基礎(chǔ)知識
知識點(diǎn)一：元素周期表
1.原子序數(shù)
按照元素在周期表中的順序給元素所編的序號。
原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)
2.元素周期表的編排原則
(1)周期：按原子序數(shù)遞增順序從左到右排列，把電子層數(shù)相同的元素排成一橫行。
(2)族：把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成一縱行。
3.元素周期表的結(jié)構(gòu)
(1)周期(7個(gè)橫行，7個(gè)周期)
(2)族(18個(gè)縱行，16個(gè)族)
注意：
(1)含元素種數(shù)最多的周期是第六周期，有32種元素；含元素種類最多的族是ⅢB族，共有32種元素。
(2)過渡元素包括7個(gè)副族和第Ⅷ族，全部都是金屬元素，原子最外層電子數(shù)不超過2個(gè)(1～2個(gè))。
(3)最外層電子數(shù)為3～7個(gè)的原子一定屬于主族元素，且最外層電子數(shù)即為主族的族序數(shù)。
(4)同一周期ⅡA族與ⅢA族的原子序數(shù)可能相差1(二、三周期)或11(四、五周期)或25(六、七周期)。
(5)主族的族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝最高正價(jià)＝8－|最低負(fù)價(jià)|
知識點(diǎn)二：元素周期律
1.定義
元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。
2.實(shí)質(zhì)
元素原子核外電子排布的周期性變化。
3.同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
(1)對于元素Li、Na、K：
①原子半徑由小到大的順序?yàn)長i<><>
②金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镵>Na>Li；
③單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镵>Na>Li；
④最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镵OH>NaOH>LiOH。
(2)對于元素Cl、Br、I：
①原子半徑由小到大的順序?yàn)镃l<><>
②非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l>Br>I；
③單質(zhì)與氫氣化合由易到難的順序?yàn)镃l2>Br2>I2；
④其氫化物的穩(wěn)定性由弱至強(qiáng)的順序?yàn)镠I<><>
⑤最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性由弱至強(qiáng)的順序?yàn)镠IO4<><>
4.同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律
現(xiàn)有元素：Na、Mg、Al、S、Cl。
(1)五種元素的原子半徑由大到小的順序?yàn)镹a>Mg>Al>S>Cl。其簡單離子的半徑由大到小的順序?yàn)镾2－>Cl－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。
(2)Na、Mg、Al單質(zhì)置換水或酸中的氫，由易到難的順序?yàn)镹a>Mg>Al；最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镹aOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
(3)S、Cl2與氫氣化合時(shí)，由易到難的順序?yàn)镃l2>S，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镠Cl>H2S，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镠ClO4>H2SO4。
注意：
(1)對于主族元素，元素的最高正化合價(jià)和主族族序數(shù)相同。但氧一般表現(xiàn)為負(fù)價(jià)；氟無正價(jià)。
(2)比較兩種元素的金屬性可以通過以下實(shí)驗(yàn)證明：
①根據(jù)兩種金屬單質(zhì)與水或非氧化性酸(如鹽酸)反應(yīng)的劇烈程度進(jìn)行比較，哪種金屬反應(yīng)劇烈，哪種金屬活潑。
②根據(jù)兩種金屬之間的置換反應(yīng)進(jìn)行比較，A能從鹽溶液中置換出B，則A比B活潑。
(3)比較兩種元素非金屬性可以通過以下實(shí)驗(yàn)證明：
①通過比較兩種非金屬元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱來比較兩種元素非金屬性強(qiáng)弱，如向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液變渾濁，可證明C的非金屬性強(qiáng)于Si。
②通過非金屬單質(zhì)的置換反應(yīng)進(jìn)行比較，如Cl2能從KI溶液中置換出I2，則Cl的非金屬性強(qiáng)于I。
(4)隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布、原子半徑(稀有氣體除外)和化合價(jià)均呈周期性變化。以上規(guī)律主要是針對主族元素而言，副族和Ⅷ族情況較復(fù)雜。
知識點(diǎn)三：元素周期表和元素周期律的應(yīng)用
1.元素周期表中元素的分區(qū)
