专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用（重难点讲义）化学人教版选择性必修2

专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用 1.能明确原子构成及粒子数量关系、原子结构示意图含义，掌握元素周期律核心内容及性质变化本质原因，理解元素周期表与原子结构的关联（周期数 = 电子层数、主族序数 = 最外层电子数），并能实现原子结构与元素在周期表位置的相互推断； 2.能依据原子结构或元素周期表位置预测元素及化合物性质并举例验证，掌握粒子半径比较规律，还能利用相关知识进行元素化合价、位置、未知元素等方面的简单推断与计算。 一、原子结构基础​ 1.构成粒子：原子由质子（带正电）、中子（不带电）、电子（带负电）构成，其中质子和中子集中在原子核内，电子在核外分层排布。​ 2.数量关系：质子数 = 核电荷数 = 原子序数 = 核外电子数（原子呈电中性）；中子数 = 质量数 - 质子数。 3.原子结构示意图：小圆圈代表原子核，圈内数字为核电荷数（质子数），弧线代表电子层，弧线上数字为该层电子数，需明确各电子层最多容纳电子数（如第一层最多 2 个，第二层最多 8 个）。​ 二、元素周期律核心内容​ 1.变化依据：本质是核外电子排布的周期性变化，随原子序数递增呈现规律变化。​ 2.具体性质变化规律：​ (1)原子半径：同周期（左→右）逐渐减小（核电荷数增大，吸引电子能力增强）；同主族（上→下）逐渐增大（电子层数增多，原子核对最外层电子吸引减弱）。​ (2)化合价：同周期（左→右），金属元素正价从 + 1→+7 递增，非金属元素负价从 - 4→-1 递增（稀有气体为 0 价）；主族元素最高正价 = 主族序数，最低负价 = 主族序数 - 8。​ (3)金属性与非金属性：同周期（左→右），金属性逐渐减弱（如 Na>Mg>Al），非金属性逐渐增强（如 Si<P<S<Cl）；同主族（上→下），金属性逐渐增强（如 Li<Na<K），非金属性逐渐减弱（如 F>Cl>Br>I）。 (4)化合物性质：金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强（如 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3）；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强（如 HClO4>H2SO4>H3PO4）、气态氢化物稳定性越强（如 HF>HCl>HBr>HI）。​ 三、元素“位”“构”“性”的关系及其应用 1.元素“位”“构”“性”的关系 元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。 2．三者的推断关系 (1)结构与位置的互推 ①明确四个关系式 a．电子层数＝周期序数。 b．质子数＝原子序数。 c．最外层电子数＝主族序数。 d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。 最低负价＝－|8－最外层电子数|。 ②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律 a．各周期所能容纳元素种数。 b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括： ①元素的金属性、非金属性。 ②气态氢化物的稳定性。 ③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ④金属与H2O或酸反应的难易程度。 (3)结构和性质的互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 四、元素周期表中的有关规律 1.原子序数序差规律 ①同主族、邻周期元素的原子序数差 元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目 元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目 ②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 原子序数差 无 1 1 11 11 25 25 2.元素化合价规律 ①主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数),但要注意F无正价,O一般不显正价。 ②只有非金属元素才有负价,非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。 ③若某原子的最外层电子数为奇数(m),则正常化合价为奇数,从+1价到+m价,若出现偶数则为非正常化合价,其氧化物为不成盐氧化物,如NO、NO2。 ④若某原子的最外层电子数为偶数(n),则元素的正常化合价为一系列偶数,例如。 3.微粒半径大小比较的一般规律 ①同周期(除0族外)，随原子序数的递增,原子半径由大到小，如Na>Mg>Al； ②同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如Li<Na<K;Li+<Na+<K+； ③具有相同核外电子排布的微粒，核电荷数越大,微粒的半径越小（阴前阳下，径小序大），如Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-； ④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，如H+<H<H-;Fe3+<Fe2+<Fe。 4.元素种类判断规律 ①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为；偶数周期为。如第3周期为种，第4周期为种。 ②族“m-2” 非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝（族序数－2）的绝对值 5.对角线规律 金属与非金属分界线对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期（如Li和Mg、Be和Al、B和Si）。 6.相似规律： ①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律； ②同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。 ③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向（），对角相邻的两主族元素（都是金属或非金属）性质（金属性或非金属性）相近．②元素周期表中左上右下（）相邻的两金属元素的离子半径相近． 7.递变规律： ①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增多，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 ②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 ③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C等。 8.“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则： ①＜1时为金属，值越小，金属性越强； ②＞1时是非金属，越大，非金属性越强； ③＝1时多为两性元素 五、金属性和非金属性强弱的判断方法 一表 两序 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：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱 非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱 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 第一电离能 第一电离能越小，元素的金属性越强（注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外）；第一电离能越大，元素的非金属性越强（注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外） 电负性 电负性越小，元素的金属性越强；电负性越大，元素的非金属性越强 六、元素推断常用技巧 1.