快速破解元素周期表-這些知識(shí)要知道

顏冬微衷明華

(韓山師范學(xué)院化學(xué)系，廣東 潮州 521041)

摘要：元素周期律和與元素周期表作為中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，有著“綱舉目張”的重要作用，是歷年高考的必考內(nèi)容?？疾榈闹攸c(diǎn)主要有：①元素周期表的結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用；②第2、3周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；③第IA族和VIIA族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；④元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷；⑤微粒半徑大小的比較等。

關(guān)鍵詞：元素周期表性質(zhì)遞變規(guī)律強(qiáng)弱半徑大小

一、強(qiáng)化認(rèn)識(shí)元素周期表的結(jié)構(gòu)

圖　元素周期表的結(jié)構(gòu)

(一)元素周期表(變形的“凹”字)

1、結(jié)構(gòu)

112中元素排列成7個(gè)橫行、18個(gè)縱列。質(zhì)子數(shù)決定元素的種類，人們按質(zhì)子數(shù)由小到大的順序給元素編號(hào)，這種編號(hào)叫做原子序數(shù)。

(1)7個(gè)橫行→7個(gè)周期。①短周期：第1～3周期是短周期，所含元素種類較少，分別有2、8、8種。②長(zhǎng)周期：第4～7周期是長(zhǎng)周期，所含元素種類較多，分別有18、18、32、26種。③預(yù)測(cè)：第7周期若排滿，則有32種元素。

(2)18個(gè)縱列→16個(gè)族。①7個(gè)主族：由短周期元素和長(zhǎng)周期元素共同構(gòu)成的族，用符號(hào)“A”表示。②1個(gè)0族：由稀有氣體元素構(gòu)成的族。③7個(gè)副族：僅由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成的族，用符號(hào)“B”表示。④1個(gè)VIII族：我們將Fe、Co、Ni所在的3個(gè)縱列的元素統(tǒng)稱為VIII族。

表　元素周期

例：已知砷(As)的原子序數(shù)為33，下列敘述正確的是()。

A、砷元素的最高化合價(jià)為+3價(jià)

B、砷元素是第四周期的主族元素

C、砷原子的第3電子層含有18個(gè)電子

D、砷的氧化物的水溶液呈弱堿性

解析：由砷(As)的原子序數(shù)為33可推出，砷處于第四周期第VA族。因此，它的最高正價(jià)為+5價(jià)；再由砷在元素周期表中的位置可知，砷屬于非金屬元素，所以，氧化物的水溶液呈酸性，故答案為BC。

2、應(yīng)用

①預(yù)測(cè)未知元素的存在及其性質(zhì)。②指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、啟發(fā)人們?cè)谝欢▍^(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)(農(nóng)藥、半導(dǎo)體材料、催化劑等)。③揭示豐富的哲學(xué)思想，即事物是普通聯(lián)系的，是發(fā)展變化的。

(二)記住元素周期表的一些特點(diǎn)

1、主族中只有IIA族元素全部為金屬元素；

2、IA族元素不等同于堿金屬元素，H元素不屬于堿金屬元素；

3、元素周期表第18列是0族，不是VIIA族，第8、9、10三列是VIII族不是VIIIB族。

二、探究元素周期表中的規(guī)律

(一)電子排布規(guī)律

最外層電子數(shù)為1或2的原子可以是IA族、IIA族或副族元素的原子；最外層電子數(shù)是3～8的原子一定是主族元素的原子，且最外層電子數(shù)等于主族的族序數(shù)。

(二)序數(shù)差規(guī)律

①同周期相鄰主族元素原子的“序數(shù)差”規(guī)律：

a、除第IIA族和第IIIA族外，其余同周期相鄰元素序數(shù)差為1。

b、同周期第IIA族和第IIIA族為相鄰元素，其原子序數(shù)差為第二、三周期時(shí)相差1，第四、五周期時(shí)相差11，第六、七周期時(shí)相差25。

②同主族相鄰元素的“序數(shù)差”規(guī)律：

a、第二、三周期的同族元素原子序數(shù)相差8。

b、第三、四周期的同族元素原子序數(shù)相差有兩種情況：第IA族、IIA族相差8，其它族相差18。

c、第四、五周期的同族元素原子序數(shù)相差18。

d、第五、六周期的同族元素原子序數(shù)鑭系之前的相差18，鑭系之后的相差32。

e、第六、七周期的同族元素原子序數(shù)相差32。

(三)奇偶差規(guī)律

元素的原子序數(shù)與該元素在周期表中的族序數(shù)和該元素的主要化合價(jià)的奇偶性一致。若原子序數(shù)為奇數(shù)時(shí)，主族族序數(shù)、元素的主要化合價(jià)均為奇數(shù)，反之則為偶數(shù)(N、Cl、元素除外，N元素有多種價(jià)態(tài)，Cl元素也有ClO2)。0族元素的原子序數(shù)為偶數(shù)，其化合價(jià)看作0。

(四)半徑大小比較規(guī)律

圖　微粒半徑大小比較規(guī)律

(五)同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律

表　同周期、同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律

(六)元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱規(guī)律

表　元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱規(guī)律

例：已知短周期元素的離子A2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述中正確的是()。

原子半徑：A>B>D>C

B、原子序數(shù)：d>c>b>a

C、離子半徑：C>D>B>A

D、單質(zhì)的還原性：A>B>D>C

解析：A2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，說明A與B同周期，C與D同周期，且A、B處于C、D的下一周期，所以，原子半徑B>A>C>D；原子序數(shù)：a>b>d>c；離子半徑：C>D>B>A；單質(zhì)的還原性：B>A>C>D.故正確答案為C。

三、元素周期表中位、構(gòu)、性三者關(guān)系應(yīng)用的綜合考查

周期序數(shù)→電子層數(shù)→原子半徑→得失。

原子序數(shù)→核電荷數(shù)→原子半徑→得失。

電子能力→金屬性和非金屬性強(qiáng)弱→單質(zhì)反應(yīng)的難易；化合物的酸堿性；置換反應(yīng)的順序。

主族序數(shù)→最外層電子數(shù)→化合價(jià)→化學(xué)式。

1、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表關(guān)系的規(guī)律

(1)電子層數(shù)=周期數(shù)(電子層數(shù)決定周期數(shù))；

(2)最外層電子數(shù)=主族序數(shù)=最高正價(jià)數(shù)=價(jià)電子數(shù)(O、F除外)；

(3)負(fù)價(jià)絕對(duì)值=8-主族序數(shù)。

2、常見元素的性質(zhì)

(1)自然界中硬度最大的物質(zhì)的元素或氣態(tài)氫化物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大的元素：C。

(2)空氣中含量最多的元素或氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素：N。

(3)地殼中含量最多的元素或氫化物在通常情況下呈液態(tài)的元素：O；地殼中含量第二的元素：Si；地殼中含量最多的金屬元素：Al。

(4)單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Na、F。

(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素是Br。

(6)最活潑的非金屬元素、氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定的元素是F。

(7)最高價(jià)氧化物及其水化物既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的短周期元素是Be、Al。

例：短周期元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大，其中A、C同主族，B、C、D同周期，A原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍，B是短周期元素中原子半徑最大的元素。試回答下列問題：

(1)A元素的符號(hào)為____，D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____。

(2)A、B、C三種元素形成的簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序是____(填具體離子符號(hào))。

(3)CA2與D元素的單質(zhì)在水溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。

四、小結(jié)

總之，心中常系元素周期表是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，運(yùn)用知識(shí)推理是根本，尋找元素的差異點(diǎn)把握特殊性是突破口，融會(huì)貫通就會(huì)立于不敗之地。