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

2.同周期的非金屬陰離子比金屬陽離子多一個(gè)電子層，故。

例3 X、Y、Z是三種主族元素，若X的陽離子與Y的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，Z的陽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：由于一種陽離子與一種陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，肯定陽離子的原子序數(shù)大，可知原子序數(shù)X>Y;根據(jù)同周期元素的簡單陽離子與簡單陰離子比較，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無正價(jià)，O一般無正價(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;絕對值之差為0、2、4、6的族依次為IVA、VA、VIA族。

2.副族、VIII族：對于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，對于全面建立元素周期表知識(shí)體系是十分重要的。