第32讲 元素周期表 元素的性质-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（苏教版2019）

第32讲 元素周期表　元素的性质 优化探究 大单元三　物质结构与性质　元素周期律 专题6 原子结构与性质 考点1　元素周期表的结构与外围电子排布 考点2　元素周期律　电离能　电负性 课时作业32　元素周期表　元素的性质 考点1　元素周期表的结构与外围电子排布 1. 原子序数 (1)按原子的核电荷数从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序 列，并从最小的元素氢开始进行编号，称为原子序数。 (2)原子序数＝ ＝ ＝质子数。 核电荷数　 核外电子数　 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 元素周期表的编排原则 周期 族 3. 元素周期表的结构 (1)周期(7个横行，7个周期) 短周期 长周期 序号 一 二 三 四 五 六 七 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 0族元素 原子序数 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 86 118 2　 10　 18　 36　 54　 (2)族(18个纵列，16个族) 主族 列序 1 2 13 14 15 16 17 族序 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族 列序 3 4 5 6 7 11 12 族序 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 第Ⅷ族 第 ，3个纵列 0族 第 ⁠纵列 ⅢB　 ⅣB　 ⅤB　 ⅥB　 ⅦB　 ⅠB　 ⅡB　 8、9、10　 18　 4. 元素周期表的分区 (1)按外围电子排布分区 ①分区简图 ②各分区原子的外围电子排布及元素性质特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族和 ⅡA族 n s1～2 除氢外都是活泼金属元素； 通常是最外层电子参与反应 p区 ⅢA族～ⅦA 族以及0族 n s2 n p1～6 (He除外) 通常是最外层电子参与反应(0 族元素一般不考虑) 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 d区 ⅢB族～ⅦB 族以及第Ⅷ 族(镧系、锕系 除外) ( n －1)d1～9 n s1～ 2(钯为4d10) d轨道可以不同程度地参与化 学键的形成 ds区 ⅠB族和 ⅡB族 ( n －1)d10 n s1～2 金属元素 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 f区 镧系、锕系 ( n －2)f0～14 ( n －1)d0～2 n s2 镧系元素化学性质相近，锕 系元素化学性质相近 (2)按元素种类分区 ①分界线：沿着元素周期表中 与 ⁠ ⁠的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素 区的分界线。 铝、锗、锑、钋、 　 硼、硅、 砷、碲、砹、 　 ②分界线附近元素的性质：既表现 的性质，又表现 ⁠ ⁠的性质。 金属元素　 非金 属元素　 　知识积累：1.巧记周期表结构口诀 横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七现已满。 纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。 Ⅱ～Ⅲ之间分主副，Ⅱ～Ⅲ之间分副主③。 一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。 镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属第ⅢB族。 说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ。 ②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。 ③指从左往右ⅡA之后是ⅢB，ⅡB之后是ⅢA。 2. (1)碱金属元素位于ⅠA族，氢元素不属于碱金属元素。 (2)根据元素周期表的构成特点，可分析每个族的元素种类，含元素种类 最多的族是ⅢB族，共有32种元素。 (3)过渡元素全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个。 (4)由于镧系和锕系的原因，第六、七周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序数 差为25。 (5)电子层数＝周期序数，主族序数＝外围电子数。 (6)对于主族元素，外围电子就是最外层电子，而对于过渡元素原子(Pd 除外)就不仅仅是最外层电子，如Fe的外围电子排布式为3d64s2。 5. 对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与 ⁠的主族元素的有些性质是 相似的，这种相似性被称为对角线规则。如 。 右下方　 [问题思考] 　请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求回答下列问题： (1)标出族序数。 (2)画出金属与非金属的分界线，画出过渡元素。 (3)标出镧系、锕系的位置。 (4)写出各周期元素的种数。 (5)写出稀有气体元素的原子序数。 (6)标出113～118号元素的位置，在对应位置写出相应数字。 答案： [正误判断] (1)短周期元素中，最外层电子数是2的元素一定是ⅡA族元素。 (　×　) (2)铁位于元素周期表的第四周期ⅧB族。 (　×　) (3)s区元素都是金属元素。 (　×　) (4)外围电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素。 (　√　) (5)过渡元素都是金属元素。 (　√　) (6)金属元素和非金属元素分界线右侧都是非金属元素，左侧都是金属元 素。 (　×　) × × × √ √ × 命题方式1　元素周期表的结构及应用 1. 下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中 M 为 37的是(　C　) 元素周期表中每周期所含有的元素的种类分别为2、8、8、18、18、 32、32，分析比较得出C符合题意。 C 提升关键能力 应对命题方式 2. 