元素周期律和元素周期表知识总结

元素周期律和元素周期表知识总结
考试大纲要求
1．理解原子的组成及同位素的概念。

掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。

2．以第1、2、3周期的元素为例，掌握核外电子排布规律。

3．掌握元素周期律的实质及元素周期表（长式）的结构（周期、族）。

4．以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质（如：原子半径、化合价、单质及化合物性质）的递变规律与原子结构的关系；以ⅠA族和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

知识规律总结
一、原子结构
1．几个量的关系（）
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
质子数=核电荷数=原子序数=原子的核外电子数
离子电荷数=质子数-核外电子数
2．同位素
（1）要点：同——质子数相同，异——中子数不同，微粒——原子。

（2）特点：同位素的化学性质几乎完全相同；自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变。

注意：同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物，如H2O和D2O是两种不同的物质。

3．相对原子质量
（1）原子的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的数值。

它是相对质量，单位为1，可忽略不写。

（2）元素的相对原子质量：是按该元素的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。

元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量。

4．核外电子排布规律
（1）核外电子是由里向外，分层排布的。

（2）各电子层最多容纳的电子数为2n2个；最外层电子数不得超过8个，次外层电子数不得超过18个，倒数第三层电子数不得超过32个。

（3）以上几点互相联系。

核外电子排布规律是书写结构示意图的主要依据。

5．原子和离子结构示意图
注意：①要熟练地书写1～20号元素的原子和离子结构示意图。

②要正确区分原子结构示意图和离子结构示意图（通过比较核内质子数和核外电子数）。

6．微粒半径大小比较规律
（1）同周期元素（稀有气体除外）的原子半径随原子核电荷数的递增逐渐减小。

（2）同主族元素的原子半径和离子半径随着原子核电荷数的递增逐渐增大。

（3）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，则离子半径越小。

（4）同种元素的微粒半径：阳离子<原子<阴离子。

（5）稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径。

（6）电子层数多的阴离子半径一定大于电子层数少的阳离子半径，但电子层数多的阳离子半径不一定大于电子层数少的阴离子半径。

二、元素周期律和周期表
1．位、构、性三者关系
结构决定位置，结构决定性质，位置体现性质。

2．几个量的关系
周期数=电子层数
主族数=最外层电子数=最高正价数
∣最高正价∣+∣负价∣=8
3．周期表中部分规律总结
（1）最外层电子数大于或等于3而又小于8的元素一定是主族元素；最外层电子数为1或2的元素可能是主族、副族或0族（He）元素；最外层电子数为8的元素是稀有气体元素（He例外）。

（2）在周期表中，第ⅡA与ⅢA族元素的原子序数差别有以下三种情况：①第1～3周期（短周期）元素原子序数相差1；②第4、5周期相差11；③第6、7周期相差15。

（3）每一周期排布元素的种类满足以下规律：设n为周期序数，则奇数周期中为种，偶数周期中为种。

（4）同主族相邻元素的原子序数差别有以下两种情况：①第ⅠA、ⅡA族上，上一周期元素的原子序数+该周期元素的数目=下一同期元素的原子序数；②第
ⅣA～ⅦA族，上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目=下一周期元素的原子序数。

（5）设主族元素族序数为a，周期数为b，则有：①a/b<1时，为金属元素，其最高氧化物为碱性氧化物，最高氧化物对应的水化物为碱；②a/b=1时，为两性元素（H除外），其最高氧化物为两性氧化物，最高氧化物对应的水化物为两性氢氧化物；③a/b>1时，为非金属元素，其最高氧化物为酸性氧化物，最高氧化物对应的水化物为酸。

无论是同周期还是同主族元素中，a/b的值越小，元素的金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性就越强；反之，a/b的值越大，元素的非金属性越强，其最高氧化物对应水化物的酸性就越强。

（6）元素周期表中除第Ⅷ族元素以外，原子序数为奇（或偶）数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇（或偶）数。

