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中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第24講　元素周期表　元素周期律
【備考目標(biāo)】　1.認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系。2.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，構(gòu)建元素周期律。3.知道元素周期表的結(jié)構(gòu)，了解同周期和同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。4.認(rèn)識(shí)原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。5.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征，了解元素周期律(表)的應(yīng)用價(jià)值。
考點(diǎn)1　元素周期表的結(jié)構(gòu)
1.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系
(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系
原子的最大能層數(shù)＝周期序數(shù)
(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系
①主族元素的價(jià)層電子排布特點(diǎn)
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特點(diǎn) ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA －
排布特點(diǎn) ns2np3 ns2np4 ns2np5 －
②0族元素的價(jià)層電子排布：He為1s2；其他為ns2np6。
③過渡元素(副族)的價(jià)層電子排布：(n－1)d1～10ns1～2(除Pd外)。
2.元素周期表的分區(qū)
(1)按元素種類分區(qū)
①分界線：沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。
②各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。
③分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。
(2)按價(jià)層電子排布分區(qū)
①元素周期表分區(qū)簡(jiǎn)圖
②各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及價(jià)層電子的排布特點(diǎn)
分區(qū) 價(jià)層電子排布 元素性質(zhì)特點(diǎn)
s區(qū) ns1～2 除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)
p區(qū) ns2np1～6(除He外) 通常是最外層電子參與反應(yīng)(0族除外)
d區(qū) (n－1)d1～9ns1～2(除Pd外) d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成
ds區(qū) (n－1)d10ns1～2 金屬元素
f區(qū) (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近，錒系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近
3.元素周期表的應(yīng)用
(1)科學(xué)預(yù)測(cè)：為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線索。
(2)尋找新材料
①半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。
②農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素(× )
(2)正三價(jià)陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第ⅧB族(× )
(3)包含元素種數(shù)最多的族是第ⅠA族(× )
(4)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是第ⅡA族元素(× )
(5)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分別為C、Si和O、S(√ )
(6)價(jià)層電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素(× )
題組練習(xí)
一、元素周期表的結(jié)構(gòu)
1.元素周期表共有18個(gè)縱列，從左到右排為1～18列，即堿金屬為第1列，稀有氣體元素為第18列。按這種規(guī)定，下列說法正確的是(　　)
A．第9列元素中沒有非金屬元素
B．只有第2列的元素原子最外層電子排布式為ns2
C．第四周期第9列的元素是鐵元素
D．第10、11列為ds區(qū)
解析：選A。第9列元素是第Ⅷ族元素，都是金屬元素，沒有非金屬元素，A項(xiàng)正確；第2列元素原子的最外層電子排布式為ns2，此外He的核外電子排布式是1s2，第ⅡB族元素原子的最外層電子排布式也為ns2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；第四周期第9列的元素是Co元素，C項(xiàng)錯(cuò)誤；第11、12列為ds區(qū)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，確定下列指定元素的原子序數(shù)。
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序數(shù)分別為m、n，則m、n的關(guān)系可能是__________________________________________________________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能是____________________________________。
(3)若A、B是相鄰周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分別有m種和n種元素，A的原子序數(shù)為x，B的原子序數(shù)為y，則x、y的關(guān)系為_________________________________________________。
(4)下列各表為元素周期表中的一部分，表中數(shù)字為原子序數(shù)，其中M的原子序數(shù)為37的是________(填字母)。
答案：(1)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29(2)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32　(3)y＝x＋m或y＝x＋n　(4)B
【方法指導(dǎo)】　同周期主族元素原子序數(shù)差的關(guān)系
①短周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差。
②長(zhǎng)周期元素，兩元素分布在過渡元素同側(cè)時(shí)，原子序數(shù)差＝族序數(shù)差；兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時(shí)，第四或五周期元素：原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋10，第六或七周期元素：原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋24。
二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
3.下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述正確的是(　　)
A．原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素一定是主族元素
B．基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的價(jià)層電子排布式為3d3～74s2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族
D．基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素一定是主族元素
解析：選B。原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素不是主族元素，如Ne、Ar，為0族元素，A錯(cuò)誤；基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素的價(jià)層電子排布式為ns2np5，位于第ⅦA族，B正確；原子的價(jià)層電子排布式為3d3～74s2的元素位于第ⅤB～第Ⅷ族，C錯(cuò)誤；基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素可能為K、Cr或Cu，K為主族元素，Cr、Cu為副族元素，D錯(cuò)誤。
4.在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)價(jià)層電子排布相似的元素集中在一起。據(jù)此，人們將元素周期表分為五個(gè)區(qū)，并以最后填入電子的能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)，如圖所示。
(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)層電子的電子云形狀為________。
(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，常見離子的電子排布式為_______________________________，其中較穩(wěn)定的是________(填離子符號(hào))。
(3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)層電子排布式為___________________________。
(4)在p區(qū)中，第二周期第ⅤA族元素原子價(jià)層電子的軌道表示式為____________________________________。
(5)當(dāng)今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們?cè)赺_______區(qū)中。
解析： (1)s區(qū)為第ⅠA族、第ⅡA族，符合條件的元素為Be，其電子排布式為1s22s2，價(jià)層電子的電子云形狀為球形。(2)d區(qū)為第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族，族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe，常見離子為Fe2＋、Fe3＋，電子排布式為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由離子的電子排布式可知Fe3＋的3d軌道“半充滿”，其穩(wěn)定性強(qiáng)于Fe2＋。(3)ds區(qū)符合條件的為Zn，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，價(jià)層電子排布式為3d104s2。(4)該題中符合題意的元素為N，其價(jià)層電子的軌道表示式為。(5)鈾和钚均為錒系元素，位于f區(qū)。
答案： (1)球形 (2)1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋　(3)3d104s2(4) (5)f
三、元素周期表的應(yīng)用
5.部分元素在周期表中的分布如圖所示(虛線為金屬元素與非金屬元素的分界線)，下列說法不正確的是(　　)
A．B只能得電子，不能失電子
B．原子半徑：Ge＞Si
C．As可作為半導(dǎo)體材料
D．Po位于第六周期第ⅥA族
解析：選A。B元素位于金屬元素與非金屬元素的分界線附近，既能得電子，也能失電子， A錯(cuò)誤；同一主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，所以原子半徑：Ge＞Si，B正確；As元素位于金屬元素與非金屬元素的分界線附近，可作為半導(dǎo)體材料，C正確；Po為主族元素，原子核外有6個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，即位于元素周期表中第六周期第ⅥA族，D正確。
6.有A、B、C、D、E、F、G七種不同元素，除E為第四周期元素外其余均為短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s區(qū)，其余元素位于p區(qū)，A、E原子的價(jià)層電子排布相同，A的原子中沒有成對(duì)電子；B元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；C元素原子的價(jià)層電子排布式為nsnnpn＋1；D元素單質(zhì)的氧化性在同周期主族元素的單質(zhì)中排第二位；F的基態(tài)原子核外成對(duì)電子數(shù)是單電子數(shù)的3倍；G的基態(tài)原子占據(jù)兩種形狀的原子軌道，且兩種形狀軌道中的電子總數(shù)均相同。回答下列問題：
(1)寫出下列元素的符號(hào)：D______，G______。
(2)E元素位于周期表第________族。
(3)寫出C元素的基態(tài)電子排布式：___________________________________________。
(4)B元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______________________________________。
(5)基態(tài)A原子中含有的未成對(duì)電子數(shù)為________。
解析：A、B、C、D、E、F、G七種元素，除E為第四周期元素外其余均為短周期元素，A、E、G位于元素周期表的s區(qū)，A、E原子的價(jià)層電子排布相同，A的原子中沒有成對(duì)電子，則A為H，E為第四周期第ⅠA族元素，即E為K；B、C、D、F元素位于p區(qū)，C元素原子的價(jià)層電子排布式為nsnnpn＋1，n＝2時(shí)符合，則C為N元素；B元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子總數(shù)相同，電子排布式為1s22s22p2，則B為碳元素；D元素單質(zhì)的氧化性在同周期主族元素的單質(zhì)中排第二位，則D為S或O；F的基態(tài)原子核外成對(duì)電子數(shù)是單電子數(shù)的3倍，其電子排布為1s22s22p4，即F為O元素，則D只能為S；G的基態(tài)原子占據(jù)兩種形狀的原子軌道，且兩種形狀軌道中的電子總數(shù)相同，G位于元素周期表的s區(qū)，則G電子排布式為1s22s22p63s2，則G為Mg元素。
答案：(1)S　Mg　(2)ⅠA　(3)1s22s22p3　(4)　(5)1
考點(diǎn)2　元素周期律
1.元素周期律
【提醒】　注意元素的性質(zhì)與物質(zhì)的性質(zhì)不同，例如氧元素的性質(zhì)指的是氧原子的性質(zhì)，而氧氣的物理性質(zhì)是大量氧分子體現(xiàn)的，氧氣的化學(xué)性質(zhì)是氧分子體現(xiàn)的。
2.元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到右) 同主族(從上到下)
原子結(jié)構(gòu) 電子層數(shù) 相同 逐漸增大
最外層電子數(shù) 依次增大 相同
粒子半徑 原子半徑 逐漸減小（稀有氣體元素除外） 逐漸增大
離子半徑 陽離子半徑逐漸減小，陰離子半徑逐漸減小，陽離子半徑＜陰離子半徑 逐漸增大
元素的性質(zhì) 金屬性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
非金屬性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
主要化合價(jià) 一般地，最高正價(jià)：＋1→＋7，負(fù)化合價(jià)：－4→－1 最高正化合價(jià)＝主族序數(shù)(O、F除外)
第一電離能 呈增大趨勢(shì)，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素出現(xiàn)反常 逐漸減小
電負(fù)性 逐漸增大 逐漸減小
化合物性質(zhì) 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物 酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱 酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)
氣態(tài)氫化物 穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，還原性逐漸減弱 穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強(qiáng)
離子的氧化性、還原性 陽離子氧化性逐漸增強(qiáng)，陰離子還原性逐漸減弱 陽離子氧化性逐漸減弱，陰離子還原性逐漸增強(qiáng)
魯科選擇性必修1·電子親和能
元素的氣態(tài)原子(或離子)獲得一個(gè)電子所放出的能量稱為電子親和能。習(xí)慣上規(guī)定，體系放出能量時(shí)電子親和能為正，體系吸收能量時(shí)電子親和能為負(fù)。電子親和能的大小反映了氣態(tài)原子獲得電子成為氣態(tài)陰離子的難易程度。
無論在同一周期中還是在同一族中，元素的電子親和能沒有表現(xiàn)出簡(jiǎn)單的變化規(guī)律。
3.對(duì)角線規(guī)則
在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，這種相似性被稱為對(duì)角線規(guī)則。如：
4.元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法
(1)金屬性強(qiáng)弱的判斷
本質(zhì) 原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)目無關(guān))
判斷方法 在金屬活動(dòng)性順序中越靠前，金屬性越強(qiáng)
單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)制取氫氣越容易，金屬性越強(qiáng)
單質(zhì)還原性越強(qiáng)或陽離子氧化性越弱，金屬性越強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)
若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強(qiáng)
元素在周期表中的位置：左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)
(2)非金屬性強(qiáng)弱的判斷
本質(zhì) 原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與原子得電子數(shù)目無關(guān))