在元素周期表中的前四周期，两两相邻的5种元素如图所示，若B元素 的核电荷数为 a ，下列说法正确的是(　C　) A. B、D的原子序数之差可能为2 B. E、B的原子序数之差可能是8、18或32 C. 5种元素的核电荷数之和为5 a ＋10 D. A、E的原子序数之差可能是7 C 由题中所给5种元素的位置关系可以看出，D一定不是第一周期元素，则B、D的原子序数之差不可能为2，A项错误；E、B的原子序数之差为18，B项错误；由题意可知5种元素在元素周期表中的前四周期，所以D、B、E分别为第二、三、四周期的元素，由元素周期表的结构可知，5种元素一定在过渡元素右边，所以D、E的核电荷数分别为 a －8、 a ＋18，A、C的核电荷数分别为 a －1、 a ＋1，则5种元素核电荷数之和为5 a ＋10，C项正确；A、E原子序数之差为19，D项错误。 　反思归纳：元素周期表中元素原子序数的序差规律 (1)同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第二、三 周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25。 (2)相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、 B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有 m 和 n 种元素。如 图： 当A、B在ⅠA族或ⅡA族时， y ＝ x ＋ m 。A、B在ⅢA族～0族时， y ＝ x ＋ n 。 命题方式2　根据原子序数推断元素 3. 如图为元素周期表中元素X的信息。下列关于X的说法正确的是 (　B　) A. 属于过渡元素 B. 相对原子质量为74.92 C. 处于第四周期 ⅢA族 D. 非金属性比氮强 B 由题图可知，X为砷元素。As位于第四周期ⅤA族，属于非金属元素， 不属于过渡元素，A项错误，C项错误；As的相对原子质量为74.92，B 项正确；同一主族元素从上到下非金属性依次减弱，D项错误。 4. (1)(2022·山东卷，节选)Ni在元素周期表中位置为 ⁠ ⁠。 (2)(2021·广东卷，节选)汞的原子序数为80，位于元素周期表第 ⁠周 期ⅡB族。 第四周期ⅤⅢ 族　 六　 5. 某元素的原子序数为29，试问： (1)该元素的名称及元素符号分别为 ⁠。 (2)写出该元素基态原子的电子排布式： ⁠。 (3)它有 个电子层，有 ⁠个能级。 (4)它的外围电子排布式是 ⁠。 (5)它属于第 周期 族，属于 ⁠区。 铜、Cu　 1s22s22p63s23p63d104s1 4　 7　 3d104s1　 四　 ⅠB　 ds　 (6)它有 ⁠个未成对电子。 1　 29号元素为铜(Cu)元素，其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，故有四个电子层，7个能级，外围电子排布式为 3d104s1，属于ⅠB族，为ds区。其外围电子轨道表示式 为 ，故有一个未成对电子。 　反思归纳：由原子序数确定元素位置——周期尾序推算法(或0族 定位法) 首先要熟记各周期0族元素的原子序数(2、10、18、36、54、86、118)， 然后和已知元素的原子序数去比较。再根据元素周期表的族的分布 (ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、 ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。Ⅱ～Ⅲ之间分主副，Ⅱ～Ⅲ之间分副主)去推算。 如38号元素比第四周期氪的原子序数(36)大2，则在氪的下一周期，故38 号元素位于第五周期 ⅡA族；再如49号元素比第五周期的氙(54号)原子 序数小5，同周期往前数即可，因此该元素处在第五周期ⅢA族。 考点2　元素周期律　电离能　电负性 1. 元素周期律 原子序数　 核外 电子排布 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 主族元素的周期性变化规律 内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 原子 结构 电子层数 ⁠ 依次 ⁠ 最外层电子数 依次增加 ⁠ 原子半径 逐渐 ⁠ 逐渐 ⁠ 相同　 增加　 相同　 减小　 增大　 内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 元素 的性 质 金属性 逐渐 ⁠ 逐渐 ⁠ 非金属性 逐渐 ⁠ 逐渐 ⁠ 主要化合价 一般最高正价： ⁠ (O、F除外)； 负化合价：－4→－1 最高正价数＝ ⁠ (O无＋6价、F无正 价)；负化合价＝主族序 数－8 减弱　 增强　 增强　 减弱　 ＋ 1→＋7　 主族序 数　 内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 元素 的性 质 第一电离能 呈增大趋势(ⅡA、 ⅤA族反常) 逐渐 ⁠ 电负性 逐渐 ⁠ 逐渐 ⁠ 减小　 增大　 减小　 内容 同周期(从左到右) 同主族(从上到下) 化 合 物 性 质 最高价氧化物对应 的水化物的酸碱性 酸性逐渐 ⁠、 碱性逐渐 ⁠ 酸性逐渐 ⁠、 碱性逐渐 ⁠ 简单气态氢化 物的稳定性 逐渐 ⁠ 逐渐 ⁠ 离子的氧化 性、还原性 阳离子氧化性逐 渐 ⁠，阴离子 还原性逐渐 ⁠ 阳离子氧化性逐 渐 ⁠，阴离子 还原性逐渐 ⁠ 增强　 减弱　 减弱　 增强　 增强　 减弱　 增强　 减弱　 减弱　 增强　 3. 元素周期表、元素周期律的应用 (1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素。 (2)比较不同周期、不同主族元素的性质。 ①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法： 金属性：Ca＞Mg，Mg＞Al，则碱性： Ca(OH)2 Mg(OH)2 Al(OH)3。 ②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法： 非金属性：O＞C，C＞Si，则氢化物的稳定性： H2O CH4 SiH4。 ＞　 ＞　 ＞　 ＞　 (3)预测未知元素的某些性质。 ①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2 ⁠溶。 ②已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)的化合物的性质： HAt 稳定，水溶液呈 性，AgAt ⁠溶于水。 难　 不　 酸　 难　 (4)启发人们在一定区域内寻找新物质。将下面左右两侧对应内容连线。 4. 电离能 (1)第一电离能： ①某元素的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的 ⁠ ，符号： ，单位： ⁠。 ②变化规律 a.同周期：第一种元素的第一电离能 ⁠，最后一种元素的第一电 离能 ，从左到右总体呈现 的变化趋势(注意ⅡA族、ⅤA 族的特殊性)。 b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐 ⁠。 最 低能量　 I 1　 kJ·mol－1　 最小　 最大　 增大　 减小　 (2)元素的逐级电离能： ①某元素的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的最低 能量称为第一电离能，在此基础上再失去一个电子的电离能称为第二电 离能，符号： I 2；以此类推，还有第三、第四电离能等。 M(g) M＋(g)＋e－ I 1(第一电离能)； M＋(g) M2＋(g)＋e－ I 2(第二电离能)； M2＋(g) M3＋(g)＋e－　 I 3(第三电离能)。 I 2＜ I 2＜ I 3…… ②规律：同种原子：逐级电离能越来越 ⁠。 大　 5. 电负性 (1)定义：用来衡量元素在化合物中 ⁠的能力。 元素的电负性越大，表示其原子在形成化学键时吸引电子的能力 ⁠ ⁠；反之，电负性越小，相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的 能力 ⁠。 (2)标准：以氟的电负性为 和锂的电负性为 ⁠作为相对标 准，得出了各元素的电负性(稀有气体未计)。 (3)变化规律： ①同周期，从左到右，电负性逐渐增大。 ②同主族，从上到下，电负性逐渐减小。 吸引电子　 越 强　 越弱　 4.0　 1.0　 [正误判断] (1)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强。 (　√　) (2)H2SO4是强酸而HClO是弱酸，所以S的非金属性比Cl强。 (　×　) (3)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强。 (　×　) (4)共价化合物中，成键元素电负性大的表现为负价。 (　√　) (5)元素电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。 (　×　) √ × × √ × 命题方式1　微粒半径大小的比较 1. 比较下列微粒半径大小(用“＞”或“＜”填空)。 (1)Na Mg Cl。 (2)Li Na K。 (3)Na＋ Mg2＋ Al3＋。 (4)F－ Cl－ Br－。 (5)Cl－ O2－ Na＋ Mg2＋。 (6)Fe2＋ Fe3＋。 ＞　 ＞　 ＜　 ＜　 ＞　 ＞　 ＜　 ＜　 ＞　 ＞　 ＞　 ＞　 提升关键能力 应对命题方式 　反思归纳：微粒半径大小比较的一般规律 类别 微粒半径的变化 举例 同周期 (除0族外) 从左往右，原子半径逐渐减小 Na＞Mg＞Al 同主族 电子层数越多，半径越大 Li＜Na＜K， Li＋＜Na＋＜K＋ 具有相同核 外电子排布 的微粒 核电荷数越大，半径越小 Al3＋＜Mg2＋＜Na＋ ＜F－＜O2－ 类别 微粒半径的变化 举例 同种元素形 成的微粒 阳离子＜原子＜阴离子，价态越 高，微粒的半径越小 H＋＜H＜H－，Fe3＋ ＜Fe2＋＜Fe 2. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数 等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可 形成原子个数比为2∶1的18e－分子。下列说法正确的是(　B　) A. 简单离子半径：Z＞X＞Y B. W与Y能形成含有非极性键的化合物 C. X和Y的简单氢化物的沸点：X＞Y D. 由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性 B W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子 数为K层的一半，结合原子序数可知，Z含有3个电子层，最外层含有1 个电子，则Z为Na；W与X可形成原子个数比为2∶1的18e－分子，该化 合物应该为N2H4，则W为H，X为N元素；Y的原子序数等于W与X的原 子序数之和，Y的原子序数为1＋7＝8，则Y为O元素，据此分析。A 项，X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”，可得 简单离子半径：X＞Y＞Z，错误；B项，W与Y可形成H2O2，H2O2中含 有非极性键，正确；C项，X和Y的简单氢化物分别为NH3、H2O，常温 下NH3为气体，H2O为液体，则沸点：NH3＜H2O，错误；D项，W、 X、Y三种元素可以组成NH3·H2O，其水溶液显碱性，错误。 命题方式2　元素金属性或非金属性的强弱比较 3. 下列各项不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱依据的是 (　B　) A. 单质氧化性的强弱 B. 单质沸点的高低 C. 单质与氢气化合的难易 D. 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 B A项，元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力就越强，因此单质 的氧化性就越强，故可以通过比较单质氧化性的强弱，判断元素的非金 属性强弱；B项，S单质、Cl2都是分子晶体，分子间作用力越大，物质 的熔、沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关；C项，元素的非金 属性越强，其单质与氢气反应形成氢化物越容易，可以用来判断元素的 非金属性强弱；D项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化 物的酸性就越强，可以用来判断元素的非金属性强弱。 　反思归纳：元素金属性和非金属性强弱的判断方法 三 表 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”； 非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强” 金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、 Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性逐渐减弱(其中 Pb＞Sn) 非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性 逐渐减弱 三 反 应 置换反应：强的置换弱的(适合金属也适合非金属) 与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应的水化物的 碱性越强，则金属性越强 与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价 氧化物对应的水化物的酸性越强，则非金属性越强 氧化 性 金属离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强 还原 性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强 命题方式3　元素的电离能、电负性的大小判断 4. 