分界線附近的元素，既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性。
2.元素周期表和元素周期律應(yīng)用的重要意義
(1)科學(xué)預(yù)測：
為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線索。
(2)尋找新材料：
將下面左右兩側(cè)對應(yīng)內(nèi)容連線。
注意：
(1)元素周期表中，金屬元素占絕大多數(shù)，非金屬元素只是少數(shù)。
(2)金屬元素在分界線的左側(cè)，但分界線左邊的并不都是金屬元素，如H元素，副族元素均是金屬元素。
(3)元素周期表中元素金屬性最強(qiáng)的是Cs(不考慮放射性元素)，非金屬性最強(qiáng)的是F；短周期(1～18號)元素中金屬性最強(qiáng)的是Na。
粒子半徑比較
1.同周期元素的粒子
同周期元素的原子或最高價(jià)陽離子或最低價(jià)陰離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸減小(稀有氣體元素除外)。如Na>Mg>Al>Si，Na＋>Mg2＋>Al3＋，S2－>Cl－。
2.同主族元素的粒子
同主族元素的原子或離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸增大。如Li<><><><>
3.電子層結(jié)構(gòu)相同的粒子
電子層結(jié)構(gòu)相同(核外電子排布相同)的離子半徑(包括陰、陽離子)隨核電荷數(shù)的增加而減小。如O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。
4.同種元素形成的粒子
同種元素形成的粒子電子數(shù)越多，半徑越大。如Fe3＋<><><><>
5.電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的，可通過一種參照物進(jìn)行比較
如比較Al3＋與S2－的半徑大小，可找出與Al3＋電子數(shù)相同，與S2－同族的元素O2－比較，Al3＋<><><>
元素推斷
1.推斷元素的基本思路
根據(jù)原子結(jié)構(gòu)、元素周期表的知識及相關(guān)已知條件，可推算原子序數(shù)，判斷元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下圖所示：
2.周期表中特殊位置的元素(1～20號元素)
(1)族序數(shù)等于周期數(shù)的元素：H、Be、Al。
(2)族序數(shù)等于周期數(shù)2倍的元素：C、S。
(3)族序數(shù)等于周期數(shù)3倍的元素：O。
(4)周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素：Li、Ca。
(5)周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素：Na。
(6)最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為零的短周期元素：C、Si。
(7)最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對值3倍的短周期元素：S。
(8)除氫外，原子半徑最小的元素：F。
3.常見元素及其化合物的特性
(1)形成化合物種類最多的元素、單質(zhì)是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)最高的元素：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。
(4)相同條件下，單質(zhì)密度最小的元素：H；單質(zhì)密度最小的金屬元素：Li。
(5)單質(zhì)在常溫下呈液態(tài)的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。
(6)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)的常見元素：Al。
(7)元素的氣態(tài)氫化物和它的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物能反應(yīng)生成鹽的元素：N。
(8)元素的單質(zhì)在常溫下能與水反應(yīng)放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。
(9)元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成該元素單質(zhì)的元素：S。
(10)最高正價(jià)不等于主族族序數(shù)的元素：O、F。
鞏固練習(xí)
1.下列判斷正確的是（）
A.HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性和還原性依次減弱
B.第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng)
C.根據(jù)金屬活動性順序，氧化性：Cu2＋>Fe3＋>Mg2＋
D.堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
答案：D
解析：A項(xiàng)中四種氫化物的還原性逐漸增強(qiáng)，A不正確；B項(xiàng)中應(yīng)為“最高價(jià)含氧酸”的酸性，不正確，C項(xiàng)氧化性順序?yàn)镕e3＋>Cu2＋>Mg2＋，不正確。
