元素週期表是高中化學學習的重要工具和載體之一,對元素週期表相關規律的考查也是高考命題的重要方向之一。本文總結了元素週期表中蘊含的主要規律。
一、最外層電子數規律
1.最外層電子數為1的元素:主族(IA族)、副族(IB、VIII族部分等)。
2.最外層電子數為2的元素:主族(IIA族)、副族(IIB、IIIB、IVB、VIIB族)、0族(He)、VIII族(26Fe、27Co等)。
3.最外層電子數在3~7之間的元素一定是主族元素。
4.最外層電子數為8的元素:0族(He除外)。
二、數目規律
1.元素種類最多的是第IIIB族(32種)。
2.同週期第IIA族與第IIIA族元素的原子序數之差有以下三種情況:
(1)第2、3週期(短週期)相差1;
(2)第4、5週期相差11;
(3)第6、7週期相差25。
3.設n為週期序數,每一週期排布元素的數目為:奇數週期為;偶數週期為。如第3週期為種,第4週期為種。
4.同主族相鄰元素的原子序數:
第IA、IIA族,下一週期元素的原子序數=上一週期元素的原子序數+上一週期元素的數目;
第IIIA~VIIA族,下一週期元素的原子序數=上一週期元素的原子序數+下一週期元素的數目。
三、化合價規律
1.同週期元素主要化合價:最高正價由+1→+7(稀有氣體為0價)遞變、最低負價由-4→-1遞變。
2.關係式:
(1)最高正化合價+|最低負化合價|=8;
(2)最高正化合價=主族族序數=最外層電子數=主族價電子數。
3.除第VIII族元素外,原子序數為奇(偶)數的元素,元素所在族的序數及主要化合價也為奇(偶)數。
四、對角線規律
金屬與非金屬分界線對角(左上角與右下角)的兩主族元素性質相似,主要表現在第2、3週期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。
五、分界線規律
位於金屬與非金屬之間的分界線,右上方的元素為非金屬(週期表中的顏色為深綠色),在此可以找到製造農藥的元素(如Cl、P等),左下角為金屬元素(H除外),分界線兩邊的元素一般既有金屬性,又有非金屬性;能與酸和鹼反應(如Be、Al等),還可找到製造半導體材料的元素(如Si、Ge等)。
六、金屬性、非金屬性變化規律
1.同一週期,從左到右(0族除外)金屬性減弱,非金屬性增強;同一主族,從上到下金屬性增強,非金屬性減弱。金屬性最強的位於左下角的銫,非金屬性最強的是位於右上角的氟。
2.金屬性越強,單質越容易跟水或酸反應置換出氫,對應的最高價氧化物水化物鹼性越強;非金屬性越強,跟氫氣反應越容易,生成的氣態氫化物越穩定,對應的最高價氧化物水化物酸性越強。
七、半徑大小規律
1.原子半徑:同主族--從上到下逐漸增大;同週期--從左到右逐漸減小(0族除外)。
2.離子半徑:同主族--同價離子從上到下逐漸增大;同週期--陰離子半徑大於陽離子半徑;具有相同的電子層結構的離子--核電荷數越大,離子半徑越小。
3.同種元素的各種微粒,核外電子數越多,半徑越大;反之,核外電子數越少,半徑越小(如)。
八、主族族序數與週期序數的規律
1.關係式:
主族族序數=最外層電子數;
週期序數=電子層數。
2.設主族族序數為a,週期數為b,則:
a:b<1時,為金屬元素,且比值越小,元素的金屬性越強;
a:b=1時,為兩性元素(H除外),其最高價氧化物為兩性氧化物,最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物。
a:b>1時,為非金屬元素,且比值越大,元素的非金屬性越強。
元素週期表是高中化學學習的重要工具和載體之一,對元素週期表相關規律的考查也是高考命題的重要方向之一。本文總結了元素週期表中蘊含的主要規律。
一、最外層電子數規律
1.最外層電子數為1的元素:主族(IA族)、副族(IB、VIII族部分等)。
2.最外層電子數為2的元素:主族(IIA族)、副族(IIB、IIIB、IVB、VIIB族)、0族(He)、VIII族(26Fe、27Co等)。
3.最外層電子數在3~7之間的元素一定是主族元素。
4.最外層電子數為8的元素:0族(He除外)。
二、數目規律
1.元素種類最多的是第IIIB族(32種)。
2.同週期第IIA族與第IIIA族元素的原子序數之差有以下三種情況:
(1)第2、3週期(短週期)相差1;
(2)第4、5週期相差11;
(3)第6、7週期相差25。
3.設n為週期序數,每一週期排布元素的數目為:奇數週期為;偶數週期為。如第3週期為種,第4週期為種。
4.同主族相鄰元素的原子序數:
第IA、IIA族,下一週期元素的原子序數=上一週期元素的原子序數+上一週期元素的數目;
第IIIA~VIIA族,下一週期元素的原子序數=上一週期元素的原子序數+下一週期元素的數目。
三、化合價規律
1.同週期元素主要化合價:最高正價由+1→+7(稀有氣體為0價)遞變、最低負價由-4→-1遞變。
2.關係式:
(1)最高正化合價+|最低負化合價|=8;
(2)最高正化合價=主族族序數=最外層電子數=主族價電子數。
3.除第VIII族元素外,原子序數為奇(偶)數的元素,元素所在族的序數及主要化合價也為奇(偶)數。
四、對角線規律
金屬與非金屬分界線對角(左上角與右下角)的兩主族元素性質相似,主要表現在第2、3週期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。
五、分界線規律
位於金屬與非金屬之間的分界線,右上方的元素為非金屬(週期表中的顏色為深綠色),在此可以找到製造農藥的元素(如Cl、P等),左下角為金屬元素(H除外),分界線兩邊的元素一般既有金屬性,又有非金屬性;能與酸和鹼反應(如Be、Al等),還可找到製造半導體材料的元素(如Si、Ge等)。
六、金屬性、非金屬性變化規律
1.同一週期,從左到右(0族除外)金屬性減弱,非金屬性增強;同一主族,從上到下金屬性增強,非金屬性減弱。金屬性最強的位於左下角的銫,非金屬性最強的是位於右上角的氟。
2.金屬性越強,單質越容易跟水或酸反應置換出氫,對應的最高價氧化物水化物鹼性越強;非金屬性越強,跟氫氣反應越容易,生成的氣態氫化物越穩定,對應的最高價氧化物水化物酸性越強。
七、半徑大小規律
1.原子半徑:同主族--從上到下逐漸增大;同週期--從左到右逐漸減小(0族除外)。
2.離子半徑:同主族--同價離子從上到下逐漸增大;同週期--陰離子半徑大於陽離子半徑;具有相同的電子層結構的離子--核電荷數越大,離子半徑越小。
3.同種元素的各種微粒,核外電子數越多,半徑越大;反之,核外電子數越少,半徑越小(如)。
八、主族族序數與週期序數的規律
1.關係式:
主族族序數=最外層電子數;
週期序數=電子層數。
2.設主族族序數為a,週期數為b,則:
a:b<1時,為金屬元素,且比值越小,元素的金屬性越強;
a:b=1時,為兩性元素(H除外),其最高價氧化物為兩性氧化物,最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物。
a:b>1時,為非金屬元素,且比值越大,元素的非金屬性越強。