元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 (1)结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)利用常见元素及其化合物的特征 ①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。 ③地壳中含量最多的元素：O。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。 ⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 (3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同,与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 (4)由基态原子的价电子排布式给元素定位。 ①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝价电子数 ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2,族序数=ns能级上的电子数。 题型01考查原子结构与元素周期表中位置关系的应用 【典例】（24-25高二下·四川乐山·月考）下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是 A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素 B．原子的价电子排布为(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIIIB族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 【答案】C 【解析】A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为主族元素，Cr、Cu为副族元素，A错误；B．副族元素的d能级电子数为10或1～5，原子的价电子排布为(n-1)d6-8ns2的元素为Ⅷ族元素，B错误；C．基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，C正确；D．ⅢB～ⅦB及Ⅷ族元素，其族序数为外围电子中d、s能级含有电子数目之和，族序数一定为x+y；ⅠB族、ⅡB族元素，族序数等于外围电子排布中s能级中的电子数为y，D错误；故选C。 【变式1】（24-25高二下·广东广州·期中）已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和区域是 A．第三周期第ⅥB族；p区 B．第三周期第ⅢB族；d区 C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第四周期第ⅡB族；ds区 【答案】C 【解析】某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，其原子核外电子数为21+3=24，为Cr元素，原子核外排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，处于周期表中第4周期第VIB族，属于d区，故选C。 【变式2】某元素原子的结构示意图为 ，由此得到的结论不正确的是 A．该原子有3个电子层 B．该元素属于金属元素 C．该原子在化学反应中易得2个电子 D．该元素在周期表中的位置是第3周期、第ⅥA族 【答案】B 【解析】A．由原子结构示意图可知该原子核外有3个电子层，A正确；B．该元素的核电荷数为16，是S元素，S原子核外最外层有6个电子，在化学反应中易得到电子，属于非金属元素，B错误；C．该原子的原子半径较小，由于原子最外层有6个电子，因此S原子在化学反应中易得2个电子，C正确；D．原子核外电子层数等于元素所在的周期序数，原子核外最外层电子数等于其所在的主族序数。由原子结构示意图可知该元素在周期表中的位置是第3周期、第ⅥA族，D正确；答案选B。 题型02考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】（24-25高二上·北京大兴·期末）下列关于元素或物质性质的比较中，不正确的是 A．第一电离能：Si>Al>Mg>Na B．原子半径：F<O<Mg<Na C．还原性：K>Na>Mg>Al D．稳定性：HI<HBr<HCl<HF 【答案】A 【解析】A．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但基态镁原子价电子为3s2全满稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能正确顺序为Si＞Mg＞Al＞Na，选项中Si＞Al＞Mg＞Na，A错误；B．同一主族元素，从上到下原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，同周期从左到右同周期递减（除稀有气体），原子半径顺序：F＜O＜Mg＜Na，B正确；C．同主族从上到下元素金属性递增，同周期从左到右元素金属性递减，则金属活动性：K＞Na＞Mg＞Al，对应还原性顺序：K＞Na＞Mg＞Al，C正确；D．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，非金属性F＞Cl＞Br＞I，氢化物稳定性排序为：HF＞HCl＞HBr＞HI或HI＜HBr＜HCl＜HF，D正确；选A。 【变式1】（24-25高二下·北京西城·期中）下列事实不能用元素周期律解释的是 A．电负性：N<O<F B．碱性： C．原子半径：Cl<Br<I D．酸性： 【答案】D 【解析】A．N、O、F同周期，电负性随原子序数增大而增强，符合元素周期律，A不符题意；B．Al、Mg、Na同周期，金属性依次增强，对应最高价氢氧化物碱性增强，符合周期律，B不符题意；C．Cl、Br、I同主族，原子半径随电子层数增加而增大，符合周期律，C不符题意；D．H2SiO3（最高价含氧酸）、HClO4（最高价含氧酸）的酸性强弱可用周期律解释，但H2SO3并非S的最高价酸（最高价为+6），其酸性强弱无法直接通过周期律判断，D符合题意；故选D。 【变式2】（24-25高二下·福建福州·期中）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 事实 推测 A AgC1、AgBr不溶于水也不溶于稀硝酸 AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸(At是第六周期第VIA族元素) B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C NaOH和KOH都是强碱 LiOH也是强碱 D Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．AgCl、AgBr不溶于水及稀硝酸，At与Cl、Br同主族，推测AgAt性质相似，合理，A错误；B．HCl和HI分解温度递变符合非金属性减弱规律，HBr分解温度应介于两者之间，合理，B错误；C．Li位于碱金属最上方，金属性最弱，LiOH碱性弱于NaOH，应为中强碱而非强碱，推测不合理，C正确；D．非金属性S＞P＞Si，P与H2反应条件应介于Si（高温）和S（加热）之间，推测高温合理，D错误；故选C。 题型03考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】下列关于元素性质与原子结构关系的推断中，正确的是（ ）​ A. 某元素原子最外层电子数为1，该元素一定是金属元素，且金属性较强​ B.某元素原子电子层数为3，最外层电子数为6，该元素的最高价氧化物对应水化物一定呈酸性​ C.某元素原子最外层电子数是次外层的2倍，该元素的气态氢化物一定很稳定​ D.某元素原子次外层电子数为8，最外层电子数为4，该元素的金属性一定强于同周期最外层电子数为5的元素 【答案】B 【解析】A.最外层电子数为1的元素可能是H(非金属，第1周期IA族),也可能是Na、K等金属，并非“一定是金属元素”,A错误；B.电子层数为3(第3周期)、最外层电子数为6的元素是S(第3周期VIA族),其 最高价氧化物对应水化物为H2SO4,属于强酸，呈酸性，B正确；C.最外层电子数是次外层2倍的元素，次外层只能为2(若为8,最外层=16,不合理),故该元素是C(第2周期IVA族),其气态氢化物为CH4,稳定性较弱(弱于NH3、H2O等),C错误；D.次外层电子数为8、最外层电子数为4的元素，若为第3周期的Si(非金属),同周期最外层电子数为5的元素是P(非金属),Si的金属性弱于P(同周期左→右金属性减弱),并非“一定更强”,D错误，答案选B。 