下列状态的铍(Be)中，电离最外层一个电子所需能量最小的是(　C　) C A项为基态Be＋，电离一个电子为Be的第二电离能，比第一电离能大； B项为基态Be原子，核外电子排布全满，第一电离能比激发态(C项)大； C项为激发态Be原子，电离一个电子需要的能量最小；D项为激发态 Be＋，电离一个电子比A项需要的能量小，但比B项和C项需要的能量大。 5. 中和胃酸药物“达喜”的有效成分为Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O。下列说 法正确的是(　A　) A. 电离能大小： I 1(Al)＜ I 1(Mg) B. 电负性大小：χ(O)＜χ(C) C. 半径大小： r (O2－)＜ r (Mg2＋) D. 碱性强弱：Mg(OH)2＜Al(OH)3 A C 同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，但是镁原子外围 电子排布式为3s2全充满稳定状态，第一电离能较大，故Al的第一电离能 比Mg小，A正确；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性增强，元素 的电负性增大，则电负性大小：χ(O)＞χ(C)，B错误；电子层数越多半 径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则半径大小： r (O2－)＞ r (Mg2＋)，C错误；金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的 碱性越强，则碱性强弱：Mg(OH)2＞Al(OH)3，D错误。 6. 如表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用 I 1、 I 2……表示，单 位为kJ·mol－1)。下列关于元素R的判断一定正确的是(　B　) 电离能/ (kJ·mol－1) I 1 I 2 I 3 I 4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 …… B A. R的最高正价为＋3价 B. R元素位于元素周期表中ⅡA族 C. R元素第一电离能小于同周期相邻元素 D. R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 由表中数据可知，短周期元素R的第三电离能与第二电离能的差距最 大，故最外层有2个电子，最高正价为＋2价，位于ⅡA族，可能为Be或 Mg元素，故A错误，B正确；短周期ⅡA族的元素，因s轨道处于全充满 状态，比较稳定，故其第一电离能大于同周期相邻元素，C错误；R元 素基态原子的电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2，D错误。 7. (2022·全国甲卷，节选)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能 I 变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填字 母)，判断的根据是 ⁠ ⁠ ；第三电离能的变化图是 (填字母)。 　 　 a　 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势， 但N原子的外围电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一 电离能比O原子大 b　 C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电 子的吸引能力增强，第一电离能呈增大趋势，但N原子的外围电子排布 式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大，故选 a；C原子失去2个电子后达到2s2全充满稳定结构，再失去1个电子较 难，故第三电离能比N原子大，故选b。 　 　 　反思归纳：1.电离能的应用 2. 电负性的应用 共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性 就越强。 同周期主族元素，从左到右，非金属性逐渐增强，电负性逐渐增大，第 一电离能总体呈增大趋势(其中ⅡA族比ⅢA族大、ⅤA族比ⅥA族大)。 命题方式4　元素推断与元素性质的综合分析 8. 根据表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)中信息，下列叙述 正确的是(　B　) 元素代号 A B C D E 原子半径/nm 0.186 0.143 0.089 0.104 0.074 主要化合价 ＋1 ＋3 ＋2 ＋6、－2 －2 B A. E2－与B3＋的核外电子数不可能相等 B. 离子半径：A＋＜D2－ C. 最高价氧化物对应的水化物的碱性：A＜C D. 氢化物的稳定性：D＞E 由表中数据可知，A为钠元素，B为铝元素，C为铍元素，D为硫元素， E为氧元素。E2－与B3＋的核外电子数都为10，A错误；离子半径：Na＋ ＜S2－，B正确；钠比铍金属性强，故最高价氧化物对应的水化物的碱 性：Be(OH)2＜NaOH，C错误；元素的非金属性越强，其对应的简单氢 化物就越稳定，则稳定性：H2O＞H2S，D错误。 9. (2022·辽宁卷)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态 X、Z、Q原子均有两个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小， Q与Z同主族。下列说法错误的是(　B　) A. X能与多种元素形成共价键 B. 简单氢化物沸点：Z＜Q C. 第一电离能：Y＞Z D. 