主题四 原子结构 元素周期律（教师用书）-【新高考方案】2026年高考化学一轮总复习（江苏专版）

　 主题分层教学课时安排 基础 落实 第一讲 原子结构　核外电子排布 元素周期表与元素周期律 综合应用 第三讲 “位—构—性”三者关系的综合应用 第一讲　原子结构　核外电子排布(基础落实课) |内|容|与|目|标| 1.了解原子的构成粒子和核素、同位素的概念与判断。 2.了解核外电子排布规律和电子排布的表示方法(电子排布式和轨道表示式)。 3.了解电子的跃迁和原子光谱。 4.熟练掌握1~36号元素的基态核外电子排布的表示。 逐点清(一)　原子结构与核素 [再认再现·旧知新学] (一)原子构成 1.构成原子的微粒及作用 2.微粒数之间的关系 (1)原子 (2)离子 ①阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数。 ②阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数。 3.微粒符号及其意义 4.核反应方程式 核反应不属于化学反应,核反应方程式遵循两守恒——质量数守恒和质子数守恒。如质子和中子的发现,核反应方程式分别为N+He→O+H和 Be+He→C+n。 (二)元素、核素、同位素 1.元素、核素、同位素的关系 2.同位素的两大特征 (1)相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。 (2)天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 3.氢元素的三种核素 H 名称为氕,不含中子 H 用字母D表示,名称为氘或重氢 H 用字母　T　表示,名称为　氚　或超重氢  4.几种重要核素的用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 注意:两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C原子质量的的比值。其近似值可用质量数代替。 ②元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。其近似值是用各核素质量数算出的平均值,即Ar(Cl)≈35×a%+37×b%。 5.同位素、同素异形体、同分异构体辨析 (1)“三点”提醒 ①核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等,N与OH-等。 ②一种元素可有若干种不同的核素,也可只有一种核素,因此,核素的种类大于元素的种类。 ③HD、HT、DT、2H2和3H2既不是同位素,也不是同素异形体,而是同位素之间形成的不同单质,它们的物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。 (2)“三同”比较 同位素 同素异形体 同分异构体 研究对象 核素 单质 化合物 “同”含义 质子数相同 元素相同 分子式相同 “异”含义 中子数不同 性质不同 结构不同 微点澄清训练 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)任何原子均由质子、中子和核外电子构成 (×) (2)质子数相同的微粒,相应的元素一定是同一种元素 (×) (3)任何阴、阳离子中均含有电子 (×) (4)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子 (√) (5Cl与Cl得电子能力几乎相同 (√) (6)氕、氘、氚可以形成三种氢分子 (×) (7)D与H形成的HD为化合物 (×) 2.现有下列9种微粒:H、H、C、C、N、Fe2+、Fe3+、O2、O3。 按要求完成以下各题: (1)H、H分别是氢元素的一种　　　　,它们互称为　　　　。  (2)互为同素异形体的微粒是　　　　　。  (3)Fe2+的中子数为　　　　　　,核外电子数为　　　　　　。  (4)上述9种微粒中有　　　种核素,含有　　　种元素。  答案:(1)核素　同位素　(2O2和O3 (3)30　24　(4)7　5 [边练边学·实践提能] 一、原子的构成与同位素 1.下列有关放射性核素氚H)的表述不正确的是 (　　) A.H原子核外电子数为1 BH原子核内中子数为3 CH2与H2化学性质基本相同 DH2O具有放射性 解析:选B　放射性核素H,质量数是3,质子数是1,质子数等于核外电子数,所以核外电子数等于1,中子数等于3-1=2,故A正确,B错误H2与H2的相对分子质量不同,二者的沸点不同,但二者同属于氢气,化学性质基本相同,故C正确H是放射性核素,所以H2O也具有放射性,故D正确。 2.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为　　　　　　　　　,所含中子的物质的量为　　　　　　　　　　,所含质子数为　　　　　　　　　　,所含电子数为　　　　　　　　　。  答案:(m+1) mol　 mol (m+A-N)NA　(m+A-N)NA |思维建模| 求一定质量的某物质中粒子数的思维模板 二、核反应方程式的应用 3.OO的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下: 。下列说法正确的是 (　　) A.X的中子数为2 B.X、Y互为同位素 COO可用作示踪原子研究化学反应历程 D.自然界不存在O2O2分子是因其化学键不稳定 解析:选B　根据质量守恒可知,X微粒为He,Y微粒为He,X微粒的中子数为4,A错误;二者具有相同的质子数和不同的中子数,互为同位素,B正确;由题干信息可知,O与O的半衰期很短,故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C错误;自然界中不存在O2与O2并不是其化学键不稳定,而是由于O与O的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为其他原子,D错误。 逐点清(二)　核外电子排布 [再认再现·旧知新学] (一)核外电子运动状态 　　核外电子按能量不同分成能层,同一能层的电子,还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 回答下列问题: 1.填写下表,熟悉原子核外能层、能级、原子轨道之间的关系。 能层(n) 一 二 三 四 能层符号 K L M N 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 各能级原 子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 各能层原 子轨道数 1 4 9 16 最多容纳 电子数 2 8 18 32 2.常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈　球　形、p电子云轮廓图呈哑铃形。p电子云有　3　种伸展方向。  3.预测第五电子层上原子轨道总数是多少?最多能容纳的电子数是多少? 提示:25　50 4.比较下列基态原子能级或原子轨道的能量高低。 ①1s、2s、2p、3s、3p、3d　②2s、2px、2py、2pz 提示:①1s<2s<2p<3s<3p<3d ②2s<2px=2py=2pz (二)原子核外电子排布 1.核外电子在各能层(电子层)的排布规律 (1)每个电子层最多能容纳　2n2　个电子(n代表电子层数)。  (2)最外层电子数最多不超过8个。 (3)次外层电子数最多不超过　18　个,倒数第三层最多不超过　32　个。  2.基态原子核外电子排布原则　 注意:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低,如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。 3.核外电子的填充顺序遵循构造原理 4.基态原子核外电子排布的表示方法(以S原子为例) 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 价层电子排布 3s23p4 价层电子轨道表示式 (电子排布图) (三)电子的跃迁与原子光谱 1.电子的跃迁 2.原子光谱 不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。 微点澄清训练 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)某原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多 (×) (2)p能级能量一定比s能级的能量高 (×) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃状,能量也相等 (×) (4)电子发生跃迁可形成吸收光谱或发射光谱 (√) (5)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz) (×) (6)铁元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6 (×) (7) 表示的原子能量处于最低状态 (√) 2.(1)(2023·浙江6月选考·节选)基态N原子的价层电子排布式是　　　　　　。  (2)(2023·全国乙卷·节选)基态Fe原子的价层电子排布式为　　　　　　。  (3)(2023·广东卷·节选)基态Fe2+的3d电子轨道表示式为　　　　　　　　　　。  (4)(2022·全国甲卷·节选)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 　。 答案:(1)2s22p3　(2)3d64s2 (3) 　(4) [边练边学·实践提能] 一、核外电子排布的能量高低判断 1.氟原子激发态的电子排布式有　　　　　　　,其中能量较高的是　　　　　　。(填标号)  a.1s22s22p43s1　　　　　 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 答案:ad　d 2.下列Li原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为　　　　、　　　　(填字母)。  答案:D　C 3.钠发生焰色试验的火焰呈黄色的理由是 　。  答案:电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,以黄色光的形式释放能量 链接拓展 璀璨烟花与焰色试验 二、核外电子的运动状态和单电子数目的确定 4.(1)基态F原子核外电子的运动状态有　　　　种。  (2)基态钛原子的价层电子排布式为　　　　,其原子核外电子的空间运动状态有　　　　种,共有　　　　种运动状态不同的电子。  (3)基态Si原子价层电子的运动状态有　　　　种,若其电子排布式表示为[Ne]3s23违背了　　　　。  (4)基态Cu原子核外电子的空间运动状态有　 　　种。  (5)基态Ti3+中未成对电子数有　　　　个;与Ti同族相邻的元素Zr的基态原子价层电子排布式为　　　　。与钛同周期元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有　　　　种。  (6)血红蛋白中的铁处于基态时,其最高能级中的单电子数为　　　　。  (7)Cr与Ni的基态原子核外未成对电子数之比为　　　　。  (8)第四周期中,单电子数目最多的元素是　　　。(填元素符号)  答案:(1)9　(2)3d24s2　12　22 (3)4　洪特规则　(4)15　(5)1　4d25s2　3 (6)4　(7)3∶1　(8)Cr |归纳拓展|核外电子运动状态的判断 　　①电子的运动状态与原子核外电子数目相等;空间运动状态与核外电子填充原子轨道的数目相等。 ②原子轨道中含有一个电子,这个电子为单电子或未成对电子。 三、常见化学用语的判断 5.(2025·江苏南京盐城联考)工业合成尿素的反应原理为CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。下列说法正确的是 (　　) A.基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4 B.NH3的电子式为H︰︰H C.CO(NH2)2中N的化合价为+3 D.CO2的空间结构为V形 解析:选A　基态氧原子(8O)核外含有8个电子,电子排布式为1s22s22p4,A正确;NH3的电子式为H︰︰H,B错误;尿素的化学式是CO(NH2)2,尿素中C的化合价是+4,O的化合价是-2,H的化合价是+1,N的化合价是-3,C错误;CO2的空间结构为直线形,D错误。 6.(2024·江苏卷)反应PbS+4H2O2===PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是 (　　) A.S2-的结构示意图为 B.H2O2中既含离子键又含共价键 C.S中S元素的化合价为+6 D.H2O的空间构型为直线形 解析:选C　S2-的最外层电子数为8,其结构示意图为,A错误;H2O2中只含有共价键,B错误;S中O为-2价,S为+6价,C正确;H2O为V形分子,D错误。 7.黑火药的爆炸反应为S+2KNO3+3C===K2S+N2↑+3CO2↑。与该反应有关的下列化学用语表述正确的是 (　　) A.基态S的原子结构示意图为 B.K2S的电子式为K×·×·K C.N2的结构式为N≡N D.CO2的空间构型为 解析:选C　S的原子序数为16,原子核内有16个质子,核外有16个电子,基态S的原子结构示意图为,A项错误;K2S为离子化合物,电子式为K+[︰︰]2-K+,B项错误;N2中两个氮原子形成氮氮三键,其结构式为N≡N,C项正确;CO2中碳原子的价层电子对数为2+(4-2×2)=2+0=2,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为直线形,D项错误。 随堂训练——融会贯通本课主干知识 阅读下列材料,完成1~3题。 利用反应4NH3+COCl2===CO(NH2)2+2NH4Cl可去除COCl2污染。据西安电子科技大学芜湖研究所介绍,国内5G通信芯片用氮化镓材料制成。如图是氮元素在元素周期表中的信息以及镓原子的结构示意图。 1.下列说法不正确的是 (　　) A.氮原子核内质子数为7 B.图中x=18 C.镓原子核内中子数为31 D.氮原子的相对原子质量为14.01 解析:选C　根据元素周期表可知,左上角的数字表示原子序数,在原子中,原子序数=核电荷数=质子数, 则氮原子核内质子数为7,A正确;当微粒为原子时, 质子数=核外电子数,由题给镓原子的结构示意图可知,31=2+8+x+3,解得x=18,B正确;镓原子核内质子数为31,而不是核内中子数为31,C错误;根据元素周期表可知,汉字下面的数字表示相对原子质量,D正确。 2.下列说法正确的是 (　　) A.中子数为8的氧原子:O B.Cl-的结构示意图: C.基态N原子的轨道表示式: D.CO(NH2)2中只含共价键 解析:选D　中子数为8的氧原子:O,A错误;Cl-的结构示意图:,B错误;基态N原子的轨道表示式: ,C错误;CO(NH2)2是共价化合物,只含有极性共价键,D正确。 3.下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是 (　　) A.M能层中有3s、3p、3d三个能级,共9个轨道,可容纳18种运动状态的电子 B.在原子结构分层排布中,M层容纳电子数最多为18,最少为8 C.s电子绕核运动,其轨道为球面,而p电子在哑铃形曲面上运动 D.114号元素是位于p区的金属元素,价电子排布式为7s27p4 解析:选A　M能层中有3s、3p、3d三个能级,共1+3+5=9个轨道,可容纳2×9=18种运动状态的电子,A正确;在原子结构分层排布中,M层容纳电子数最多为18,但最少容纳电子数不是8,B错误;s电子绕核运动,其轨道为球形,而p电子轨道为哑铃形,不止在面上运动,C错误;114号元素位于第ⅣA族,价电子排布式为7s27p2,位于p区的金属元素,D错误。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.三星堆见证了中华文明起源的多样性,通过“14C测定法”初步确定其年代区间。