能不难得出以下结论：①ⅠA、ⅡA族，下面元素的原子序数等于同主族上面元素的原子序数加上上面元素所在周期的元素种类数。②ⅢA到0族，下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的元素种类数。

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