化学元素周期表规律

发布时间:2014-12-31    编辑:化学学法小组    来源:网络&投稿

(一)元素周期律和元素周期表

1.元素周期律及其应用

(1)发生周期性变化的性质

原子半径、化合价、金属性和非金属性、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性。

(2)元素周期律的实质

元素性质随着原子序数递增呈现出周期性变化,是元素的原子核外电子排布周期性变化的必然结果。也就是说,原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化,充分体现了结构决定性质的规律。

2.比较金属性、非金属性强弱的依据

(1)金属性强弱的依据

1/单质跟水或酸置换出氢的难易程度(或反应的剧烈程度)。反应越易,说明其金属性就越强。

2/最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。碱性越强,说明其金属性也就越强,反之则弱。

3/金属间的置换反应。依据氧化还原反应的规律,金属甲能从金属乙的盐溶液中置换出乙,说明甲的金属性比乙强。

4/金属阳离子氧化性的强弱。阳离子的氧化性越强,对应金属的金属性就越弱。

(2)非金属性强弱的依据

1/单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成氢化物的稳定性。越易与 反应,生成的氢化物也就越稳定,氢化物的还原性也就越弱,说明其非金属性也就越强。

2/最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。酸性越强,说明其非金属性越强。

3/非金属单质问的置换反应。非金属甲把非金属乙对应的阴离子从其盐溶液中置换出来,说明甲的非金属性比乙强。 如 Br2 + 2KI == 2KBr + I2

4/非金属元素的原子对应阴离子的还原性。还原性越强,元素的非金属性就越弱。

3.常见元素化合价的一些规律

(1)金属元素无负价。金属单质只有还原性。

(2)氟、氧一般无正价。

(3)若元素有最高正价和最低负价,元素的最高正价数等于最外层电子数;元素的最低负价与最高正价的关系为:最高正价+|最低负价|=8。

(4)除某些元素外(如N元素),原子序数为奇数的元素,其化合价也常呈奇数价,原子序数为偶数的元素,其化合价也常呈偶数价,即价奇序奇,价偶序偶。

若元素原子的最外层电子数为奇数,则元素的正常化合价为一系列连续的奇数,若有偶数则为非正常化合价,其氧化物是不成盐氧化物,如NO;若原子最外层电子数为偶数,则正常化合价为一系列连续的偶数。

4.原子结构、元素性质及元素在周期表中位置的关系

1/原子半径越大,最外层电子数越少,失电子越易,还原性越强,金属性越强。

2/原子半径越小,最外层电子数越多,得电子越易,氧化性越强,非金属性越强。

3/在周期表中,左下方元素的金属性大于右上方元素;左下方元素的非金属性小于右上方元素。

5.解答元素推断题的一些规律和方法

(1)根据原子结构与元素在周期表中的位置关系的规律

电子层数=周期数,主族序数=最外层电子数

原子序数=质子数,主族序数=最高正价数

负价的绝对值=8-主族序数

(2)根据原子序数推断元素在周期表中的位置。

记住稀有气体元素的原子序数:2、10、18、36、54、86。用原子序数减去比它小而相近的稀有气体元素的原子序数,即得该元素所在的纵行数。再运用纵行数与族序数的关系确定元素所在的族;这种元素的周期数比相应的稀有气体元素的周期数大1。

(3)根据位置上的特殊性确定元素在周期表中的位置。

主族序数等于周期数的短周期元素:H、Be、Al。

主族序数等于周期数2倍的元素:C、S。

最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:C、Si

短周期中最高正价是最低负价绝对值3倍的元素:S。

(4)根据元素性质、存在、用途的特殊性。

形成化合物种类最多的元素、或单质是自然界中硬度最大的物质的元素、或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素:C。

空气中含量最多的元素、或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素:N。

地壳中含量最多的元素、或气态氢化物的沸点最高的元素、或气态氢化物在通常情况下呈现液态的元素:O。

最活泼的非金属元素:F;最活泼的金属元素:Cs;最轻的单质的元素:H;最轻的金属元素:Li;单质的着火点最低的非金属元素是:P。

6.确定元素性质的方法

(1)先确定元素在周期表中的位置。

(2)一般情况下,主族序数-2=本主族中非金属元素的种数(IA除外)。

(3)若主族元素的族序数为m,周期数为n,则:m/n<1 时,为金属,m/n 值越小,金属性越强;m/n>1 时,为非金属, m/n 值越大,非金属性越强;m/n=1 时是两性元素。

(二)原子结构

1.构成原子的粒子及其关系

(1)各粒子间关系

原子中:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数

阳离子中:质子数=核外电子数+电荷数

阴离子中:质子数=核外电子数一电荷数

原子、离子中:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

(2)各种粒子决定的属性

元素的种类由质子数决定。

原子种类由质子数和中子数决定。

核素的质量数或核素的相对原子质量由质子数和中子数决定。

元素中是否有同位素由中子数决定。

质子数与核外电子数决定是原子还是离子。

原子半径由电子层数、最外层电子数和质子数决定。

元素的性质主要由原子半径和最外层电子数决定。

(3)短周期元素中具有特殊性排布的原子

最外层有一个电子的非金属元素:H。

最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar。

最外层电子数是次外层电子数2、3、4倍的元素:依次是C、O、Ne。

电子总数是最外层电子数2倍的元素:Be。

最外层电子数是电子层数2倍的元素:He、C、S。

最外层电子数是电子层数3倍的元素:O。

次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si 。

内层电子总数是最外层电子数2倍的元素:Li、P。

电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。

2.原子、离子半径的比较

(1)原子的半径大于相应阳离子的半径。

(2)原子的半径小于相应阴离子的半径。

(3)同种元素不同价态的离子,价态越高,离子半径越小。

(4)电子层数相同的原子,原子序数越大,原子半径越小(稀有气体元素除外)。

(5)最外层电子数相同的同族元素的原子,电子层数越多原子半径越大;其同价态的离子半径也如此。

(6)电子层结构相同的阴、阳离子,核电荷数越多,离子半径越小。

3.核素、同位素

(1)核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。

(2)同位素:同一元素的不同核素之间的互称。

(3)区别与联系:不同的核素不一定是同位素;同位素一定是不同的核素。

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