下列有关说法正确的是 (　　) A.14C与12C互为同位素 B.14C的核外电子数是14 C.14C可由中子轰击14N产生,14C与14N的化学性质相同 D.青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的样品 解析:选A　14C的质量数是14,质子数是6,核外电子数=质子数=6,故B错误;14C与14N的质子数不同,是不同元素,化学性质不同,故C错误;青铜器皿由金属Cu等组成,不含C元素,不能用14C来检验,故D错误。 2.下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是 (　　) A.1s22s22p63s2→1s22s22p63p2 B.1s22s22p33s1→1s22s22p4 C.1s22s2→1s22s12p1 D.1s22s22→1s22s22 解析:选B　A项,吸收光能,形成吸收光谱;B项,由激发态→基态,释放光能,形成发射光谱;C项,形成吸收光谱;D项,2px与2py能量相同,不属于电子跃迁。 3.下列有关构造原理的说法错误的是 (　　) A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.构造原理中的电子排布能级顺序,实质是各能级能量由低到高的顺序 解析:选C　绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理,但也有少数例外,如Cu,故C错误;构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序,故D正确。 4.下列有关Ne的说法正确的是 (　　) ANe和Ne属于同素异形体 BNe和Ne属于不同的核素 CNe和Ne的中子数相同 DNe转变为Ne为化学变化 解析:选B　Ne和Ne的质子数相同,中子数不同,互为同位素,不是同素异形体,A、C错误;Ne转变为Ne中没有新物质生成,不是化学变化,D错误。 5.(2025·江苏南京开学考试)反应SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O可用于生产磨砂玻璃。下列说法正确的是 (　　) A.SiO2为分子晶体 B.HF分子间可形成氢键 C.SiF4中Si元素的化合价为-4 D.H2O的电子式为H+[︰︰]2-H+ 解析:选B　SiO2是Si原子与O原子通过共价键形成的晶体,是共价晶体,A错误;HF中F的电负性大,符合形成氢键的条件,故HF分子间可形成氢键,B正确;SiF4中F元素为-1价,Si元素的化合价为+4,C错误;水为共价化合物,形成共价键,电子式为H︰︰H,D错误。 6.(2025·江苏南京中华中学期初调研)反应CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑,可用于实验室制备乙炔气体。下列说法正确的是 (　　) A.OH-的电子式:·︰H B.C2H2的结构式: C.CaC2中只含离子键 D.H2O的空间构型为直线形 解析:选B　OH-的电子式为[︰︰H]-,A错误;C2H2分子中含有碳碳三键,乙炔的结构式为,B正确;CaC2中含离子键、共价键,C错误;H2O的空间构型为V形,D错误。 7.下列有关电子排布式或排布图的结论错误的是 (　　) 选项 电子排布式 结论 A 1s22s2222 违背洪特规则 B 1s22s22p63s23p63d8 书写正确 C N的电子排布图: 违背泡利原理 D 1s22s22p63s23p63d54s1 书写正确 解析:选B　当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同,所以2p能级上电子排布图违背了洪特规则,故A正确;原子核外电子先占有能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,3d能级的能量高于4s能级,应先填充4s能级,再填充3d能级,则违背了能量最低原理,故B错误;当电子排布在同一轨道时,每个轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反,1s和2s的自旋方向相同违背了泡利原理,故C正确;原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同,全空、全满或半满时能量较低,则电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1书写正确,故D正确。 8.(2024·甘肃卷)下列化学用语表述错误的是 (　　) A.Ca2+和Cl-的最外层电子排布图均为 B.PH3和H2S的电子式分别为H︰︰H和H︰︰H C.CH2CHCH2CH2CH3的分子结构模型为 D.C、C和C互为同位素 解析:选B　Ca2+和Cl-的核外电子数都是18,最外层电子排布图均为,故A正确;PH3中磷原子和每个氢原子共用一对电子,中心原子P原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,PH3的电子式为H︰︰H,故B错误;CH2==CHCH2CH2CH3分子中存在1个碳碳双键,位于1号碳原子与2号碳原子之间,存在3个碳碳单键,无支链,且氢原子半径小于碳原子半径,故C正确CC和C是质子数相同、中子数不同的碳原子,是碳元素的不同核素,互为同位素,故D正确。 9.(2025·江苏扬州中学开学考试)已知反应:RC≡CAg+2CN-+H2O→RC≡CH+[Ag(CN)2]-+OH-,该反应可用于提纯炔烃。下列说法错误的是 (　　) A.CN-的电子式为[︰C︙︙N︰]- B.H2O的球棍模型为 C.基态O原子的价电子排布式为2s22p4 D.[Ag(CN)2]-中σ键与π键的个数比为1∶1 解析:选B　CN-的电子式为[︰C︙︙N︰]-,A正确;所给的是水的空间填充模型,B错误;基态O原子的价电子排布式为2s22p4,C正确;[Ag(CN)2]-中σ键与π键的个数比为4∶4,简化为1∶1,D正确。 10.(2025年1月·八省联考内蒙古卷)下列化学用语或表述正确的是 (　　) A.Na2O2电子式:Na+[︰︰︰]2-Na+ B.209Bi和210Bi:互为同素异形体 C.CH4的空间结构:正方形 D.基态Fe2+的价电子排布式:3d54s1 解析:选A　Na2O2是由Na+和构成的离子化合物,电子式为Na+[︰︰︰]2-Na+,A正确;209Bi和210Bi的质子数相同,中子数不同,属于同一种元素的不同原子,互为同位素,B错误;CH4的价层电子对数为4+=4,其空间结构为正四面体形,C错误;Fe为26号元素,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,失去最外层电子形成阳离子,因此基态Fe2+的价电子排布式为3d6,D错误。 11.NF3常用于微电子工业,可由反应4NH3+3F2===3NH4F+NF3制备。下列说法正确的是 (　　) A.中子数为36的铜原子为Cu B.NH3的电子式为H︰︰H C.NH4F中含有离子键和共价键 D.NF3是非极性分子 解析:选C　A项,质量数=质子数+中子数=29+36=65,表示为Cu,错误;B项,漏写N上的一个孤电子对,错误;C项,N与F-之间为离子键,N中N与H之间为共价键,正确;D项,NF3与NH3类似,N上有一个孤电子对,NF3为三角锥形,N带正电在锥顶,三个F带负电位于三个锥底,与正电中心不重合,故为极性分子,错误。 12.(2025·苏州高三期中调研)我国科学院制备出超小铜纳米晶嵌入的氮掺杂碳纳米片催化剂,该催化剂可用来实现高效电催化CO2转化为所期望的新能源产物。下列说法正确的是 (　　) A.基态Cu原子价层电子排布式为3d94s2 B.中子数为8的N原子可表示为N C.第一电离能大小:I1(C)<I1(N)<I1(O) D.CO2是非极性分子 解析:选D　A项,Cu的基态电子排布式为[Ar]3d104s1,遵循洪特规则中3d轨道中电子全满为稳定状态这一特点,错误;B项,中子数为8的N原子,其质量数为15,表示为N,错误;C项,N原子的2p轨道中电子为半满的稳定状态,很难失去电子,所以N的第一电离能比相邻元素的均要大,错误;D项,CO2为直线形,C带正电,两侧的O带负电,正、负电荷中心重合,所以CO2为非极性分子,正确。 13.(2025·连云港第一次调研)反应SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr可用于海水提取溴。下列有关说法正确的是 (　　) A.SO2是直线形分子 B.基态N原子的轨道表示式为 C.HBr的电子式为H+ D.1个H2SO4分子中含有6个σ键 解析:选D　A项,SO2中S的孤电子对数为=1,价层电子对数为1+2=3,则S为sp2杂化,SO2为V形分子,错误;B项,填充2p轨道中的电子时,应先分别填充2p轨道中的每个轨道,错误;C项,HBr为共价化合物,H与Br之间为共用电子对,错误;D项,H2SO4分子的结构式为,单键均为σ键,1个双键中有1个σ键,故1个H2SO4分子中含有6个σ键,正确。 14.(2025·江苏盐城射阳中学月考)反应CO+2[Ag(NH3)2]OH===2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3,用于检验微量CO的存在。下列说法正确的是 (　　) A.NH3的电子式为H︰︰H B.O2-的结构示意图为 C.[Ag(NH3)2]OH只含离子键 D.C的空间构型为平面三角形 解析:选D　NH3为共价化合物,电子式为H︰︰H,A错误;O的原子序数为8,其核内有8个质子,核外有8个电子,氧离子(O2-)表示得到2个电子,即核外有10个电子,所以氧离子(O2-)的结构示意图为,B错误;由[Ag(NH3)2]OH可知,该化合物中Ag+和N原子之间存在配位键,N和H原子之间存在共价键,所以该化合物中含有离子键、配位键和共价键,C错误;C中中心原子C原子价层电子对数=3+=3+0=3,无孤电子对,C原子采取sp2杂化,空间构型为平面三角形,D正确。 15.氢氟酸是芯片加工中的重要试剂,可通过反应CaF2+2H3PO4===Ca(H2PO4)2+2HF↑制取。下列说法正确的是 (　　) A.基态Ca原子的电子排布式为[Ar]4s2 B.CaF2的电子式为︰︰Ca︰︰ C.中子数为15的P可以表示为P D.HF的电离方程式为HF===H++F- 解析:选A　A项,Ca为20号元素,最外层4s上面有2个电子,基态Ca原子的电子排布式为[Ar]4s2,正确;B项,CaF2为离子化合物,电子式为Ca2+,错误;C项,质量数=质子数+中子数=15+15=30,表示为P,错误;D项,HF为弱酸,部分电离,电离方程式为HFH++F-,错误。 16.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,W元素的一种核素中没有中子,X元素原子的最外层电子数与内层电子数之比为3∶1,Y元素的原子核外有19种运动状态不同的电子,Z元素的价层电子排布为3d104s1。下列说法正确的是 (　　) A.上述四种元素分别位于四个族 B.Z2+的价层电子轨道表示式为 C.W与Y可以形成共价化合物 D.X与Z只能形成一种化合物 解析:选B　由题给信息可知,W是氢元素,X是氧元素,Y是钾元素,Z是铜元素。氢元素与钾元素均位于第ⅠA族,氧元素位于第ⅥA族,铜元素位于第ⅠB族,A项错误;KH是离子化合物,C项错误;Cu和O可以形成CuO和Cu2O,D项错误。 二、非选择题 17.(12分)现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素,它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的核外电子数与其所在周期数相等;B元素原子核外在3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相同;D元素原子核外有8个运动状态不同的电子;E元素是生活中应用最广泛的金属元素,且E元素的基态原子有4个未成对电子。 请回答下列问题: (1)A的三种核素符号为　　　　　、　　　　　、　　　　　。  (2)E元素基态原子的核外价层电子排布为　　　,价层电子排布图为 　。  (3)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4,其结构式分别为　　　　　、　　　　　　。  (4)E3+比E2+稳定的原因是 　。  (5)B、D核外未成对电子数分别为　　　、　　　。  (6)D的离子结构示意图为　　　　。  解析:由题意知:A为H,B为C,C为N,D为O,E为Fe。 答案:(1HH(或D)H(或T) (2)3d64s2　 (3)　 (4)E3+的3d轨道为半充满状态,能量低、更稳定 (5)2　2　(6) 第二讲　元素周期表与元素周期律(基础落实课) |内|容|与|目|标| 1.熟悉元素周期表的结构(周期、族、区)和应用。 2.掌握元素周期律的实质,熟悉同周期、同主族元素性质的递变规律。 3.掌握电离能、电负性的应用。 第1课时　元素周期表 逐点清(一)　元素周期表的结构 [再认再现·旧知新学] 1.原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。 2.编排原则 3.结构 (1)周期:3短4长,共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 2 10 18 36 54 86 118 (2)族:7主族+8副族+0族,共16个族 主 族 列 1 2 13 14 15 16 17 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副 族 列 3 4 5 6 7 8、9、10 11 12 族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 0族 第18纵列 注意:①所含元素种类最多的族为ⅢB族(含有锕系、镧系元素),共有32种元素。 ②最外层电子数为3~7的原子一定属于主族元素,且最外层电子数即为主族的族序数。 4.分区 (1)根据元素的金属性与非金属性分区 (2)按价层电子排布分区 [边练边学·实践提能] 1.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐,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 解析:选A　O的原子结构示意图为,核外有两个电子层,则O位于元素周期表中第二周期,A正确;P的原子结构示意图为,核外有三个电子层,则P位于元素周期表中第三周期,B错误;Ca的原子结构示意图为,核外有四个电子层,则Ca位于元素周期表中第四周期,C错误;Fe的原子结构示意图为,核外有四个电子层,则Fe位于元素周期表中第四周期,D错误。 2.如图A、B、C、D、E是元素周期表中的5种元素(不包括镧系和锕系)。下列说法不正确的是 (　　) A.A、E原子序数之差可能为2 B.D、E原子序数之差可能是18或32 C.B、C原子序数之差一定是2 D.B、D原子序数之差不可能是7 解析:选A　由题给5种元素的位置关系可以看出,A不是第一周期元素,若A为氢元素,则其位于最左边一族,就不会有B;若A为氦元素,则其位于最右边一族,那么不会有C。既然A不是氢元素也不是氦元素,则A、E原子序数之差不可能为2,A错误;由表中位置关系可知,D、E原子序数之差可能是18或32,B正确;B、C之间仅隔有E一种元素,故原子序数之差一定为2,C正确;B、D原子序数之差应大于8,D正确。 3.结合如图所示元素周期表,回答下列问题: (1)表中所列元素,属于短周期元素的有　　　　　　　　　　　　　　(填字母,下同),属于主族元素的有　　　　　　　　　　　。  (2)g元素的价层电子排布为　　　　　　,该元素位于第　　　周期　　　族　　　区,i元素的价层电子排布为　　　　　　,该元素位于第　　　周期第　　　族　　　区。  (3)f元素的价层电子排布为　　　　　　,该元素位于第　　　周期第　　　族　　　区,请按氦元素的格式写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量:　　　　　　　。  