【变式1】根据元素性质推断原子结构，下列说法正确的是（ ）​ A.某元素的最高价氧化物对应水化物呈强碱，该元素的原子最外层电子数一定为1​ B.某元素的气态氢化物稳定性最强（同周期中），该元素的原子最外层电子数一定为7​ C.某元素的金属性在同主族中最强，该元素的原子电子层数一定最少​ D.某元素的最高价为+5，该元素的原子最外层电子数一定为5 【答案】B 【解析】A.最高价氧化物对应水化物呈强碱的元素，如Ca(第4周期ⅡA族，最外层2个电子),其最高价氧化物对应水化物为Ca(OH)2,属于强碱，故“最外层电子数一定为1”错误，A错误；B.同周期中气态氢化物稳定性最强的元素，如第2周期的F(氢化物HF)、第3周期的Cl(氢化物HCl),最外层电子数为7，B正确；C.同主族元素，电子层数越多，原子核对最外层电子吸引越弱，金属性越强(如IA族：Cs电子层数最多，金属性最强),故“金属性最强→电子层数最少”的推断不成立，C不正确；D.最高价为+5的元素，如N(最外层5个电子)、P(最外层5个电子),但某些过渡元素(如V,最高价+5)最外层电子数为2,故“最外层电子数一定为5”错误，D错误；答案选B。 【变式2】下列关于原子结构与元素性质的对应关系，不合理的是（ ） 选项 原子结构特征 推断的元素性质 A 原子最外层电子数=次外层电子数 该元素可能形成两性氧化物 B 原子电子层数=最外层电子数 该元素可能是金属元素，也可能是非金属元素 C 原子最外层电子排布为ns2np4 该元素的氧化物化学式可能为RO2 D 原子次外层电子数=最外层电子数×2 该元素的最高价氧化物对应水化物一定是酸 【答案】B 【解析】A.最外层电子数=次外层电子数的元素，可能是Be（次外层2，最外层2，第2周期ⅡA族，氧化物BeO为两性氧化物）或Ar（次外层8，最外层8，稀有气体，无氧化物），故“可能形成两性氧化物”合理，A正确；B.电子层数=最外层电子数的元素，如Be（电子层数2，最外层2，金属）、Al（电子层数3，最外层3，金属）、H（电子层数1，最外层1，非金属）、C（电子层数2，最外层2？错误，C电子层数2，最外层4，不满足；Si电子层数3，最外层4，不满足），H（满足，非金属）、Be（满足，金属），故“可能是金属或非金属”合理，B正确；C.原子最外层电子排布为ns2np4，为ⅥA族元素，可以形成2种氧化物RO2、RO3，故 “可能” 合理，C 正确；D.次外层电子数 = 最外层 ×2，若次外层为 2（第 2 周期），最外层 = 1（元素 Li，最高价氧化物对应水化物 LiOH，碱，非酸）；若次外层为 8（第 3 周期），最外层 = 4（元素 Si，最高价氧化物对应水化物 H₂SiO₃，酸），故 “一定是酸” 不合理，D 错误，答案选D。 题型04考查元素的推断与性质的正误判断 【典例】（24-25高二上·广东·期中）短周期元素、、和在周期表中的相对位置如表所示，其中的一种同位素可用于测定文物年代。下列说法正确的是 W X Y Z A．原子半径： B．最高价含氧酸的酸性： C．简单氢化物的稳定性： D．单质与氢气极难反应 【答案】C 【分析】W的一种同位素可用于测定文物年代，故W为C，则X为F，Y为P，Z为S。 【解析】A．原子半径：S（Z）的原子半径小于P（Y），而C（W）在第二周期更小，正确顺序为Y＞Z＞W，A错误；B．F（X）无最高价含氧酸，B错误；C．非金属性F＞S＞P，简单氢化物稳定性HF＞H2S＞PH3，C正确；D．氟气与氢气在冷暗处剧烈反应，并非极难反应，D错误；故选C。 【变式1】（24-25高二下·四川内江·期中）下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，X的最外层电子数等于电子层数，下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．常温常压下，单质为固态 C．简单氢化物热稳定性： D．的最高价氧化物的水化物是强碱 【答案】C 【分析】X原子的最外层电子数等于其电子层数，则X为Al，由它们在元素周期表中的相对位置如图所示，则X为Al，Y为Si，Z为P，W为N，据此解答。 【解析】A．简单离子半径：Al3+＜N3-，故A错误；B．常温常压下，氮气是气体，故B错误；C．非金属性P<N，故简单氢化物热稳定性PH3<NH3，故C正确；D．X是Al，故最高价氧化物的水化物Al(OH)3为两性氢氧化物，不是强碱，故D错误；答案选C。 【变式2】（24-25高二下·北京西城·期中）短周期主族元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，W的气态氢化物的水溶液可使酚酞变红，W与X可形成一种红棕色有刺激性气味的气体，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，Z原子最外层电子数与W原子的电子总数相同。下列说法中正确的是 A．W的氧化物对应水化物均为强酸 B．简单离子半径：W<X<Y C．简单氢化物的热稳定性：X<W D．Y与X形成的化合物投入水中溶液呈碱性 【答案】D 【分析】W的气态氢化物的水溶液显碱性，应为氨气，则W为N；W与X可形成一种红棕色有刺激性气味的气体是二氧化氮，则X为O；Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na；短周期主族元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，Z原子最外层电子数与W原子的电子总数相同，则Z为Cl。因此W为N、X为O、Y为Na、Z为Cl，据此解答； 【解析】A．W的氧化物对应水化物包括HNO3（强酸）和HNO2（弱酸），并非均为强酸，A错误；B．W、X、Y的简单离子分别为N3⁻、O2⁻、Na+，三者电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，故顺序为N3⁻＞O2⁻＞Na+，B错误；C．X为O，W为N，非金属性O＞N，氢化物热稳定性H2O＞NH3，C错误；D．Y与X形成的化合物为Na2O或Na2O2，二者与水反应均生成NaOH，溶液呈碱性，D正确；故选D。 【巩固训练】 1．（24-25高二下·内蒙古·期中）若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 A．该元素位于周期表第5周期第ⅢB族 B．该元素原子核外有4个电子层 C．该元素原子最外层共有3个电子 D．该元素原子位于ds区 【答案】A 【解析】A．外围电子排布为4d15s2，该元素位于周期表第五周期第ⅢB族，A正确；B．该元素原子已经占有5s轨道，核外有5个电子层，B错误；C．该元素原子最外层为5s2，共有2个电子，C错误；D．该元素原子位于第五周期第ⅢB族，位于d区，D错误；故选A。 2．（24-25高二下·云南昭通·期中）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．第一电离能：N>O>S B．未成对电子数：Mn>Cr C．电负性：O>Si>Al D．离子半径：Ca2+>O2->Mg2+ 【答案】B 【解析】A．氮原子的p轨道半充满更稳定，且O的电离能高于S，第一电离能正确，A正确；B．未成对电子数Mn为5（），Cr为6（），故Mn＜Cr，B错误；C．同周期电负性递增，同主族递减，所以电负性，C正确；D．离子半径（3层）＞（2层，核电荷小）＞（2层，核电荷数大），D正确；故选B。 3．（24-25高二下·福建福州·期中）下列说法中，正确的是 A．s区元素全部是金属元素 B．属于p区主族元素 C．金属元素的外围电子数一定小于4 D．第ⅦA族元素从上到下，非金属性依次增强 【答案】B 【解析】A．s区包含第IA族、第IIA族元素，其中氢元素属于s区但为非金属元素，A错误；B．价电子排布为的元素，属于第ⅥA族(如O、S)，属于p区主族元素，B正确；C．部分金属元素外围电子数大于等于4，如过渡元素Fe，外围电子排布式为，外围电子数为8，C错误；D．同主族从上到下，原子半径增大，得电子能力减弱，则第ⅦA族从上到下非金属性依次减弱(如非金属性：F＞Cl＞Br＞I)，D错误；故选B。 4．（24-25高二下·云南·期中）短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，的最高正价与最低负价的代数和为是地壳中含量最多的元素，原子的最外层电子数是原子的最外层电子数的一半，与同主族。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．元素的电负性： C．原子半径： D．