元素周期表知識(shí)的規(guī)律性歸納及應(yīng)用

成改霞

摘 要：元素周期表是周期律的具體表現(xiàn)形式，它把元素納入一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，反映了元素間的內(nèi)在聯(lián)系。因此，元素周期表知識(shí)具有鮮明的規(guī)律性，將元素周期表知識(shí)進(jìn)行規(guī)律性歸納，讓學(xué)生靈活掌握其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，為學(xué)好高中化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué);元素周期表;元素周期律

元素周期律揭示了元素原子核電荷數(shù)遞增引起元素性質(zhì)發(fā)生周期性變化的事實(shí)，有力地論證了事物變化的量變引起質(zhì)變的規(guī)律性。元素周期表是周期律的具體表現(xiàn)形式，它把元素納入一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，反映了元素間的內(nèi)在聯(lián)系。因此，元素周期表知識(shí)具有鮮明的規(guī)律性，將元素周期表知識(shí)進(jìn)行規(guī)律性歸納，讓學(xué)生靈活掌握其內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，為學(xué)好高中化學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、“族——序”規(guī)律

對(duì)于主族元素，要準(zhǔn)確快速推出其族序數(shù)，可作如下處理：

1.原子序數(shù)為一位數(shù)的元素，它們所在的族序數(shù)為原子序數(shù)減2.如6號(hào)元素，位于6-2=4（IVA）族。

2.原子序數(shù)為兩位數(shù)時(shí)，將十位數(shù)和個(gè)位數(shù)相加再加1，就得到同族中較小的原子序數(shù)。如33號(hào)元素，與（3+3+1）7號(hào)元素同族，再7-2=5（VA）族。如果十位數(shù)和個(gè)位數(shù)之和加1仍為兩位數(shù)，可按此法繼續(xù)化大為小。如原子序數(shù)56時(shí)，分別有：5+6+1=12再1+2+1=4，即56號(hào)元素、12號(hào)元素和4號(hào)元素為同族，均在4-2=2（IIA）族。

3.當(dāng)原子序數(shù)>80時(shí)，先將十位數(shù)換成3，個(gè)位數(shù)不變，再按上述2的方法處理。如82號(hào)與32號(hào)以及與3+2+1=6號(hào)同族，且均在6-2=4（IVA）族。

二、“序差”規(guī)律

1.同周期的IIA和IIIA族元素的原子序數(shù)分別為m、n（設(shè)m>n），則在二、三周期m-n=1，在四、五周期m-n=11，在六、七周期m-n=25。

2.設(shè)第n周期某主族元素原子序數(shù)為b，第（n+1）周期的同主族元素原子序數(shù)為a，則對(duì)周期表左側(cè)主族元素：a-b=第n周期內(nèi)所排元素總數(shù);對(duì)周期表右側(cè)主族元素：a-b=第（n+1）周期內(nèi)所排元素總數(shù)。

例1 同主族相鄰周期的A、B兩種元素所在周期分別最多可排m和n種元素，且B在A的上周期，當(dāng)A的原子序數(shù)為x時(shí)，B的原子序數(shù)可能為

A. x - n? B. x + m

C. x - m D. x + n

解析：根據(jù)“序差”規(guī)律中的2推斷可知，若A、B在周期表左側(cè)時(shí)，正確的x-n;若A、B在周期表右側(cè)時(shí)，正確的x-m，故正確答案為A、C項(xiàng)。

三、“價(jià)——序”規(guī)律

一般情況下，元素原子序數(shù)與元素主要化合價(jià)的數(shù)值在奇偶性上保持一致，即“奇價(jià)奇序、偶價(jià)偶序”規(guī)則。

例2 若短周期中的兩種元素可以形成原子個(gè)數(shù)比為2：3的化合物，則這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能的是

A.1? ? ? ? B. 3

C. 5? ? ? ?D. 6

解析：因兩種元素形成化合物中原子個(gè)數(shù)比為2：3，，則兩元素所呈化合價(jià)必一為奇數(shù)，另一為偶數(shù)，那么其對(duì)應(yīng)的原子序數(shù)分別為奇數(shù)、偶數(shù)，而根據(jù)“奇偶差奇”關(guān)系可知，這兩種元素的原子序數(shù)之差不可能的是6，故正確選項(xiàng)為D。

四、“層——序”規(guī)律

1.上周期非金屬元素的簡(jiǎn)單陰離子與下周期主族金屬元素的陽(yáng)離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。故一種陽(yáng)離子與一種陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，肯定陽(yáng)離子的原子序數(shù)大。

2.同周期的非金屬陰離子比金屬陽(yáng)離子多一個(gè)電子層，故。

例3 X、Y、Z是三種主族元素，若X的陽(yáng)離子與Y的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，Z的陽(yáng)離子半徑大于等電荷數(shù)的Y的陰離子半徑，則這三種元素的原子序數(shù)大小順序是。

解析：由于一種陽(yáng)離子與一種陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，肯定陽(yáng)離子的原子序數(shù)大，可知原子序數(shù)X>Y;根據(jù)同周期元素的簡(jiǎn)單陽(yáng)離子與簡(jiǎn)單陰離子比較，肯定陰離子的原子序數(shù)大，可知原子序數(shù)Y>Z。故這三種元素的原子序數(shù)大小順序是X>Y>Z。

五、“價(jià)——位——電”規(guī)律

1.主族：最高正價(jià)（價(jià)）=主族族序數(shù)（位）=最外層電子數(shù)（電）（F無(wú)正價(jià)，O一般無(wú)正價(jià)，但在與氟形成的OF2中可顯，+2價(jià)）;|最高正價(jià)|+|最低負(fù)價(jià)|=8;絕對(duì)值之差為0、2、4、6的族依次為IVA、VA、VIA族。

2.副族、VIII族：對(duì)于IB、IIIB族，最高正價(jià)通常為+2價(jià);IIIB到VIIB族，最高正價(jià)等于相應(yīng)族序數(shù);III族最高價(jià)通常是+2或+3價(jià)。另外，副族元素通常有多種化合價(jià)，但超出高中要求，不予研究。

例5 X是短周期元素，X最高正價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2XOn，氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為Hn/2X，則X位于族。

解析：由題意可知，X最高正價(jià)為+（2n-2），最低負(fù)價(jià)為 ，則有? ? ，得n=4。所以X的最高正價(jià)為+（2×4-2）=+6，故X位于VIA族。

另外，還要掌握一些“特殊排布”規(guī)律，比如，最外層電子等于次外層電子數(shù)的元素有Be、Ar;最外層電子等于電子層數(shù)的元素有H、Be、Al、Ge等;最外層電子為電子層數(shù)2倍的元素有 He、C、S、Kr等;最外層電子是次外層電子數(shù)的2倍或3倍的元素必第二周期，等等。熟練記憶這些特殊性規(guī)律，對(duì)于全面建立元素周期表知識(shí)體系是十分重要的。