第三节 元素周期律
主讲人：王立新
1．
2．元素周期律：
3．元素周期律的实质：
[学习指导]
1．为什么说元素的性质是由元素的原子结构决定的？
2．具有相同电子层数的元素的原子半径大小与原子结构的哪一部分有关？为什么？
3．微粒半径大小的判断方法，
4．元素的金属性、非金属性强弱的判断依据是什么？
[例题精析]
1．用A质子数 B中子数 C核外电子数 D最外层电子数 E电子层数，填写下列各空：
（1）原子种类由_____________决定。
（2）元素种类由___________决定。
（3）元素是否有同位素由_____决定。
（4）原子量由_____________决定。
（5）元素的原子半径由_______决定。
（6）元素的化合价主要由____决定。
（7）元素的化学性质主要由___决定。
（8）价电子通常指____________。
（9）核电荷数由_____________决定。
解析：本题是有关物质结构基本概念和基本原理的问题，必须在理解的基础上记牢。
（1）只有质子数与中子数都相同才是同一种原子。故为A、B（2）用元素的定义来判断。故为A。（3）用同位素的定义来判断。故为B。（4）因为电子本身质量很小，可以忽略不计，而一个中子的质量与一个质子的质量近似相等，约等于一个质量的1/12，所以原子量近似等于一个原子的质量数即质子数与中子数之和，故为A、B。（5）A、E（6）D（7）最外层电子数<4，易失电子，最外层电子数>4，易得电子，故为D。（8）D（9）A
2．某元素的相对原子质量为59，在某氧化物中，该元素的质量分数为71%，则它在该氧化物中的化合价是（ ）
A．+1 B．+2 C．+3 D．+4
解析：由于氧元素的化合价（已知）为-2价，故要确定该元素的化合价必先确定其氧化物的化学式。
解法1：设该元素为X，则其氧化物中，各原子物质的量之比为：，氧化物的化学式为，故答案为C。
解法2：设该氧化物的化学式为，则据题意：
氧化物的化学式为，故为C。
3．下列性质递变正确的是（ ）
A．原子半径： C > Al > Na > K
B．离子半径: O2- >F - > Al3+ > Mg2+ > Na+
C．热稳定性: HF < NH3 < PH3 < SiH4
D．最高正价: Na < Al < Si < Cl
解析:在A中,C两层电子,Al,Na三层电子,K四层电子,而Na，Al中，Al的最外层电子数多于Na，所以半径大小顺序为K>Na>Al>C,A错.
在B中,的电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,因此半径大小顺序为.B错.
在C中,元素非金属性越强,氢化物越稳定,因而氢化物稳定性顺序为,C错.
在D中,最高正价与最外层电子数相同,最外层一个电子,最外层3个电子,最外层4个电子,最外层7个电子,所以最高正价顺序为 D正确.
答案:D
4.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的质子数比A多2个，C的质子数比B多4个。1摩尔A的单质与酸反应能置换出1克氢。这时，A转化为具有氖原子相同的电子层结构的离子。试问：
（1）A元素是________,B元素是________，C元素是__________
（2）写出A、B、C原子结构示意简图。
解析：A、B、C三元素的原子具有相同的电子层数，A与酸反应后转化成的离子与氖电子层结构相同，说明A、B、C三元素的核电荷数比氖大，比氩小。1摩尔A和酸反应置换出1克氢，即A转化为，所以A为钠，B的质子数比A的质子数多2个，则B为，C的质子数比B多4个，则C为。
解：（1）A为， B为， C为
（2）
5．在一定条件下,发生反应的离子方程如下：
（1）元素的化合价是________.
（2）R元素原子的最外层电子数是_________.