判斷方法 與H2化合越容易，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)
單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子還原性越弱，非金屬性越強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)
元素在周期表中的位置：右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)
魯科選擇性必修1·金屬的活動(dòng)性順序與金屬元素電離能的大小順序不一致的原因
金屬活動(dòng)性順序表示從K到Au，在水溶液中，金屬單質(zhì)中的原子失去電子越來越困難。金屬元素的電離能是金屬元素原子(或離子)在氣態(tài)時(shí)活潑性的量度。
因?yàn)榻饘倩顒?dòng)性順序與電離能所對(duì)應(yīng)的條件不同，所以二者不可能完全一致。例如，鈉元素的第一電離能為496 kJ·mol－1，鈣元素的第一電離能和第二電離能分別為590 kJ·mol－1、1 145 kJ·mol－1，表明氣態(tài)鈉原子比氣態(tài)鈣原子更容易失去電子，鈉比鈣更活潑。但是，因?yàn)樵谛纬伤想x子時(shí)Ca2＋放出的能量遠(yuǎn)比Na＋放出的多，所以在水溶液里鈣原子比鈉原子更容易失去電子，即在金屬活動(dòng)性順序中鈣排在鈉的前面。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)金屬元素的電負(fù)性一定小于非金屬元素的電負(fù)性(× )
(2)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能(× )
(3)第一電離能大的元素金屬性也強(qiáng)(× )
(4)主族元素的電負(fù)性越大，元素原子的第一電離能一定越大(× )
(5)非金屬氣態(tài)氫化物熔、沸點(diǎn)越高，非金屬性越強(qiáng)(× )
(6)元素的非金屬性越強(qiáng)，其含氧酸的酸性越強(qiáng)(× )
(7)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，簡(jiǎn)單離子的半徑也逐漸減小(× )
題組練習(xí)
一、元素周期律的綜合應(yīng)用
1.比較下列微粒半徑的大小(用“＞”或“＜”填空)：
(1)Si________N________F。
(2)Li________Na________K。
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋。
(4)F－________Cl－________Br－。
(5)Cl－________O2－________Na＋。
(6)H－________Li＋________H＋。
答案：(1)＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞　(4)＜　＜　(5)＞　＞　(6)＞　＞
【方法指導(dǎo)】　微粒半徑大小比較的思路
2.(2023·山東青島一中期中)下列關(guān)于元素周期表和元素周期律的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．第二周期元素從Li到F，非金屬性逐漸增強(qiáng)
B．同一周期主族元素從左到右，電負(fù)性逐漸減小
C．第三周期的元素：P、S、Cl的最高正化合價(jià)依次增大
D．大多數(shù)主族元素呈現(xiàn)的最高正化合價(jià)，其數(shù)值等于該元素原子的最外層電子數(shù)
解析：選B。同周期元素的原子從左到右，元素非金屬性逐漸增強(qiáng)，電負(fù)性逐漸增大，可推知第二周期元素從Li到F非金屬性逐漸增強(qiáng)，A正確、B錯(cuò)誤；P、S、Cl的原子序數(shù)逐漸增大，則P、S、Cl最高正化合價(jià)逐漸升高，C正確；非金屬元素的原子的最外層有幾個(gè)電子，最多形成幾個(gè)共用電子對(duì)，所以呈現(xiàn)的最高正化合價(jià)等于原子最外層電子數(shù)(個(gè)別元素除外)，D正確。
3.A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素，A元素原子核外的電子只有1種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B、C元素位于第二周期，且原子半徑：B>C，C元素與D元素同主族，E、F元素的電離能數(shù)據(jù)如表所示。請(qǐng)回答下列問題：
元素 電離能/(kJ·mol－1)
I1 I2 I3 I4
E 418.8 3 052 4 420 5 877
F 578 1 817 2 745 11 575
(1)E元素基態(tài)原子的電子排布式為______________________。
(2)D、E、F元素的簡(jiǎn)單離子半徑大小順序?yàn)開_______________(用離子符號(hào)表示)。
(3)由題給信息判斷：Mg元素的第一電離能________(填“大于”或“小于”)578 kJ·mol－1。
(4)B、C、D三種元素中，________(填元素符號(hào))元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子所需的能量最多。
解析：A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素，A原子核外只有1種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，A是H元素；B、C元素位于第二周期且原子半徑：B>C，B是N元素、C是O元素；D與C同主族，D是S元素；E元素第一電離能和第二電離能相差很大，E最外層有1個(gè)電子，E是K元素；F元素第三電離能和第四電離能相差很大，F(xiàn)最外層有3個(gè)電子，F(xiàn)是Al元素。(1)E是K元素，K核外有19個(gè)電子，基態(tài)K原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)。(2)一般電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多半徑越小，半徑大小順序?yàn)镾2－>K＋>Al3＋。(3)Mg原子價(jià)層電子排布為3s2，s軌道全充滿，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，Mg原子第一電離能大于Al的第一電離能， 即Mg原子第一電離能大于578 kJ·mol－1。(4)同主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增加逐漸減小，所以氧大于硫，氮原子最外能級(jí)處于半滿狀態(tài)，第一電離能大于氧，所以N元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子所需的能量最多。
答案：(1)1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)　(2)S2－>K＋>Al3＋　(3)大于　(4)N
二、電離能、電負(fù)性的變化規(guī)律及應(yīng)用
4.(2023·北京海淀二模)四種常見元素基態(tài)原子的結(jié)構(gòu)信息如下表。下列大小關(guān)系不一定正確的是(　　)
元素 X Y Z Q
結(jié)構(gòu)信息 有5個(gè)原子軌道填充有電子，有3個(gè)未成對(duì)電子 有8個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 2p能級(jí)上有2個(gè)電子 價(jià)層電子排布式為3d104s1
A.電負(fù)性：Y>X B．第一電離能：YQ D．最高價(jià)含氧酸的酸性： X>Z
解析：選C。X有5個(gè)原子軌道填充有電子，有3個(gè)未成對(duì)電子，可知X的核外電子排布式為1s22s22p3，X為N；Y有8個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，則Y有8個(gè)核外電子，Y為O；Z的核外電子排布式為1s22s22p2，則Z為C；Q的價(jià)層電子排布式為3d104s1，則Q為Cu。同周期從左到右電負(fù)性依次增大，則電負(fù)性O(shè)＞N，A項(xiàng)正確；N的2p軌道為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，第一電離能大于O，B項(xiàng)正確；C有多種同素異形體，比如金剛石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金剛石的硬度大于Cu，C項(xiàng)不一定正確；N的最高價(jià)含氧酸為HNO3，C的最高價(jià)含氧酸為H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D項(xiàng)正確。
5.(1)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是___________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是___________________________。
I1/(kJ·mol－1)
Li520 Be900 B801
Na496 Mg738 Al578
(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是_________________________________________________。
(3)元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1 958 kJ·mol－1，INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu＞INi的原因是________________________________________________________________________。
答案：(1)Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)多，原子半徑大，故第一電離能更小　Li、Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)；但由于基態(tài)Be原子的2s能級(jí)處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的
(2)大于　Zn原子核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子
(3)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子
【答題模板】　電離能規(guī)范答題的兩個(gè)類型
(1)電離能與原子結(jié)構(gòu)
答題策略：從原子核對(duì)最外層電子的吸引力來判斷。
答題模板：A原子比B原子的半徑大，且A原子的核電荷數(shù)比B原子的小，所以A原子對(duì)最外層電子的吸引力小于B，故第一電離能A小于B。
(2)電離能與半充滿、全充滿
答題策略：能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)和半充滿(p3、d5、f7)時(shí)，比較穩(wěn)定，難失電子。
答題模板：A原子的價(jià)層電子排布式為×××，處于半充滿(或全充滿)狀態(tài)，比較穩(wěn)定，難失電子，×××電離能大。
三、實(shí)驗(yàn)探究元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律
6.研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究碳、硅元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)儀器A的名稱為____________。
(2)問題探究：[已知酸性：亞硫酸(H2SO3)>碳酸(H2CO3)]
①裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是______________________。
②能說明碳元素的非金屬性比硅元素的強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________________。
③該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明S的非金屬性強(qiáng)于C的非金屬性？________(填“能”或“不能”)，理由是______________________________________________________。
解析：(1)根據(jù)裝置圖中的儀器可知A為分液漏斗。
(2)①?gòu)难b置D中出來的氣體中含有二氧化硫，二氧化硫可以被酸性高錳酸鉀溶液氧化，故裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是除去SO2氣體；②二氧化碳與Na2SiO3溶液反應(yīng)生成硅酸，證明了碳酸的酸性比硅酸的強(qiáng)，說明碳元素的非金屬性比硅元素的非金屬性強(qiáng)，所以當(dāng)酸性KMnO4溶液褪色不完全，盛有Na2SiO3溶液的試管中出現(xiàn)白色沉淀即說明碳元素的非金屬性比硅元素的非金屬性強(qiáng)；③依據(jù)最高價(jià)含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷非金屬性的強(qiáng)弱，二氧化硫溶于水生成的是亞硫酸，不是最高價(jià)含氧酸，所以不能用來判斷非金屬性的強(qiáng)弱。
答案：(1)分液漏斗　(2)①除去SO2氣體　②E試管中的溶液褪色不完全，F(xiàn)試管中出現(xiàn)白色膠狀沉淀　③不能　H2SO3不是S元素的最高價(jià)含氧酸，無法比較非金屬性的強(qiáng)弱
高考真題
1．(2024·江蘇卷，1，3分)我國(guó)探月工程取得重大進(jìn)展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸鹽，下列元素位于元素周期表第二周期的是( )
A．O B．P C．Ca D．Fe
答案：A
解析：A項(xiàng)，O元素位于元素周期表第二周期ⅥA，A符合題意；B項(xiàng)，P元素位于元素周期表第三周期ⅤA，B不符合題意；C項(xiàng)，Ca元素位于元素周期表第四周期ⅡA，C不符合題意；D項(xiàng)，F(xiàn)e元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族，D不符合題意；故選A。
2．(2024·北京卷，12，3分)下列依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作出的推斷中，不正確的是( )
A．依據(jù)相同溫度下可逆反應(yīng)的Q與K大小的比較，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的方向
B．依據(jù)一元弱酸的Ka，可推斷它們同溫度同濃度稀溶液的大小
C．依據(jù)第二周期主族元素電負(fù)性依次增大，可推斷它們的第一電離能依次增大
D．依據(jù)F、Cl、Br、I的氫化物分子中氫鹵鍵的鍵能，可推斷它們的熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱
答案：C
解析：A項(xiàng)，對(duì)于可逆反應(yīng)的Q與K的關(guān)系：Q>K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行；Q3．(2024·北京卷，1，3分)我國(guó)科研人員利用激光操控方法，從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同位素41Ca的靈敏檢測(cè)。的半衰期(放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間)長(zhǎng)達(dá)10萬年，是14C的17倍，可應(yīng)用于地球科學(xué)與考古學(xué)。下列說法正確的是( )
20 鈣40.08
A．41Ca的原子核內(nèi)有21個(gè)中子
B．41Ca的半衰期長(zhǎng)，說明41Ca難以失去電子
C．41Ca衰變一半所需的時(shí)間小于14C衰變一半所需的時(shí)間
D．從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子的過程屬于化學(xué)變化
答案：A
解析：A項(xiàng)，41Ca的質(zhì)量數(shù)為41，質(zhì)子數(shù)為20，所以中子數(shù)為41-20=21，A正確；B項(xiàng)，41Ca的半衰期長(zhǎng)短與得失電子能力沒有關(guān)系，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，根據(jù)題意41Ca衰變一半所需的時(shí)間要大于14C衰變半所需的時(shí)間，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子的過程沒有新物質(zhì)產(chǎn)生，不屬于化學(xué)變化，D錯(cuò)誤；故選A。
4．(2024·甘肅卷，5，3分)X、Y、Z、W、Q為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為18。Y原子核外有兩個(gè)單電子，Z和Q同族，Z的原子序數(shù)是Q的一半，W元素的焰色試驗(yàn)呈黃色。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．X、Y組成的化合物有可燃性 B．X、Q組成的化合物有還原性
C．Z、W組成的化合物能與水反應(yīng) D．W、Q組成的化合物溶于水呈酸性
答案：D
解析：X、Y、Z、W、Q為短周期元素，W元素的焰色試驗(yàn)呈黃色，W為Na元素；Z和Q同族，Z的原子序數(shù)是Q的一半，則Z為O、Q為S；Y原子核外有兩個(gè)單電子、且原子序數(shù)小于Z，Y為C元素；X、Y、Z、W、Q的最外層電子數(shù)之和為18，則X的最外層電子數(shù)為18-4-6-1-6=1，X可能為H或Li。A項(xiàng)，若X為H，H與C組成的化合物為烴，烴能夠燃燒，若X為L(zhǎng)i，Li與C組成的化合物也具有可燃性，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，X、Q組成的化合物中Q(即S)元素呈-2價(jià)，為S元素的最低價(jià)，具有還原性，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，Z、W組成的化合物為Na2O、Na2O2，Na2O與水反應(yīng)生成NaOH，Na2O2與水反應(yīng)生成NaOH和O2，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，W、Q組成的化合物Na2S屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，其溶于水所得溶液呈堿性，D項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D。
5．(2024·全國(guó)甲卷，5，3分)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大短周期元素。W和X原子序數(shù)之和等于的核外電子數(shù)，化合物W+[ZY6]-可用作化學(xué)電源的電解質(zhì)。下列敘述正確的是( )
A．X和Z屬于同一主族 B．非屬性：
