元素周期表中常见的几种应用

元素周期表中常见的几种应用

陈永峰

元素周期表是按照元素的周期律排列的，周期表中的元素所在的位置具有专一性和特殊性。元素的原子序数、元素的性质和它所在周期表中位置是密切相关的，在解题时，元素周期表中“位—构—性”三者之间的关系应用较为广泛。现把元素周期表中常见的几种应用总结如下：

一、在判断元素在周期表中位置时，只要记住了惰性元素（0族元素）的原子序数（He-2,Ne-10,Ar-18,Kr-36,Xe-54,Rn-86），就可以确定主族元素所在的周期和主族。

(1)比相应的惰性元素多1或2，则应在下周期的ⅠA族或ⅡA族。如87号元素，87-86=1，应在第七周期ⅠA族；

例1.已知镭是88号元素，关于镭的性质的描述中不正确的是（）

A．在化合物中显+2价

B．单质遇水反应，放出氢气

C．氢氧化物呈两性

D．碳酸盐难溶于水

解析：由于镭是88号元素，比Rn-86多2，所以镭元素在Rn的下一个周期，第七周期，第ⅡA族。它的性质中C不正确，镭的氢氧化物是碱性的。所以答案为C。

(2)比相应的惰性元素少1-5，则应该在本周期的ⅢA—ⅦA族。如83号元素，86-83=3。应该在第六周期ⅤA族；例2.已知元素砷（As）的原子序数为33，下列叙述正确的是（）

A．砷元素的最高化合价为+3

B．砷元素是第四周期的主族元素

C．砷原子的第3电子层含有18个电子

D．砷的氧化物的水溶液呈强碱性

解析：砷的原子序数33比Kr的少3，可以推出砷处于第四周期、VA族，为一非金属元素，因此它的最高正价为+5价，其氧化物的水溶液应呈酸性。所以答案为BC。

二、可以预测新的元素，结合周期表中可以预测的未发现的惰性气体元素（118号），按照上述方法可以推测114号元素应该在第七周期ⅣA族。

例3.2003年RUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）推荐原子序数为110的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地（Darmstadt，德国）。下列关于Ds的说法不正确的是（）

A．Ds原子的电子层数为7

B．Ds是超铀元素

C．Ds原子的质量数为110

D．Ds为金属元素

解析：Ds元素的金属元素为110，根据未发现的惰性气体元素（118号）在第七周期，所以Ds元素在第七周期，为超铀元素，是金属元素。原子序数=质子数=电子数，质量数=质子数+中子数，所以选C。

例4.有报道说，物理学家根据原子结构的理论计算，认为最后可能出现序数为175(另有一说为150)的元素，若人类发现了原子序数为145的元素，依现知元素周期律，应把它排在周期表中的周期。

解析：第八。本题测试元素在周期表中排列的规律，培养和发展学生的思维能力及方法，深究创新意识。

练习题：

1.下列各组中的元素用原子序数表示，其中都属于主族的一组元素是（）

A.14、24、34

B.26、31、35

C.5、15、20

D.11、17、18

2.X、Y是短周期元素，两者能形成化学式为X2Y3的化合物.已知X的原子序数为n，则Y的原子序数可能为①n＋3，②n－3，③n－1④n－5，⑤n＋1。其中正确的是（）

A．①④

B．②③

C．①④⑤

D．全部

答案：1.C2.C

三、判断元素的金属性、非金属性强弱的依据金属性强弱：

①单质与水或酸反应的难易程度；

②单质的还原性（或离子的氧化性）的强弱；

③M（OH）m的碱性强弱；

④金属单质间的置换反应；

⑤根据原电池反应中正负极及电解装置中离子放电顺序判断。

非金属性强弱：

①与氢气反应生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性；

②单质的氧化性（或离子的还原性）强弱；

③HnROm的酸（R显最高价）性强弱；

④非金属单质间的置换反应。

例5.下列排列顺序，错误的是（）

A．原子半径：O＜S＜Na

B．稳定性：PH3＞H2S＞NH3

C．酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4

D．碱性：Al(OH)3＜Mg(OH)2＜NaOH

解析：O与S同主族，但S的电子层数多，所以半径比O原子大，S与Na同周期，但Na的核电荷数小，所以半径大于S，故A正确；P与S同周期，由于非金属性P<S，则稳定性PH3小于H2S，B错误；同周期元素从左到右，金属性减弱，非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱，酸性增强，C、D均正确。答案为B。

4.周期表中特殊位置的元素

(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。

(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。

(3)族序数等于周期数3倍的元素：O。

(4)周期数是族序数2倍的元素：Li。

(5)周期数是族序数3倍的元素：Na。

(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。

(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。

(8)除H外、原子半径最小的元素：F。

(9)短周期中其离子半径最大的元素：P。

(10)最高正化合价不等于族序数的元素：O、F。

例6.今有A、B、C、D四种短周期元素。其中A元素是周期数是族序数3倍的元素。D原子核内质子数正好等于C原子核内质子数的2倍，而它们最外层上的电子数恰相等，D原子的最内层上的电子数则是B原子核外电子数的2倍。则四种元素分别是。

解析：有题给信息，可知A元素应是钠。由于C、D最外层上的电子数相等，且D的质子数为C的质子数的2倍，可知C、D属同主族，且D在C的下方。又因为D原子的最内层既K层电子数是B核外电子数的2倍。可知B核外只有一个电子，即B为氢元素。设C的质子数为x，则D的质子数为2x。依题意得x+8=2x，即x=8，所以C为氧元素、D为硫元素。答案为Na、H、O、S。

(作者单位：江苏省沛县中学)