答案:(1)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f (2)3s23p6　三　0　p　3d104s2　四　ⅡB　ds (3)3s23p4　三　ⅥA　p　 |归纳拓展|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(如图所示)。当A、B在ⅠA或ⅡA族时,y=x+m。A、B在ⅢA~0族时,y=x+n。 xA m种元素 yB n种元素 　　 逐点清(二)　原子结构与元素周期表的关系　　 [再认再现·旧知新学] 1.每周期中各元素原子价层电子排布特点 周期 能层数(n) 每周期中各元素原子价层电子排布特点 二 2 2s1→2s22p6 三 3 3s1→3s23p6 四 4 4s1→→4s24p6 五 5 5s1→→5s25p6 六 6 6s1→→6s26p6 2.每族中各元素原子价层电子排布特点 族 价层电子排布 主族 ns1~2np1~5 0族 ns2np6(其中He为1s2) 过渡元素 (n-1)d1~10ns1~2(Pd、镧系和锕系元素除外) 注意:对于主族元素,价电子层就是最外电子层,最外层电子数为3~7的原子一定属于主族元素;对于过渡元素原子,价层电子不仅仅是最外层电子,包括部分的次外层电子,甚至包含部分的倒数第三层电子,如Fe的价层电子排布为3d64s2。 3.各区价层电子排布特点 分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6 (He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑) d区 ⅢB族~ⅦB族、 Ⅷ族(镧系、锕系除外) (n-1)d1~9ns1~2 (Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素 f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14 (n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近 4.元素周期表的应用 (1)科学预测:为新元素的发现,以及预测它们的原子结构和性质提供线索。 (2)寻找新材料 微点澄清训练 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)所有非金属元素都分布在p区 (×) (2)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素 (√) (3)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素 (×) (4)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si和O、S (√) (5)研制农药的元素主要在p区 (√) (6)第ⅦB族的价层电子排布通式为(n-1)d5ns2 (√) 2.下表为元素周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。 请回答下列问题: (1)表中属于d区的元素是　　　　(填编号)。  (2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为　　　　。  (3)某元素的价层电子排布为nsnnpn+1,该元素原子的最外层电子数为　　　　。  (4)元素⑩的不同周期的相邻元素的价层电子排布式为　　　　　　。  答案:(1)⑨　(2)苯　(3)5　(4)4d105s1 [边练边学·实践提能] 1.周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断 (　　) A.它位于周期表的第四周期ⅡA族 B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2 C.Co2+的核外价层电子排布为3d54s2 D.Co位于周期表中第9列,属于d区 解析:选D　钴位于元素周期表的第四周期Ⅷ族,A项错误;“3d74s2”为Co的价层电子排布,其简写式中也要注明3d轨道,B项错误;失电子时,应先失去最外层的电子,即先失去4s上的电子,Co2+的价层电子排布为3d7,C项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,属于d区,D项正确。 2.已知硒与氧元素同主族,与钾元素同周期。下列关于硒的说法不正确的是 (　　) A.硒原子价层电子排布为4s24p4 B.最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4 C.O和Se为p区元素,K为s区元素 D.Se的核外电子排布式为[Ar]4s24p4 解析:选D　Se的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。 3.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是 (　　) A.两种原子的电子层上全部都是s电子 B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子 C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子 D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级上尚未排有电子的两种原子 解析:选B　第1周期的氢、氦和第2周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子,显然它们属于不同周期,故A错误;3p能级上只有一个空轨道的原子是硅,3p能级上有一个未成对电子的原子是铝或氯,同在第3周期,故B正确;最外层电子排布式为2s22p6的原子是第2周期的氖,而最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是第2周期的氧离子、氟离子,也可能是第3周期的钠离子、镁离子、铝离子,故C错误;原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级上尚未排有电子的原子可能是第3周期的氩,也可能是第4周期的钾、钙,故D错误。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是 (　　) A.B只能得电子,不能失电子 B.原子半径:Ge>Si C.As的价层电子排布式为4s24p3 D.Po处于第六周期ⅥA族 解析:选A　B位于金属元素与非金属元素的分界线附近,既有金属性又有非金属性,所以既能得电子,也能失电子,故A错误;电子层数越多半径越大,所以原子半径Ge>Si,故B正确;As为33号元素,其价层电子排布式为4s24p3,故C正确;84号Po处于第六周期ⅥA族,故D正确。 2.(2025·江苏如皋市适应性考试)锡在元素周期表中的信息如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.锡在周期表中位于第五周期ⅣA族 B.锡的基态原子电子排布式为[Kr]5s25p2 C.锡的第一电离能大于左右相邻元素 D.锡的金属性小于锗 解析:选A　锡的基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p2,B错误;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族反常地高,故锡的第一电离能大于左侧相邻元素,小于右侧相邻元素,C错误;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,锡在锗的下方,故锡的金属性大于锗,D错误。 3.元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起,根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置,进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是 (　　) A.该元素位于d区 B.该元素为金属元素 C.该元素位于第四周期第ⅢA族 D.该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 解析:选D　33号元素,根据原子序数=质子数=原子核外电子数,则该元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,能层数等于电子层数,价层电子排布式为4s24p3,最外层有5个电子,则该元素位于第四周期ⅤA族,位于p区,为非金属元素,故D正确。 4.下列有关元素周期表结构的说法中正确的是 (　　) A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族 B.在元素周期表中金属元素和非金属元素分界线附近可以寻找合金材料 C.某元素原子核外的电子数为63,则它是第六周期副族元素 D.除短周期外,其他周期均为18种元素,副族没有非金属元素 解析:选C　原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族,如He,A错误;在元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近可寻找半导体材料,B错误;该元素处于第六周期,属于副族元素,C正确;第六、七周期都有32种元素,D错误。 5.某元素的最外层电子数为2,价层电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是 (　　) A.电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2 B.该元素为V C.该元素为ⅡA族元素 D.该元素位于d区 解析:选C　该元素的最外层电子数为2,并且为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第二周期或第四周期元素。又因其价电子数≠最外层电子数,可推出该元素不是第二周期元素,应为第四周期ⅤB族元素,价层电子排布式为3d34s2,故为23号元素V,d区元素。 6.(2025·江苏镇江开学考试)钙钛矿(CaTiO3)、砷化镓(GaAs)可用于制作航天太阳能电池,下列元素属于过渡金属元素的是 (　　) A.Ca B.Ti C.As D.Ga 解析:选B　Ca位于第四周期ⅡA族,As位于第四周期ⅤA族,Ga位于第四周期ⅢA族,均属于主族元素。Ti是22号元素,位于周期表中第四周期第ⅣB族,属于过渡元素,B符合题意。 7.A、B、C均为短周期元素,它们在周期表中的相对位置如图所示。已知:B、C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是 (　　) A.O、P、Cl　　　　　　　 B.N、Si、S C.C、Al、P D.F、S、Ar 解析:选A　设A、B、C三种元素的原子序数分别为a、b、c,由三种元素在元素周期表中的相对位置可知a+8-1=b,a+8+1=c,且b+c=4a,所以a=8,b=15,c=17,即A、B、C分别是O、P、Cl。 8.某同学设计如下元素周期表,已知X元素的气态氢化物水溶液呈碱性,空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是 (　　) A.X、Y、Z元素分别为N、P、O B.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素 C.Z的氢化物只有一种 D.Y元素位于第ⅥA族 解析:选A　A项,根据该同学设计的元素周期表的形式和表中元素位置可知:X的原子序数为7,Z的原子序数为8,Y的原子序数为15,因此X为N,Z为O,Y为P,正确;B项,白格中的稀有气体元素He、Ne、Ar不属于主族元素,错误;C项,Z的氢化物有H2O、H2O2,错误;D项,Y元素位于ⅤA族,错误。 9.1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表,揭示了化学元素间的内在联系,成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是 (　　) A.元素周期表有7个横行、18个纵列,即有7个周期、18个族 B.在过渡元素中寻找半导体材料 C.科学家首次合成了X原子,116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族 D.ⅠA族的元素全部是金属元素 解析:选C　元素周期表中的Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列,因此元素周期表虽然有18个纵列,但共16个族,A错误;在金属元素和非金属元素的分界线附近寻找半导体材料,B错误;第七周期0族元素为118号,则116号元素位于元素周期表中第7周期ⅥA族,C正确;ⅠA族的元素包括H和碱金属元素,D错误。 10.(2023·广东卷)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是 (　　) A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是第ⅠA族元素 B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的2H与3H互为同位素 D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体 解析:选C　化学符号Xe,原子序数为54,在元素周期表中处于第5周期0族,故A错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,故B错误;2H与3H具有相同的质子数,不同的中子数,互为同位素,故C正确;金刚石属于共价晶体,故D错误。 11.已知A、B、C三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示,设A的原子序数为m,则下列说法不正确的是 (　　) B A C A.元素B和C的原子序数之和可能等于2m B.元素B的原子序数可能等于m-17 C.元素C的原子序数可能为m+31 D.元素A、B、C一定处于短周期 解析:选D　若三种元素分别处于元素周期表右侧的第三~五周期,A的原子序数为m,则B的原子序数为m-17,C的原子序数为m+17,则A、B正确;若三种元素处于长周期,A的原子序数为m,则C的原子序数为m+31,C正确;元素A、B、C处于周期表的右侧区域,若处于短周期,则B为He,不是主族元素,D错误。 二、非选择题 12.(8分)确定下列指定元素的原子序数。 (1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素,原子序数分别为m、n,则m、n的关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序数为x,则乙的原子序数可能是　　　　　　　　　　。  (3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期),A、B所在周期分别有m种和n种元素,A的原子序数为x,B的原子序数为y,则x、y的关系为　　　　　　　　。  (4)下列为元素周期表中的一部分,数字为原子序数,其中M的原子序数为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 13.(12分)我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称,至此,全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”,它有多种原子,如Mc、Mc等。 (1)113号、115号、118号元素分别处于周期表中的位置为　　　　　、　　　　　、　　　　　。  (2)115号元素的价层电子排布式为　　　　　　,属于　　　　区。  (3)在周期表中,假设第八周期按照现有规则填满,则115号元素正下方的将是　　　　号元素。  (4)第四周期中与113号元素同族的是　　　　(填元素符号),价层电子轨道表示式为　　　 　　。  (5)第四周期的元素中,未成对电子数为1的元素有　　　种,所在的族分别为　　　　　　。  (6)第四周期的元素中d区所在的族分别为　　　　　　　　　。  答案:(1)第七周期ⅢA族　第七周期ⅤA族　第七周期0族　(2)7s27p3　p　(3)165　 (4)Ga　 (5)5　ⅠA、ⅢB、ⅠB、ⅢA、ⅦA　(6)ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ 14.(7分)短周期元素A、B、C、D、E在元素周期表中的位置如图所示,其中B的一种同位素考古时用来测定文物的年代。 请回答下列问题: (1)A、D的价层电子排布式分别为　　　　　　、　　　　　　。  (2)与A同主族的下一周期元素的核外电子排布式为 　。 (3)C的核外电子轨道表示式为　　　　　　　　。  (4)E在周期表中的位置为　　　　　　　　　　。  (5)A的下一周期中,元素原子的核外电子中有3个未成对电子的元素有　　　　　(填元素符号)。  解析:根据图示可推知A为Al,B为C,C为N,D为O,E为Cl。 答案:(1)3s23p1　2s22p4 (2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 (3) (4)第三周期ⅦA族　(5)V、Co、As 第2课时　元素周期律 逐点清(一)　电离能　电负性 [再认再现·旧知新学] 1.电离能 (1)电离能的含义 第一电离能:气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,符号:I1,单位:kJ·mol-1。 (2)电离能的变化规律 同周期 第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大,总体呈现从左到右增大的变化趋势。ⅡA族元素的np轨道为全空,第一电离能大于ⅢA族元素,ⅤA族元素np轨道为半充满,第一电离能大于ⅥA族元素 同主族 从上到下,第一电离能逐渐减小 同一 元素 逐级电离能越来越大,即I1<I2<I3…,同时逐级电离能在不同能层相差很大,出现突变 (3)电离能的应用 判断元素的金属性和非金属性强弱 一般来说,I1越大,元素的非金属性越强;I1越小,元素的金属性越强。注意第ⅡA族及第ⅤA族的反常现象 判断元素核外电子的分层排布情况 如Li:I1≪I2<I3表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L)上,且最外层上只有一个电子 判断元素在化合物中的化合价 如K:I1≪I2<I3表明K原子易失去1个电子形成+1价阳离子 2.电负性 (1)电负性的含义 不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。元素的电负性越大,表示其原子对键合电子的吸引力越大。 (2)电负性的标准 以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准,计算得出了各元素的电负性(稀有气体未计)。如O:3.5,N:3.0,Cl:3.0。 (3)电负性的应用 [边练边学·实践提能] 1.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。 元素 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 下列关于元素R的推断中,一定正确的是 (　　) A.R元素的最高正化合价为+3价 B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族 C.R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的 D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 解析:选C　由表知最外层应有2个电子,所以R的最高正化合价为+2,R元素位于元素周期表中第ⅡA族,同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素的第一电离能高于同周期相邻元素,故C正确,A、B错误,D不确定。 2.已知下列元素的电负性数据,下列判断不正确的是 (　　) 元素 Li Be C O F Na Al Cl Ge 电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 3.0 1.8 A.Mg元素电负性的最小范围为0.9~1.5 B.Ge既具有金属性,又具有非金属性 C.Ge和Cl可形成离子键 D.O和F形成的化合物中O显正价 解析:选C　Mg元素的金属性小于Na,大于Be,故电负性的最小范围为0.9~1.5,A正确;Ge的电负性为1.8,既具有金属性,又具有非金属性,B正确;根据Ge和Cl的电负性差为1.2,两元素电负性差距不大,不能形成离子键,C不正确;F的电负性大于O,故O和F形成的化合物中O显正价,D正确。 3.(1)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示。 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 铜 746 1 958 锌 906 1 733 铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是 　。  (2)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3价的元素是　　　(填元素名称)。  几种镧系元素的电离能(单位:kJ·mol-1) 元素 I1 I2 I3 I4 Yb(镱) 604 1 217 4 494 5 014 Lu(镥) 532 1 390 4 111 4 987 La(镧) 538 1 067 1 850 5 419 Ce(铈) 527 1 047 1 949 3 547 答案:(1)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,结构稳定,所以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn+,易再失去一个电子,所以Zn的第二电离能相对较小或Cu原子失去一个电子后,核外电子排布式为[Ar]3d10,而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1,铜达到了较稳定状态,所以Cu的第二电离能相对较大)　(2)镧 4.一般认为:如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值: 元素 符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl 电负 性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 (1)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系: 。 (2)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物: AlF3　　　　　　　,AlCl3　　　　　　　,AlBr3　　　　　　　。  答案:(1)非金属性越强,电负性越大;金属性越强,电负性越小　(2)离子化合物　共价化合物　共价化合物 　　 逐点清(二)　主族元素的结构与性质递变性　　 [再认再现·旧知新学] (一)主族元素的原子结构与性质递变规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 呈逐渐减小趋势 呈逐渐增大趋势 离子半径 阳离子逐渐减小,阴离子逐渐减小,r(阴离子)>r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由+1→+7(O、F除外)负化合价=-(8-主族序数) 相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外) 元素的金属性和 非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 离子的氧化性、 还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 第一电离能 总体呈现逐渐增大的变化趋势(但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA) 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 气态氢化物 稳定性增强 还原性减弱 稳定性减弱 还原性增强 最高价氧化物的水化物 酸性增强碱性减弱 酸性减弱碱性增强 (二)元素金属性和非金属性强弱的比较 1.金属性比较 本质 原子越易失电子,金属性越强(与原子失电子数目无关) 判断 方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前,金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强 ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强 ⑤若Xn++Y→X+Ym+,则Y比X的金属性强 ⑥元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强 2.非金属性比较 本质 原子越易得电子,非金属性越强(与原子得电子数目无关) 判断 方法 ①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强 ②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱,非金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强 ④元素在周期表中的位置:右边或上方元素的非金属性强 微点澄清训练 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)同一周期主族元素,从左到右第一电离能和电负性均逐渐增大 (×) (2)电子层越多,原子半径一定越大 (×) (3)C、N、O、F的最高正价分别为+4、+5、+6、+7 (×) (4)非金属性越强,第一电离能和电负性一定越大 (×) (5)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能 (×) (6)N、O、F三种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F (×) (7)主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大 (×) 2.下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。 (1)这九种元素电负性最大的是　　　　　,第一电离能最小的元素是　　　　　　,最不活泼的是　　　　　(均用元素符号填空,下同)。  (2)这九种元素中最外层电子排布为4s1的元素为　　　　　。  (3)c、d、e三种元素第一电离能由大到小的顺序是　　　,电负性由大到小的顺序是　　　　。  (4)c、d、e的气态氢化物的稳定性顺序　　　　　　　　　　(填化学式,下同),最高价含氧酸酸性强弱顺序为　　　　　　　　　　。  答案:(1)F　K　Ne　(2)K和Cu (3)P>S>Si　S>P>Si　(4)SiH4<PH3<H2S　H2SO4>H3PO4>H2SiO3 [边练边学·实践提能] 一、微粒半径大小的比较 1.比较下列原子(或离子)半径的大小,填写“>”或“<”。 (1)B　　　C　　　N　　　O  (2)Li　　　Na　　　K　　　Rb  (3)S2-　　　O2-　　　Na+　　　Mg2+  (4)H-　　　H　　　H+  答案:(1)>　>　>　(2)<　<　< (3)>　>　>　(4)>　> 2.已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同电子层结构的离子。下列关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是 (　　) A.离子半径:An+>B(n+1)+>Cn->D(n+1)- B.原子序数:a>b>c>d C.原子半径:A>B>D>C D.四种元素一定均属于短周期元素 解析:选C　由于四种离子具有相同的电子层结构,可以推知四种元素在周期表中的位置关系如表。 …… D C A B …… A项,具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+;B项,原子序数:b>a>c>d;C项,原子半径:A>B>D>C;D项,四种元素也可以为长周期元素。 |思维建模|“三看”法速判简单微粒半径的大小 一看电子层数 最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大 二看核电荷数 当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小 三看核外电子数 当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大 二、元素及化合物性质的递变性 3.(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是 (　　) A.半径:r(Al3+)>r(K+) B.电负性:χ(O)>χ(S) C.沸点:H2S>H2O D.碱性:Al(OH)3>KOH 解析:选B　Al3+核外有2个电子层,K+核外有3个电子层,则K+的半径比Al3+大,A错误;O与S位于同一主族,O的非金属性强于S,所以O的电负性比S大,B正确;H2O可以形成分子间氢键,所以H2O的沸点比H2S高,C错误;KOH属于强碱,Al(OH)3为两性氢氧化物,所以KOH的碱性强于Al(OH)3,D错误。 4.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空)。 (1)金属性:K　　　Na　　　Mg;  非金属性:F　　　O　　　S。  (2)碱性:Mg(OH)2　　　Ca(OH)2　　　KOH。  (3)酸性:HClO4　　　H2SO4　　　HClO。  (4)稳定性:CH4　　　NH3　　　H2O。  (5)还原性:HBr　　　HCl,I-　　　S2-。  (6)氧化性:Fe3+　　　Cu2+　　　Fe2+,O2　　F2。  (7)电负性:Si　　　P　　　Cl　　　F。  答案:(1)>　>　>　>　(2)<　< (3)>　>　(4)<　<　(5)>　< (6)>　>　<　(7)<　<　< |归纳拓展| 金属性、非金属性强弱判断的常见误区 (1)认为根据酸性HCl>H2S,可判断非金属性Cl大于S,应根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断。 (2)认为根据失电子数Na<Al,可判断金属性Na<Al,实际金属性强弱是Na>Al,与失电子数多少无关。 (3)认为根据稳定性HF>HCl>HBr>HI,可判断酸性:HF>HCl>HBr>HI,实际是酸性HF<HCl<HBr<HI。 (4)认为同主族从上到下,元素单质熔点逐渐升高,实际上同主族从上到下,金属单质熔点降低,非金属单质熔点升高。 (5)认为元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强,实际上有特例,如N非金属性较强,但N2性质稳定。 随堂训练——融会贯通本课主干知识 阅读下列材料,完成1~3题。 元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。碳元素在自然界分布很广。游离态的碳有金刚石、石墨、C60等,化合态的碳存在形式更为多样。碳单质是重要的还原剂,工业上可用焦炭还原石英砂制得粗硅。新型光催化剂Zn2GeO4具有较高的催化活性。 1.下列说法正确的是 (　　) A.Na+的结构示意图: B.基态Si原子的价电子轨道表示式: C.CO2的结构式:OCO D.H2O的电子式:H 解析:选A　Na+的核电荷数为11,核外有10个电子,Na+的结构示意图为,A正确;基态Si原子的价电子排布式为3s23p2,轨道表示式为,B错误;CO2为直线形结构,分子中存在两个碳氧双键,二氧化碳的结构式为OCO,C错误;H2O的电子式为H︰︰H,D错误。 