原子中的未成对电子数： 【答案】A 【分析】短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，的最高正价与最低负价的代数和为，则为元素；是地壳中含量最多的元素，为元素；原子的最外层电子数是原子的最外层电子数的一半，可知为元素；与同主族，为元素，以此解答该题。 【解析】A．最外层为半充满结构，第一电离能大于，同主族元素第一电离能从上到下减小，同周期元素从左到右增大，四种元素中的最小，则第一电离能：，故A正确；B．非金属性越强，电负性越强，的非金属性大于，则电负性应为，故B错误；C．电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径，故C错误；D．原子中的未成对电子数：，数目分别为、、、，故D错误。故选： 5．（24-25高二下·北京西城·月考）和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是 A．第一电离能： B．原子半径： C．酸性： D．沸点： 【答案】A 【分析】Se与As为同周期元素As位于第VA族。 【解析】A．As的3p能级为半充满的稳定结构，故第一电离能：，A错误；B．同周期从左往右，元素原子的半径递减，B正确；C．同主族从上往下，元素非金属性递减，其对应最高价氧化物的水化物的酸性减弱，C正确；D．的结构相似，都属于分子晶体，则分子量大的，范德华力越大，沸点越高，D正确；故答案选A。 6．（24-25高二下·山东济宁·期中）以下部分元素为短周期元素，其原子半径及主要化合价见下表。 元素 X Y Z W T 原子半径/nm 0.152 0.186 0.066 0.102 0.099 最外层电子数 1 1 6 6 7 下列有关说法正确的是 A．简单离子的半径： B．气态氢化物的热稳定性：W C．与Z形成的化合物可能具有强氧化性 D．与Z同周期的主族元素，比Z元素第一电离能大的元素有1种 【答案】C 【分析】原子半径大小比较：一般电子层相同时，原子半径随着原子序数的递增而减小，电子层数越多，原子半径越大，根据表中数据，X、Y最外层电子数为1，位于ⅠA，依据半径大小，推出X为Li，Y为Na，Z、W最外层电子数为6，位于ⅥA族，r(Z)＜r(W)，推出Z为O，W为S，T最外层电子数为7，位于ⅦA，其半径大于O，则T为Cl，据此分析； 【解析】A．半径大小顺序：一般说电子层相同时半径随着原子序数的递增而减小，电子层数越多，半径越大，因此简单离子半径大小顺序是：r(O2-)＞r(Na+)＞r(Li+)，故A错误；B．非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，非金属性：O＞S，因此热稳定：H2O＞H2S，故B错误；C．Na和O可以形成Na2O2、Na2O，其中Na2O2具有强氧化性，故C正确；D．同周期第一电离能逐渐增大，但ⅠA＞ⅡA、ⅤA＞ⅥA，因此同周期第一电离能比O大的主族元素有N、F，有两种，故D错误；答案为C。 7．（24-25高二上·重庆·期末）下列有关元素结构与性质的说法正确的是 A．镍原子激发态电子排布式可能为[Ar]3d74s24p2 B．N、O、F的电负性依次增大 C．原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2 D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与Cl2反应时可能生成的阳离子是X3+ 【答案】B 【解析】A．镍(Ni)的原子序数为28，基态电子排布式为[Ar]3d84s2，选项给出的激发态电子排布式为[Ar]3d74s24p2，总电子数为18+7+2+2=29，超出镍的原子序数28，故A错误；B．同一周期内，电负性从左到右依次增大，氮(N)、氧(O)、氟(F)的电负性分别为3.04、3.44、3.98，依次增大，故B正确；C．基态锰(Mn)的价电子排布为3d54s2，Mn原子的3d轨道有5个电子，4s轨道有2个电子，原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，价电子自旋磁量子数的代数和为或，而非±2，故C错误；D．逐级电离能为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，显示第三次电离能骤增，表明该元素易失去两个电子形成+2价阳离子，而非+3价，故D错误；故选：B。 8．（24-25高二上·江西宜春·期末）若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是 A．该元素原子的M层有11个电子 B．该基态原子获得能量被激发的过程中，会产生暗背景亮线的原子光谱 C．该元素是副族元素，位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为 【答案】D 【分析】根据题干可知，该元素最外层2个电子，次外层3个电子，则该元素为副族元素，基态原子的价电子排布式为。据此解答： 【解析】A．若n=4，该元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，M层有11个电子，当n=5时，M层排满有18个电子，故A错误；B．基态原子获得能量被激发，跃迁需要吸收能量，会产生暗背景暗线的原子光谱，即吸收光谱，故B错误；C．该元素是位于元素周期表的d区的副族元素，p区元素为主族元素，故C错误；D．据分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，故D正确；故答案为D。 9．（24-25高二上·四川广安·期中）下表是元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W、R均为短周期主族元素，已知Z的最外层电子数是其电子层数的3倍，下列说法错误的是 X Z W R Y A．简单离子半径：W<Y B．最高价含氧酸的酸性：Y>R C．X的氢化物一定为正四面体形 D．Z的某种单质能用于杀菌消毒 【答案】C 【分析】X、Y、Z、W、R均为短周期主族元素，Z的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明Z为O，结合元素在周期表中的相对位置，则Y为P，X为C，W为Al，R为Si， 以此解题； 【解析】A．电子层数相同，序大径小，则简单离子半径：，A正确；B．最高价含氧酸的酸性：＞，B正确；C．碳的氢化物有很多种，例如甲烷、乙烯等，不一定为正四面体形分子，C错误；D．O元素的一种单质可以用于消毒，该单质为O3，D正确；故选C。   10.（24-25高二上·上海嘉定·期中）在周期表中，同一主族元素化学性质相似。目前也发现有些元素的化学性质和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性质相似，这称为对角线规则。回答问题： (1)锂在空气中燃烧，除生成 (填化学式，下同)，也生成微量的 。 (2)铍的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。 (3)已知化学反应，遇NaOH溶液反应的有机产物为 。 (4)科学家证实不是离子化合物，设计一个简单证明实验 。 【答案】(1) Li2O Li3N (2)Be(OH)2 (3)CH4 (4)将BeCl2加热到熔融状态，如不能导电则证明BeCl2是共价化合物 【解析】(1)根据对角线规则，锂与镁的化学性质相似，则在空气中锂除与O2作用生成Li2O外，还可与N2作用生成Li3N； (2)铍为第二周期第ⅡA族元素，则铍的最高价氧化物对应的水化物为碱：Be(OH)2； (3)已知化学反应，反应生成-1价碳的化合物烃，而中碳为-4价，则遇NaOH溶液反应的有机产物为甲烷CH4； (4)根据离子化合物在溶于水或熔融时导电，而共价化合物熔融时不导电，可将BeCl2加热至熔融状态，若不导电则可证明BeCl2是共价化合物。故为：将BeCl2加热到熔融状态，如不能导电则证明BeCl2是共价化合物。 【强化训练】 1．（24-25高二下·广东佛山·期中）①～④分别是具有下列电子层结构或性质的原子：①基态原子2p轨道有1对成对电子；②基态原子的2p轨道是半充满状态；③短周期元素当中第一电离能最小；④第三周期元素，基态原子p电子比s电子多1个。下列有关比较中正确的是 A．第一电离能：①>②>④>③ B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：①>②>④>③ D．最高正化合价：①>②>④>③ 【答案】C 【分析】2p轨道有1对成对电子（），①是O；2p半充满（），②是N；短周期第一电离能最小，③为Na；第三周期且p电子比s多1（比多1），④是P。 【解析】A．