电负性：W＜Z B 短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大，W简单离子在同周期 离子中半径最小，说明W为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中 有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，外围电子排布为 2s22p2或2s22p4，即C或O；②为第三周期元素时，外围电子排布为3s23p2 或3s23p4，即Si或S。Q与Z同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、 Z、Q分别为C、O、S，则Y为N。A. X为C，能与多种元素(H、O、N、 P、S等)形成共价键，A正确；B. Z、Q形成的简单氢化物分别为H2O和 H2S，常温下H2O是液体，H2S是气体，H2O沸点高于H2S，B错误；C. Y 为N，Z为O，N的最外层p轨道电子为半充满，比较稳定，故其第一电 离能比O大，C正确；D. W为Al，Z为O，O的电负性更大，D正确。 10. (2023·浙江卷)X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增 大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外 有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确 的是(　A　) A. 第一电离能：Y＞Z＞X B. 电负性：Z＞Y＞X＞W C. Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W＜Z D. W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子 A X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于 同一周期，且只有X、 Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子， 则X为C元素，Y为N元素，Z为F元素，W原子在同周期中原子半径最 大，则W为Na元素。根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但 ⅡA族大于ⅢA族，ⅤA族大于ⅥA族，则第一电离能：Z＞Y＞X，故A错 误；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐 减小，则电负性：Z＞Y＞X＞W，故B正确；根据相同电子层结构的离 子，核电荷数越大，半径越小可知，Z、W原子形成稀有气体电子构型 的简单离子的半径：W＜Z，故C正确；W2X2与水反应生成物之一为乙 炔，乙炔是非极性分子，故D正确。 1. (2023·湖北卷) W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素， 其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的外围电子数相等，Z2是氧化 性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说法正 确的是(　A　) A. 分子的极性：WZ3＜XZ3 B. 第一电离能：X＜Y＜Z C. 氧化性：X2Y3＜W2Y3 D. 键能：X2＜Y2＜Z2 A 探究真题 素养提升 Z2是氧化性最强的单质，为F2，所以Z为F元素；W、X、Y、Z为原子序 数依次增加的同一短周期元素，X、Y、Z相邻，则X为N元素，Y为O元 素；W的核外电子数与X的最外层电子数相等，则W为B元素。BF3为非 极性分子，NF3为极性分子，故分子的极性：BF3＜NF3，A正确；同周 期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N的2p能级处于半 充满稳定状态，其第一电离能大于O，所以第一电离能：F＞N＞O，B 错误；N2O3的氧化性大于B2O3，C错误；氮气中为三键，氧气中为双 键，氟气中为单键，所以键能：N2＞O2＞F2，D错误。 2. (2020·江苏卷)下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确 的是(　A　) A. NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B. Cl2得到电子的能力比Br2的弱 C. 原子半径 r ： r (Br)＞ r (Cl)＞ r (Mg)＞ r (Na) D. 原子的最外层电子数 n ： n (Na)＜ n (Mg)＜ n (Cl)＜ n (Br) A 金属性：Na＞Mg，故碱性：NaOH＞Mg(OH)2，A项正确；氯和溴均属 于ⅦA族元素，同一主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，得电 子能力：Cl2＞Br2，B项错误；同一周期主族元素从左到右，原子半径 依次减小，则 r (Na)＞ r (Mg)＞ r (Cl)，C项错误；氯和溴属于同一主族， 最外层电子数相等，D项错误。 3. (2022·广东卷)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如 图所示；戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是 (　C　) A. 原子半径：丁＞戊＞乙 B. 非金属性：戊＞丁＞丙 C. 甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生 D. 丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应 C 由戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸及题中所给元素周期表片段可 知，戊可能为S或Cl，若戊为S，则甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P；若 戊为Cl，则甲为N、乙为F、丙为P、丁为S。原子半径：丁＞戊＞乙，A 项正确；非金属性：戊＞丁＞丙，B项正确；若甲为C，其氢化物如CH4 等遇HCl不产生白烟，C项错误；丙的最高价氧化物对应的水化物可能 是H2SiO3或H3PO4，都能与强碱反应，D项正确。 4. (1)(2020·全国Ⅰ卷，节选)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能( I 1)如 表所示。 I 1(Li)＞ I 1(Na)，原因是 ⁠ ⁠。 I 1(Be)＞ I 1(B)＞ I 1(Li)，原因是 ⁠ ⁠ ⁠。 