（7）元素周期表中金属和非金属之间有一分界线，分界线右上方的元素为非金属元素，分界线左下方的元素为金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性，也有非金属性。

（8）对角线规则：沿周期表中金属与非金属分界线方向对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，这一规律以第二、三周期元素间尤为明显。

思维技巧点拨
一、有关微粒质量数、质子数、中子数和核电荷数的推断
【例1】设某元素某原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断中正确的是
A.不能由此确定该元素的相对原子质量
B.这种原子的相对原子质量为m+n
C.若碳原子质量为wg，此原子的质量为(m+n)wg
D.核内中子的总质量小于质子的质量
【解析】元素的相对原子质量和原子的相对原子质量是两个不同的概念，要求元素的相对原子质量，必须知道其各种同位素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项A正确。

质子数m+中子数n应为质量数，不是相对原子质量，选项B错误。

由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量=×一种碳原子质量×该原子的相对原子质量，故选项C错误。

1个质子的质量略小于1个中子的质量，但核内质子的总质量与中子的总质量还要取决于质子和中子数目的多少，选项D错误。

本题正确答案为A。

本题要求熟悉有关的基本概念，要注意区分一些易混淆的概念，如相对原子质量与质量数，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量，核素与同位素等。

二、根据元素周期律知识推断元素及化合物的性质
【例2】砹（At）是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是
A.HAt很稳定
B.易溶于某些有机溶剂
C.AgAt不溶于水
D.是有色固体
【解析】由题意，砹在周期表中与碘相邻，故它的性质与碘具有相似性，但它的非金属性应比碘弱。

HAt的稳定不如HI，故选项A错误；碘易溶于某些有机溶剂，则砹也应溶解；AgI不溶于水，则AgAt也不溶于水；碘是紫黑色固体，根据相似性砹也是有色固体。

本题正确选项为A。

三、有关同位素的计算
【例3】铜有两种天然同位素和，参考铜的原子量（63.5）估算的百分含量约是
A.20%
B.25%
C.50%
D.66.7%
E.75%
【解析】用十字交叉法可求得两种同位素的原子个数比
即与的原子个数比为1∶3，所以%=×100%=25%，故应选B。

四、推断元素原子序数差
【例4】若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2∶3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是
A.1
B.2
C.5
D.6
【解析】设两种元素的符号分别为X和Y，则化合物的化学式为X2Y3，即X 为+3价，Y为-2价，在短周期元素中满足此要求的X元素有5B、7N、13Al，Y元素有8O和16S，原子序数差值见下表
本题正确答案为D。

五、微粒大小比较
【例5】 X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。

X、Y、Z三种元素原子序数的关系是
A.X>Y>Z
B.Y>X>Z
C.Z>X>Y
D.Z>Y>X
【解析】对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，现X元素的阳离子半径大于Y，故核电荷数应是Y>X。

Z和Y的电子层数相同，则它们在同一周期，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，现Z的原子半径小于Y，则核电荷数Z>Y。

综合以上关系得Z>Y>X。

本题正确答案为D。

六、原子结构知识的综合推断
【例6】周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。

已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为41。

则这三种元素是A________、B________、C________（填元素符号）。

【解析】本题采用平均值法解答比较简单。

由A、B、C三元素为相邻元素以及它们的平均质子数41/3≈14<18，可知A、B、C三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值19/3≈6.3<7，推知其中必有最外层电子数为7的元素，所以A、B、C三种元素应分布在ⅥA、ⅦA族，经推断A为S，B为Cl、C为O符合题意。

【例7】已知某主族金属元素X的原子核内质子数和中子数之比为1∶1，含该金属阳离子0.192g的溶液恰好能将20mL 0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32-全部沉淀，推断X是什么元素及在周期表中的位置。

【解析】周期表中质子数与中子数相等的金属元素只有Mg和Ca两种，它们都是+2价金属。

设金属的相对原子质量为M，由关系式X2+～Na2CO3得，
M∶1=0.192∶(0.4×0.02)，解得M=24。

则X为镁，位于第3周期第ⅡA族。