2.下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:r(C)>r(Si)>r(Ge) B.第一电离能:I1(C)<I1(Si)<I1(Ge) C.碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D.可在周期表中元素Si附近寻找新型半导体材料 解析:选D　同主族元素原子半径从上往下依次增大,故原子半径:r(C)<r(Si)<r(Ge),A错误;同主族元素,从上往下原子半径增大,更易失电子,第一电离能:I1(C)>I1(Si)>I1(Ge),B错误;晶体硅、SiC均为共价晶体,碳单质中金刚石为共价晶体,而石墨为混合型晶体,C60为分子晶体,C错误;周期表中元素Si附近存在许多准金属,可在其周围寻找半导体材料,D正确。 3.下列有关其组成元素的说法不正确的是 (　　) A.Ge的价电子排布式为4s24p2 B.Zn为第四周期ⅡB族的元素 C.三种元素电负性由大到小的顺序:O>Ge>Zn D.基态O原子中成对电子数是未成对电子数的2倍 解析:选D　Ge原子核外有32个电子,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2,则价电子排布式为4s24p2,A正确;Zn是30号元素,为第四周期ⅡB族的元素,B正确;非金属性越大,元素电负性越大,同周期元素从左到右非金属性依次增强,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,所以三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn,C正确;基态O原子电子排布图为,成对电子数为6个,未成对电子数为2个,基态O原子中成对电子数是未成对电子数的3倍,D错误。 [课时跟踪检测] (说明:标的为难度题,建议教师重点讲评) 一、选择题 1.现有4种元素的基态原子的价层电子排布式如下: ①3s23p4　②3s23p3　③2s22p3　④2s22p5 下列比较中,正确的是 (　　) A.第一电离能:④>③>②>① B.原子半径:④>③>②>① C.电负性:④>③>②>① D.最高正化合价:④>③=②>① 解析:选A　①为S,②为P,③为N,④为F,故A正确;原子半径F最小,B错误;电负性S大于P,C错误;F没有正价,D错误。 2.(2025·江苏南京开学考试)磷酸二氢钙[Ca(H2PO4)2]和硫酸钾(K2SO4)均可用作化肥。下列说法正确的是 (　　) A.半径:r(Ca2+)>r(K+) B.碱性:Ca(OH)2>KOH C.热稳定性:H2S>H2O D.第一电离能:I1(P)>I1(S) 解析:选D　Ca2+和K+具有相同的核外电子排布,且Ca的核电荷数比K大,故离子半径:r(Ca2+)<r(K+),A错误;已知K的金属性强于Ca,故碱性:Ca(OH)2<KOH,B错误;已知O的非金属性强于S,故简单气体氢化物的热稳定性为H2S<H2O,C错误;已知同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA族与ⅤA族反常,故第一电离能:I1(P)>I1(S),D正确。 3.工业上电解熔融Al2O3和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是 (　　) A.半径大小:r<r B.电负性大小:χ(F)<χ(O) C.电离能大小:I1(O)<I1(Na) D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3 解析:选A　核外电子数相同时,核电荷数越大半径越小,故半径大小为r<r,故A正确;同周期元素核电荷数越大电负性越大,故χ(F)>χ(O),故B错误;同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从上往下第一电离能减小,故电离能大小为I1(O)>I1(Na),故C错误;元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性强弱为NaOH>Al(OH)3,故D错误。 4.对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析,可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是 (　　) A.第一电离能大小:I1(N)>I1(O)>I1(S) B.沸点高低:H2S>H2O>NH3 C.酸性强弱:H2SO3>HNO3>H2CO3 D.半径大小:r(S2-)>r(O2-)>r(N3-) 解析:选A　N的2p轨道电子排布是半充满的,比较稳定,电离能较高,第一电离能N>O,同主族元素从上到下,第一电离能变小,第一电离能O>S,故第一电离能:N>O>S,A正确;H2O分子之间有氢键作用,故沸点H2O>H2S,B错误;HNO3是强酸,H2SO3是中强酸,故酸性HNO3>H2SO3,C错误;O2-与N3-具有相同的电子层结构,原子序数越大,离子半径越小,故r(N3-)>r(O2-),D错误。 5.(2025·江苏镇江开学考试)一水硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4SO4·H2O]常用作杀菌剂。下列说法不正确的是 (　　) A.电负性:O>S　　　　 B.电离能:I1(N)<I1(O) C.键角:NH3>H2O D.热稳定性:H2O>H2S 解析:选B　同主族元素从上到下,电负性依次减小,故电负性O>S,A正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p能级半充满,I1(N)>I1(O),B错误;NH3和H2O的价电子互斥模型都是四面体形,NH3中有一个孤电子对,H2O中有2个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥越大,键角越小,C正确;非金属性O>S,非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,D正确。 6.四种基态原子的价层电子排布式如下: 基态原子 X Y Z R 价层电子排布式 2s22p1 3s23p1 2s22p4 2s22p3 下列有关推断正确的是 (　　) A.原子半径:Y>R>Z>X B.第一电离能:Y<X<R<Z C.电负性:Z>R>X>Y D.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比R的强 解析:选C　根据价层电子排布式可知:X为硼原子,Y为铝原子,Z为氧原子,R为氮原子。铝、硼、氮、氧原子半径依次减小,A错误;第一电离能:N>O>B>Al,B错误;电负性:O>N>B>Al,C正确;硝酸的酸性比硼酸(H3BO3)的强,D错误。 7.丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色的二丁二酮肟合镍沉淀,其结构如图所示。该反应可鉴定Ni2+的存在。下列说法不正确的是 (　　) A.沸点: CH4<NH3<H2O B.原子半径:r(O)<r(N)<r(C) C.第一电离能:I1(C)<I1(N)<I1(O) D.Ni2+提供空轨道,N原子提供孤电子对 解析:选C　NH3、H2O能形成分子间氢键,沸点都比CH4高,H2O在常温下呈液态,NH3在常温下呈气态,则沸点:CH4<NH3<H2O,A正确;同周期元素从左到右,原子半径依次减小,C、N、O为同周期相邻元素且从左往右排列,则原子半径:r(O)<r(N)<r(C),B正确;C、N、O为同周期相邻元素,但N原子的2p轨道处于半充满状态,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能:I1(C)<I1(O)<I1(N),C错误;二丁二酮肟合镍中,Ni2+为中心离子,提供空轨道,N原子为配位原子,提供孤电子对,D正确。 8.下列实验不能达到实验目的的是 (　　) 选项 实验操作 实验目的 A Cl2、Br2分别与H2反应 比较氯、溴的非金属性强弱 B 向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨 比较镁、铝的金属性强弱 C 测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4的溶液的pH 比较碳、硫的非金属性强弱 D Fe、Cu分别与稀盐酸反应 比较铁、铜的金属性强弱 解析:选B　A项,Cl2、Br2分别与H2反应,根据反应条件的难易,即可判断出氯、溴的非金属性强弱;B项,向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨,MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2,AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3,无法比较二者的金属性强弱;C项,测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH,根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小,即判断出酸性:H2CO3<H2SO4,从而判断出碳、硫的非金属性强弱;D项,利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。 9.随着原子序数的递增,八种短周期元素(x~h)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.y在元素周期表的位置是第二周期ⅣA族 B.d元素常见离子的半径大于f元素常见离子的半径 C.x、z元素能组成一种四原子共价化合物,其电子式可以表示为x︰︰x D.e、f的最高价氧化物对应的水化物可以相互反应 解析:选C　由图中原子半径的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第2周期,e、f、g、h位于第3周期,再根据元素的化合价可推出x为H,y、z、d分别为C、N、O,e、f、g、h分别为Na、Al、S、Cl。y(C)在元素周期表的位置是第二周期ⅣA族,A项正确;O2-、Al3+具有相同的电子层结构,而核电荷数O<Al,故离子半径:O2->Al3+,B项正确;x、z元素能组成一种四原子共价化合物为NH3,其电子式为,C项错误;e、f的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,二者可以相互反应,D项正确。 10.(2025·江苏苏州模拟)太阳能电池可由Si、GaP、GaAs等半导体材料构成。有关元素在元素周期表中的位置如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:r(Ga)<r(As) B.第一电离能:I1(Si)<I1(P) C.热稳定性: AsH3>PH3 D.Ga的周期序数与族序数相等 解析:选B　同周期主族元素从左到右,原子序数依次增大,原子半径依次减小,所以r(Ga)>r(As),A项错误;P最外层电子为半充满状态,第一电离能大于相邻元素Si,B项正确;As为第四周期元素,P为第三周期元素,P的非金属性比As强,热稳定性AsH3<PH3,C项错误;Ga为第四周期ⅢA族元素,周期序数与族序数不相等,D项错误。 11.(2025·江苏扬州中学月考)某含锰着色剂的化学式为XY4MnZ2Q7,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中X具有正四面体空间结构,Z2结构如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.键角:XY3>X B.简单氢化物沸点:X>Q>Z C.第一电离能:X>Q>Mn D.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>X 解析:选C　由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中X具有正四面体空间结构,可知X为N,故Y为H,X为N;同时分析Z2结构,可知Q形成两个键,Q为ⅥA族的元素,同时Z形成5个键,Z为ⅤA族的元素,故Q为O,Z为P。NH3和N都是sp3杂化,但NH3中有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,键角变小,故键角:NH3<N,A项错误;NH3和水分子间均存在氢键,故沸点比PH3高,常温下,水为液体,而NH3为气体,则沸点:H2O>NH3>PH3,B项错误;N为ⅤA族的元素,第一电离能比同周期相邻元素大,Mn为金属元素,在三者中第一电离能最小,故第一电离能:N>O>Mn,C项正确;Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,前者为中强酸而后者为强酸,D项错误。 12.(2025·连云港高三调研)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。X和Y的基态原子s能级电子总数均等于其p能级电子总数,Z的原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的2倍,W和X位于同一主族。下列说法不正确的是 (　　) A.Z单质可用于制作半导体材料 B.元素Z、W的最高价氧化物对应水化物都是强酸 C.元素X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强 D.简单离子半径:r(W)>r(X)>r(Y) 解析:选B　据题意可推出X、Y、Z、W分别为O、Mg、Si、S。A项,单质硅是常见的半导体材料,正确;B项,元素Si、S的最高价氧化物的水化物为H2SiO3、H2SO4,H2SiO3属于弱酸,错误;C项,H2S的热稳定性比H2O弱,正确;D项,S2-比O2-多一个电子层,r(S2-)>r(O2-),O2- 与Mg2+电子层数相同,但核电荷数O小于Mg,r(O2-)>r(Mg2+),故简单离子半径r(S2-)>r(O2-)>r(Mg2+),正确。 13.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素;基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等;基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是 (　　) A.电负性:X>Y>Z>W B.原子半径:X<Y<Z<W C.Y和W的单质都能与水反应生成气体 D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性 解析:选C　X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等,可知X的电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为O元素或Mg元素,基态原子O的未成对电子数为2,基态原子Mg无未成对电子,又基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3,则X为O元素,基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WY2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为+2价,又其原子序数最大,故W为Ca元素、Y为F元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O<P<Ca,B项错误;F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2,C项正确;P元素最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性,D项错误。 14.