同一周期从左到右，第一电离能增大，同主族元素，从上到下第一电离能减小，由于氮原子的轨道处于半充满的稳定状态，所以第一电离能大小为：，A错误；B．同周期元素从左至右半径逐渐减小，同主族元素从上至下半径逐渐增大：，B错误；C．电负性变化主要表现为同一周期内从左到右递增、同一主族中自上而下递减‌，所以电负性大小为：，C正确；D．最高正价：O无正价，N和P均为+5价，Na为+1价，D错误；故选C。 2．（24-25高二下·浙江·期中）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．第一电离能： B．沸点： C．热稳定性： D．化合物中离子键百分数： 【答案】B 【解析】A．Be、Mg同主族，电离能随原子半径增大而减小，故Be＞Mg；Mg与Al同周期，第ⅡA电离能高于相邻ⅢA，故Mg＞Al，A正确；B．SiCl4和SiBr4均为分子晶体，SiBr4相对分子质量更大，范德华力更强，沸点应更高，B错误；C．O的非金属性强于N，故H2O的热稳定性强于NH3，C正确；D．已知同一周期从左往右元素的电负性依次增大，即电负性Mg＜Al，故Mg与Cl的电负性差值＞Al与Cl的电负性差值，电负性差值越大离子键百分数越大，故化合物中离子键百分数：MgCl2>AlCl3，D正确；答案选B。 3．（24-25高二下·河北石家庄·期中）已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子有2个未成对电子；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，下列说法错误的是 A．第一电离能： B．电负性： C．简单氢化物沸点： D．C与D能形成多种二元化合物，其中不是酸性氧化物 【答案】A 【分析】B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，故B为C；D原子有2个未成对电子，故D为O；故C为N；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，易得该有害气体为甲醛（），故A为H。 【解析】A．第一电离能顺序应为C（1086 kJ/mol）< H（1312 kJ/mol）< O（1314 kJ/mol）< N（1402 kJ/mol），而选项A中H < C的顺序错误，A错误；B．电负性顺序为H（2.2）< C（2.55）< N（3.04）< O（3.44），与选项B一致，B正确；C．简单氢化物沸点：CH4（无氢键）< NH3（有氢键）< H2O（强氢键），顺序B < C < D正确，C正确；D．N与O形成的NO2与水反应生成HNO3和NO，不符合酸性氧化物的定义，CD2（NO2）不是酸性氧化物，D正确；故答案选A。 4．（24-25高二下·河南南阳·期末）来自火星的第一个岩石元素经射线荧光分析所得元素特征能谱如图所示。下列有关说法正确的是 A．、、第一电离能依次增大 B．、、半径依次增大 C．、、原子在基态时，未成对电子数依次增多 D．基态原子价电子排布式为 【答案】D 【解析】A.第一电离能是指气态原子失去一个电子形成气态正离子所需的能量。同一周期中，从左到右第一电离能总体呈增大趋势，但ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能异常高。、、处于同一周期，因此，第一电离能：，故A项错误；B. 对于具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，核对电子的吸引力越强，离子半径越小，故离子半径：，故B项错误；C. （24号元素）的基态电子排布为：，有6个未成对电子。（25号元素）的基态电子排布为：，有5个未成对电子。（26号元素）的基态电子排布为：，有4个未成对电子。因此，未成对电子数依次减少，而不是增多。故C项错误；D. 基态原子价电子排布式为，故D项正确；故选D。 5．（24-25高二下·甘肃白银·期末）已知1～18号元素的离子、、、都具有相同的电子层结构。下列关系正确的是 A．质子数：c＞d B．电负性：Z＞Y＞W＞X C．稳定性： D．第一电离能：X＞W 【答案】B 【分析】已知1～18号元素的离子、、、都具有相同的电子层结构，所以a-3=b-1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，即X为Na元素，Y为O元素，Z为F元素，W为Al元素，结合元素周期律分析解答。 【解析】A．据分析，质子数c＜d，A错误；B．电负性越大，对键合电子的吸引力越大，元素周期表中，同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则电负性Z＞Y＞W＞X，B正确；C．非金属性F＞O，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则氢化物的稳定性为HF＞H2O，C错误；D．W为Al元素，X为Na元素，同周期中随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，则第一电离能X＜W，D错误；选B。 6．（24-25高二下·山西运城·期末）四种元素的基态原子的核外电子排布式如下： ①    ②    ③    ④ 则下列有关比较中正确的是 A．最高正化合价： B．原子半径： C．第一电离能： D．电负性： 【答案】D 【分析】①为N元素；②为F元素；③为镁元素 ④为Al元素，据此分析； 【解析】A．氟（②）无最高正价，氮（①）最高+5，铝（④）+3，镁（③）+2，顺序应为①＞④＞③＞②，A错误；B．电子层越多半径越大，同周基原子半径从左至右减小，原子半径：第三周期的Mg（③）＞Al（④），第二周期的N（①）＞F（②），总顺序③＞④＞①＞②，B错误；C．同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族，第VA族，第一电离能高于同周期相邻元素，第一电离能：F（②）＞N（①）＞Mg（③）＞Al（④），选项顺序②＞①＞③＞④中Al＞Mg不符合，C错误；D．同周期随原子序数增大电负性增大，同主族随原子序数增大电负性减小，故电负性：F（②）＞N（①）＞Al（④）＞Mg（③），顺序②＞①＞④＞③正确，D正确；故选D。 7．（2025·山东·高考真题）第70号元素镱的基态原子价电子排布式为。下列说法正确的是 A．的中子数与质子数之差为104 B．与是同一种核素 C．基态原子核外共有10个d电子 D．位于元素周期表中第6周期 【答案】D 【解析】A．中子数=174-70=104，与质子数70的差为104-70=34，而非104，A错误；B．同位素之间质子数相同，但中子数不同，两者属于不同核素，B错误；C．根据构造原理可知，Yb的电子排布为[Xe]4f146s2，在3d和4d轨道上有电子，共20个d电子，C错误；D．根据Yb的价电子排布式可知，其有6s轨道，说明其有6个电子层，其位于第6周期，D正确；故选D。 8．（2025·河北·高考真题）W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 A．第二电离能： B．原子半径： C．单质沸点： D．电负性： 【答案】A 【分析】W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，则W价电子排布式可能是：1s22s22p2或1s22s22p63s23p4，若W是C，X与W同族，则X是Si，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，则Y是P，Z位于W的对角线位置，则满足条件的Z是P，与Y重复；故W是S；X与W同族，则X是O；Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，则Y是N；Z位于W的对角线位置，则Z是F。 【解析】A．O的第二电离能高于N，因为O+的电子构型为2p3（半充满），失去电子需更高能量，而N+的电子构型为2p2，失去电子相对容易，因此X（O）的第二电离能大于Y（N），A错误；B．同主族从上到下，原子半径变大，同周期，从左到右原子半径变小，F（Z）位于第二周期，S（W）位于第三周期，原子半径S＞O＞F，即：，B正确；C．N2与F2都是分子晶体，F2范德华力大，沸点高，C正确；D．同主族从上到下，电负性逐渐减小，O的电负性大于S，D正确；故选A。 9．（2025·湖北武汉·三模）下列比较错误的是 A．碱性： B．热稳定性： C．电负性： D．第二电离能： 【答案】A 【解析】A．碱土金属的碱性随原子序数增大而增强，Be在Mg上方，金属性更弱，故Be(OH)2碱性弱于Mg(OH)2，A错误；B．同主族氢化物热稳定性随非金属性减弱而降低，I的非金属性强于At，故HI热稳定性强于HAt，B正确；C．