C．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性： D．原子半徑：
答案：A
解析：W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，且能形成離子化合物W+[ZY6]-，則W為L(zhǎng)i或Na；又由于W和X原子序數(shù)之和等于Y-的核外電子數(shù)，若W為Na，X原子序數(shù)大于Na，則W和X原子序數(shù)之和大于18，不符合題意，因此W只能為L(zhǎng)i元素；由于Y可形成Y-，故Y為第Ⅶ主族元素，且原子序數(shù)Z大于Y，故Y不可能為Cl元素，因此Y為F元素，X的原子序數(shù)為10-3=7，X為N元素；根據(jù)W、Y、Z形成離子化合物W+[ZY6]-，可知Z為P元素；綜上所述，W為L(zhǎng)i元素，X為N元素，Y為F元素，Z為P元素。A項(xiàng)， X為N元素，Z為P元素，X和Z屬于同一主族，A正確；B項(xiàng)，X為N元素，Y為F元素，Z為P元素，非金屬性：F＞N＞P，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Y為F元素，Z為P元素，非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，即氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HF＞PH3，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，W為L(zhǎng)i元素，X為N元素，Y為F元素，同周期主族元素原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，故原子半徑：Li＞N＞F，D錯(cuò)誤；故選A。
6．(2024·廣東卷，12，3分)一種可為運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充能量的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則( )
A．沸點(diǎn)：ZR3＜YR3 B．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Z＜W
C．第一電離能：Z＜X＜W D．ZX3-和WX32-空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形
答案：D
解析：Y可形成5個(gè)共價(jià)鍵，Z可形成3個(gè)共價(jià)鍵，Z和Y同族，Y原子序數(shù)比Z大，即Z為N元素，Y為P元素，W可形成4個(gè)共價(jià)鍵，原子序數(shù)比N小，即W為C元素，R可形成1個(gè)共價(jià)鍵，原子序數(shù)比C小，即R為H元素，X可形成2個(gè)共價(jià)鍵，原子序數(shù)在N和P之間，即X為O元素，綜上：R為H元素、W為C元素、Z為N元素、X為O元素、Y為P元素。A項(xiàng)，由于NH3可形成分子間氫鍵，而PH3不能，因此沸點(diǎn)：NH3＞YH3，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，W為C元素、Z為N元素，由于非金屬性：C＜N，因此最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H2CO3＜HNO3，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同周期元素從左到右第一電離能有增大趨勢(shì)，ⅡA族、ⅤA族原子第一電離能大于同周期相鄰元素，即第一電離能：C＜O＜N，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，NO3-的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，屬于sp2雜化，為平面三角形， CO32-的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為，屬于sp2雜化，為平面三角形，故D正確；故選D。
7．(2024·湖北卷，9，3分)主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價(jià)電子數(shù)相等，Z的價(jià)電子所在能層有16個(gè)軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是( )
A．電負(fù)性：W＞Y B．酸性：W2YX3＞W(wǎng)2YX4
C．基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)：W＞X D．氧化物溶于水所得溶液的pH ：Z＞Y
答案：D
解析：主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價(jià)電子數(shù)相等，Z的價(jià)電子所在能層有16個(gè)軌道，則Z個(gè)有4個(gè)能層。根據(jù)這4種元素形成的化合物的結(jié)構(gòu)可以推斷，W、X、Y、Z分別為H、O、S、K。A項(xiàng)，W和Y可以形成H2S，其中S顯-2價(jià)，因此，電負(fù)性S>H，A不正確；B項(xiàng)，H2SO3是中強(qiáng)酸，而H2SO4是強(qiáng)酸，因此，在相同條件下，后者的酸性較強(qiáng)，B不正確；C項(xiàng)，H只有1個(gè)電子，O的2p軌道上有4個(gè)電子，O有2個(gè)未成對(duì)電子，因此，基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù) O>H，C不正確；D項(xiàng)，K的氧化物溶于水且與水反應(yīng)生成強(qiáng)堿KOH，S的氧化物溶于水且與水反應(yīng)生成H2SO3或H2SO4，因此，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小關(guān)系為 K>S，D正確；故選D。
8．(2023·全國(guó)卷甲)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：X>W B．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：XC．Y與X可形成離子化合物 D．Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸
解析：選C。WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一，WX2為NO2或SO2，W的原子序數(shù)比X的小，故W是N、X是O；Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，Y的原子序數(shù)比O的大，則Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，Y是Mg；又四種元素的最外層電子數(shù)之和為19，則Z的最外層電子數(shù)是6，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系知Z為S，據(jù)此解答。X為O，W為N，同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，即r(O)X，A錯(cuò)誤；X為O，Z為S，X的簡(jiǎn)單氫化物為H2O，Z的簡(jiǎn)單氫化物為H2S，H2O分子間形成了氫鍵，故H2O的沸點(diǎn)比H2S的沸點(diǎn)高，B錯(cuò)誤；MgO為離子化合物，C正確；Z為S，硫的最高價(jià)含氧酸為硫酸，H2SO4是強(qiáng)酸，D錯(cuò)誤。
9．(2023·全國(guó)卷乙)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)
A．X的常見化合價(jià)有－1、－2 B．原子半徑大小為Y>X>W
C．YX的水合物具有兩性 D．W單質(zhì)只有4種同素異形體
解析：選A。由W、X、Y均為短周期元素，簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)，可知X為O元素，Y為Mg元素；結(jié)合原子序數(shù)WC>O，B錯(cuò)誤；MgO的水合物Mg(OH)2不具有兩性，C錯(cuò)誤；碳元素可形成金剛石、石墨、石墨烯、C60、碳納米管等多種同素異形體，D錯(cuò)誤。
10．(2023·浙江6月選考)X、Y、Z、W四種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期，且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子，W原子在同周期中原子半徑最大。下列說法不正確的是(　　)
A．第一電離能：Y＞Z＞X
B．電負(fù)性：Z＞Y＞X＞W(wǎng)
C．Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑：W＜Z
D．W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一是非極性分子
解析：選A。X、Y、Z、W分別是C、N、F、Na元素。同一周期元素，第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢(shì)，但第ⅡA族、第ⅤA族第一電離能大于其相鄰元素，則X、Y、Z的第一電離能大小順序是：Z＞Y＞X，故A錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越大，非金屬性Z＞Y＞X，W為金屬元素，則電負(fù)性：Z＞Y＞X＞W(wǎng)，故B正確；Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子分別是F－、Na＋，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小，所以離子半徑：W＜Z，故C正確；W2X2為Na2C2，其與水反應(yīng)產(chǎn)物為C2H2和NaOH，C2H2為直線形分子，正、負(fù)電中心重合，為非極性分子，故D正確。
11．(2023·湖北高考)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相鄰，W的核外電子數(shù)與X的價(jià)層電子數(shù)相等，Z2是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)，4種元素可形成離子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列說法正確的是(　　)
A．分子的極性：WZ3解析：選A。由題給信息推知：X為N，Y為O，W為B，Z為F。BF3為非極性分子，NF3為極性分子，故分子的極性：BF3N>O，B錯(cuò)誤；N2O3的氧化性大于B2O3，C錯(cuò)誤；氮?dú)庵袨槿I，氧氣中為雙鍵，氟氣中為單鍵，所以鍵能：N2>O2>F2，D錯(cuò)誤。
12．.(2023·湖南高考)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，W為金屬元素。基態(tài)X原子s軌道上的電子數(shù)和p軌道上的電子數(shù)相等，基態(tài)X、Y、Z原子的未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶1∶3。下列說法正確的是(　　)
A．電負(fù)性：X>Y>Z>W B．原子半徑：XC．Y和W的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成氣體 D．Z元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物具有強(qiáng)氧化性
解析：選C。根據(jù)熒光粉的主要成分和基態(tài)X原子s軌道上的電子數(shù)與p軌道上的電子數(shù)相等，可知X的電子排布式為1s22s22p4，為O元素，基態(tài)O原子的未成對(duì)電子數(shù)為2，則基態(tài)Y、Z原子的未成對(duì)電子數(shù)分別為1、3，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可確定Y為F元素或Na元素，Z為P元素，W、Y可形成WY2，Y不可能為金屬元素，則Y為F元素，則該熒光粉的主要成分為3W3(PO4)2·WF2，結(jié)合化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0可確定W為＋2價(jià)，又其原子序數(shù)最大，故W為Ca元素。元素電負(fù)性：F>O>P>Ca，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原子半徑：F13．(2023·遼寧高考)某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能，其陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素，W、Y原子序數(shù)之和等于Z，Y原子價(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A． W與X的化合物為極性分子 B．第一電離能：Z>Y>X
C．Q的氧化物是兩性氧化物 D．該陰離子中含有配位鍵
解析：選A。分析題圖及題給信息可推知W為H元素，X為C元素，Y為O元素，Z為F元素，Q為Al元素。H與C形成的化合物為烴類，烴類物質(zhì)的正、負(fù)電中心可能重合，如甲烷，其為非極性分子，也可能為極性分子，如丙烷，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，故第一電離能：F>O>C，B項(xiàng)正確；Al2O3既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)，屬于兩性氧化物，C項(xiàng)正確；該陰離子中，中心Al原子形成4個(gè)鍵，其中有一個(gè)為配位鍵，D項(xiàng)正確。
鞏固練習(xí)一
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．已知元素原子的下列結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，能確定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B．某元素在某種化合物中的化合價(jià)為＋4
C．某元素的原子最外層電子數(shù)為6
D．某元素的價(jià)層電子排布式為5s25p1
解析：選D。A項(xiàng)可以確定L電子層的電子數(shù)為8，但無法確定原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)，不能確定其在周期表中位置，A錯(cuò)誤； B項(xiàng)化合價(jià)為＋4價(jià)，但無法確定原子的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)，不能確定其在周期表中位置，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)原子的最外層電子數(shù)為6，但無法確定原子的電子層數(shù)，不能確定其在周期表中位置，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)由元素的價(jià)層電子排布式為5s25p1可知，該元素位于周期表第五周期第ⅢA族，D正確。
2．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及元素周期表的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．第ⅡA族元素基態(tài)原子最外層電子排布均為ns2
B.第三、四周期同主族元素的原子序數(shù)均相差8
C．第四周期第ⅡA族與第ⅢA族元素的原子序數(shù)相差11
D．基態(tài)原子3d軌道上有5個(gè)電子的元素位于第ⅥB族或第ⅦB族
解析：選B。第三、四周期同主族元素的原子序數(shù)第ⅠA、第ⅡA族均相差8，第ⅢA～0族均相差18，B錯(cuò)誤。
3．(人教選擇性必修2 P28T2)對(duì)Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)
A．金屬性：Na>Mg>Al B．第一電離能：NaMg>Al
解析：選B。Na、Mg、Al同周期且核電荷數(shù)依次增大，故金屬性逐漸減弱，A項(xiàng)正確；一般地，金屬的活潑性越強(qiáng)，元素的第一電離能越小，由于鎂原子的3s軌道處于全充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定，導(dǎo)致鎂元素的第一電離能比鋁元素的第一電離能大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期主族元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，C項(xiàng)正確；還原性強(qiáng)弱即失電子能力強(qiáng)弱，即金屬性強(qiáng)弱，D項(xiàng)正確。
4．(人教選擇性必修2 P28T4)下列曲線表示鹵族元素或其單質(zhì)性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是(　　)
解析：選A。同主族元素從上到下，元素的電負(fù)性逐漸減小，A項(xiàng)正確；氟元素沒有正化合價(jià)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵族元素的第一電離能從上到下逐漸減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鹵族元素單質(zhì)的熔點(diǎn)從上到下逐漸升高，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5．(2023·廣西玉林期末)下表為某短周期元素R的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2、I3、I4、I5……表示，單位kJ·mol－1)。下列關(guān)于元素R的判斷不正確的是(　　)
I1 I2 I3 I4 I5 ……
738 1 451 7 733 10 540 13 630 ……
A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族
B．R元素同周期相鄰元素的第一電離能均小于738 kJ/mol
C．R元素位于元素周期表的s區(qū)
D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p2
解析：選D。R第一和第二電離能相差不大，第三電離能明顯增大，位于元素周期表的第ⅡA族，其可以失去至少5個(gè)電子，則其為Mg元素，A正確；一般金屬性越強(qiáng)，第一電離能越小，但是Mg的3s軌道全充滿，Mg元素的第一電離能比Na和Al的第一電離能大，故R元素同周期相鄰元素的第一電離能均小于738 kJ·mol－1，B正確；R元素位于元素周期表的第ⅡA族，屬于s區(qū)，C正確；R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s2，D錯(cuò)誤。
6．(2023·江蘇南京二模)反應(yīng)Na2HPO4＋NH3·H2O＋MgCl2===NH4MgPO4↓＋2NaCl＋H2O可用于處理含磷廢水，下列說法正確的是(　　)
A．半徑大小：r(Na＋)>r(Mg2＋) B．酸性強(qiáng)弱：H3PO4>HClO4
C．電離能大小：I1(O)>I1(N) D．電負(fù)性大小：χ(H)>χ(N)