现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物,以吸附Mn2+等重金属离子,聚合铁简称PFS,化学式为(n<5,m<10)。下列说法错误的是 (　　) 元素 Mn Fe 电离能/ (kJ·mol-1) I1 717 762 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 A.PFS中铁元素显+3价 B.基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2 C.由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程 D.由表可知再失去一个电子时,气态Fe2+比气态Mn2+难 解析:选D　根据化合物中各元素的化合价代数和为0,铁元素的化合价为+3价,故A正确;铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以铁原子的价层电子排布式是3d64s2,故B正确;硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2价,聚合铁中铁元素的化合价是+3价,Fe3+水解生成氢氧化铁,所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合等过程,故C正确;电离能越大,其失电子越难,所以气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子容易,故D错误。 15.下表中:X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。 元素 I1 I2 I3 I4 X 496 4 562 6 912 9 543 Y 578 1 817 2 745 11 575 下列根据表中所列数据的判断,错误的是 (　　) A.元素X是ⅠA族的元素 B.元素Y的常见化合价是+3价 C.元素X与氧形成化合物时,化学式可能是X2O2 D.若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应 解析:选D　X和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,则X为第ⅠA族元素,故A正确;Y元素的第三电离能和第四电离能相差较大,Y原子最外层有3个电子,为ⅢA族元素,则化合价为+3价,故B正确;由元素X有第四电离能知,X不可能为Li,元素X与O形成化合物时,X的电负性小于O元素,所以在二者形成的化合物中X显+1价、O元素显-1或-2价,则化学式可能是X2O或X2O2,故C正确;如果Y是第三周期元素,则为Al,Al和冷水不反应,故D错误。 二、非选择题 16.(8分)(1)基态Ni原子的价电子排布式为　　　　　　　,在元素周期表中位置为　　　　。  (2)①基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为　　　　　　　　　　。  ②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　　　　(填标号),判断的根据是　　 　 　 ;  第三电离能的变化图是　　　　(填标号)。  答案:(1)3d84s2　 第四周期Ⅷ族 (2)① ②a　同一周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高　b 第三讲　“位—构—性”三者关系的综合应用(综合应用课) 通过“位—构—性”的关系考查元素周期表、元素周期律的综合应用是每年命题的热点,一般以选择题呈现。通常以原子核外电子排布、元素周期表的片段、短周期元素的结构特点、元素化合物的性质为情境载体进行元素推断,考查角度有粒子半径大小比较、电离能大小比较、元素金属性和非金属性强弱比较、电负性的强弱比较、化学键类型的判断、物质性质判断等。涉及的知识面广、难度较大,需要考生具有较高的逻辑思维能力。 真题集训——悟多彩考法 1.(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数,化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是 (　　) A.X和Z属于同一主族 B.非金属性:X>Y>Z C.气态氢化物的稳定性:Z>Y D.原子半径:Y>X>W 解析:选A　化合物W+[ZY6]-可用作化学电源的电解质,结合Y可形成Y-知,该化合物中W为+1价,Z为+5价,Y为-1价,则W位于第ⅠA族,Y为F或Cl,又W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,故Y只能为F,则W为Li、Z为P,该化合物为Li+[PF6]-;根据W和X原子序数之和等于Y-的核外电子数知,X为N。N和P均位于第ⅤA族,A正确。同周期元素从左到右,元素的非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,故非金属性:F>N>P,B错误。元素的非金属性越强,对应的简单气态氢化物越稳定,非金属性:F>P,故稳定性:HF>PH3,C错误。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:Li>N>F,D错误。 2.(2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q为短周期元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子,Z和Q同族,Z的原子序数是Q的一半,W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是 (　　) A.X、Y组成的化合物有可燃性 B.X、Q组成的化合物有还原性 C.Z、W组成的化合物能与水反应 D.W、Q组成的化合物溶于水呈酸性 解析:选D　X、Y、Z、W、Q为短周期元素,W元素的焰色试验呈黄色,W为Na元素;Z和Q同族,Z的原子序数是Q的一半,则Z为O、Q为S;Y原子核外有两个单电子且原子序数小于Z,Y为C元素;X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18,则X的最外层电子数为18-4-6-1-6=1,X可能为H或Li。若X为H,H与C组成的化合物为烃,烃能够燃烧,若X为Li,Li与C组成的化合物也具有可燃性,A项正确。X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈-2价,为S元素的最低价,具有还原性,B项正确。Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2,Na2O与水反应生成NaOH,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,C项正确。W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐,其溶于水所得溶液呈碱性,D项错误。 3.(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是 (　　) A.电负性:W>Y B.酸性:W2YX3>W2YX4 C.基态原子的未成对电子数:W>X D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y 解析:选D　Z的价电子所在能层有16个轨道,故Z为第四周期元素,结合题给化合物的结构图可知,Z为K元素;W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,结合题给结构图可知,X为O元素、Y为S元素;W形成一个共价键,则W为H元素。电负性:H<S,A错误。H2SO3为弱酸,故酸性:H2SO3<H2SO4,B错误。基态H原子中未成对电子数为1,基态O原子中未成对电子数为2,故C错误。K的氧化物溶于水可生成KOH,溶液的pH>7,S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4,溶液的pH<7,故D正确。 4.(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是 (　　) A.单质沸点:Z>Y>W B.简单氢化物键角:X>Y C.反应过程中有蓝色沉淀产生 D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y 解析:选D　根据基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,且X能和原子序数小的W形成化合物XW3,可知X是N元素、W是H元素;由Q是ds区元素且焰色试验呈绿色,可知Q为Cu元素;结合基态Y、Z原子有两个未成对电子,与Cu可形成CuZY4,根据原子序数关系可确定Y为O元素,Z为S元素。常温下,单质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量O2>H2,则分子间作用力:O2>H2,故单质的沸点:S>O2>H2,A正确。NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化,且N、O上分别有1、2个孤电子对,因孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故简单氢化物的键角:NH3>H2O,B正确。向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,当NH3过量时,Cu(OH)2沉淀溶解生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液,C正确。配合物Cu(NH3)4SO4中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对形成配位键,即其中配位原子是N,D错误。 5.(2023·辽宁卷)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是 (　　) 　L为 A.W与X的化合物为极性分子 B.第一电离能:Z>Y>X C.Q的氧化物是两性氧化物 D.该阴离子中含有配位键 解析:选A　W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W的原子序数最小,且形成1个共价键,则W为H;X形成4个共价键,核电荷数大于H但小于其他三种元素,则X为C;Y形成2个共价键,则Y为O;Z形成1个共价键,且原子序数等于H和O的原子序数之和,则Z为F;Q形成4个共价键后带一个单位的负电荷,且Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍,则Q为Al。H与C形成的化合物为烃类,烃类物质的正、负电荷中心可能重合,如甲烷,其为非极性分子,A项错误;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:F>O>C,B项正确;Al2O3既能与强酸反应,也能与强碱反应,属于两性氧化物,C项正确;该阴离子中,中心原子Al形成4个键,其中一个为配位键,D项正确。 6.(2023·重庆卷)化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,相对分子质量相差7,1 mol X3Y7WR含40 mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半。下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:W>R B.非金属性:X>R C.Y和Z互为同素异形体 D.常温常压下X和W的单质均为固体 解析:选A　化合物X3Y7WR和X3Z7WR所含元素相同,说明Y和Z互为同位素,根据两者相对分子质量相差7,1 mol X3Y7WR含40 mol质子,X、W和R三种元素位于同周期,知X、W和R均位于第二周期,且Y、Z为氢元素的两种核素;X原子最外层电子数是R原子核外电子数的一半,设X的最外层电子数为a,W的核外电子数为b(b≤9),则R的核外电子数为2a(2a≤9),又Y的质子数为1,则有3×(a+2)+2a+b+7=40(a、b均为整数),化简得5a+b=27,解得a=4,b=7;所以X为C、R为O、W为N。同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径N>O,A正确;非金属性C<O,B错误;Y和Z是氢元素的两种核素,二者互为同位素,C错误;常温常压下碳单质为固体,氮气为气体,D错误。 题型突破(1)——文字叙述型元素推断 1.常见元素及其化合物的特性 形成化合物最多的元素;可形成自然界硬度最大的物质;简单氢化物中含氢质量分数最大的元素 碳 空气中含量最多的元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的元素;气态氢化物与最高价含氧酸反应生成盐的元素 氮 地壳中含量最多的元素;简单氢化物的沸点最高的元素;氢化物在通常状况下呈液态的元素 氧 最活泼的非金属元素;无正价的元素;无含氧酸的非金属元素;无氧酸可腐蚀玻璃的元素;气态氢化物最稳定的元素;阴离子的还原性最弱的元素 氟 短周期元素中与水反应最剧烈的金属元素,最高价氧化物的水化物碱性最强的元素;短周期主族元素中原子半径最大的元素;焰色试验为黄色的元素 钠 地壳中含量最多的金属元素;最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素 铝 良好的半导体材料,地壳中含量第二的元素,能与强碱溶液反应,还能被氢氟酸溶解的元素 硅 淡黄色固体,它的氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液发生氧化还原反应的元素 硫 短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素 氯 2.核外电子排布三大规律 (1)最外层电子规律 最外层电子数(N) 3≤N<8 N=1或2 N>次外层电子数 元素在周期表中的位置 主族 第ⅠA族、第ⅡA族、副族、0族元素氦 第二周期 (2)“阴三、阳四”规律 某元素阴离子最外层电子数与次外层相同,该元素位于第三周期;若为阳离子,则位于第四周期。 (3)“阴上、阳下”规律 电子层结构相同的离子,若电性相同,则位于同周期,若电性不同,则阳离子位于阴离子的下一周期。 　　[例1]　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 (　　) 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 [解析]　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,最外层电子排布为2s22p2或2s22p4,即C或O;②为第三周期元素时,最外层电子排布为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和S,则Y为N。X为C,能与多种元素(H、O、N、P、S等)形成共价键,A正确;Z和Q形成的简单氢化物为H2O和H2S,由于H2O分子间能形成氢键,故H2O沸点高于H2S,B错误;Y为N,Z为O,N的最外层p轨道电子为半充满结构,比较稳定,故其第一电离能比O大,C正确;W为Al,Z为O,O的电负性更大,D正确。 [答案]　B [应用体验] 1.(2025·泰州高三期中)X、Y、Z、W四种短周期主族元素,原子序数依次增大。X与Y相邻,X基态原子核外有2个未成对电子;Z是元素周期表中电负性最大的元素。W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是 (　　) A.第一电离能:I1(Y)>I1(Z)>I1(X) B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>X C.Z、W的简单离子的半径:r(Z)>r(W) D.