2.已知1～18號元素的離子，aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列關(guān)系正確的是（）
A.質(zhì)子數(shù)c>d
B.離子的還原性Y2－>Z－
C.氫化物的穩(wěn)定性H2Y>HZ
D.原子半徑X<>
答案：B
解析：因四種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，所以質(zhì)子數(shù)a、b、c、d的大小關(guān)系應(yīng)為a>b>d>c，所以氫化物穩(wěn)定性應(yīng)為HZ>H2Y，原子半徑大小關(guān)系應(yīng)為X>W。
3.下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（）
A.半導(dǎo)體材料砷化鎵
B.吸氫材料鑭鎳合金
C.透明陶瓷材料硒化鋅
D.超導(dǎo)材料K3C60
答案：C
解析：本題涉及的元素中，碳、鉀、砷、鎵、硒屬于主族元素，而鑭、鎳、鋅屬于副族元素。
4.元素X、Y、Z原子序數(shù)之和為36，X、Y在同一周期，X＋與Z2－具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)。下列推測不正確的是（）
A.同周期元素中X的金屬性最強(qiáng)
B.原子半徑X＞Y，離子半徑X＋＞Z2－
C.同族元素中Z的氫化物穩(wěn)定性最強(qiáng)
D.同周期元素中Y的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng)
答案：B
解析：根據(jù)X、Y在同一周期，X＋與Z2－具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)，可推出Z在X、Y的上一個(gè)周期，又因?yàn)閄、Y、Z原子序數(shù)之和為36，綜合判斷知X為Na、Z為O、Y為Cl，確定三元素在周期表中的位置，可判斷A、C、D正確；離子半徑Na＋＜O2－，B錯(cuò)誤。
5.X、Y、Z、W為四種短周期主族元素，其中X、Z同族，Y、Z同周期，W是短周期主族元素中原子半徑最大的，X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍，Y的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為6。下列說法正確的是（）
A.Y元素最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物化學(xué)式H2YO4
B.原子半徑由小到大的順序?yàn)椋篨<><>
C.Y、Z兩種元素氣態(tài)氫化物中，Z的氣態(tài)氫化物更穩(wěn)定
D.X與W形成的兩種化合物中，陰、陽離子物質(zhì)的量之比均為1∶2
答案：D
解析：短周期主族元素中原子半徑最大的元素W為Na；最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的元素X是O；短周期元素中最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為6的元素Y為Cl；與氧同主族的短周期元素Z為S。Y(Cl)的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為HYO4，A錯(cuò)誤；原子半徑：r(S)>r(Cl)>r(O)，B錯(cuò)誤；Y(Cl)、Z(S)兩種元素氣態(tài)氫化物中，HCl的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S，C錯(cuò)誤；X(O)與W(Na)形成的化合物有Na2O和Na2O2，其陰、陽離子物質(zhì)的量之比均為1∶2。
6.X、Y、Z、W、M均為短周期元素，X、Y同主族，X的氫化物和最高價(jià)氧化物的水化物能反應(yīng)生成一種離子化合物，其水溶液顯酸性；Z、W、M是第3周期連續(xù)的三種元素，其中只有一種是非金屬元素，且原子半徑Z＞W(wǎng)＞M。下列敘述正確的是（）
A.Z是海水中含量最高的金屬元素，W是地殼中含量最多的金屬元素
B.X、M兩元素氫化物的穩(wěn)定性：X＜M
C.X和W的氧化物均可作耐高溫材料，M的氧化物可用于制作太陽能電池
D.X、W組成的化合物水解生成一種可凈水的化合物
答案：D
解析：由“X的氫化物和最高價(jià)氧化物的水化物能反應(yīng)生成一種離子化合物，其水溶液顯酸性”可知，X是N，則Y是P；由“Z、W、M分別是第3周期連續(xù)的三種元素，其中只有一種是非金屬元素，且原子半徑Z＞W(wǎng)＞M”可知，Z、W、M分別是Mg、Al、Si。海水中含量最高的金屬元素是Na，故A錯(cuò)；N、Si的氫化物的穩(wěn)定性：NH3＞SiH4，故B錯(cuò)；N的氧化物不能作耐高溫材料，故C錯(cuò)；AlN的水解反應(yīng)為：AlN＋3H2O＝Al(OH)3＋NH3，Al(OH)3可凈水，故D正確。
7.六種短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序數(shù)依次增大，其中A與E同主族，B與F同主族，E與F同周期。已知常溫下單質(zhì)A與E的狀態(tài)不同，D的核電荷數(shù)是B的最外層電子數(shù)的2倍，單質(zhì)F是一種重要的半導(dǎo)體材料。則下列推斷中正確的是（）
A.A、C兩種元素可組成化學(xué)式為CA3的化合物
B.F與D形成的化合物性質(zhì)很不活潑，不與任何酸反應(yīng)
C.原子半徑由大到小的順序是E>F>C>D
D.元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序是D>C>F>B