解析：由反应前后电荷数应相等可知：n=1，再由，求得R化合价为+5，从产物R-可知，R元素得1个电子形成稳定离子，因此最外层电子数为7。
解：（1）+5
（2）7个
6．下列化合物中，阴离子半径与阳离子半径的比值最小的是（ ）
A． B． C． D．
解析：阴离子半径与阳离子半径比值最小，即最小，阴离子半径越小，阳离子半径越大，比值就越小，阴离子半径最小的为，阳离子半径最大的为所以为C。
答案：C
[巩固提高]
一．选择题：
1．元素的化学性质主要决定于（ ）
A．核电荷数 B．原子最外层电子数 C．原子半径 D．电子层数
2．A、B两元素的原子序数均小于20，已知A的原子序数为n，少8个电子，则B的原子序数是（ ）
A．n+4 B．n+6 C．n+8 D．n+10
3.以下关于原子序数的说法中，正确的是（ ）
A．原子序数与原子核电荷数一定相等。
B．原子序数与微粒的核外电子数一定相等。
C．原子序数相同的原子是同一种原子。
D．原子序数为16，核外电子数也为16的原子，其质量数为32。
4.元素X和Y的阳离子具有相同的电子层结构。元素X的阳离子半径大于元素Y的阳离子半径。元素Z的原子和Y原子核外的电子层数相同。元素Z的原子半径小于元素Y的原子半径。X、Y、Z原子序数之间的关系是（ ）
A．X>Y>Z B.Y>X>Z C.Z>X>Y D.Z>Y>X
5.元素R的最高价含氧酸化学式为，则在气态氢化物中，R元素的化合价为（ ）
A．-3n B.-8+3n C.-2n D.-8+2n
6．下列各种说法中，正确的是（ ）
A．元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化。
B．从Na到，随着原子序数的递增原子半径逐渐变大。
C．11号到17号元素的化合价的变化，与3号到9号元素化合价的变化完全相同。
D．没有元素原子核外电子排布的周期性变化，就没有元素性质的周期性变化。
7．有a、b、c和d四种元素，a、b的阳离子与c、d的阴离子具有相同的电子层结构。a的阳离子的正电荷数小于b的阳离子的正电荷数，c的阴离子的负电荷数大于d的阴离子的负电荷数，则它们的离子半径关系是（ ）
A．a>b>c>d B. b>a>d>e C. c>a>d>b D. c>d>a>b
8.阴离子含中子N个，X的质量数为A，则X元素的气态氢化物中含质子的物质的量为（ ）
A． B．
C． D．
9．X元素的气态氢化物在高温下分解，生成固态物质和氢气，在相同条件下，测得生成气体的体积是原气体体积的1.5倍，已知分解前后气体密度比为17：1，X元素原子核内的中子数比质子数多1个，则X元素的原子序数是（ ）
A．16 B．15 C．14 D．7
10．某非金属元素气态氢化物的氢原子数与等物质的量的最高价氧化物中的氧原子数之比为2：1，其氢化物与其最高价氧化物相对分子质量之比为8：15，则该元素的相对原子质量为（ ）
A．28 B．14 C．19 D．32
11．有aXn-和bYm+两种离子，它们的电子层结构相同，下列关系式或化学式正确的是（ ）
A．a-n=b+m B．氢化物HnX或XHn
C．a+n=b-m D．氧化物Y2Om
12．下列元素的最高价氧化物的水化物溶于水一定是强碱溶液的是（ ）
A．原子最外层只有1个电子的元素
B．原子次外层电子数是最外层电子数8倍的元素
C．原子次外层电子数是最外层电子数4倍的元素
D．原子的电子层数与最外层电子数相等的元素
13．已知：①硫酸比次氯酸稳定；②高氯酸是比硫酸更强的酸；③S2-比Cl-易被氧化；④HCl比H2S稳定；⑤铜与盐酸不反应，与浓硫酸能反应。 可说明氯比硫非金属性强的是（ ）
A．全部 B．②③④
C．①②④ D．除①以外
14．下列各组比较不正确的是（ ）
A．酸性：H4SiO4Y>X.