解析：選A。一般電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小，r(Na＋)>r(Mg2＋)，A正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，酸性強(qiáng)弱：H3PO47．(2023·天津河?xùn)|二模)現(xiàn)有三種元素基態(tài)原子的電子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正確的是(　　)
A．最高價(jià)含氧酸的酸性：③>①>② B．原子半徑：③>②>①
C．第一電離能：①>②>③ D．電負(fù)性：③>②>①
解析：選A。已知①1s22s22p63s23p4為S、②1s22s22p63s23p3為P、③1s22s22p63s23p5為Cl。同一周期從左往右元素的非金屬性依次增強(qiáng)，其最高價(jià)含氧酸的酸性也依次增強(qiáng)，即HClO4＞H2SO4＞H3PO4，③>①>②，A正確；同一周期從左往右元素的原子半徑依次減小，原子半徑P＞S＞Cl，即②>①>③，B錯(cuò)誤；第一電離能Cl＞P＞S，即③>②>①，C錯(cuò)誤；同一周期從左往右元素的電負(fù)性依次增強(qiáng)，故電負(fù)性Cl＞S＞P，即③>①>②，D錯(cuò)誤。
8．元素X、Y、Z在周期表中的相對(duì)位置如
圖所示。已知Y元素原子的價(jià)層電子排布式為ns(n－1)np(n＋1)，則下列說法不正確的是(　　)
A．Y元素原子的價(jià)層電子排布式為4s24p4
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素位于元素周期表的p區(qū)
D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
解析：選A。Y元素原子的價(jià)層電子排布式為ns(n－1)np(n＋1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原子的價(jià)層電子排布式為3s23p4，則Y元素位于第三周期第ⅥA族，Z位于第四周期第ⅤA族，價(jià)層電子排布式為4s24p3，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外層電子填充在p軌道上，故X、Y、Z均位于p區(qū)。
9．(2024·河北模擬預(yù)測(cè))常溫下，W、X、Y、Z四種短周期主族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH(濃度均為0.01 mol·L－1)和原子半徑、原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Z>Y>X>W B．第一電離能：Z>Y>W
C．Z的單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性和漂白性 D．W、Y、Z都可能形成18e－的氫化物分子
解析：選D。根據(jù)溶液的濃度和對(duì)應(yīng)的pH可知X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為一元強(qiáng)堿，W、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是一元強(qiáng)酸，W的原子序數(shù)小于X，Z的原子序數(shù)大于X，則X是Na元素，W是N元素，Z是Cl元素；同濃度Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH比HNO3的pH小，結(jié)合原子序數(shù)：XCl－>N3－>Na＋，A項(xiàng)錯(cuò)誤；第一電離能：N>S，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氯氣沒有漂白性，氯氣與水生成的次氯酸才具有漂白性，C項(xiàng)錯(cuò)誤；N2H4、H2S、HCl都是含18e－的氫化物，D項(xiàng)正確。
10．已知X、Y是短周期的兩種主族元素，下列有關(guān)比較或說法中一定正確的是(　　)
選項(xiàng) 條件 結(jié)論
A 若原子半徑：X>Y 原子序數(shù)：XB 化合物XnYm中X顯負(fù)價(jià) 元素的電負(fù)性：X>Y
C 若價(jià)層電子數(shù)：X>Y 最高正價(jià)：X>Y
D 若X、Y最外層電子數(shù)分別為1、7 X、Y之間一定能形成離子鍵
解析：選B。X、Y位于同周期時(shí)，原子半徑：X>Y，則原子序數(shù)：XY，原子序數(shù)：X>Y，A錯(cuò)誤。化合物XnYm中X顯負(fù)價(jià)，說明得電子能力：X>Y，則非金屬性：X>Y，B正確。價(jià)層電子數(shù)：X>Y，若X為F、Y為O時(shí)，F(xiàn)無正價(jià)，O無最高正價(jià)，C錯(cuò)誤。若X為H，Y為Cl、F，則X與Y形成共價(jià)鍵，若X為Na，則X與Y形成離子鍵，D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(共2題，共40分)
11．(24分)(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為__________________，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為________；C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______；H、O、S電負(fù)性由大到小的順序是________。B和N相比，電負(fù)性較大的是______；BN中B元素的化合價(jià)為________；從電負(fù)性角度分析，C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)開_______________。(7分)
(2)O、Na、P、Cl四種元素中電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))，其中P原子的核外電子排布式為________________。(2分)
(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)層電子中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。b、c、d中第一電離能最大的是______(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子軌道表示式為__________________。(4分)
(4)①N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下，則該元素是______(填寫元素符號(hào))。(1分)
電離能 I1 I2 I3 I4 ……
In/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578 ……
②Ge的最高價(jià)氯化物的分子式是______。(1分)
③Ge元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有________。(2分)
A．是一種活潑的金屬元素 B．其電負(fù)性大于硫
C．其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料 D．其最高價(jià)氯化物的沸點(diǎn)低于其溴化物的沸點(diǎn)
(5)下圖表示碳、硅和磷元素的四級(jí)電離能變化趨勢(shì)，其中表示磷的曲線是________(填字母)。(2分)
(6)Ni是元素周期表中第28號(hào)元素，第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性小的元素是________。(2分)
(7)硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多種化合物。
①基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式為__________________________。(1分)
②鍺、砷、硒的第一電離能大小排序?yàn)開___________________。(2分)
解析：(3)由原子序數(shù)最小且核外電子總數(shù)與其同期數(shù)相同，確定a為H元素，由價(jià)層電子中的未成對(duì)電子有3個(gè)，確定b為N元素，由最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，確定c為O元素，由d與c同主族，確定d為S元素，由e的最外層只有1個(gè)電子且次外層有18個(gè)電子，確定e為Cu元素。N、O同周期，第一電離能N>O，O、S同主族，第一電離能O>S，即N、O、S中第一電離能最大的是N元素；Cu的價(jià)層電子排布式為3d104s1，其價(jià)層電子軌道表示式為。(4)①由電離能數(shù)據(jù)可知，該元素最外層有3個(gè)電子。②Ge的最高正價(jià)為＋4價(jià)。③Ge位于金屬和非金屬的分界線上，故其可作半導(dǎo)體材料，其氯化物和溴化物均為分子晶體，相對(duì)分子質(zhì)量越大，其沸點(diǎn)越高。(5)P原子價(jià)電子排布式為3s23p3，當(dāng)P原子失去3個(gè)電子后，形成一個(gè)較穩(wěn)定的3s2全充滿結(jié)構(gòu)，再失去一個(gè)電子需要的能量較多，即第四電離能較大，符合此情況的曲線為b。
(6)基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為[Ar]3d84s2，Ni有2個(gè)未成對(duì)電子，第二周期基態(tài)原子中有2個(gè)未成對(duì)電子的是C和O，電負(fù)性小的元素是C。
(7)①硒為34號(hào)元素，有6個(gè)價(jià)電子，所以硒的價(jià)層電子排布式為4s24p4。
②同一周期中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢(shì)，但第ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素，所以Ge、As、Se三種元素的第一電離能的大小順序是As＞Se＞Ge。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)　2　N>O>C　O>S>H　N　＋3　O＞C＞Si
(2)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)　(3)N　
(4)①Al　②GeCl4　③CD　(5)b　(6)C　(7)①4s24p4　②As＞Se＞Ge
12．(16分)(2023·河南焦作模擬)下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分別代表一種元素。試回答下列問題：
(1)請(qǐng)寫出n元素基態(tài)原子的電子排布式：__________________。(2分)
(2)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：
元素 o p
電離能/(kJ·mol－1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)p2＋再失去一個(gè)電子難，其原因是________________________________________________________________________。(2分)
(3)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序排列如圖(Ⅰ)所示，其中電負(fù)性最大的是________(填圖中的序號(hào))。(3分)
(4)上述周期表中所列的某主族元素的電離能情況如圖(Ⅱ)所示，則該元素是________(填元素符號(hào))。(2分)
(5)基態(tài)i原子核外電子云有______種不同的伸展方向，共有______種不同能級(jí)的電子，有______種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(3分)
(6)第四周期元素中基態(tài)原子最外層僅有1個(gè)電子的有______________，第四周期中，3d軌道半充滿的元素符號(hào)是__________。(4分)
解析：(1)由圖可知，n為鉀元素，基態(tài)原子的電子排布式：1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
(2)由圖可知，o、p分別為25、26號(hào)的錳、鐵元素，基態(tài)Mn原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d54s2，基態(tài)Fe原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，錳失去2個(gè)電子后3d軌道處于半填充較穩(wěn)定狀態(tài)，故Mn2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2＋再失去一個(gè)電子難。
(3)第三周期8種元素單質(zhì)只有氯氣、氬氣常溫下為氣體，且氬氣熔點(diǎn)更低，故2為氯氣，同周期從左到右，金屬性減弱，非金屬性變強(qiáng)，故電負(fù)性最大的是2。
(4)由圖可知，該主族元素的最外層有3個(gè)電子，且電子數(shù)應(yīng)該大于5，位于第ⅢA族，則為鋁元素。
(5)由圖可知，i為鋁元素，基態(tài)Al原子核外電子排布為1s22s22p63s23p1，s軌道為球形、p軌道有3種伸展方向，則基態(tài)鋁原子核外電子云有4種不同的伸展方向，共有5種不同能級(jí)的電子，原子核外有13個(gè)電子則有13種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。
(6)第四周期中最外層僅有1個(gè)電子的基態(tài)原子的元素為K、Cr、Cu，三者的價(jià)電子排布分別為4s1、3d54s1、3d104s1；第四周期中，3d軌道半充滿的元素符號(hào)是Cr、Mn，兩者的價(jià)電子排布分別為3d54s1、3d54s2。
答案：(1)1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)　(2)Mn2＋的3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定　(3)2　(4)Al　(5)4　5　13　(6)K、Cr、Cu　Cr、Mn
熱點(diǎn)題型(五)　元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的相互推斷
元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的綜合考查是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。元素周期律能對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行推理和預(yù)測(cè)，元素周期表更是直觀明了地顯示出所有化學(xué)元素間的位置、結(jié)構(gòu)關(guān)系。應(yīng)用元素周期律和元素周期表，既能推斷原子的結(jié)構(gòu)，又能預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)，如金屬性、非金屬性的變化，半徑的變化，同時(shí)還可進(jìn)行性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)考查，綜合考查學(xué)生抽象思維能力和邏輯思維能力。
類型1　根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化進(jìn)行元素推斷
例1.(2023·湖北恩施聯(lián)考)前20號(hào)元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且處于四個(gè)不同的周期和四個(gè)不同的主族。A為Y元素組成的單質(zhì)；甲、乙、丙、丁、戊為上述四種元素中的兩種或三種元素組成的化合物；常溫下乙為液體。下列說法正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Z>Y
B．電負(fù)性：X>Y>W>Z
C．乙的熱穩(wěn)定性在其同主族元素最簡(jiǎn)單氫化物中最高，是因?yàn)橐曳肿又g能形成氫鍵
D.丁和戊中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比均為1∶2
解析：選B。前20號(hào)元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且分列四個(gè)不同周期和四個(gè)不同主族，則W為H、Z為Ca元素，X、Y分別位于第二、第三周期；常溫下乙為液體，應(yīng)該為H2O，則X為O元素；Y只能為Al、Si、P、Cl元素中的一種，A為Y元素組成的單質(zhì)，結(jié)合A能與丙反應(yīng)生成三種化合物可知，Y應(yīng)該為Cl元素，A為Cl2，甲為CaO、丙為Ca(OH)2，丁、戊為氯化鈣、次氯酸鈣。鈣離子和氯離子都含有3個(gè)電子層，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則離子半徑Z＜Y，A錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性：O＞Cl＞H＞Ca，B正確；氧元素是其同主族元素中非金屬性最強(qiáng)的，所以水的熱穩(wěn)定性在其同主族元素最簡(jiǎn)單氫化物中最高，氫鍵不影響熱穩(wěn)定性，C錯(cuò)誤；丁、戊為氯化鈣、次氯酸鈣，陰、陽離子的個(gè)數(shù)比均為2∶1，D錯(cuò)誤；
【對(duì)點(diǎn)練】 1.(2024·江西師大附中模擬)中國(guó)第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量含氧橄欖石礦物(ZxW2－xRX4)。已知前四周期元素X、Y、Z、R、W的原子序數(shù)依次增大，Y的氫化物常用于雕刻玻璃，R元素的一種氧化物可制作光導(dǎo)纖維，W的合金材料是生活中用途最廣泛的金屬材料。基態(tài)Z原子核外s、p能級(jí)上電子總數(shù)相等。下列敘述正確的是(　　)
A．電負(fù)性：X>Y>R>W>Z B．RY4分子的鍵角為109°28′
C．簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性：X>Y D．熔點(diǎn)：ZY2>RX2
解析：選B。常用于雕刻玻璃的氫化物為HF，則Y為F；R元素的一種氧化物可制作光導(dǎo)纖維，則該氧化物為SiO2，R為Si；W的合金材料是生活中用途最廣泛的金屬材料，則W為Fe；基態(tài)Z原子核外s、p能級(jí)上電子總數(shù)相等，則其電子排布式為1s22s22p4或1s22s22p63s2，又因?yàn)閄、Y、Z、R、W的原子序數(shù)依次增大，則Z的原子序數(shù)需大于F，故Z為Mg，根據(jù)含氧橄欖石礦物，可知X為O。電負(fù)性F>O>Si>Fe>Mg，即Y>X>R>W>Z，A錯(cuò)誤；SiF4中Si為sp3雜化，分子為正四面體形，鍵角為109°28′，B正確；F的非金屬性比O強(qiáng)，穩(wěn)定性HF>H2O，C錯(cuò)誤；MgF2為離子晶體，SiO2為共價(jià)晶體，共價(jià)晶體熔點(diǎn)一般高于離子晶體，故熔點(diǎn)MgF22．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，它們的原子最外層電子數(shù)總和等于Z的原子序數(shù)，由這四種元素組成的一種化合物M具有如下性質(zhì)，下列推斷正確的是(　　)