简单气态氢化物的热稳定性:Z>Y 解析:选A　Z是元素周期表中电负性最大的元素,Z为F元素;W的原子序数大于Z,所以W是第三周期元素,又因为W原子在同周期中原子半径最大,所以W为Na元素;X基态原子核外有2个未成对电子,且X位于第二周期,所以X为C元素或O元素;又因为X与Y相邻,且Y的原子序数大于X,所以X只能是C元素,Y是N元素。同周期元素第一电离能随着原子序数增大有增大的趋势,所以第一电离能:F>N>C,即I1(Z)>I1(Y)>I1(X),A项错误;N元素的最高价氧化物对应水化物为硝酸,C元素的最高价氧化物对应水化物为碳酸,硝酸酸性大于碳酸,B项正确;氟离子和钠离子的核外电子排布相同,核电荷数大的离子半径小,氟离子的半径大于钠离子,C项正确;非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,所以简单气态氢化物的热稳定性:F>N,D项正确。 2.(2025·江苏南通等八市第三次调研测试)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。基态X原子核外有6个电子,基态Y原子3p原子轨道半充满,基态Z原子3p原子轨道上有2个未成对电子。W与Y处于同一主族。下列说法正确的是 (　　) A.第一电离能:Z<Y B.简单气态氢化物的热稳定性:Y<W C.原子半径:r(W)<r(Z) D.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>Z 解析:选A　由题意知,X为C,Y为P,Z为S,W为As。由于P的3p轨道处于稳定的半充满状态,难失去电子,则第一电离能比S的大,故第一电离能:S<P,A正确;非金属性越强,其对应的简单气态氢化物越稳定,同主族元素从上往下元素的非金属性逐渐减弱,故P的非金属性大于As,则简单气态氢化物的热稳定性:Y>W,B错误;同主族元素从上往下原子半径逐渐增大,同周期主族元素从左至右原子半径逐渐减小,故原子半径:r(As)>r(S),C错误;元素的非金属性越强,其对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,同周期从左至右元素的非金属性逐渐增强,故最高价氧化物对应水化物的酸性:C<S,D错误。 3.(2025·江苏南京盐城联考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,基态Y原子的p轨道为半充满,Z单质是植物光合作用的产物之一,W与Z同主族。下列说法正确的是 (　　) A.X位于周期表中第二周期ⅣA族 B.共价键的极性:X—Y<X—Z<X—W C.简单气态氢化物的稳定性:W<Y<Z D.X、Y、Z三种元素形成化合物的水溶液一定呈酸性 解析:选C　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的一种核素没有中子,则X为H元素;基态Y原子的p轨道为半充满,则其轨道排布式为1s22s22p3,所以Y为N元素;Z单质是植物光合作用的产物之一,则Z为O元素;W与Z同主族,则W为S元素。X为H元素,则X位于周期表中第一周期第ⅠA族,A错误;电负性:S<N<O,则共价键的极性:H—S<H—N<H—O,B错误;非金属性越强,其对应的简单气态氢化物越稳定,非金属性:S<N<O,简单气态氢化物的稳定性:H2S<NH3<H2O,C正确;X、Y、Z三种元素可形成化合物NH3·H2O,其水溶液呈碱性,D错误。 题型突破(2)——周期表片段型元素推断 1.直接相邻的正“T”型元素原子序数之间的关系 如图所示 2.直接相邻的倒“T”型元素原子序数之间的关系 如图所示 注意:①解题时要注意题目是否要求某元素在短周期中。②要注意题目中所给位置在周期表中是否确实存在,并注意镧系和锕系元素的特殊情况。 3.“+”型元素原子序数之间的关系 第ⅢA族→0族区域内满足“+”型元素原子序数的关系。如图所示 [例2]　某种快速充电器所使用的半导体材料是氮化镓(GaN),半导体材料还有GaY、GaZ、XW等。W、X、Y、Z在周期表中相对位置如图所示,其中W的一种同位素可用于文物年代测定。下列说法正确的是 (　　) W X Y Ga Z A.原子半径:Z>Ga B.XW属于共价晶体 C.简单氢化物的稳定性:X>Y D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y [解析]　W的一种同位素可用于文物年代测定,则W是C元素,由于X、W同一主族,X在W的下一周期,则X是Si元素。根据元素的相对位置,Y是P元素,Z是As元素,然后利用元素周期律分析解答。Ga、As是同一周期元素,原子序数越大,原子半径就越小,所以原子半径:Ga>Z(As),A错误;SiC是原子之间以共价键结合形成的立体网状结构,该晶体属于共价晶体,B正确;Si、P是同一周期元素,原子序数越大,元素的非金属性就越强,其简单氢化物的稳定性就越强。则简单氢化物的稳定性:X(SiH4)<Y(PH3),C错误;P、As是同一主族元素,原子序数越大,元素的非金属性就越弱,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越弱。由于元素的非金属性:P>As,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:Y(H3PO4)>Z(H3AsO4),D错误。 [答案]　B [应用体验] 1.如表为元素周期表中短周期的一部分,Y元素最高正价与最低负价的代数和为4,下列叙述正确的是 (　　) W X Y Z A.原子半径:W<X<Y B.元素的非金属性:Z>Y C.氢化物的稳定性:W<X D.氧化物对应水化物的酸性:Y<Z 解析:选B　根据Y元素最高正价与最低负价的代数和为4及在元素周期表中的位置,可推知Y为S元素,则X为O元素,W和Z分别为N元素和Cl元素。原子半径:r(O)<r(N)<r(S),A错误;非金属性:Cl>S,B正确;非金属性:O>N,但没有指出是否为最简单的气态氢化物,故无法比较氢化物的稳定性,C错误;根据非金属性:Cl>S,只能比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而D项没有说明是否为最高价氧化物对应的水化物,故无法判断,D错误。 2.(2025·江苏射阳中学月考)如图所示为元素周期表中短周期的一部分,X、Y、Z、W四种主族元素原子序数依次增大,Z是非金属性最强的元素,Y的主族序数是其周期数的3倍。下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X) B.电负性:Y>X>Z C.元素W最高价氧化物的水化物是一种强酸 D.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱 解析:选C　X、Y、Z、W四种主族元素原子序数依次增大,Z是非金属性最强的元素,则Z为F,Y的主族序数是其周期数的3倍。则由位置关系知,Y为ⅥA元素,则Y为O、W为S、X为N。同周期主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,元素位于同主族时,核电荷数越大,电子层数越多,原子半径越大。原子半径:r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z),A错误;同周期主族元素从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性减小,F的电负性大于O,O的电负性大于N,B错误;元素W最高价氧化物的水化物硫酸是一种强酸,C正确;同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强,D错误。 题型突破(3)——价键结构型元素推断　 1.根据原子成键特点推断元素 (1)第ⅣA族元素常见成键形式:4个单键;1个三键与1个单键;2个双键;2个单键与1个双键。 (2)第ⅤA族元素常见成键形式:3个单键;1个单键与1个双键;1个三键;2个单键再得1个电子形成离子键等。 (3)第ⅥA族元素常见成键形式:1个双键;2个单键。 (4)氢元素和第ⅦA族元素常形成1个单键。 2.根据结构简式模型推断元素 (1) (2) (3)、 注意:Y为H或卤素原子,或者是—OH、—CH3、—NH2等一价基团。 　　[例3]　(2024·贵州卷)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是 (　　) A.第一电离能:Y<Z<Q B.该化合物中Q和W之间可形成氢键 C.X与Al元素有相似的性质 D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物 [解析]　X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为1s22s2,X为Be元素,W只能形成一个共价键,原子序数小于Be,可知W为H元素,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O元素,则Z为N元素,据此解答。同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,N原子中2p能级上电子为半充满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能:C<O<N,故A错误;该化合物中O的电负性较大,可以和H之间形成氢键,故B正确;Be和Al处在元素周期表的对角线上,具有相似的化学性质,如Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性,故C正确;H、N、O可以形成离子化合物,如NH4NO3,故D正确。 [答案]　A [应用体验] 1.四种元素Y、Z、M、N位于同一短周期,Y的一种同位素在考古学中可用于断代。这四种元素参与组成的一种化合物属于离子液体,结构如图所示。下列说法错误的是 (　　) A.电负性:N>Z>Y>M B.原子半径:M>Y>Z>N C.简单氢化物的稳定性:Z>Y D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y>Z 解析:选D　Y的一种同位素用于考古,说明Y为碳,再结合所给物质中各原子形成化学键的个数和Y、Z、M、N位于同一周期可知,Z能形成三条共价键,Z为氮元素,N能形成一条共价键,N的最外层有7个电子,所以N为氟元素,M得到 1个电子形成了4对共用电子,说明M最外层有3个电子,M为B。同一周期元素电负性从左到右依次增大,故N>Z>Y>M,A正确;原子半径从左到右依次减小,即B>C>N>F,B正确;简单氢化物的稳定性:NH3> CH4,C正确;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以应该是Y<Z,D错误。 2.一种用作锂离子电池电解液的锂盐结构如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W原子的最外层电子数等于其总电子数的。下列说法不正确的是 (　　) A.简单离子半径:W>Y>Z B.X元素的各种含氧酸盐水溶液均显碱性 C.与W同周期的元素中,第一电离能小于W的有5种 D.该锂盐中所有非金属元素均属于元素周期表p区元素 解析:选B　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W原子的最外层电子数等于其总电子数的,W为磷元素;X形成化学键数为4,为碳;Y形成化学键数为2,为氧;Z形成化学键数为1,为氟。由分析知,X为C,Na2CO3、Na2C2O4等溶液显碱性,而NaHC2O4等溶液显酸性,即X元素的各种含氧酸盐水溶液不都显碱性,B错误。 3.(2025·常州一模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等,Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数,由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.元素非金属性强弱的顺序为W>Y>Z B.W与X形成的二元化合物中阴阳离子数目之比为1∶2 C.Y与W形成的二元化合物可用作半导体材料 D.电解饱和XZ水溶液可以制得X单质和Z单质 解析:选B　根据由X、W、Y三种元素形成的化合物M的结构推知:X为+1价,即ⅠA族元素;W可形成双键或两个单键,为ⅥA族元素。再由原子序数大小的关系知X为Na,W为O。而W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等可知Z的最外层电子为7,又Z的原子序数最大,故Z为Cl;由Y元素的族序数与Z的最外层电子数之和等于X的原子序数,可知Y的族序数为ⅣA族,Y为Si。元素非金属性强弱:O>Cl>Si,即W>Z>Y,A错误;W与X形成的二元化合物中有Na2O和Na2O2,它们的阴阳离子数目之比均为1∶2,B正确;Y与W形成的二元化合物为SiO2,可用作光导纤维,不可用作半导体材料,C错误;电解饱和XZ即NaCl水溶液,可制得H2、Cl2和NaOH,不可制得金属Na,D错误。 [课时跟踪检测] 1.X、Y、Z、W都属于前4周期主族元素,基态X原子核外有7种运动状态不同的电子,基态Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,Z是短周期金属性最强的元素,基态W原子的4p原子轨道上有5个电子。下列说法正确的是 (　　) A.第一电离能:I1(Z)<I1(X)<I1(Y) B.原子半径由小到大的顺序:r(X)<r(Y)<r(Z) C.W元素在周期表中位于第四周期ⅦA族 D.X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强 解析:选C　基态X原子核外有7种运动状态不同的电子,则X核外有7个电子,即X为N元素;基态Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,则Y为O元素;Z是短周期金属性最强的元素,则Z为Na元素;基态W原子的4p原子轨道上有5个电子,则W的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,则W为Br元素。N的2p轨道中的电子数为稳定的半满状态,则N的第一电离能比O的大,A项错误;电子层越多,原子半径越大,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径由小到大的顺序:r(O)<r(N)<r(Na),B项错误;Br为35号元素,原子核外有4个电子层,最外层电子数为7,则位于第四周期ⅦA族,C项正确;同一周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,N的非金属性比O弱,则NH3的热稳定性比H2O的弱,D项错误。 2.现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q,原子序数依次增大,其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表: 元素 相关信息 X 最外层电子数是核外电子总数的一半 Y 最高化合价和最低化合价之和为零 Z 单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近 Q 同周期元素中原子半径最小 下列说法正确的是 (　　) A.常温时,X单质能与水发生剧烈反应 B.Y与Q元素组成的YQ4分子,空间结构为正四面体 C.Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱 D.第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态 解析:选B　X最外层电子数是核外电子总数的一半,则X为Be;Z单质为淡黄色固体,常存在于火山喷口附近,则Z为S;X、Y、Z、Q原子序数依次增大,Z、Q在同一周期,则Q为Cl;Y最高化合价与最低化合价之和为零,则Y为C或Si。由此分析,只有B项正确。 3.X、Y、Z、M是电负性逐渐减小的短周期非金属元素。X、Z、M位于三个不同周期,Y与Z的价电子数目之和为M价电子数的两倍;化合物Z2X2的电子总数为18个。下列说法错误的是 (　　) A.原子半径:Z<X<Y<M B.