第一节 元素周期表

第一节 元素周期表

一、了解元素周期表

1、俄国化学家门捷列夫制作出第一张元素周期表。

2、元素周期表的排序依据：根据元素的核电荷数递增的顺序。

将电子层数相同的元素按最外层电子数增多（即核电荷数增加）从左至右排成横行，将最外层电子数相同的元素按电子层数增多（即核电荷数增加）从上至下排成纵列。 3、周期：即周期表中的横行。一个横行就是一个周期。周期表中共七个周期，分为“短周期（即第一、二、三周期）”和“长周期（第四五六七周期）”两类。

①第一到第六周期所包含的元素种类数依次为2种、8种、8种、18种、18种、32种。 ②除第一周期外，其余周期从左至右总是从碱金属元素开始，至稀有气体元素结束。 ③记住：第一到第七周期的最右边的元素（即稀有气体元素）的核电荷数（或原子序数）分别为2、10、18、36、54、86、118。

4、族：即周期表的纵列（除第Ⅷ族外）。族分为四类：主族、副族、0族、Ⅷ族。 ①主族：由短、长周期元素构成的纵列，符号为A。共七个主族，分别为第ⅠA族、第ⅡA族、第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族。这七个主族的名称依次为碱金属元素、碱土金属元素、硼族元素、碳族元素、氮族元素、氧族元素、卤族元素。同一主族的元素的化学性质相似。

②副族：只由长周期元素构成的纵列，符号为B。共七个副族，分别为第ⅠB族、第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅤB族、第ⅥB族、第ⅦB族。 ③0族：周期表中第18纵列，即稀有气体元素。 ④Ⅷ族：即周期表中的第8、9、10三个纵列。

⑤周期表中，元素种类最多的族是第ⅢB族，共32种元素。

5、过渡元素：全部的副族元素和Ⅷ族元素的统称。过渡元素全为金属元素。

6、元素周期表的构成：七个周期、16个族（7个主族、7个副族、1个0族、1个Ⅷ族）。 7、等量关系式：核电荷数 = 原子序数 = 质子数；

周期序数 = 电子层数； 主族序数 = 最外层电子数 = 最高正化合价。 8、确定某一元素在周期表中的位置必须说明该元素在哪个周期哪个族。 9、两条规律：

①在周期表中，同一周期第ⅡA族和第ⅢA族的两元素的原子序数的差值可能为1、11、25。

②在周期表中，同一主族上下相邻的两元素的原子序数的差值：

当这两种元素是第ⅠA族、第ⅡA族的元素时，差值为位于上方的元素所在周期包含的元素种类数；

当这两种元素是第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族的元素时，差值为位于下方的元素所在周期包含的元素种类数。 10、元素周期表的应用：

①可在周期表中金属元素和非金属元素的分界处寻找半导体材料，如Si、Ge、Ga、Se等都是半导体元素。

②可在周期表中右上角的非金属元素区寻找制农药的元素，如P、Cl、As等都是制农药的元素。

③可在周期表中过渡元素区寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料。

④周期表中有些处于对角线位置的元素的化学性质极为相似，这些元素是Li和Mg ，Be和Al ，B和Si。

⑤关于“根据原子序数推断元素在周期表中的位置”和“根据元素在周期表中的位置来计算该元素的原子序数”的解题技巧。

11、周期表中的特殊元素（元素推断题的解题技巧）：

①C（碳元素）——形成化合物种类最多的元素、单质硬度最大的元素、气态氢化物中含氢量（氢元素的质量分数）最高的元素。

②N（氮元素）——空气中含量最多的元素、气态氢化物的水溶液呈碱性的元素。 ③O（氧元素）——地壳中含量最多的元素、气态氢化物的沸点最高的元素、氢化物在常温下呈液态的元素。

④H（氢元素）——最轻的元素、原子半径最小的元素（有时也可以认为H是形成化合物种类最多的元素）。

二、碱金属元素（第一纵列，即第ⅠA族元素）

1、碱金属元素包括（除H外）：Li、Na、K、Rb、Cs（Fr高中不涉及）。因为都是同一主族，所以它们的物理化学性质相似，但因为从Li → Cs随着电子层数增多，它们的物理化学性质又有所不同，呈现一定的递变性（有规律的变化）。 2、物理通性：银白色固体，质软有延展性，熔点低，易导电导热。

化学通性：有强还原性，能和O2、Cl2等非金属单质、酸、水、盐溶液（和盐溶液反应的本质是先和水反应，生成的产物再和盐反应）发生反应。

3、物理性质的递变性（从Li → Cs）：密度呈增大趋势（Na→K密度 突然减小）；熔沸点逐渐降低。所以Li保存在石蜡中，而Na、K保存在煤油中。 4、化学性质的递变性：

从Li → Cs，由于电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱故单质的还原性逐渐增强。

①与O2反应：从Li → Cs，反应越来越剧烈，反应的产物越来越复杂。

Li在O2中燃烧时生成Li2O；Na在O2中燃烧时生成Na2O2；K在O2中燃烧时生成KO（2超氧化钾）；Rb、Cs在O2中燃烧时生成RbO3（臭氧化铷） 和CsO3（臭氧化铯）。 ②与水反应（与酸反应生成盐和H2，较和水反应要剧烈得多）：

从Li → Cs，分别与水反应的原理、产物都一样，即生成对应的氢氧化物和H2，方程式可表达为：2R+2H2O==2ROH+H2↑。但反应越来越剧烈，生成的氢氧化物的碱性越来越强。

三、卤族元素（第17纵列，即第ⅦA族元素）

1、卤族元素（X）包括：F、Cl、Br、I（At高中不涉及）。因为都是同一主族，所以它们的化学性质相似，但因为从F → I随着电子层数增多，它们的物理、化学性质又有所不同，呈现一定的递变性（有规律的变化）。

2、物理通性：有毒，易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂。

化学通性：有强氧化性，能和Na、Fe、Cu等金属单质、H2、水、碱溶液发生反应。 3、物理性质的递变性（从F2 → I2）：

①F2（浅黄绿色气体）→Cl2（黄绿色气体）→Br2（深红棕色液体）→I2（紫黑色固体）。 ②密度逐渐增大，熔沸点逐渐升高。

③特性：Br2是唯一在常温下呈液态的非金属单质，液溴易挥发故保存时须水封，保存时不能使用橡胶塞；I2易升华。 4、化学性质的递变性：

从F2 → I2，由于核电荷数逐渐增大，原子核得电子能力逐渐减弱，故单质的氧化性逐渐减弱。

①与金属单质反应：从F2 → I2，反应越来越弱。 ②与H2反应的化学方程式通式：H2+X2 == 2HX

从F2 → I2，反应越来越困难（和H2反应时，F2在黑暗中就可以爆炸，Cl2需要光照或点燃，Br2需要加热到一定温度，I2在加热时反应还不彻底），生成的氢化物的稳定性越来越差。这些氢化物都易溶于水形成对应的氢卤酸，从氢氟酸到氢碘酸，酸性逐渐增强。即：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI； 酸性：HF＜HCl＜HBr＜HI。