A．原子半徑：Z＞Y＞X＞W(wǎng) B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y＞X
C．簡(jiǎn)單陰離子的還原性：Z＞W(wǎng) D．W、Y、Z組成的化合物只含共價(jià)鍵
解析：選B。M溶液中滴入氯化鐵溶液變紅，說明溶液中含有硫氰根離子，加入NaOH溶液后加熱，生成的氣體能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，說明原溶液中含有銨根離子，則M為NH4SCN，W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，則W為H元素，X為C元素，Y為N元素，Z為S元素，四種原子最外層電子數(shù)總和等于S的原子序數(shù)16，符合題意，據(jù)此分析解答。
類型2　根據(jù)原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例2.(2024·湖南湘潭一中模擬)X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等，W原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層的3倍，R的原子半徑是該周期主族元素中最大的。下列說法正確的是(　　)
A．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Y>Z>W B．簡(jiǎn)單離子半徑：r(W)>r(R)
C．第一電離能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y) D．X、Z、W形成的化合物一定不含離子鍵
解析：選B。X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，則X、Z原子序數(shù)分別為1、7，則X是H元素、Z是N元素；Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等，則其電子排布為1s22s22p2或1s22s2，Y為C元素或Be元素；W的基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，W只能含有2個(gè)電子層，最外層含有6個(gè)電子，W為O元素；R在同周期中原子半徑最大，則R是Na元素。元素非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，若Y為C元素，非金屬性：CO>C>Be，C錯(cuò)誤；X、Z、W形成的化合物NH4NO3含離子鍵，D錯(cuò)誤。
【對(duì)點(diǎn)練】 3.(2023·浙江1月選考)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X的2s軌道全充滿，Y的s能級(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)的兩倍，M是地殼中含量最多的元素，Q是純堿中的一種元素。下列說法不正確的是(　　)
A．電負(fù)性：Z>X
B．最高正價(jià)：ZC．Q與M的化合物中可能含有非極性共價(jià)鍵
D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Z>Y
解析：選B。由題給信息推知：X、Y、Z、M、Q分別是Be或B、C、N、O、Na元素。同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增大，則電負(fù)性：N> Be或B，A項(xiàng)正確；N的最高正價(jià)為＋5，但O無最高正價(jià)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Na和O形成的Na2O2中O和O之間為非極性共價(jià)鍵，C項(xiàng)正確；非金屬性：N>C，故酸性：HNO3>H2CO3，D項(xiàng)正確。
4．(2023·河北石家莊期末)A、B、C、D、E五種主族元素的相關(guān)信息如表所示：
元素 信息
A 宇宙中最豐富的元素
B 基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為nsn－1npn＋1
C 能層數(shù)與B相同，且電負(fù)性比B大
D 元素的主族序數(shù)比周期序數(shù)大1，且第一電離能比同周期相鄰兩種元素都大
E 前四周期中電負(fù)性最小的元素
下列說法正確的是(　　)
A．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：D>B
B．E的單質(zhì)可將Cu從CuSO4溶液中置換出來
C．A的基態(tài)原子的電子云輪廓圖有兩種形狀
D．C的基態(tài)原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p5
解析：選D。A為宇宙中最豐富的元素，則推出A為H；B的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為nsn－1npn＋1，則n－1＝2，即n＝3，所以其價(jià)層電子排布式為3s23p4，推知B為S，C的能層數(shù)與B的相同，且電負(fù)性比B的大，則推知C為Cl，D的第一電離能比同周期相鄰兩種元素都大，則D位于第ⅡA族或第ⅤA族，又元素的主族序數(shù)比周期序數(shù)大1，則D只能位于第四周期第ⅤA族，則D是As，E為前四周期中電負(fù)性最小的元素，則E為K元素。
類型3　根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例3.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．W、Y對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性前者高 B．陰離子的還原性：W2－＞Q－
C．離子半徑：Y2－＞Z3＋ D．元素的電負(fù)性：Y>X
解析：選A。W、Y對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物分別為H2S和H2O，元素非金屬性越強(qiáng)，其簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性：O＞S，所以水的穩(wěn)定性比H2S高，故A錯(cuò)誤；S和Cl的非金屬性：S＜Cl，所以陰離子的還原性：S2－＞Cl－，故B正確；O2－和Al3＋核外電子排布相同，離子半徑隨核電荷數(shù)的增大而減小，所以離子半徑：O2－＞Al3＋，故C正確；同周期主族元素，從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，所以電負(fù)性：O>N，故D正確。
【方法指導(dǎo)】　元素周期表片斷結(jié)構(gòu)型推斷題解題思路
該類題目一般給出兩種信息：一是給出局部的元素周期表，展示出幾種不同元素的相對(duì)位置；二是給出某種元素的位置特征、原子結(jié)構(gòu)特征或由該元素形成的單質(zhì)或化合物的特殊性質(zhì)。解答此類題目時(shí)，要先根據(jù)給出的某種元素的特殊結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，確定該元素在周期表中的位置，然后以此為“坐標(biāo)原點(diǎn)”，根據(jù)其他元素與該元素的位置關(guān)系，進(jìn)而確定其他未知的元素。
【對(duì)點(diǎn)練】 5.(2023·深圳期末)元素周期表對(duì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，如圖是元素周期表短周期的一部分，下列說法正確的是(　　)
A．圖中四種元素電負(fù)性最大的是X
B．元素的第一電離能大小：Y>W
C.Y原子的價(jià)層電子排布式為1s22s22p63s23p4
D．Z單質(zhì)與X的簡(jiǎn)單氫化物能發(fā)生置換反應(yīng)
解析：選D。由圖可知，X、Z、W、Y分別為氧、氟、磷、硫元素。圖中四種元素電負(fù)性最大的是Z，A錯(cuò)誤；元素的第一電離能大小：Y6．(2023·廣東名校聯(lián)考)R、X、Y、Z四種元素位于周期表前四周期，圖中粗實(shí)線為金屬與非金屬的分界線。下列說法正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Y>X B．電負(fù)性：X>R>Z
C．第一電離能：R＜X D．Y單質(zhì)與R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物不反應(yīng)
解析：選B。圖為周期表前四周期的一部分，應(yīng)該為二、三、四周期，粗實(shí)線為金屬與非金屬的分界線，所以Y應(yīng)該為第三周期第ⅢA族元素Al，依此類推R為N，X為O，Z為As。O2－和Al3＋核外具有相同的電子數(shù)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越少離子半徑越大，所以 O2－>Al3＋，即YN>As，即X>R>Z，B正確；N元素的2p軌道是半充滿，比較穩(wěn)定，所以第一電離能比氧大，即R>X，C錯(cuò)誤； R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是HNO3，硝酸與鋁可以反應(yīng)，D錯(cuò)誤。
類型4　根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例4.(2023·湖南師大附中模擬)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的位于兩個(gè)短周期的主族元素，Y、W原子核外未成對(duì)電子數(shù)相同，Z與X的簡(jiǎn)單化合物很容易液化，X、Z核外最外層電子數(shù)之和等于W核外最外層電子數(shù)。四種元素能組成一種治療痛風(fēng)癥的藥物M，M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．元素的第一電離能：W>Z>Y
B．X、Z、W三種元素形成的化合物只能是共價(jià)化合物
C．M分子中，X、Y、Z、W四種原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D．Y與X、W形成的化合物有可能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
解析：選D。X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的位于兩個(gè)短周期的主族元素，結(jié)合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分析，X只連接一根單鍵，所以X為H元素；Y連接4根鍵，所以Y為C元素；又Z與X的簡(jiǎn)單化合物很容易液化，且Z連接3根鍵，所以Z為N元素；X、Z核外最外層電子數(shù)之和等于W核外最外層電子數(shù)，則W核外最外層電子數(shù)為6，所以W為O元素。Y、Z、W分別為C、N、O元素，因?yàn)镹元素2p軌道為半充滿，則第一電離能大小排序?yàn)镹>O>C，所以元素的第一電離能：Z>W>Y，A錯(cuò)誤； X、Z、W三種元素可形成化合物NH4NO3，是離子化合物，B錯(cuò)誤；M分子中，C、N、O原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但氫原子滿足2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；Y與X、W形成的化合物可為C、H、O的有機(jī)物，如草酸、乙醇等都能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)使其褪色，D正確。
【方法指導(dǎo)】　注意陌生物質(zhì)中各原子的成鍵情況和化合價(jià)等信息
①化學(xué)鍵信息：如能形成4個(gè)共價(jià)鍵的元素為C、Si，能形成2個(gè)共價(jià)鍵的元素為O、S，能形成1個(gè)共價(jià)鍵的元素為H。
②根據(jù)形成的簡(jiǎn)單陰、陽離子可確定原子的最外層電子數(shù)，如X2＋和Y2－，即X、Y原子最外層電子數(shù)分別為2和6。
③化合價(jià)信息：化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，結(jié)合某些常見元素的化合價(jià)或化學(xué)鍵等，可確定未知元素的化合價(jià)，間接確定最外層電子數(shù)目。
【對(duì)點(diǎn)練】 7.(2023·天津聯(lián)考二模)已知A、B、C、D、E是五種短周期主族元素，其原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系如圖1所示，且A、B、C、D形成的化合物X如圖2所示，C與E同主族。下列說法正確的是(　　)
A．形成的簡(jiǎn)單離子半徑：D>C B．化合物X在高溫下穩(wěn)定性較強(qiáng)
C．第一電離能：C>E D．A、C形成化合物的沸點(diǎn)高于A、B形成化合物的沸點(diǎn)
解析：選C。A、B、C、D、E是五種短周期主族元素且原子序數(shù)依次增大，化合物X中元素D形成＋1價(jià)陽離子，而D的原子序數(shù)大于A、B、C，可知D為Na元素；結(jié)合A的原子半徑小于B、C，可知A為H元素；由原子序數(shù)可知B、C處于第二周期，化合物X中C可以形成2個(gè)共價(jià)鍵、B形成4個(gè)共價(jià)鍵，故B為C元素、C為O元素；而C與E同主族，則E為S元素。
8．(2024·福建龍巖模擬)某種鋰鹽的結(jié)構(gòu)如圖所示，其陰離子由W、X、Y、Z四種同周期主族元素構(gòu)成，X原子的最外層電子數(shù)是W原子的次外層電子數(shù)的3倍，化合物中除Li＋外其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
A．W位于第二周期第ⅣA族 B．原子半徑：Z>X>Y
C．元素電負(fù)性：Y>Z>X D．最高化合價(jià)：Y>Z>W
解析：選B。陰離子結(jié)構(gòu)中，W形成3個(gè)共價(jià)鍵和1個(gè)配位鍵，X形成2個(gè)共價(jià)鍵，Y形成1個(gè)共價(jià)鍵，Z形成4個(gè)共價(jià)鍵，W、X、Y、Z為四種同周期主族元素，X原子的最外層電子數(shù)是W原子的次外層電子數(shù)的3倍，化合物中除Li＋外其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則W為B元素、X為O元素、Y為F元素、Z為C元素。硼元素位于元素周期表第二周期第ⅢA族，A錯(cuò)誤；同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，則原子半徑的大小順序?yàn)镃>O>F，B正確；同周期元素，從左到右非金屬性依次增強(qiáng)，電負(fù)性依次增大，則電負(fù)性的大小順序?yàn)镕>O>C，C錯(cuò)誤；氟元素的非金屬性最強(qiáng)，無正化合價(jià)，D錯(cuò)誤。
9．(2024·九省新高考適應(yīng)性考試)某含銅催化劑的陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基態(tài)X原子的價(jià)電子排布式為nsnn pn。下列說法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．該陰離子中銅元素的化合價(jià)為＋3
B．元素電負(fù)性：XC．基態(tài)原子的第一電離能：XD．W、X、Y、Z均位于元素周期表的p區(qū)
解析：選D。由基態(tài)X原子的價(jià)電子排布式為nsnn pn可知n＝2，X為C，W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，結(jié)合圖示，即W為H，Y為N，Z為F。由圖可知，該陰離子為[Cu(CF3)3CH2CN]－，其中銅元素的化合價(jià)為＋3，A正確；同周期元素，從左往右電負(fù)性逐漸增大，即元素電負(fù)性：X(C)＜Y(N)＜Z(F)，B正確；同周期元素，從左往右第一電離能總體逐漸增強(qiáng)，但部分原子由于半充滿結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，其第一電離能較高，即基態(tài)原子的第一電離能：X(C)鞏固練習(xí)二
選擇題(每題5分，共5題，共25分)
1. (2023·湖北中師大附中模擬)已知前四周期元素X、Y、Q、R、Z和W在周期表中的位置如圖所示，其中Z位于ds區(qū)，基態(tài)W原子的價(jià)電子中在不同形狀的原子軌道中運(yùn)動(dòng)的電子數(shù)相等。下列說法正確的是(　　)
A．最高正化合價(jià)：X＝Q＜Y＝R
B．基態(tài)Z原子的價(jià)電子排布為3d104s1
C．X和Q的第一電離能都高于同周期相鄰元素
D．R最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物不能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)
解析：選C。基態(tài)W原子的價(jià)電子中，在不同形狀的原子軌道中運(yùn)動(dòng)的電子數(shù)相等，其價(jià)電子排布式為4s24p2，則W為Ge元素；其中Z位于ds區(qū)，根據(jù)相對(duì)位置，則Z是Zn元素，根據(jù)元素相對(duì)位置，可知X是N，Y是O，Q是P，R是S元素。一般元素的最高正化合價(jià)與族序數(shù)相等，等于原子最外層電子數(shù)，同一主族元素的最高正化合價(jià)相等，但O元素沒有與族序數(shù)相等的最高化合價(jià)，所以元素的最高正化合價(jià)關(guān)系為：Y＜X＝Q＜R，A錯(cuò)誤；Z是Zn元素，根據(jù)構(gòu)造原理可知基態(tài)Zn原子的價(jià)電子排布為3d104s2，B錯(cuò)誤；一般情況下同一周期元素的第一電離能隨原子序數(shù)的增大而增大，但第ⅡA、ⅤA族元素例外，X是N，Q是P，二者屬于第ⅤA族元素，第一電離能都大于同周期相鄰元素，C正確； R是S，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SO4，最低價(jià)氫化物是H2S，濃H2SO4具有強(qiáng)的氧化性，會(huì)與具有還原性的H2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。
2．(2023·江蘇鎮(zhèn)江一中一模)前四周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的3倍；在同周期元素中，第一電離能數(shù)值比Y大的元素有2種；Z是金屬性最強(qiáng)的短周期元素；W元素基態(tài)原子最外層只有2個(gè)電子，且內(nèi)層軌道均排滿電子。下列說法中正確的是(　　)
A．Y在周期表中位于第二周期第ⅥA族 B．電負(fù)性大小：ZC．X的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性比Y的強(qiáng) D．W元素在元素周期表中的s區(qū)