Na与Li同主族，Na的电子层数多， 原子半径大，故第一电离能更小 Li、Be和B为同周期元素，同周期元素 从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的2s能级处 于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B I 1/(kJ·mol－1) Li 520 Be 900 B 801 Na 496 Mg 738 Al 578 (2)(2018·全国Ⅲ卷，节选)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn 和Cu组成。第一电离能 I 1(Zn) (填“大于”或“小于”) I 1(Cu)。原因是 ⁠ ⁠。 大于　 Zn原子核外电子排布为全充满稳定结构，较难失电 子 (3)(2016·全国Ⅱ卷，节选)元素铜与镍的第二电离能分别为 I Cu＝1 958 kJ·mol－1， I Ni＝1 753 kJ·mol－1， I Cu＞ I Ni的原因是 ⁠ ⁠。 铜失去的是全充满 的3d10电子，镍失去的是4s1电子 (4)(2016·全国Ⅲ卷，节选)根据元素周期律，原子半径Ga (填 “大于”或“小于”，后同)As，第一电离能Ga As。 大于　 小于　 5. (2022·河北卷，节选)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更 大的是 ，原因是 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 Cu　 Cu的第二电离能失去的是3d10的电子，第一电 离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1的电子，第一电离 能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更 大 课时作业32　元素周期表　元素的性质 一、选择题 1. 元素周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18纵列，即碱金属为第1 纵列，稀有气体元素为第18纵列。按这种规定，下列说法正确的是 (　A　) A. 第9纵列元素中没有非金属元素 B. 只有第2纵列的元素原子外围电子排布为 n s2 C. 第四周期第9纵列元素是铁元素 D. 第10、11纵列为ds区 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A. 第9纵列元素为Ⅷ族，都是金属元素，没有非金属元素，正确；B. 第2纵列的元素原子外围电子排布为 n s2，此外He核外电子排布是1s2， 也符合该外围电子排布，错误；C. 第四周期第9纵列元素是Co，错误； D. 第11、12纵列为ds区，错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2. (2024·江苏南通检测)下列选项中，所叙述的粒子按半径由大到小排列 时，顺序正确的是(　C　) ①基态X的原子结构示意图为 ②基态Y原子的外围电子排布式为3s23p5 ③基态Z2－的轨道表示式为 ④基态T原子有2个电子层，电子式为· · C A. ①＞②＞③＞④ B. ③＞④＞①＞② C. ③＞①＞②＞④ D. ①＞②＞④＞③ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 ①基态X的原子结构示意图为 ，基态X原子为S原子；②基态Y原 子的外围电子排布式为3s23p5，基态Y原子为Cl原子；③基态Z2－的轨道 表示式为 ，基态Z2－为 S2－；④基态T原子有2个电子层，电子式为· ·，基态T原子为O原子；电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，S原子、S2－的电子层数相同、质子数相等，S2－的电子数多，S原子的半径小于S2－，所以半径由大到小排列时，正确顺序为③＞①＞②＞④，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3. (2022·海南卷)钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是(　A　) A. 钠元素的第一电离能大于钾 B. 基态钾原子外围电子轨道表示式为 C. 钾能置换出NaCl溶液中的钠 D. 钠元素与钾元素的原子序数相差18 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小，金属性越强的元素，其 第一电离能越小，因此，钠元素的第一电离能大于钾，A正确；基态钾 原子外围电子排布式为4s1，其轨道表示式为 ，B不正确；钾和钠均 能与水发生置换反应，因此，钾不能置换出 NaCl溶液中的钠，C不正 确；钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19，两者原子序数相差8，D 不正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4. (2024·江苏灌南检测)《神农本草经》中记载白矾的主要成分为 KAl(SO4)2·12H2O。下列说法错误的是(　C　) A. 离子半径： r (Al3＋)＜ r (O2－) B. 碱性：KOH＞Al(OH)3 C. 热稳定性：H2S＞H2O D. 第一电离能： I 1(S)＜ I 1(O) C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小， 则离子半径： r (Al3＋)＜ r (O2－)，A正确；同周期从左到右，金属性减 弱，非金属性增强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减 弱；根据金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，则碱 性：KOH＞Al(OH)3，B正确；据非金属性越强，其简单氢化物稳定性 越强，则最简单氢化物的热稳定性：H2S＜H2O，C错误；同一主族随原 子序数增大，原子半径增大，第一电离能变小，则第一电离能： I 1(S)＜ I 1(O)，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5. (2024·江苏常州检测)H、Li、Na、K位于元素周期表中ⅠA族。下列说 法正确的是(　D　) A. 离子半径： r (H－)＜ r (Li＋) B. 碱性强弱：NaOH＞KOH C. 电负性：χ(Li)＜χ(Na) D. 