基于元素周期表中序數(shù)規(guī)律的巧用

鐘舜方

(福建省沙縣第一中學(xué) 365500)

規(guī)律一：元素的周期序數(shù)=元素原子的電子層數(shù).通過(guò)元素的周期序數(shù)可以確定此原子的電子層數(shù)，或通過(guò)原子的電子層數(shù)可以確定此元素的周期序數(shù).

例1 某元素的原子次外層只有兩個(gè)電子，該元素一定屬于( ).

A.第二周期 B.第ⅡA族

C.第三周期 D.第ⅦA族

解析通過(guò)次外層可以確定此原子有兩個(gè)電子層，然后根據(jù)周期序數(shù)等于元素原子的電子層數(shù)可以得出此元素位于第二周期，所以答案為A.

規(guī)律二：原子序數(shù)的奇數(shù)和偶數(shù).

它是指若原子序數(shù)為奇數(shù)時(shí)，主族序數(shù)、元素的主要化合價(jià)均為奇數(shù)；原子序數(shù)為偶數(shù)時(shí)，主族序數(shù)、元素的主要化合價(jià)均為偶數(shù)(除N以外少數(shù)元素有多種奇偶價(jià)態(tài)，較為特殊)；零族元素的原子序數(shù)均為偶數(shù)，元素的化合價(jià)可看做為0.

例2 A、B兩元素為某周期ⅡA族和ⅢA族元素，若A元素的原子序數(shù)為x，則B元素的原子序數(shù)可能為( ).

①x+1 ②x+8 ③x+11

④x+18 ⑤x+25 ⑥x+32

A．①③ B.②④ C. ②④⑥ D. ①③⑤

解析由于A位于第ⅡA族元素，所以A元素的原子序數(shù)x為偶數(shù)；而B位于第ⅢA族元素，所以B元素的原子序數(shù)為奇數(shù)，不可能為偶數(shù).因此符合要求的只有①③⑤，所以答案為D.

規(guī)律三：元素的主族序數(shù)=元素原子的最外層電子數(shù)=元素的最高化合價(jià)=8-∣元素最低負(fù)化合價(jià)∣.通過(guò)其中一個(gè)條件就可以確定其它三個(gè)量.

例3 某主族元素X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為H4XO4，它的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是 ，氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是 ，位于第 族.

解析由題可知元素X的最高價(jià)含氧酸化學(xué)式為H4RO4，再根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可以算出元素X的最高化合價(jià)為+4，從而分別得出X原子的最外層電子數(shù)為4、元素X的最低化合價(jià)為-4.所以它的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是XO2，氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是XH4，位于第ⅣA族.

規(guī)律四：“T”型、“┻”型關(guān)系的序數(shù)應(yīng)用.

在短周期中，直接相鄰的“┻”形位置關(guān)系的四種元素原子序數(shù)關(guān)系，如圖1；直接相鄰的“T”形位置關(guān)系的四種元素原子序數(shù)關(guān)系如圖2.

例4 短周期元素A、B、C的位置如圖所示，已知B、C兩元素所在族序數(shù)之和是A元素族序數(shù)的2倍，B、C兩元素的原子序數(shù)之和是A元素的4倍，則A、B、C分別是( ).

A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si C.O、P、Cl D.C、Al、P

解析這種位置是一種“┻”形關(guān)系，所以若B的原子序數(shù)為Z，則A和C的原子序數(shù)分別為Z-7和Z+2.由題可知：Z+(Z+2)= 4(Z-7)得出Z=15，所以B為P，A為O，C為Cl，因此答案為C.

規(guī)律五：同周期主族元素間的原子序數(shù)之差值.

在第二周期至第三周期中，其值等于二者間的主族序數(shù)之差；在第四周期至第五周期中，其值等于二者間的主族序數(shù)之差再加上10；在第六周期至第七周期中，其值等于二者間的主族序數(shù)之差再加上24.這是因?yàn)榈谒闹芷谥恋谄咧芷诶锩姘?0個(gè)縱行過(guò)渡元素，其中第六、七周期的第三縱行中又分別包含了鑭系和錒系元素.

例5X、Y同一周期的元素，X位于ⅠA族，Y為ⅣA族元素，它們的原子序數(shù)分別是m和n，則m、n的下列關(guān)系式不正確的是( ).

A.n=m+3 B.n=m+13

C.n=m+27 D.n=m+10

解析根據(jù)規(guī)律四可知，在第二周期至第七周期中，同周期內(nèi)ⅣA族元素的原子序數(shù)與ⅠA族元素的原子序數(shù)之差分別為3、3、13、13、27、27.所以答案為D.

規(guī)律六：主族、0族元素的原子序數(shù)與周期內(nèi)元素種類的關(guān)系.

第ⅠA族、ⅡA族下面元素的原子序數(shù)等于同主族元素的原子序數(shù)加上上面元素所在周期的元素種類.第ⅢA至0族下面元素原子序數(shù)，等于同主族元素的原子序數(shù)加上下面元素所在周期的元素種類.下面以ⅠA族、0族元素為例說(shuō)明，其它主族元素同理分析.

ⅠA族、0族元素的原子序數(shù)與周期內(nèi)元素種類的關(guān)系表

例6 同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差不可能是( ).

A.16 B.26 C.36 D.46

解析根據(jù)稀有氣體原子序數(shù)(2、10、18、36、54、86)可判斷同主族兩種元素原子序數(shù)之差有：18-2=16，36-10=26，54-18=36，所以答案為D.

規(guī)律七：稀有氣體元素的原子序數(shù)與推斷元素在周期表中位置之間的應(yīng)用關(guān)系.

首先要記住稀有氣體元素的原子序數(shù)：2、10、18、36、54、86；其次用元素的原子序數(shù)減去比它小且相近的稀有氣體元素的原子序數(shù)其差值即為該元素所在的縱行數(shù)(若其差值大于18則要再減去14才能得到其縱行數(shù))；再次根據(jù)所學(xué)縱行的分布情況(即：第1、2縱行為ⅠA、ⅡA族，第3～7縱行為ⅢB～ⅦB族，第8～10縱行為第Ⅷ族，第11、12縱行為ⅠB、ⅡB族，第13～17縱行為ⅢA～ⅦA族，第18縱行為0族)來(lái)確定它的族序數(shù)，最后由這種元素的周期數(shù)比它相近的原子序數(shù)小的稀有氣體元素的周期數(shù)大1來(lái)確定它的周期序數(shù).

例7 現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)是115號(hào)的元素X，下列說(shuō)法不正確的是( ).

A.X最高化合價(jià)為+5 B.X是非金屬元素

C.X位于第七周期第ⅤA族 D.X是金屬元素

解析比它小且相近的稀有氣體元素的原子序數(shù)為86，115-86-14=15即：115號(hào)元素位于第15縱行也就是第ⅤA族；由于86號(hào)元素位于第六周期，所以115號(hào)元素位于第七周期.因此115號(hào)元素是金屬元素，位于第七周期第ⅤA族，最高化合價(jià)為+5，所以答案為B.