解析：選B。基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的3倍，則X的電子排布為1s22s1或1s22s22p2，X為L(zhǎng)i或C。Z是金屬性最強(qiáng)的短周期元素，Z為Na。在同周期元素中，第一電離能數(shù)值比Y大的元素有2種，Y為N。W元素基態(tài)原子最外層只有2個(gè)電子，且內(nèi)層軌道均排滿，W可能為Mg或Zn。Y為第二周期第ⅤA族，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同周期從左往右電負(fù)性增強(qiáng)，同族元素從下往上電負(fù)性增強(qiáng)，則電負(fù)性Z3．X、Y、Z、W、P、Q為短周期元素，其中Y的原子序數(shù)最小，它們的最高正價(jià)與原子半徑關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．Y在元素周期表中位于p區(qū)
B．第一電離能：Z>P>Q>X
C．氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Q>P>Z
D．電負(fù)性：Q>P>Z
解析：選D。由題干圖示信息可知，X為＋1價(jià)，原子半徑最大，故X為Na，Y為＋2價(jià)，原子序數(shù)最小，Y為Be，Z為＋4價(jià)，原子半徑大于Y，故Z為Si，W為＋5價(jià)，原子半徑小于Y，W為N，P為＋6價(jià)，則P為S，Q為＋7價(jià)，則Q為Cl。Y為Be，故Y在元素周期表中位于s區(qū)，A錯(cuò)誤； 同一周期元素，從左往右第一電離能呈增大趨勢(shì)，故第一電離能Cl＞S＞Si＞Na即Q>P>Z>X，B錯(cuò)誤；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性為HClO4＞H2SO4＞H2SiO3即Q>P>Z，但不是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性則無此規(guī)律，如H2SO4＞HClO，C錯(cuò)誤；同周期元素，隨原子序數(shù)的增大電負(fù)性增強(qiáng)，電負(fù)性：Cl>S>Si，即Q>P>Z，D正確。
4．(2024·廣東廣州模擬)短周期元素原子組成的某種分子的結(jié)構(gòu)式如圖所示。X原子的核外電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：W、Y、Z位于同一周期，Z元素原子中p軌道所含電子數(shù)與s軌道相等。E與W有相同數(shù)目的價(jià)電子。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．電負(fù)性：XB．簡(jiǎn)單陰離子半徑：WC．元素Y、Z形成氫化物，其鍵能Y—H>Z—H，故對(duì)應(yīng)氫化物沸點(diǎn)為：Y>Z
D．同主族元素中，W形成的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定
解析：選C。由題干信息可知，各元素都是短周期元素，其中X原子的核外電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則X為H元素；Z元素原子中p軌道所含電子數(shù)與s軌道相等，核外電子排布式為1s22s22p4或1s22s22p63s2，分子結(jié)構(gòu)式中Z形成2個(gè)共價(jià)鍵，故Z為O元素；W、Y、Z(氧)位于同一周期，即W、Y處于第二周期，分子結(jié)構(gòu)中Y形成4個(gè)共價(jià)鍵、W形成1個(gè)共價(jià)鍵，故Y為C元素、W為F元素；E與W(氟)有相同數(shù)目的價(jià)電子，則E為Cl元素。
5．室溫下某離子液體的結(jié)構(gòu)如圖所示(Me、Bu分別表示甲基、丁基)，其組成元素中X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，X的第一電離能大于同周期相鄰元素，Y、Z元素原子的p軌道各有1個(gè)未成對(duì)電子。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．X、Y的簡(jiǎn)單氫化物都能與鹽酸反應(yīng)
B．X、Z的最高價(jià)氧化物的水化物都是一元強(qiáng)酸
C．原子半徑：YD．[YZ4]－中的中心原子采取sp3雜化
解析：選C。X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，由[YZ4]－可知Y為＋3價(jià)、Z為－1價(jià)，Y、Z元素原子的p軌道各有1個(gè)未成對(duì)電子，則Y、Z為Al、Cl；X的第一電離能大于同周期相鄰元素，則其核外電子為全滿或半滿狀態(tài)，X能形成3個(gè)化學(xué)鍵，X是N。NH3、AlH3都能與鹽酸反應(yīng)，A項(xiàng)正確；X、Z的最高價(jià)氧化物的水化物為HNO3、HClO4，都是一元強(qiáng)酸，B項(xiàng)正確；同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，原子半徑：Al>Cl，C項(xiàng)錯(cuò)誤；[AlCl4]－中的中心原子Al有4個(gè)成鍵電子對(duì)，無孤電子對(duì)，采取sp3雜化，D項(xiàng)正確。
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第24講　元素周期表　元素周期律
【備考目標(biāo)】　1.認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系。2.結(jié)合有關(guān)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)呈周期性變化的規(guī)律，構(gòu)建元素周期律。3.知道元素周期表的結(jié)構(gòu)，了解同周期和同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。4.認(rèn)識(shí)原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。5.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征，了解元素周期律(表)的應(yīng)用價(jià)值。
考點(diǎn)1　元素周期表的結(jié)構(gòu)
1.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系
(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系
原子的最大能層數(shù)＝周期序數(shù)
(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系
①主族元素的價(jià)層電子排布特點(diǎn)
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特點(diǎn) ns1 ； ； ；
主族 ⅤA ⅥA ⅦA －
排布特點(diǎn) ； ； ； －
②0族元素的價(jià)層電子排布：He為1s2；其他為ns2np6。
③過渡元素(副族)的價(jià)層電子排布：(n－1)d1～10ns1～2(除Pd外)。
2.元素周期表的分區(qū)
(1)按元素種類分區(qū)
①分界線：沿著元素周期表中 與 的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。
②各區(qū)位置：分界線左下方為 ，分界線右上方為 。
③分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn) 的性質(zhì)，又表現(xiàn) 的性質(zhì)。
(2)按價(jià)層電子排布分區(qū)
①元素周期表分區(qū)簡(jiǎn)圖
②各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及價(jià)層電子的排布特點(diǎn)
分區(qū) 價(jià)層電子排布 元素性質(zhì)特點(diǎn)
s區(qū) ns1～2 除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)
p區(qū) ns2np1～6(除He外) 通常是最外層電子參與反應(yīng)(0族除外)
d區(qū) (n－1)d1～9ns1～2(除Pd外) d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成
ds區(qū) (n－1)d10ns1～2 金屬元素
f區(qū) (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近，錒系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近
3.元素周期表的應(yīng)用
(1)科學(xué)預(yù)測(cè)：為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供線索。
(2)尋找新材料
①半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。
②農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素( )
(2)正三價(jià)陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第ⅧB族( )
(3)包含元素種數(shù)最多的族是第ⅠA族( )
(4)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是第ⅡA族元素( )
(5)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分別為C、Si和O、S( )
(6)價(jià)層電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素( )
題組練習(xí)
一、元素周期表的結(jié)構(gòu)
1.元素周期表共有18個(gè)縱列，從左到右排為1～18列，即堿金屬為第1列，稀有氣體元素為第18列。按這種規(guī)定，下列說法正確的是(　　)
A．第9列元素中沒有非金屬元素
B．只有第2列的元素原子最外層電子排布式為ns2
C．第四周期第9列的元素是鐵元素
D．第10、11列為ds區(qū)
2.根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)，確定下列指定元素的原子序數(shù)。
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序數(shù)分別為m、n，則m、n的關(guān)系可能是__________________________________________________________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能是____________________________________。
(3)若A、B是相鄰周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分別有m種和n種元素，A的原子序數(shù)為x，B的原子序數(shù)為y，則x、y的關(guān)系為_________________________。
(4)下列各表為元素周期表中的一部分，表中數(shù)字為原子序數(shù)，其中M的原子序數(shù)為37的是________(填字母)。
【方法指導(dǎo)】　同周期主族元素原子序數(shù)差的關(guān)系
①短周期元素原子序數(shù)差＝族序數(shù)差。
②長(zhǎng)周期元素，兩元素分布在過渡元素同側(cè)時(shí)，原子序數(shù)差＝族序數(shù)差；兩元素分布在過渡元素兩側(cè)時(shí)，第四或五周期元素：原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋10，第六或七周期元素：原子序數(shù)差＝族序數(shù)差＋24。
二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
3.下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述正確的是(　　)
A．原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素一定是主族元素
B．基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的價(jià)層電子排布式為3d3～74s2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族
D．基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素一定是主族元素
4.在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)價(jià)層電子排布相似的元素集中在一起。據(jù)此，人們將元素周期表分為五個(gè)區(qū)，并以最后填入電子的能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)，如圖所示。
(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)層電子的電子云形狀為________。
(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，常見離子的電子排布式為_______________________________，其中較穩(wěn)定的是________(填離子符號(hào))。
(3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)層電子排布式為___________________________。
(4)在p區(qū)中，第二周期第ⅤA族元素原子價(jià)層電子的軌道表示式為______________________。
(5)當(dāng)今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們?cè)赺_______區(qū)中。
三、元素周期表的應(yīng)用
5.部分元素在周期表中的分布如圖所示(虛線為金屬元素與非金屬元素的分界線)，下列說法不正確的是(　　)
A．B只能得電子，不能失電子
B．原子半徑：Ge＞Si
C．As可作為半導(dǎo)體材料
D．Po位于第六周期第ⅥA族
6.有A、B、C、D、E、F、G七種不同元素，除E為第四周期元素外其余均為短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s區(qū)，其余元素位于p區(qū)，A、E原子的價(jià)層電子排布相同，A的原子中沒有成對(duì)電子；B元素基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；C元素原子的價(jià)層電子排布式為nsnnpn＋1；D元素單質(zhì)的氧化性在同周期主族元素的單質(zhì)中排第二位；F的基態(tài)原子核外成對(duì)電子數(shù)是單電子數(shù)的3倍；G的基態(tài)原子占據(jù)兩種形狀的原子軌道，且兩種形狀軌道中的電子總數(shù)均相同。回答下列問題：
(1)寫出下列元素的符號(hào)：D______，G______。
(2)E元素位于周期表第________族。
(3)寫出C元素的基態(tài)電子排布式：___________________________________________。
(4)B元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為______________________________________。
(5)基態(tài)A原子中含有的未成對(duì)電子數(shù)為________。
考點(diǎn)2　元素周期律
1.元素周期律
【提醒】　注意元素的性質(zhì)與物質(zhì)的性質(zhì)不同，例如氧元素的性質(zhì)指的是氧原子的性質(zhì)，而氧氣的物理性質(zhì)是大量氧分子體現(xiàn)的，氧氣的化學(xué)性質(zhì)是氧分子體現(xiàn)的。
2.元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到右) 同主族(從上到下)
原子結(jié)構(gòu) 電子層數(shù) ； 逐漸 ；
最外層電子數(shù) 依次增大 ；
粒子半徑 原子半徑 逐漸 （稀有氣體元素除外） 逐漸 ；
離子半徑 陽離子半徑逐漸 ，陰離子半徑逐漸 ，陽離子半徑 陰離子半徑 逐漸 ；
元素的性質(zhì) 金屬性 逐漸 ； 逐漸 ；
非金屬性 逐漸 ； 逐漸 ；
主要化合價(jià) 一般地，最高正價(jià)： → ，負(fù)化合價(jià)： → ； 最高正化合價(jià)＝ (O、F除外)
第一電離能 呈 趨勢(shì)，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素出現(xiàn)反常 逐漸 ；
電負(fù)性 逐漸 ； 逐漸 ；
化合物性質(zhì) 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物 酸性逐漸 ，堿性逐漸 酸性逐漸 ，堿性逐漸 ；
氣態(tài)氫化物 穩(wěn)定性逐漸 ，還原性逐漸 穩(wěn)定性逐漸 ，還原性逐漸 ；
離子的氧化性、還原性 陽離子氧化性逐漸 ，陰離子還原性逐漸 ； 陽離子氧化性逐漸 ，陰離子還原性逐漸 ；
魯科選擇性必修1·電子親和能
元素的氣態(tài)原子(或離子)獲得一個(gè)電子所放出的能量稱為電子親和能。習(xí)慣上規(guī)定，體系放出能量時(shí)電子親和能為正，體系吸收能量時(shí)電子親和能為負(fù)。電子親和能的大小反映了氣態(tài)原子獲得電子成為氣態(tài)陰離子的難易程度。
無論在同一周期中還是在同一族中，元素的電子親和能沒有表現(xiàn)出簡(jiǎn)單的變化規(guī)律。
3.對(duì)角線規(guī)則
在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，這種相似性被稱為對(duì)角線規(guī)則。如：
4.元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法
(1)金屬性強(qiáng)弱的判斷
本質(zhì) 原子越易失電子，金屬性越強(qiáng)(與原子失電子數(shù)目無關(guān))
判斷方法 在金屬活動(dòng)性順序中越 ，金屬性越強(qiáng)
單質(zhì)與水或非氧化性酸反應(yīng)制取氫氣越 ，金屬性越強(qiáng)
單質(zhì) 越強(qiáng)或陽離子 越弱，金屬性越強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的 越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)
若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，則Y比X的金屬性強(qiáng)
元素在周期表中的位置：左邊或下方元素的金屬性強(qiáng)
(2)非金屬性強(qiáng)弱的判斷
本質(zhì) 原子越易得電子，非金屬性越強(qiáng)(與原子得電子數(shù)目無關(guān))
判斷方法 與H2化合越容易， 越穩(wěn)定，非金屬性越強(qiáng)
單質(zhì)氧化性越強(qiáng)或陰離子 越弱，非金屬性越強(qiáng)
最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的 越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)
元素在周期表中的位置：右邊或上方元素的非金屬性強(qiáng)
魯科選擇性必修1·金屬的活動(dòng)性順序與金屬元素電離能的大小順序不一致的原因