可在ⅠA族找到制造光电材料的元素 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 H－和Li＋核外电子排布相同，但是H的原子序数小，半径大，A错误；K 的金属性比Na强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性强，B错误；同 主族元素，从上到下电负性逐渐减小，故Li的电负性大，C错误；ⅠA族 元素的第一电离能较低，容易失电子，适合制造光电材料，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6. (2024·江苏检测)白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的 合金材料，其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有少量S、P、As等元素。 关于上述涉及的元素，下列说法正确的是(　C　) A. 原子半径： r (P)＞ r (As) B. 电负性：χ(P)＞χ(S) C. 第一电离能： I 1(S)＜ I 1(P) D. 酸性：H3PO4＜H3AsO4 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 同主族元素，原子半径从上到下逐渐增大，选项A错误；同周期元 素，随着原子序数增大，电负性逐渐增大，选项B错误；同周期元 素从左到右，第一电离能总体呈增大趋势，ⅡA族和ⅤA族反常，故 I 1(S)＜ I 1(P)，选项C正确；非金属性：P＞As，则酸性：H3PO4＞ H3AsO4，选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7. 表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确 的是(　D　) 元素 A B C D E 最低化合价 －4 －2 －1 －2 －1 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0 D A. C、D、E的简单氢化物的稳定性：C＞D＞E B. 元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子 C. 元素B、C之间不可能形成化合物 D. 与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反 应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D 为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的简单氢化物分别为HCl、H2O、 HF，稳定性：HF＞H2O＞HCl，错误；B项，元素A的原子外围电子排 布式为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同， 错误；C项，元素B、C即元素S、Cl之间可形成SCl2等化合物，错误；D 项，与元素B同周期且第一电离能最小的元素为Na，Na能与H2O发生置 换反应生成NaOH和H2，正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8. (2023·巨鹿段考)已知X、Y都是主族元素， I 为电离能，单位是 kJ/mol。根据表中数据判断，下列说法错误的是(　D　) 元素 I 1 I 2 I 3 I 4 X 500 4 600 6 900 9 500 Y 580 1 800 2 700 11 600 D A. 元素X的常见化合价是＋1 B. 元素Y是ⅢA族元素 C. 元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D. 若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 X、Y都是主族元素， I 是电离能，X的第一电离能和第二电离能相差较 大，说明X原子核外最外层只有一个电子，X为ⅠA族元素，则其常见化 合价为＋1，故A正确；Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y 原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，故B正确；X的常见化 合价为＋1，与Cl形成化合物的化学式可能是XCl，故C正确；如果Y是 第三周期元素，最外层有3个电子，则Y为Al元素，单质Al和冷水不反 应，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9. X、Y为第三周期元素，Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形 成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是 (　D　) A. 原子半径：X＞Y B. 简单氢化物的还原性：X＞Y C. 同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D. 同周期中第一电离能小于X的元素有4种 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Y位于第三周期，且最高正价与最低负价的代数和为6，则Y是Cl，由 X、Y形成的阴离子和阳离子知，X与Y容易形成共价键，根据化合物的 形式知X是P。P与Cl在同一周期，则P原子半径较大，即X＞Y，A项正 确；X、Y对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，半径：P3－＞Cl－，所以 PH3的失电子能力强，还原性强，即X＞Y，B项正确；同周期主族元素 从左往右，金属性减弱，非金属性增强，各元素对应的金属单质还原性 减弱，非金属单质的氧化性增强，所以同周期元素形成的单质中Cl2的 氧化性最强，C项正确；同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的 趋势，但ⅡA族和VA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能；所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、 Cl，所以有5种元素的第一电离能小于P，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10. 下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　A　) A. 酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B. 碱性：KOH＞NaOH＞LiOH C. 