答案：AC
解析：根據(jù)題意可推知：A是H；B是C；C是N；D是O；E是Na；F是Si。A.H、N兩種元素可組成化學(xué)式為NH3的化合物，正確；B.Si與O形成的化合物SiO2是共價(jià)化合物，由于原子間以共價(jià)鍵結(jié)合，結(jié)合力很強(qiáng)，所以化學(xué)性質(zhì)很不活潑，但是能夠與HF酸反應(yīng)，錯(cuò)誤。C.同一周期的元素，原子序數(shù)越大，原子半徑就越小，不同周期的元素，原子核外電子層數(shù)越多，原子半徑就越大，所以原子半徑由大到小的順序是E>F>C>D，正確；D.同一周期的元素，原子序數(shù)越大，元素的非金屬性就越強(qiáng)，同一主族的元素，原子核外電子層數(shù)越少，元素的非金屬性就越強(qiáng)，所以元素的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序是D>C>F>B。
8.類推的思維方法在化學(xué)學(xué)習(xí)與研究中經(jīng)常用到，但有時(shí)會產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)論。因此，推出的結(jié)論最終要經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)才能決定其是否正確。以下幾種類推結(jié)論中，正確的是（）
A.IVA族元素氫化物沸點(diǎn)順序是：GeH4>SiH4>CH4；則VA族元素氫化物沸點(diǎn)順序也是：AsH3>PH3>NH3
B.第二周期元素氫化物的穩(wěn)定性順序是：HF>H2O>NH3；則第三周期元素氫化物的穩(wěn)定性順序也是：HCl>H2S>PH3
C.Fe3O4可以寫成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可以寫成PbO·Pb2O3
D.NaHSO4與NaHSO3溶于水顯酸性，則所有酸式鹽溶于水顯酸性
答案：B
解析：A.IVA族元素氫化物沸點(diǎn)順序是：GeH4>SiH4>CH4；但由于氨氣分子間存在氫鍵，則VA族元素氫化物沸點(diǎn)順序是：NH3>AsH3>PH3，A錯(cuò)誤；B.非金屬性越強(qiáng)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，第二周期元素氫化物的穩(wěn)定性順序是：HF>H2O>NH3；則第三周期元素氫化物的穩(wěn)定性順序也是：HCl>H2S>PH3，B正確；C.Fe3O4可以寫成FeO·Fe2O3；Pb3O4可以寫成2PbO·PbO2，C錯(cuò)誤；D.NaHSO4與NaHSO3溶于水顯酸性，但不是所有酸式鹽溶于水均顯酸性，例如碳酸氫鈉溶于水顯堿性，D錯(cuò)誤，答案選B。
9.下列結(jié)論是從某同學(xué)的作業(yè)本上摘錄的，其中你認(rèn)為肯定正確的是（）
①微粒半徑：S2->Cl->Cl>S
②氫化物穩(wěn)定性：HF>HCl>H2S>H2Se
③還原性：S2->Cl->Br->I-
④氧化性：Cl2>S>Se
⑤酸性：H2SO4>HClO4>H2SeO4
⑥得電子能力：F>Cl>Br>I
A.只有①
B.②④⑥
C.①③④
D.只有⑥
答案：B
解析：根據(jù)元素周期律可知，①不正確，微粒半徑應(yīng)該是S2->Cl- >S>Cl；非金屬性越強(qiáng)，氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，②正確；非金屬性越強(qiáng)，相應(yīng)陰離子的還原性越弱，③不正確，還原性應(yīng)該是S2->I->Br->Cl-；非金屬性越強(qiáng)，相應(yīng)單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，④正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，⑤不正確，應(yīng)該是HClO4>H2SO4> H2SeO4；同主族自上而下，非金屬性逐漸減弱，⑥正確，答案選B。
10.有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族，X+與M2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，離子半徑：Z2->W-；Y的單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度大，是一種重要的半導(dǎo)體材料。下列說法中，正確的是（）
A.X、M兩種元素只能形成X2M型化合物
B.由于W、Z、M元素的氫化物相對分子質(zhì)量依次減小，所以其沸點(diǎn)依次降低
C.元素Y、Z、W的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體
D.元素W和M的某些單質(zhì)可作為水處理的消毒劑
答案：D
解析：A、XM兩種元素形成的化合物可以使過氧化鈉或氧化鈉，錯(cuò)誤，不選A；B、由于WZM元素的氫化物分別為氯化氫、硫化氫、水，由于水分子之間有氫鍵的存在，所以水的沸點(diǎn)最高，氯化氫和硫化氫中氯化氫相對分子質(zhì)量較大，分子間作用力較強(qiáng)，氯化氫的沸點(diǎn)高于硫化氫，錯(cuò)誤，不選B；C、元素YZW的單質(zhì)分別屬于原子晶體、分子晶體、分子晶體，錯(cuò)誤，不選C；D、氯氣和臭氧可作為水處理的消毒劑，正確，選D。
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