高中化学——元素周期表中的重要规律

2024年08月12日 浏览:

1、最外层电子数规律:

(1)最外层电子数为1的元素:方族(IA族)、副族(IB、VIII族部分等)。(2)最外层电子数为2的元素:主族(IIA族)、副族(IIB、IIIB、IVB、VIIB族)、0族(He)、VIII族(26Fe、27Co等)。

(3)最外层电子数在3~7之间的元素一定是主族元素。(4)最外层电子数为8的元素:0族(He除外)。

2、数目规律:

(1) 元素种类最多的是第IIIB族(32种)。

(2) 同周期第IIA族与第IIIA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第2、3周期(短周期)相差1;第4、5周期相差11;第6、7周期相差25。(3)设n为周期序数,每一周期排布元素的数目为:奇数周期为(n+1)2/2;偶数周期为(n+2)2/2。如第3周期为种,第4周期为种。(4) 同主族相邻元素的原子序数:第IA、IIA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期元素的数目;第IIIA~VIIA族,下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+下一周期元素的数目。

3、化合价规律:

(1) 同周期元素主要化合价:最高正价由+1→+7(稀有气体为0价)递变、最低负价由-4→-1递变。

(2) 关系式:最高正化合价+|最低负化合价|=8; 最高正化合价=主族族序数=最外层电子数=主族价电子数。(3)除第VIII族元素外,原子序数为奇(偶)数的元素,元素所在族的序数及主要化合价也为奇(偶)数。

4、对角线规律:

金属与非金属分界线对角(左上角与右下角)的两主族元素性质相似,主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。

5、分界线规律:

位于金属与非金属之间的分界线,右上方的元素为非金属(周期表中的颜色为深绿色),在此可以找到制造农药的元素(如Cl、P等),左下角为金属元素(H除外),分界线两边的元素一般既有金属性,又有非金属性;能与酸和碱反应(如Be、Al等),还可找到制造半导体材料的元素(如Si、Ge等)。

6、金属性、非金属性变化规律:

(1) 同一周期,从左到右(0族除外)金属性减弱,非金属性增强;同一主族,从上到下金属性增强,非金属性减弱。金属性最强的位于左下角的铯,非金属性最强的是位于右上角的氟。

(2)金属性越强,单质越容易跟水或酸反应置换出氢,对应的最高价氧化物水化物碱性越强;非金属性越强,跟氢气反应越容易,生成的气态氢化物越稳定,对应的最高价氧化物水化物酸性越强。

7、半径大小规律:

(1) 原子半径:同主族——从上到下逐渐增大;同周期——从左到右逐渐减小(0族除外)。

(2) 离子半径:同主族——同价离子从上到下逐渐增大;同周期——阴离子半径大于阳离子半径;具有相同的电子层结构的离子——核电荷数越大,离子半径越小。

(3) 同种元素的各种微粒,核外电子数越多,半径越大;反之,核外电子数越少,半径越小(如阳离子半径小于其原子的半径;阴离子的半径大于其原子的半径)。

(4)层数相同,核大半径小。即电子层数相同时,结构相似的微粒中核电荷数大的微粒半径小。例如:

(5)层异,层大半径大。即当微粒的电子层数不同时,结构相似的微粒中,电子层数大的微粒半径大。如:r(Cl)>r(F),r(S2-)>r(O2-)。

(6)核同,价高半径小。即对同一种元素形成的不同的简单微粒中,化合价高的微粒的半径小。如

(7)电子层结构相同,核电荷数大,则半径小。如

8、主族族序数与周期序数的规律:

(1) 关系式:主族族序数=最外层电子数;周期序数=电子层数。

(2)设主族族序数为a,周期数为b,则:当a:b<1时,为金属元素,且比值越小,元素的金属性越强;当a:b=1时,为两性元素(H除外),其最高价氧化物为两性氧化物,最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。当a:b>1时,为非金属元素,且比值越大,元素的非金属性越强。

9、电子层与电子数的倍比关系(短周期元素):

(1) 若原子的最外层电子数与最内层电子数的比值为a,则有:(1)a=1/2为第IA族元素;(2)a=1为第IIA族元素或H、He;(3)a=2为第IVA族元素;(4)a=3为第VIA族元素;(5)a=4为0族元素。

(2) 若原子的最外层电子数与次外层电子数的比值为b,则有:①b=1/8为Na;②b=1/4 为Mg;③b=1/2为Li、Si;④b=1为Be、Ar;⑤b=2为C;⑥b=3为O;⑦b=4为Ne。

(3) 若原子的最外层电子数与电子总数的比值为c,则有:①c=1/6为Mg;②c=1/3为Li、P;③c=1/2为Be;④c=1为H、He。

(4) 原子的最外层电子数与核外电子层数相等为H、Be、Al。

10、元素周期表中元素性质的递变规律:

性质内容

同周期 (除稀有气体元素
)(从左向右)

同主族
(从上到下)

原子序数

逐渐增大

逐渐增大

原子半径

逐渐减小

逐渐增大

主要化合价

+1→+7,-4→-1

相似

非金属性

逐渐增强

逐渐减弱

金属性

逐渐减弱

逐渐增强

单质的氧化性

逐渐增强

逐渐减弱

非金属与氢气化合的难易程度

由难到易

由易到难

氢化物的稳定性

逐渐增强

逐渐减弱

最高价氧化物对应水化物的酸性

逐渐增强

逐渐减弱

最高价氧化物对应水化物的碱性

逐渐减弱

逐渐增强

单质的还原性

逐渐减弱

逐渐增强

金属与酸、水反应的剧烈程度

逐渐减弱

逐渐增强

11、元素周期表的应用

(1)元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置,元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。我们可以根据元素在元素周期表中的位置,推测元素的原子结构,预测其主要性质。

(2)元素周期表中位置相近的元素性质相似,我们可以借助元素周期表研究合成有特定性质的新物质。例如,在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料(如Si、Ge、Se等),在过渡元素(副族和第VIII族元素)中寻找优良的催化剂(如广泛应用于石油化工生产中的催化剂铂、镍等)和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如用于制造火箭和飞机的钛、钼等元素)。

来源:化学大师

编辑:小徐