简单氢化物的稳定性:X>Y>M C.Z与M形成的化合物具有较强的还原性 D.Y的含氧酸为弱酸 解析:选D　X、Y、Z、M是电负性逐渐减小的短周期非金属元素,化合物Z2X2的电子总数为18个,则Z为氢、X为氧;X、Z、M位于三个不同周期,则M为硅;Y与Z的价电子数目之和为M价电子数的两倍,则Y价电子数为7,是氯。 4.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子核外有1个电子,Y是地壳中含量最多的元素,Z位于元素周期表第ⅢA族,W单质可广泛用于生产芯片。下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:Y<Z<W B.元素电负性:X<Y<W C.W的简单氢化物比Y的稳定 D.Z单质制成的容器可盛放冷浓硫酸 解析:选D　X的原子核外有1个电子,X为H元素,Y是地壳中含量最多的元素,Y为O元素,Z位于元素周期表第ⅢA族,Z为Al元素,W单质可广泛用于生产芯片,W为Si元素,据此分析解题。同一周期从左到右原子半径逐渐减小,原子半径: Al>Si>O,故A错误;元素的非金属性越强,电负性越大,元素电负性: Si<H<O,故B错误;元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,稳定性: H2O>SiH4,故C错误;常温下浓硫酸可以使铝发生钝化,可用铝制容器盛放冷浓硫酸,故D正确。 5.(2025年1月·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是 (　　) A.电负性:Y>X>Z B.第一电离能:Y>X>M C.原子半径:Z>Y>X D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y 解析:选A　M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素;Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,则Y为O元素;因为原子序数依次增大,X的最高价含氧酸具有强氧化性,则X为N元素;Z与Y同族,则Z为S元素。元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则电负性的大小顺序为O>N>S,A正确;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,其中(ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA),则N元素的第一电离能大于O元素,B错误;同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则N原子的原子半径大于O原子,C错误;元素的非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则简单气态氢化物的稳定性强弱顺序为H2O>NH3>H2S,D错误。 6.a、b、c、d是原子序数依次增大的四种短周期元素,其最外层电子数如图所示。 下列说法错误的是 (　　) A.简单离子半径:b>c B.a、b、c的电负性:b>a>c C.a、b、d含氧酸的酸性:d>b>a D.b、c形成的晶体和c、d形成的晶体类型不同 解析:选C　短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,最外层电子数分别为4、5、3、7,则a是C元素,b是N元素,c是Al元素,d是Cl元素。电子层结构相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大,则简单离子半径:N3->Al3+,A正确;根据电负性变化规律,电负性:N>C>Al,B正确;元素的非金属性:Cl>N>C,则最高价含氧酸的酸性:HClO4>HNO3>H2CO3,低价含氧酸则不一定,C错误;AlN形成共价晶体,AlCl3形成分子晶体,D正确。 7.M、W、X、Y、Z是同周期主族元素,X原子的最外层电子数是W原子次外层电子数的3倍。它们形成的化合物可用作新型电池的电极材料,结构如图所示,化合物中除M+外其他原子均满足8电子稳定结构。下列说法正确的是 (　　) A.M的单质通常保存在煤油中 B.原子半径:r(W)<r(Z)<r(X)<r(Y) C.W的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸 D.WY3分子为含极性键的极性分子 解析:选C　M、W、X、Y、Z是同周期主族元素, X的最外层电子数是W次外层电子数的3倍, 则W有两个电子层,次外层为2个电子, X为O元素,由盐的结构可知,Z可以形成四个共价键,且能与氧形成双键,因此Z的最外层电子数为4,Z为C元素;四种元素位于同周期,且Y能形成一个共价键,Y为F元素; W能形成4个共价键,W为B元素;新型电池材料,除M+外均满足8电子稳定结构,M形成+1价离子,M为Li元素。M为Li元素,Li单质密度比煤油小,不可以保存在煤油中,一般保存在石蜡油中,A错误;W为B、X为O、Y为F、Z为C,同周期从左到右,半径逐渐减小,半径关系为r(B)>r(C)>r(O)>r(F),B错误;W为B元素,W的最高价氧化物对应的水化物为H3BO3,为一元弱酸,C正确;W为B、Y为F,BF3分子中含有极性键,中心原子B采取sp2杂化,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,D错误。 8.某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是 (　　) A.电负性:Z>Y>X B.简单氢化物沸点:Z>Y>X C.X、Y、Z最高价含氧酸根的空间构型相同 D.该配合物中右端五元环中X的杂化方式有sp2、sp3 解析:选D　M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,能形成4个化学键,X为碳;M形成1个共价键且原子序数最小,为氢;Y形成3个共价键,为氮;Z形成4个共价键且带1个单位正电荷,Z为磷;W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子,为铜;W、M、X、Y、Z分别为Cu、H、C、N、P。同一主族随原子序数变大,原子半径变大,电负性变小,同一周期随着原子序数变大,电负性变大,电负性:N>P>C,即Y>Z>X,故A错误;氨分子间能形成氢键,沸点最高,PH3相对分子质量大于甲烷,最简单的氢化物的沸点:Y>Z>X,故B错误;X、Y、Z最高价含氧酸根分别为C、N、P,其中C、N价层电子对数为3,是平面三角形,P价层电子对数为4,是四面体结构,C错误;右端五元环中四个C周围各形成四个价键,为sp3杂化,有一个C只有三个价键,为sp2杂化,D正确。 9.(2025·江苏常州第一中学开学考试)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X为元素周期表中半径最小的原子,Z是地壳中含量最多的元素,W的原子序数为29,X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:Z>Y>X B.该阳离子中心离子的配位数为6 C.氢化物的沸点:Z>Y D.W的核外电子排布式:3d104s1 解析:选B　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X为元素周期表中半径最小的原子,则X为H;Z是地壳中含量最多的元素,Z为氧;W的原子序数为29,W为Cu;由图可以看出,连接三个键的为N,即Y为N。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;原子半径:N>O>H,A错误;由图可知,该阳离子中心离子邻近原子数为6,则配位数为6,B正确;没有说明为简单氢化物,故不能判断两者的氢化物的沸点,C错误;W的原子序数为29,W为Cu,Cu的核外电子排布式:[Ar]3d104s1,D错误。 10.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最高正价与最低负价代数和为0,W、X、Y形成的化合物的结构如图所示,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道。下列说法正确的是 (　　) A.简单离子半径大小:Z>X>Y B.简单氢化物的沸点:Z>X C.X、Y形成的化合物只含离子键 D.该化合物不能与苯酚反应 解析:选A　W的最高正价与最低负价代数和为0,W为C元素,根据该化合物的结构,X能形成2个化学键,X为O元素,Y为Na元素,Z原子M层上有2个未成对电子且此能级无空轨道,Z为S元素。B.X为O元素,Z为S元素,其氢化物为H2O和H2S,因为H2O含有氢键,所以沸点H2O>H2S,错误;C.X为O元素,Y为Na元素,可以形成Na2O2,既有离子键又有共价键,错误;D.该化合物为Na2CO3,能与苯酚反应生成苯酚钠和NaHCO3,错误。 11.(2025·江苏盐城八校开学考试)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,原子最外层电子数之和为19。Y原子最外层电子数与其K层电子数相等,ZX2是形成酸雨的物质之一。下列说法错误的是 (　　) A.原子半径:Y>Z>W>X B.简单氢化物的稳定性:Z>X C.Y与W可形成离子化合物 D.Y的最高价氧化物对应的水化物是中强碱 解析:选B　W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,原子最外层电子数之和为19。Y原子最外层电子数与其K层电子数相等,则其最外层电子数为2,ZX2是形成酸雨的物质之一,则其为SO2,从而得出X为氧元素、Z为硫元素,所以Y为镁元素,W为氮元素。故W、X、Y、Z分别为N、O、Mg、S。电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越小,原子半径越大,则原子半径:Mg>S>N>O,A正确;元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,O与S是同主族元素,O在S的上方,非金属性O>S,则简单氢化物的稳定性:H2S<H2O,B错误;Mg与N可形成离子化合物Mg3N2,C正确;Y的最高价氧化物对应的水化物Mg(OH)2是中强碱,D正确。 12.X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主 ( W + )族元素,其最外层电子数之和为9,部分元素形成的一种常用还原剂结构如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:X>Y B.W最高价氧化物对应的水化物一定能与R单质反应 C.Z与氮原子可形成共价晶体 D.Z的氟化物ZF3中,原子均为8电子稳定结构 解析:选C　X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素,所给物质中有W+,则W为Na,X形成一个共价键,X为H,Z最外层电子数=8-4-1=3,Z为B,5种元素的最外层电子数之和为9,则Y和R的最外层电子数之和为9-1-3-1=4,结合X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期主族元素可知Y为Li(或Be),R为Al(或Mg)。X为H,Y为Li(或Be),Y原子半径比H大,A错误;W为Na,其最高价氧化物对应的水化物为NaOH,若R为Al,则二者可反应,若R为Mg,则二者不反应,B错误;Z(B)与氮原子可形成共价晶体BN,C正确;Z的氟化物ZF3(BF3)中,F满足8电子稳定结构,B原子最外层只有3+3=6个电子,不满足8电子稳定结构,D错误。 13.(2025·江苏海安高级中学月考)江苏太湖石的主要成分为黏土、砂砾、石灰岩等。黏土中某一种成分可表示为YxFey[Z4O10](OH)2·W3(OH)6,其中W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素,W没有未成对电子,Z的最高正价与最低负价的代数和为0。下列说法正确的是 (　　) A.三种元素的最高价氧化物的水化物都能与NaOH反应 B.W、Y、Z的最高价氧化物的水化物都属于强电解质 C.Z的简单氢化物分子间存在氢键 D.Y的简单离子半径在同周期元素中最小 解析:选D　W、Y、Z表示三种原子序数依次增大的第三周期元素,其中Z的最高正价与最低负价的代数和为0,则Z处于ⅣA族,故Z为Si元素;W没有未成对电子,原子序数小于Z即硅,则W的价电子排布式为3s2,故W为Mg;Y的原子序数介于Mg、Si之间,故Y为Al元素。W为Mg元素,最高价氧化物的水化物是Mg(OH)2属于碱,不与NaOH反应,A项错误;W、Y、Z的最高价氧化物的水化物即Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3都属于弱电解质,B项错误;Z为Si,Si的简单氢化物即SiH4不存在分子间氢键,C项错误;Y为Al元素,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,而离子的电子层越大,离子半径越大,故第三周期中Al3+的离子半径最小,D项正确。 14.(2025·徐州模拟)科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子,具有高效的催化性能,其分子结构示意图如图(Y和Y之间重复单元的W、X未全部标出)。W、X、Z分别位于不同周期,Z是同周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是 (　　) A.简单气态氢化物的热稳定性:X>Y B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z) C.该化合物中W、X、Y都满足8电子稳定结构 D.W、Y、Z三种元素组成的化合物中含有离子键和共价键 解析:选D　W、X、Z分别位于不同周期,则W为H,X、Z分别位于第二、第三周期;Z是同周期中金属性最强的元素,则Z为Na;X形成4个共价键,位于ⅣA族,其原子序数小于Z(Na),则X为C元素;Y形成2个共价键,位于第二周期ⅥA族,为O元素。非金属性C<O,则简单气态氢化物的热稳定性:X<Y,故A错误;总体上金属元素第一电离能较小,非金属元素第一电离能较大;同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,则I1(Y)>I1(X)>I1(Z),故B错误;该化合物中,W(H)最外层电子数为2不满足8电子稳定结构,故C错误;W、Y、Z三种元素组成的化合物为氢氧化钠,含有离子键和共价键,故D正确。 15.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,Y、Z、W位于同周期,上述部分元素组成物质存在如图所示转化关系。下列说法错误的是 (　　) A.第一电离能:Z>W>Y B.简单氢化物的沸点:W>Z C.键角:X2W>ZX3 D.转化关系中Y原子的杂化方式有sp、sp2、sp3 解析:选C　短周期元素Y、Z、W位于同周期,且Y形成4个共价键,W形成2个共价键,则Y、Z、W可能为C、N、O或Si、P、S,结合题给转化关系可知,Y为C,Z为N,W为O。X的原子序数最小,且形成1个共价键,则X为H。同周期元素从左至右第一电离能整体呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满稳定状态,其第一电离能大于O,因此第一电离能:N>O>C,故A正确。H2O常温下为液态,NH3常温下为气态,沸点:H2O>NH3,故B正确。H2O、NH3的中心原子的价层电子对数均为4,H2O中O原子含2个孤电子对,NH3中N原子含1个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥作用越大,键角越小,因此键角:H2O<NH3,故C错误。转化关系中形成4个单键的碳原子为sp3杂化,形成2个单键和1个双键的碳原子为sp2杂化,—CN中碳原子形成1个单键和1个三键,为sp杂化,故D正确。 35 / 66 学科网（北京）股份有限公司 $$