中H的化合价为-1，说明电负性：H＞Si，C正确；D．的第二电离能失去的是电子，的第二电离能失去的是电子，电子处于全充满状态，较稳定，故第二电离能：，D正确；故选A。 10．（24-25高二下·天津红桥·期中）回答下列与核外电子排布及元素周期律(表)相关的问题： (1)元素A，核电荷数为16，其基态原子的电子排布式是 ，该原子中有 个未成对电子，这些未成对电子具有 填(“相同”或“不同”)的自旋状态。 (2)元素B的正三价离子的3d能级为半充满，基态原子的价电子排布式为 。 (3)元素C为24号元素，其基态原子价层电子轨道表示式为 。 (4)元素D为33号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar] 。 (5)元素E位于第三周期，其电离能数据(单位： kJ/ mol)： 738、1451、7733、10540、13630∙∙∙∙∙∙该元素的原子结构示意图为 。 (6)某激发态 P 原子的电子排布式为：[Ne]3s13p33d1，该 P原子中共有 种能量不同的电子。 (7)某基态原子核外共有9种不同运动状态的电子，其空间运动状态有 种，下列其各电子排布式中，能量最低的是 (填编号)。 A．     B．        C．    D． 【答案】(1) 2 相同 (2) (3) (4) (5) (6)6 (7) 5 D 【解析】（1）核电荷数为16的是硫元素（S），其基态原子的电子排布式是；3p 轨道上有 2 个未成对电子，根据洪特规则，电子优先以自旋状态相同的方式单独占据不同的轨道，所以这些未成对电子具有相同的自旋状态； （2）元素B的正三价离子的3d能级为半充满，即，则其基态原子的电子排布式为，基态原子的价电子排布式为； （3）元素C为24号元素铬（Cr），铬原子的价电子排布式为，其基态原子价层电子轨道表示式为； （4）元素D为33号元素砷（As），位于第四周期第VA族，其基态原子的电子排布式为 ； （5）元素E位于第三周期，根据其电离能数据，第三电离能远大于第二电离能，说明该元素最外层有2个电子，是镁元素（Mg），其原子结构示意图为。 （6）某激发态P原子的电子排布式为：[Ne]3s13p33d1，该激发态P原子有6个能级：、、、、、，因此共有6种能量不同的电子；（7）某基态原子核外共有9种不同运动状态的电子，说明该原子核外有9个电子，基态原子电子排布式为，其空间运动状态有5种，同时也说明能量最低的是D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用 1.能明确原子构成及粒子数量关系、原子结构示意图含义，掌握元素周期律核心内容及性质变化本质原因，理解元素周期表与原子结构的关联（周期数 = 电子层数、主族序数 = 最外层电子数），并能实现原子结构与元素在周期表位置的相互推断； 2.能依据原子结构或元素周期表位置预测元素及化合物性质并举例验证，掌握粒子半径比较规律，还能利用相关知识进行元素化合价、位置、未知元素等方面的简单推断与计算。 一、原子结构基础​ 1.构成粒子：原子由质子（带正电）、中子（不带电）、电子（带负电）构成，其中质子和中子集中在原子核内，电子在核外分层排布。​ 2.数量关系：质子数 = 核电荷数 = 原子序数 = 核外电子数（原子呈电中性）；中子数 = 质量数 - 质子数。 3.原子结构示意图：小圆圈代表原子核，圈内数字为核电荷数（质子数），弧线代表电子层，弧线上数字为该层电子数，需明确各电子层最多容纳电子数（如第一层最多 2 个，第二层最多 8 个）。​ 二、元素周期律核心内容​ 1.变化依据：本质是核外电子排布的周期性变化，随原子序数递增呈现规律变化。​ 2.具体性质变化规律：​ (1)原子半径：同周期（左→右）逐渐减小（核电荷数增大，吸引电子能力增强）；同主族（上→下）逐渐增大（电子层数增多，原子核对最外层电子吸引减弱）。​ (2)化合价：同周期（左→右），金属元素正价从 + 1→+7 递增，非金属元素负价从 - 4→-1 递增（稀有气体为 0 价）；主族元素最高正价 = 主族序数，最低负价 = 主族序数 - 8。​ (3)金属性与非金属性：同周期（左→右），金属性逐渐减弱（如 Na>Mg>Al），非金属性逐渐增强（如 Si<P<S<Cl）；同主族（上→下），金属性逐渐增强（如 Li<Na<K），非金属性逐渐减弱（如 F>Cl>Br>I）。 (4)化合物性质：金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强（如 NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3）；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强（如 HClO4>H2SO4>H3PO4）、气态氢化物稳定性越强（如 HF>HCl>HBr>HI）。​ 三、元素“位”“构”“性”的关系及其应用 1.元素“位”“构”“性”的关系 元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。 2．三者的推断关系 (1)结构与位置的互推 ①明确四个关系式 a．电子层数＝周期序数。 b．质子数＝原子序数。 c．最外层电子数＝主族序数。 d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。 最低负价＝－|8－最外层电子数|。 ②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律 a．各周期所能容纳元素种数。 b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括： ①元素的金属性、非金属性。 ②气态氢化物的稳定性。 ③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ④金属与H2O或酸反应的难易程度。 (3)结构和性质的互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 四、元素周期表中的有关规律 1.原子序数序差规律 ①同主族、邻周期元素的原子序数差 元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目 元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目 ②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 原子序数差 无 1 1 11 11 25 25 2.元素化合价规律 ①主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数),但要注意F无正价,O一般不显正价。 ②只有非金属元素才有负价,非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。 ③若某原子的最外层电子数为奇数(m),则正常化合价为奇数,从+1价到+m价,若出现偶数则为非正常化合价,其氧化物为不成盐氧化物,如NO、NO2。 ④若某原子的最外层电子数为偶数(n),则元素的正常化合价为一系列偶数,例如。 3.微粒半径大小比较的一般规律 ①同周期(除0族外)，随原子序数的递增,原子半径由大到小，如Na>Mg>Al； ②同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如Li<Na<K;Li+<Na+<K+； ③具有相同核外电子排布的微粒，核电荷数越大,微粒的半径越小（阴前阳下，径小序大），如Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-； ④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，如H+<H<H-;Fe3+<Fe2+<Fe。 4.元素种类判断规律 ①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为；偶数周期为。如第3周期为种，第4周期为种。 ②族“m-2” 非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝（族序数－2）的绝对值 5.对角线规律 金属与非金属分界线对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期（如Li和Mg、Be和Al、B和Si）。 6.相似规律： ①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律； ②同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。 ③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向（），对角相邻的两主族元素（都是金属或非金属）性质（金属性或非金属性）相近．②元素周期表中左上右下（）相邻的两金属元素的离子半径相近． 7.递变规律： ①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增多，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 ②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 ③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C等。 8.“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则： ①＜1时为金属，值越小，金属性越强； ②＞1时是非金属，越大，非金属性越强； ③＝1时多为两性元素 五、金属性和非金属性强弱的判断方法 一表 两序 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：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱 非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱 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 第一电离能 第一电离能越小，元素的金属性越强（注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外）；第一电离能越大，元素的非金属性越强（注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外） 电负性 电负性越小，元素的金属性越强；电负性越大，元素的非金属性越强 六、元素推断常用技巧 1.元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 (1)结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 (2)利用常见元素及其化合物的特征 ①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。 ③地壳中含量最多的元素：O。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。 ⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。 (3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同,与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 (4)由基态原子的价电子排布式给元素定位。 ①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝价电子数 ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2,族序数=ns能级上的电子数。 题型01考查原子结构与元素周期表中位置关系的应用 【典例】（24-25高二下·四川乐山·月考）下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是 A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素 B．原子的价电子排布为(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIIIB族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 【变式1】（24-25高二下·广东广州·期中）已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和区域是 A．第三周期第ⅥB族；p区 B．第三周期第ⅢB族；d区 C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第四周期第ⅡB族；ds区 【变式2】某元素原子的结构示意图为 ，由此得到的结论不正确的是 A．该原子有3个电子层 B．该元素属于金属元素 C．该原子在化学反应中易得2个电子 D．该元素在周期表中的位置是第3周期、第ⅥA族 题型02考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】（24-25高二上·北京大兴·期末）下列关于元素或物质性质的比较中，不正确的是 A．第一电离能：Si>Al>Mg>Na B．原子半径：F<O<Mg<Na C．还原性：K>Na>Mg>Al D．稳定性：HI<HBr<HCl<HF 【变式1】（24-25高二下·北京西城·期中）下列事实不能用元素周期律解释的是 A．电负性：N<O<F B．碱性： C．原子半径：Cl<Br<I D．酸性： 【变式2】（24-25高二下·福建福州·期中）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是 事实 推测 A AgC1、AgBr不溶于水也不溶于稀硝酸 AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸(At是第六周期第VIA族元素) B HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 C NaOH和KOH都是强碱 LiOH也是强碱 D Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应 A．A B．B C．C D．D 题型03考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】下列关于元素性质与原子结构关系的推断中，正确的是（ ）​ A. 某元素原子最外层电子数为1，该元素一定是金属元素，且金属性较强​ B.某元素原子电子层数为3，最外层电子数为6，该元素的最高价氧化物对应水化物一定呈酸性​ C.某元素原子最外层电子数是次外层的2倍，该元素的气态氢化物一定很稳定​ D.某元素原子次外层电子数为8，最外层电子数为4，该元素的金属性一定强于同周期最外层电子数为5的元素 【变式1】根据元素性质推断原子结构，下列说法正确的是（ ）​ A.某元素的最高价氧化物对应水化物呈强碱，该元素的原子最外层电子数一定为1​ B.某元素的气态氢化物稳定性最强（同周期中），该元素的原子最外层电子数一定为7​ C.某元素的金属性在同主族中最强，该元素的原子电子层数一定最少​ D.某元素的最高价为+5，该元素的原子最外层电子数一定为5 【变式2】下列关于原子结构与元素性质的对应关系，不合理的是（ ） 选项 原子结构特征 推断的元素性质 A 原子最外层电子数=次外层电子数 该元素可能形成两性氧化物 B 原子电子层数=最外层电子数 该元素可能是金属元素，也可能是非金属元素 C 原子最外层电子排布为ns2np4 该元素的氧化物化学式可能为RO2 D 原子次外层电子数=最外层电子数×2 该元素的最高价氧化物对应水化物一定是酸 题型04考查元素的推断与性质的正误判断 【典例】（24-25高二上·广东·期中）短周期元素、、和在周期表中的相对位置如表所示，其中的一种同位素可用于测定文物年代。下列说法正确的是 W X Y Z A．原子半径： B．最高价含氧酸的酸性： C．简单氢化物的稳定性： D．单质与氢气极难反应 【变式1】（24-25高二下·四川内江·期中）下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，X的最外层电子数等于电子层数，下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．常温常压下，单质为固态 C．简单氢化物热稳定性： D．的最高价氧化物的水化物是强碱 【变式2】（24-25高二下·北京西城·期中）短周期主族元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，W的气态氢化物的水溶液可使酚酞变红，W与X可形成一种红棕色有刺激性气味的气体，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，Z原子最外层电子数与W原子的电子总数相同。