热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D. 非金属性：F＞O＞N A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，由于 S元素最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据 元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A符合题意；同一主族 元素的金属性随原子序数的增大而增强，元素的金属性越强，其最高价 氧化物对应的水化物的碱性越强，元素的金属性：K＞Na＞Li，所以碱 性：KOH＞NaOH＞LiOH，B不符合题意；同一周期主族元素的非金属 性随原子序数的增大而增强； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱，元素的非金属性越 强，其简单氢化物的稳定性就越强，元素的非金属性：O＞S＞P，所以 简单氢化物的热稳定性：H2O＞H2S＞PH3，C不符合题意；同一周期主 族元素的非金属性随原子序数的增大而增强，所以元素的非金属性：F ＞O＞N，D不符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 二、非选择题 11. (1)(2019·全国Ⅰ卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最 大的是 (填字母)。 A. [Ne] B. [Ne] C. [Ne] D. [Ne] (2)(2021·福建卷)N、O、S的第一电离能 I 1大小为 I 1(N)＞ I 1(O)＞ I 1(S)， 原因是 ⁠ ⁠。 A　 氮原子2p轨道为半充满稳定状态，比相邻的氧原子更稳定，更 难失去电子，O、S同主族，S原子半径大于O原子，更易失去电子 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)(2023·北京卷节选)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代 硫酸根(S2 )可看作是 中的一个O原子被S原子取代的产物。比较 S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： ⁠ ⁠ ⁠。 S和O为同主族元素，O原子核外有2个电子层，S原子核外有3个电子 层，O原子半径小于硫原子的半径，原子核对最外层电子的吸引力大， 不易失去电子，即O的第一电离能大于S的第一电离能。 I 1(O) ＞ I 1(S)，氧原子的半径相较于硫原子的半径要小，原子核对最外层 电子的吸引力更大，不易失去电子 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (4)(2021·湖南卷，节选)H、C、N的电负性由大到小的顺序为 ⁠ ⁠。 N＞C＞ H　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12. 现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它 们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。 A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中含量最丰富的元素 B元素是形成化合物种类最多的元素 C元素基态原子的核外p 电子数比s 电子数少1 D元素基态原子的核外p 轨道中有两个未成对电子 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别如下： I 1＝738 kJ·mol －1， I 2＝1 451 kJ·mol－1， I 3＝7 733 kJ·mol－1， I 4＝10 540 kJ·mol－1 F元素的主族序数与周期数的差为4 G元素是前四周期中电负性最小的元素 H元素位于元素周期表中的第八纵列 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (1)C2A4的电子式为 (用元素符号表示，下同)。 根据题给信息可以推断A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元 素，E为Mg元素，F为Cl元素，G为K元素，H为Fe元素。 (1)C2A4的电子式为 。 　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)B元素的原子核外共有 ⁠种不同运动状态的电子，基态原子中能 量最高的电子所占据的原子轨道呈 ⁠形。 B元素的基态原子核外共有6种不同运动状态的电子，其中能量最高 的电子所占据的原子轨道呈纺锤形。 6　 哑铃　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式 为 ，该同学所画的轨道表示式违背了 ⁠ ，该元素的原子 I 3远远大于 I 2，其原因是 ⁠ ⁠。 泡利 不相容原理　 Mg原子失去2 个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式 为 。该同学所画的轨道表示式违背了泡利 不相容原理，该元素的原子 I 3远远大于 I 2，其原因是Mg原子失去2个电 子后形成稳定结构，此时很难再失去1个电子。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 ⁠ (用离子符号表示)。 D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是Cl－＞O2－＞Mg2＋。 Cl－＞O2－＞ Mg2＋　 (5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为 ⁠ ⁠。 Mg2＋＋2Cl－＋2H2O Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (6)H位于元素周期表中 区(按电子排布区分)，其基态原子的外围电 子排布式为 ，实验室用一种黄色溶液检验H2＋时产生蓝色沉 淀，该反应的离子方程式为 ⁠ ⁠。 H在元素周期表的位置为第四周期Ⅷ族，位于d区，其基态原子的外 围电子排布式为3d64s2。 d　 3d64s2　 Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3－ KFe[Fe(CN)6]↓ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$