金屬活動(dòng)性順序表示從K到Au，在水溶液中，金屬單質(zhì)中的原子失去電子越來越困難。金屬元素的電離能是金屬元素原子(或離子)在氣態(tài)時(shí)活潑性的量度。
因?yàn)榻饘倩顒?dòng)性順序與電離能所對(duì)應(yīng)的條件不同，所以二者不可能完全一致。例如，鈉元素的第一電離能為496 kJ·mol－1，鈣元素的第一電離能和第二電離能分別為590 kJ·mol－1、1 145 kJ·mol－1，表明氣態(tài)鈉原子比氣態(tài)鈣原子更容易失去電子，鈉比鈣更活潑。但是，因?yàn)樵谛纬伤想x子時(shí)Ca2＋放出的能量遠(yuǎn)比Na＋放出的多，所以在水溶液里鈣原子比鈉原子更容易失去電子，即在金屬活動(dòng)性順序中鈣排在鈉的前面。
【基點(diǎn)判斷】(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)金屬元素的電負(fù)性一定小于非金屬元素的電負(fù)性( )
(2)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能( )
(3)第一電離能大的元素金屬性也強(qiáng)( )
(4)主族元素的電負(fù)性越大，元素原子的第一電離能一定越大( )
(5)非金屬氣態(tài)氫化物熔、沸點(diǎn)越高，非金屬性越強(qiáng)( )
(6)元素的非金屬性越強(qiáng)，其含氧酸的酸性越強(qiáng)( )
(7)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，簡(jiǎn)單離子的半徑也逐漸減小( )
題組練習(xí)
一、元素周期律的綜合應(yīng)用
1.比較下列微粒半徑的大小(用“＞”或“＜”填空)：
(1)Si________N________F。(2)Li________Na________K。(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋。
(4)F－________Cl－________Br－。(5)Cl－________O2－________Na＋。(6)H－________Li＋________H＋。
【方法指導(dǎo)】　微粒半徑大小比較的思路
2.(2023·山東青島一中期中)下列關(guān)于元素周期表和元素周期律的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．第二周期元素從Li到F，非金屬性逐漸增強(qiáng)
B．同一周期主族元素從左到右，電負(fù)性逐漸減小
C．第三周期的元素：P、S、Cl的最高正化合價(jià)依次增大
D．大多數(shù)主族元素呈現(xiàn)的最高正化合價(jià)，其數(shù)值等于該元素原子的最外層電子數(shù)
3.A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素，A元素原子核外的電子只有1種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B、C元素位于第二周期，且原子半徑：B>C，C元素與D元素同主族，E、F元素的電離能數(shù)據(jù)如表所示。請(qǐng)回答下列問題：
元素 電離能/(kJ·mol－1)
I1 I2 I3 I4
E 418.8 3 052 4 420 5 877
F 578 1 817 2 745 11 575
(1)E元素基態(tài)原子的電子排布式為______________________。
(2)D、E、F元素的簡(jiǎn)單離子半徑大小順序?yàn)開_______________(用離子符號(hào)表示)。
(3)由題給信息判斷：Mg元素的第一電離能________(填“大于”或“小于”)578 kJ·mol－1。
(4)B、C、D三種元素中，________(填元素符號(hào))元素的氣態(tài)原子失去一個(gè)電子所需的能量最多。
二、電離能、電負(fù)性的變化規(guī)律及應(yīng)用
4.(2023·北京海淀二模)四種常見元素基態(tài)原子的結(jié)構(gòu)信息如下表。下列大小關(guān)系不一定正確的是(　　)
元素 X Y Z Q
結(jié)構(gòu)信息 有5個(gè)原子軌道填充有電子，有3個(gè)未成對(duì)電子 有8個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 2p能級(jí)上有2個(gè)電子 價(jià)層電子排布式為3d104s1
A.電負(fù)性：Y>X B．第一電離能：YQ D．最高價(jià)含氧酸的酸性： X>Z
5.(1)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_______________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是____________________________。
I1/(kJ·mol－1)
Li520 Be900 B801 Na496 Mg738 Al578
(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)________(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是_________________________________________________。
(3)元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu＝1 958 kJ·mol－1，INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu＞INi的原因是________________________________________________________________________。
【答題模板】　電離能規(guī)范答題的兩個(gè)類型
(1)電離能與原子結(jié)構(gòu)
答題策略：從原子核對(duì)最外層電子的吸引力來判斷。
答題模板：A原子比B原子的半徑大，且A原子的核電荷數(shù)比B原子的小，所以A原子對(duì)最外層電子的吸引力小于B，故第一電離能A小于B。
(2)電離能與半充滿、全充滿
答題策略：能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)和半充滿(p3、d5、f7)時(shí)，比較穩(wěn)定，難失電子。
答題模板：A原子的價(jià)層電子排布式為×××，處于半充滿(或全充滿)狀態(tài)，比較穩(wěn)定，難失電子，×××電離能大。
三、實(shí)驗(yàn)探究元素金屬性、非金屬性的遞變規(guī)律
6.研究性學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究碳、硅元素非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)儀器A的名稱為____________。
(2)問題探究：[已知酸性：亞硫酸(H2SO3)>碳酸(H2CO3)]
①裝置E中酸性KMnO4溶液的作用是______________________。
②能說明碳元素的非金屬性比硅元素的強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________________________________。
③該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明S的非金屬性強(qiáng)于C的非金屬性？________(填“能”或“不能”)，理由是______________________________________________________。
高考真題
1．(2024·江蘇卷，1，3分)我國(guó)探月工程取得重大進(jìn)展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸鹽，下列元素位于元素周期表第二周期的是( )
A．O B．P C．Ca D．Fe
2．(2024·北京卷，12，3分)下列依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)作出的推斷中，不正確的是( )
A．依據(jù)相同溫度下可逆反應(yīng)的Q與K大小的比較，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的方向
B．依據(jù)一元弱酸的Ka，可推斷它們同溫度同濃度稀溶液的大小
C．依據(jù)第二周期主族元素電負(fù)性依次增大，可推斷它們的第一電離能依次增大
D．依據(jù)F、Cl、Br、I的氫化物分子中氫鹵鍵的鍵能，可推斷它們的熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱
3．(2024·北京卷，1，3分)我國(guó)科研人員利用激光操控方法，從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)同位素41Ca的靈敏檢測(cè)。的半衰期(放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間)長(zhǎng)達(dá)10萬年，是14C的17倍，可應(yīng)用于地球科學(xué)與考古學(xué)。下列說法正確的是( )
20 鈣40.08
A．41Ca的原子核內(nèi)有21個(gè)中子
B．41Ca的半衰期長(zhǎng)，說明41Ca難以失去電子
C．41Ca衰變一半所需的時(shí)間小于14C衰變一半所需的時(shí)間
D．從Ca原子束流中直接俘獲41Ca原子的過程屬于化學(xué)變化
4．(2024·甘肅卷，5，3分)X、Y、Z、W、Q為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為18。Y原子核外有兩個(gè)單電子，Z和Q同族，Z的原子序數(shù)是Q的一半，W元素的焰色試驗(yàn)呈黃色。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．X、Y組成的化合物有可燃性 B．X、Q組成的化合物有還原性
C．Z、W組成的化合物能與水反應(yīng) D．W、Q組成的化合物溶于水呈酸性
5．(2024·全國(guó)甲卷，5，3分)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大短周期元素。W和X原子序數(shù)之和等于的核外電子數(shù)，化合物W+[ZY6]-可用作化學(xué)電源的電解質(zhì)。下列敘述正確的是( )
A．X和Z屬于同一主族 B．非屬性：
C．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性： D．原子半徑：
6．(2024·廣東卷，12，3分)一種可為運(yùn)動(dòng)員補(bǔ)充能量的物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)式如圖。已知R、W、Z、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z和Y同族，則( )
A．沸點(diǎn)：ZR3＜YR3 B．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：Z＜W
C．第一電離能：Z＜X＜W D．ZX3-和WX32-空間結(jié)構(gòu)均為平面三角形
7．(2024·湖北卷，9，3分)主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價(jià)電子數(shù)相等，Z的價(jià)電子所在能層有16個(gè)軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是( )
A．電負(fù)性：W＞Y B．酸性：W2YX3＞W(wǎng)2YX4
C．基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)：W＞X D．氧化物溶于水所得溶液的pH ：Z＞Y
8．(2023·全國(guó)卷甲)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：X>W B．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：XC．Y與X可形成離子化合物 D．Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸
9．(2023·全國(guó)卷乙)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡(jiǎn)單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)
A．X的常見化合價(jià)有－1、－2 B．原子半徑大小為Y>X>W
C．YX的水合物具有兩性 D．W單質(zhì)只有4種同素異形體
10．(2023·浙江6月選考)X、Y、Z、W四種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大。X、Y與Z位于同一周期，且只有X、Y元素相鄰。X基態(tài)原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子，W原子在同周期中原子半徑最大。下列說法不正確的是(　　)
A．第一電離能：Y＞Z＞X
B．電負(fù)性：Z＞Y＞X＞W(wǎng)
C．Z、W原子形成稀有氣體電子構(gòu)型的簡(jiǎn)單離子的半徑：W＜Z
D．W2X2與水反應(yīng)生成產(chǎn)物之一是非極性分子
11．(2023·湖北高考)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相鄰，W的核外電子數(shù)與X的價(jià)層電子數(shù)相等，Z2是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)，4種元素可形成離子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列說法正確的是(　　)
A．分子的極性：WZ312．.(2023·湖南高考)日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)元素，W為金屬元素。基態(tài)X原子s軌道上的電子數(shù)和p軌道上的電子數(shù)相等，基態(tài)X、Y、Z原子的未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶1∶3。下列說法正確的是(　　)
A．電負(fù)性：X>Y>Z>W B．原子半徑：XC．Y和W的單質(zhì)都能與水反應(yīng)生成氣體 D．Z元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物具有強(qiáng)氧化性
13．(2023·遼寧高考)某種鎂鹽具有良好的電化學(xué)性能，其陰離子結(jié)構(gòu)如圖所示。W、X、Y、Z、Q是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素，W、Y原子序數(shù)之和等于Z，Y原子價(jià)電子數(shù)是Q原子價(jià)電子數(shù)的2倍。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A． W與X的化合物為極性分子 B．第一電離能：Z>Y>X
C．Q的氧化物是兩性氧化物 D．該陰離子中含有配位鍵
鞏固練習(xí)一
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．已知元素原子的下列結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，能確定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B．某元素在某種化合物中的化合價(jià)為＋4
C．某元素的原子最外層電子數(shù)為6
D．某元素的價(jià)層電子排布式為5s25p1
2．下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)及元素周期表的說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．第ⅡA族元素基態(tài)原子最外層電子排布均為ns2
B.第三、四周期同主族元素的原子序數(shù)均相差8
C．第四周期第ⅡA族與第ⅢA族元素的原子序數(shù)相差11
D．基態(tài)原子3d軌道上有5個(gè)電子的元素位于第ⅥB族或第ⅦB族
3．(人教選擇性必修2 P28T2)對(duì)Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　)
A．金屬性：Na>Mg>Al B．第一電離能：NaMg>Al
4．(人教選擇性必修2 P28T4)下列曲線表示鹵族元素或其單質(zhì)性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是(　　)
5．(2023·廣西玉林期末)下表為某短周期元素R的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2、I3、I4、I5……表示，單位kJ·mol－1)。下列關(guān)于元素R的判斷不正確的是(　　)
I1 I2 I3 I4 I5 ……
738 1 451 7 733 10 540 13 630 ……
A.R元素位于元素周期表的第ⅡA族
B．R元素同周期相鄰元素的第一電離能均小于738 kJ/mol
C．R元素位于元素周期表的s區(qū)
D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p2
6．(2023·江蘇南京二模)反應(yīng)Na2HPO4＋NH3·H2O＋MgCl2===NH4MgPO4↓＋2NaCl＋H2O可用于處理含磷廢水，下列說法正確的是(　　)
A．半徑大小：r(Na＋)>r(Mg2＋) B．酸性強(qiáng)弱：H3PO4>HClO4
C．電離能大小：I1(O)>I1(N) D．電負(fù)性大小：χ(H)>χ(N)
7．(2023·天津河?xùn)|二模)現(xiàn)有三種元素基態(tài)原子的電子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正確的是(　　)
A．最高價(jià)含氧酸的酸性：③>①>② B．原子半徑：③>②>①
C．第一電離能：①>②>③ D．電負(fù)性：③>②>①
8．元素X、Y、Z在周期表中的相對(duì)位置如圖所示。已知Y元素原子的價(jià)層電子排布式為ns(n－1)np(n＋1)，則下列說法不正確的是(　　)
A．Y元素原子的價(jià)層電子排布式為4s24p4
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素位于元素周期表的p區(qū)
D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
9．(2024·河北模擬預(yù)測(cè))常溫下，W、X、Y、Z四種短周期主族元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物溶液的pH(濃度均為0.01 mol·L－1)和原子半徑、原子序數(shù)的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Z>Y>X>W B．第一電離能：Z>Y>W
C．Z的單質(zhì)具有強(qiáng)氧化性和漂白性 D．W、Y、Z都可能形成18e－的氫化物分子
10．已知X、Y是短周期的兩種主族元素，下列有關(guān)比較或說法中一定正確的是(　　)
選項(xiàng) 條件 結(jié)論
A 若原子半徑：X>Y 原子序數(shù)：XB 化合物XnYm中X顯負(fù)價(jià) 元素的電負(fù)性：X>Y