5．B．由可推断出R元素的最高价为+3n，所以在氢化物中，R呈现负价为-（8-3n）即-8+3n。6．D。
7．D．具有相同电子层结构的离子。其原子序数越大 ，离子半径越小，据题意可知，a、b、c、d四种元素的原子序数为b>a>d>c,所以其离子半径为c>d>a>b。
8．C.据题意可知X元素的气态氢化物为，中质子数为A-N+n，则气态氢化物中所含质子的物质的量为
9．B．设X元素气态氢化物为，据题意=，
∴故原子序数为15。
10．A．据原子结构的知识可知某元素的负价数与其最高正价数之和等于8。设该元素的最高正价数为x，那么该元素的负价数为8-x，气态氢化物的化学式为，最高价氧化物的化学式为（x为奇数），或为（x为偶数），据题意，可求出当x为奇数不合理，当x为偶数，解得x=4即为所求，则该元素的相对原子质量为28。
11．BC
∵两离子电子层结构相同，有a+n=b-m
∴A错，C对，X在氢化物中显-n价，所以B正确，因不知m的奇偶性，故D错误。
12．B
应先确定元素，再确定相应碱的强弱。四个选项对应元素的最高价氧化物的水化物呈碱性的分别落实如下
A项中是ⅠA族元素，因LiOH不是强碱，且难溶于水而错误
B项中应是ⅠA族除Li之外的其它碱金属元素，对应的碱全是强碱，所以B正确
C项中对应元素是ⅡA族元素，与A项有相似性而错误
D项中所涉及元素中无一呈强碱
故答案为B
13．B
对比元素非金属性强弱，就是对比元素所对应原子的得电子能力，应从两元素所对应最高价含氧酸的酸性，两单质和氢化合情况及其它能体现原子得失电子能力上找结论。
14．D
二．
1． 由A氯化物1含28电子，可求得A的化合物为+1价,其离子核外有10个电子。所以A为。再据题意求出B为0，C为
2．开始产生白色沉淀，后来沉淀逐渐消失。
↓
3.
4．
（1）钠、铝、氯
（2）OH-+H+=H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
（3）弱。Na+比Al3+半径大而核电荷小。
∵1molA置换出11.2L（即0.5mol）H2，所以A为一价金属，A+离子与氖原子电子层结构相同，应为Na，则B为Al，C为Cl。
三． A=23.
A的相对原子质量为23。 A为钠元素
B的最高价氧化物化学式
B=35.5
B的相对原子质量为35.5 B为氯元素
[走向高考]
1.(93年上海)a元素的阴离子、b元素的阴离子和c元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知a的原子序数大于b的原子序数。则a、b、c三种离子半径大小的顺序是（ ）
A．a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
2．（96年全国）X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是（ ）
A．X的原子序数比Y的小。
B．X原子的最外层电子数比Y的大。
C．X的原子半径比Y的大。
D．X元素的最高正价比Y的小。
3．（96年全国）某金属元素最高价氟化物的分子量为，其最高价的硫酸盐的分子量为。若此元素的最高正价为n，则n与、的关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
答案：
1．B
2．C、D
3．A、B 据题意：该金属元素的最高价氟化物为，其对应的硫酸盐为（n为奇数）或(n为偶数)，由此可得，
∴.
[解释1]元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。
[解释2]元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的
必然结果。
[解析3]因为元素的性质与原子核外电子的排布有关，特别是与最外层电子数有关，所以说元素的性质是由元素的原子结构决定的。
[解析4]与核内质子数和最外层电子数有关，因为随着核电荷数增加，电子
层数不变，最外层电子数增多，核对最外层电子的引力增大，所以半径会
减少。
[解析5]
（1）同周期元素的原子，随核电荷数增加原子半径变小（不包括零族元素）
（2）同主族元素的原子，随核电荷数增加原子半径变大。
（3）电子层结构相同的不同离子，核电荷数越大，半径越小，如
（4）同一元素的原子半径，大于其阳离子半径，小于其阴离子半径。
[解析6]金属性即失电子能力，还原性。其强弱的判断可依据：①其单质跟水（或酸）反应置换出氢气的难易程度。②最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。
非金属性即得电子能力，氧化性。其强弱的判断可依据：①最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱②与氢气反应生成气态氢化物的难易程度。③氢化物的稳定性。
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