C 若價(jià)層電子數(shù)：X>Y 最高正價(jià)：X>Y
D 若X、Y最外層電子數(shù)分別為1、7 X、Y之間一定能形成離子鍵
二、非選擇題(共2題，共40分)
11．(24分)(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為__________________，3d能級(jí)上的未成對(duì)電子數(shù)為________；C、N、O的第一電離能由大到小的順序?yàn)開_______；H、O、S電負(fù)性由大到小的順序是________。B和N相比，電負(fù)性較大的是______；BN中B元素的化合價(jià)為________；從電負(fù)性角度分析，C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)開_______________。(7分)
(2)O、Na、P、Cl四種元素中電負(fù)性最大的是________(填元素符號(hào))，其中P原子的核外電子排布式為________________。(2分)
(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價(jià)層電子中的未成對(duì)電子有3個(gè)，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個(gè)電子，但次外層有18個(gè)電子。b、c、d中第一電離能最大的是______(填元素符號(hào))，e的價(jià)層電子軌道表示式為__________________。(4分)
(4)①N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下，則該元素是______(填寫元素符號(hào))。(1分)
電離能 I1 I2 I3 I4 ……
In/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578 ……
②Ge的最高價(jià)氯化物的分子式是______。(1分)
③Ge元素可能的性質(zhì)或應(yīng)用有________。(2分)
A．是一種活潑的金屬元素 B．其電負(fù)性大于硫
C．其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料 D．其最高價(jià)氯化物的沸點(diǎn)低于其溴化物的沸點(diǎn)
(5)下圖表示碳、硅和磷元素的四級(jí)電離能變化趨勢(shì)，其中表示磷的曲線是________(填字母)。(2分)
(6)Ni是元素周期表中第28號(hào)元素，第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性小的元素是________。(2分)
(7)硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多種化合物。
①基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式為_____________________________________。(1分)
②鍺、砷、硒的第一電離能大小排序?yàn)開___________________。(2分)
12．(16分)(2023·河南焦作模擬)下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分別代表一種元素。試回答下列問題：
(1)請(qǐng)寫出n元素基態(tài)原子的電子排布式：__________________。(2分)
(2)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：
元素 o p
電離能/(kJ·mol－1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個(gè)電子比氣態(tài)p2＋再失去一個(gè)電子難，其原因是________________________________________________________________________。(2分)
(3)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序排列如圖(Ⅰ)所示，其中電負(fù)性最大的是________(填圖中的序號(hào))。(3分)
(4)上述周期表中所列的某主族元素的電離能情況如圖(Ⅱ)所示，則該元素是________(填元素符號(hào))。(2分)
(5)基態(tài)i原子核外電子云有______種不同的伸展方向，共有______種不同能級(jí)的電子，有______種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(3分)
(6)第四周期元素中基態(tài)原子最外層僅有1個(gè)電子的有______________，第四周期中，3d軌道半充滿的元素符號(hào)是__________。(4分)
熱點(diǎn)題型(五)　元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的相互推斷
元素“位、構(gòu)、性”關(guān)系的綜合考查是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。元素周期律能對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)進(jìn)行推理和預(yù)測(cè)，元素周期表更是直觀明了地顯示出所有化學(xué)元素間的位置、結(jié)構(gòu)關(guān)系。應(yīng)用元素周期律和元素周期表，既能推斷原子的結(jié)構(gòu)，又能預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)，如金屬性、非金屬性的變化，半徑的變化，同時(shí)還可進(jìn)行性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)考查，綜合考查學(xué)生抽象思維能力和邏輯思維能力。
類型1　根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化進(jìn)行元素推斷
例1.(2023·湖北恩施聯(lián)考)前20號(hào)元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，且處于四個(gè)不同的周期和四個(gè)不同的主族。A為Y元素組成的單質(zhì)；甲、乙、丙、丁、戊為上述四種元素中的兩種或三種元素組成的化合物；常溫下乙為液體。下列說法正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Z>Y
B．電負(fù)性：X>Y>W>Z
C．乙的熱穩(wěn)定性在其同主族元素最簡(jiǎn)單氫化物中最高，是因?yàn)橐曳肿又g能形成氫鍵
D.丁和戊中陰、陽離子的個(gè)數(shù)比均為1∶2
【對(duì)點(diǎn)練】 1.(2024·江西師大附中模擬)中國(guó)第一輛火星車“祝融號(hào)”成功登陸火星。探測(cè)發(fā)現(xiàn)火星上存在大量含氧橄欖石礦物(ZxW2－xRX4)。已知前四周期元素X、Y、Z、R、W的原子序數(shù)依次增大，Y的氫化物常用于雕刻玻璃，R元素的一種氧化物可制作光導(dǎo)纖維，W的合金材料是生活中用途最廣泛的金屬材料。基態(tài)Z原子核外s、p能級(jí)上電子總數(shù)相等。下列敘述正確的是(　　)
A．電負(fù)性：X>Y>R>W>Z B．RY4分子的鍵角為109°28′
C．簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性：X>Y D．熔點(diǎn)：ZY2>RX2
2．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，它們的原子最外層電子數(shù)總和等于Z的原子序數(shù)，由這四種元素組成的一種化合物M具有如下性質(zhì)，下列推斷正確的是(　　)
A．原子半徑：Z＞Y＞X＞W(wǎng) B．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Y＞X
C．簡(jiǎn)單陰離子的還原性：Z＞W(wǎng) D．W、Y、Z組成的化合物只含共價(jià)鍵
類型2　根據(jù)原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例2.(2024·湖南湘潭一中模擬)X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等，W原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層的3倍，R的原子半徑是該周期主族元素中最大的。下列說法正確的是(　　)
A．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Y>Z>W B．簡(jiǎn)單離子半徑：r(W)>r(R)
C．第一電離能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y) D．X、Z、W形成的化合物一定不含離子鍵
【對(duì)點(diǎn)練】 3.(2023·浙江1月選考)X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X的2s軌道全充滿，Y的s能級(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)的兩倍，M是地殼中含量最多的元素，Q是純堿中的一種元素。下列說法不正確的是(　　)
A．電負(fù)性：Z>X
B．最高正價(jià)：ZC．Q與M的化合物中可能含有非極性共價(jià)鍵
D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Z>Y
4．(2023·河北石家莊期末)A、B、C、D、E五種主族元素的相關(guān)信息如表所示：
元素 信息
A 宇宙中最豐富的元素
B 基態(tài)原子的價(jià)層電子排布為nsn－1npn＋1
C 能層數(shù)與B相同，且電負(fù)性比B大
D 元素的主族序數(shù)比周期序數(shù)大1，且第一電離能比同周期相鄰兩種元素都大
E 前四周期中電負(fù)性最小的元素
下列說法正確的是(　　)
A．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：D>B
B．E的單質(zhì)可將Cu從CuSO4溶液中置換出來
C．A的基態(tài)原子的電子云輪廓圖有兩種形狀
D．C的基態(tài)原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p5
類型3　根據(jù)元素周期表結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例3.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．W、Y對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性前者高
B．陰離子的還原性：W2－＞Q－
C．離子半徑：Y2－＞Z3＋
D．元素的電負(fù)性：Y>X
【方法指導(dǎo)】　元素周期表片斷結(jié)構(gòu)型推斷題解題思路
該類題目一般給出兩種信息：一是給出局部的元素周期表，展示出幾種不同元素的相對(duì)位置；二是給出某種元素的位置特征、原子結(jié)構(gòu)特征或由該元素形成的單質(zhì)或化合物的特殊性質(zhì)。解答此類題目時(shí)，要先根據(jù)給出的某種元素的特殊結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，確定該元素在周期表中的位置，然后以此為“坐標(biāo)原點(diǎn)”，根據(jù)其他元素與該元素的位置關(guān)系，進(jìn)而確定其他未知的元素。
【對(duì)點(diǎn)練】 5.(2023·深圳期末)元素周期表對(duì)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，如圖是元素周期表短周期的一部分，下列說法正確的是(　　)
A．圖中四種元素電負(fù)性最大的是X
B．元素的第一電離能大小：Y>W
C.Y原子的價(jià)層電子排布式為1s22s22p63s23p4
D．Z單質(zhì)與X的簡(jiǎn)單氫化物能發(fā)生置換反應(yīng)
6．(2023·廣東名校聯(lián)考)R、X、Y、Z四種元素位于周期表前四周期，圖中粗實(shí)線為金屬與非金屬的分界線。下列說法正確的是(　　)
A．簡(jiǎn)單離子半徑：Y>X B．電負(fù)性：X>R>Z
C．第一電離能：R＜X D．Y單質(zhì)與R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物不反應(yīng)
類型4　根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行元素推斷
例4.(2023·湖南師大附中模擬)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的位于兩個(gè)短周期的主族元素，Y、W原子核外未成對(duì)電子數(shù)相同，Z與X的簡(jiǎn)單化合物很容易液化，X、Z核外最外層電子數(shù)之和等于W核外最外層電子數(shù)。四種元素能組成一種治療痛風(fēng)癥的藥物M，M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．元素的第一電離能：W>Z>Y
B．X、Z、W三種元素形成的化合物只能是共價(jià)化合物
C．M分子中，X、Y、Z、W四種原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D．Y與X、W形成的化合物有可能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
【方法指導(dǎo)】　注意陌生物質(zhì)中各原子的成鍵情況和化合價(jià)等信息
①化學(xué)鍵信息：如能形成4個(gè)共價(jià)鍵的元素為C、Si，能形成2個(gè)共價(jià)鍵的元素為O、S，能形成1個(gè)共價(jià)鍵的元素為H。
②根據(jù)形成的簡(jiǎn)單陰、陽離子可確定原子的最外層電子數(shù)，如X2＋和Y2－，即X、Y原子最外層電子數(shù)分別為2和6。
③化合價(jià)信息：化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0，結(jié)合某些常見元素的化合價(jià)或化學(xué)鍵等，可確定未知元素的化合價(jià)，間接確定最外層電子數(shù)目。
【對(duì)點(diǎn)練】 7.(2023·天津聯(lián)考二模)已知A、B、C、D、E是五種短周期主族元素，其原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系如圖1所示，且A、B、C、D形成的化合物X如圖2所示，C與E同主族。下列說法正確的是(　　)
A．形成的簡(jiǎn)單離子半徑：D>C B．化合物X在高溫下穩(wěn)定性較強(qiáng)
C．第一電離能：C>E D．A、C形成化合物的沸點(diǎn)高于A、B形成化合物的沸點(diǎn)
8．(2024·福建龍巖模擬)某種鋰鹽的結(jié)構(gòu)如圖所示，其陰離子由W、X、Y、Z四種同周期主族元素構(gòu)成，X原子的最外層電子數(shù)是W原子的次外層電子數(shù)的3倍，化合物中除Li＋外其他原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是(　　)
A．W位于第二周期第ⅣA族
B．原子半徑：Z>X>Y
C．元素電負(fù)性：Y>Z>X
D．最高化合價(jià)：Y>Z>W
9．(2024·九省新高考適應(yīng)性考試)某含銅催化劑的陰離子的結(jié)構(gòu)如圖所示。W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基態(tài)X原子的價(jià)電子排布式為nsnn pn。下列說法錯(cuò)誤的是(　　 )
A．該陰離子中銅元素的化合價(jià)為＋3
B．元素電負(fù)性：XC．基態(tài)原子的第一電離能：XD．W、X、Y、Z均位于元素周期表的p區(qū)
鞏固練習(xí)二
選擇題(每題5分，共5題，共25分)
1. (2023·湖北中師大附中模擬)已知前四周期元素X、Y、Q、R、Z和W在周期表中的位置如圖所示，其中Z位于ds區(qū)，基態(tài)W原子的價(jià)電子中在不同形狀的原子軌道中運(yùn)動(dòng)的電子數(shù)相等。下列說法正確的是(　　)
A．最高正化合價(jià)：X＝Q＜Y＝R
B．基態(tài)Z原子的價(jià)電子排布為3d104s1
C．X和Q的第一電離能都高于同周期相鄰元素
D．R最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物不能與其最低價(jià)氫化物反應(yīng)
2．(2023·江蘇鎮(zhèn)江一中一模)前四周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的3倍；在同周期元素中，第一電離能數(shù)值比Y大的元素有2種；Z是金屬性最強(qiáng)的短周期元素；W元素基態(tài)原子最外層只有2個(gè)電子，且內(nèi)層軌道均排滿電子。下列說法中正確的是(　　)
A．Y在周期表中位于第二周期第ⅥA族
B．電負(fù)性大小：ZC．X的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性比Y的強(qiáng)
D．W元素在元素周期表中的s區(qū)
3．X、Y、Z、W、P、Q為短周期元素，其中Y的原子序數(shù)最小，它們的最高正價(jià)與原子半徑關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．Y在元素周期表中位于p區(qū)
B．第一電離能：Z>P>Q>X
C．氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Q>P>Z
D．電負(fù)性：Q>P>Z
4．(2024·廣東廣州模擬)短周期元素原子組成的某種分子的結(jié)構(gòu)式如圖所示。X原子的核外電子只有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：W、Y、Z位于同一周期，Z元素原子中p軌道所含電子數(shù)與s軌道相等。E與W有相同數(shù)目的價(jià)電子。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．電負(fù)性：XB．簡(jiǎn)單陰離子半徑：WC．元素Y、Z形成氫化物，其鍵能Y—H>Z—H，故對(duì)應(yīng)氫化物沸點(diǎn)為：Y>Z
D．同主族元素中，W形成的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定
5．室溫下某離子液體的結(jié)構(gòu)如圖所示(Me、Bu分別表示甲基、丁基)，其組成元素中X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，X的第一電離能大于同周期相鄰元素，Y、Z元素原子的p軌道各有1個(gè)未成對(duì)電子。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．X、Y的簡(jiǎn)單氫化物都能與鹽酸反應(yīng)
B．X、Z的最高價(jià)氧化物的水化物都是一元強(qiáng)酸
C．原子半徑：YD．[YZ4]－中的中心原子采取sp3雜化
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