下列说法中正确的是 A．W的氧化物对应水化物均为强酸 B．简单离子半径：W<X<Y C．简单氢化物的热稳定性：X<W D．Y与X形成的化合物投入水中溶液呈碱性 【巩固训练】 1．（24-25高二下·内蒙古·期中）若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 A．该元素位于周期表第5周期第ⅢB族 B．该元素原子核外有4个电子层 C．该元素原子最外层共有3个电子 D．该元素原子位于ds区 2．（24-25高二下·云南昭通·期中）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．第一电离能：N>O>S B．未成对电子数：Mn>Cr C．电负性：O>Si>Al D．离子半径：Ca2+>O2->Mg2+ 3．（24-25高二下·福建福州·期中）下列说法中，正确的是 A．s区元素全部是金属元素 B．属于p区主族元素 C．金属元素的外围电子数一定小于4 D．第ⅦA族元素从上到下，非金属性依次增强 4．（24-25高二下·云南·期中）短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，的最高正价与最低负价的代数和为是地壳中含量最多的元素，原子的最外层电子数是原子的最外层电子数的一半，与同主族。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．元素的电负性： C．原子半径： D．原子中的未成对电子数： 5．（24-25高二下·北京西城·月考）和S均属于ⅥA族元素。下列关于Se及其化合物性质不正确的是 A．第一电离能： B．原子半径： C．酸性： D．沸点： 6．（24-25高二下·山东济宁·期中）以下部分元素为短周期元素，其原子半径及主要化合价见下表。 元素 X Y Z W T 原子半径/nm 0.152 0.186 0.066 0.102 0.099 最外层电子数 1 1 6 6 7 下列有关说法正确的是 A．简单离子的半径： B．气态氢化物的热稳定性：W C．与Z形成的化合物可能具有强氧化性 D．与Z同周期的主族元素，比Z元素第一电离能大的元素有1种 7．（24-25高二上·重庆·期末）下列有关元素结构与性质的说法正确的是 A．镍原子激发态电子排布式可能为[Ar]3d74s24p2 B．N、O、F的电负性依次增大 C．原子核外电子有两种相反的自旋状态，分别用和表示，称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为+2或-2 D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与Cl2反应时可能生成的阳离子是X3+ 8．（24-25高二上·江西宜春·期末）若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是 A．该元素原子的M层有11个电子 B．该基态原子获得能量被激发的过程中，会产生暗背景亮线的原子光谱 C．该元素是副族元素，位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为 9．（24-25高二上·四川广安·期中）下表是元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W、R均为短周期主族元素，已知Z的最外层电子数是其电子层数的3倍，下列说法错误的是 X Z W R Y A．简单离子半径：W<Y B．最高价含氧酸的酸性：Y>R C．X的氢化物一定为正四面体形 D．Z的某种单质能用于杀菌消毒 10.（24-25高二上·上海嘉定·期中）在周期表中，同一主族元素化学性质相似。目前也发现有些元素的化学性质和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性质相似，这称为对角线规则。回答问题： (1)锂在空气中燃烧，除生成 (填化学式，下同)，也生成微量的 。 (2)铍的最高价氧化物对应的水化物的化学式是 。 (3)已知化学反应，遇NaOH溶液反应的有机产物为 。 (4)科学家证实不是离子化合物，设计一个简单证明实验 。 【强化训练】 1．（24-25高二下·广东佛山·期中）①～④分别是具有下列电子层结构或性质的原子：①基态原子2p轨道有1对成对电子；②基态原子的2p轨道是半充满状态；③短周期元素当中第一电离能最小；④第三周期元素，基态原子p电子比s电子多1个。下列有关比较中正确的是 A．第一电离能：①>②>④>③ B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：①>②>④>③ D．最高正化合价：①>②>④>③ 2．（24-25高二下·浙江·期中）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．第一电离能： B．沸点： C．热稳定性： D．化合物中离子键百分数： 3．（24-25高二下·河北石家庄·期中）已知A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子有2个未成对电子；A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，下列说法错误的是 A．第一电离能： B．电负性： C．简单氢化物沸点： D．C与D能形成多种二元化合物，其中不是酸性氧化物 4．（24-25高二下·河南南阳·期末）来自火星的第一个岩石元素经射线荧光分析所得元素特征能谱如图所示。下列有关说法正确的是 A．、、第一电离能依次增大 B．、、半径依次增大 C．、、原子在基态时，未成对电子数依次增多 D．基态原子价电子排布式为 5．（24-25高二下·甘肃白银·期末）已知1～18号元素的离子、、、都具有相同的电子层结构。下列关系正确的是 A．质子数：c＞d B．电负性：Z＞Y＞W＞X C．稳定性： D．第一电离能：X＞W 6．（24-25高二下·山西运城·期末）四种元素的基态原子的核外电子排布式如下： ①    ②    ③    ④ 则下列有关比较中正确的是 A．最高正化合价： B．原子半径： C．第一电离能： D．电负性： 7．（2025·山东·高考真题）第70号元素镱的基态原子价电子排布式为。下列说法正确的是 A．的中子数与质子数之差为104 B．与是同一种核素 C．基态原子核外共有10个d电子 D．位于元素周期表中第6周期 【答案】D 【解析】A．中子数=174-70=104，与质子数70的差为104-70=34，而非104，A错误；B．同位素之间质子数相同，但中子数不同，两者属于不同核素，B错误；C．根据构造原理可知，Yb的电子排布为[Xe]4f146s2，在3d和4d轨道上有电子，共20个d电子，C错误；D．根据Yb的价电子排布式可知，其有6s轨道，说明其有6个电子层，其位于第6周期，D正确；故选D。 8．（2025·河北·高考真题）W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素，W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等，X与W同族，Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子，Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 A．第二电离能： B．原子半径： C．单质沸点： D．电负性： 9．（2025·湖北武汉·三模）下列比较错误的是 A．碱性： B．热稳定性： C．电负性： D．第二电离能： 10．（24-25高二下·天津红桥·期中）回答下列与核外电子排布及元素周期律(表)相关的问题： (1)元素A，核电荷数为16，其基态原子的电子排布式是 ，该原子中有 个未成对电子，这些未成对电子具有 填(“相同”或“不同”)的自旋状态。 (2)元素B的正三价离子的3d能级为半充满，基态原子的价电子排布式为 。 (3)元素C为24号元素，其基态原子价层电子轨道表示式为 。 (4)元素D为33号元素，其基态原子的电子排布式为[Ar] 。 (5)元素E位于第三周期，其电离能数据(单位： kJ/ mol)： 738、1451、7733、10540、13630∙∙∙∙∙∙该元素的原子结构示意图为 。 (6)某激发态 P 原子的电子排布式为：[Ne]3s13p33d1，该 P原子中共有 种能量不同的电子。 (7)某基态原子核外共有9种不同运动状态的电子，其空间运动状态有 种，下列其各电子排布式中，能量最低的是 (填编号)。 A．     B．        C．    D． / 学科网（北京）股份有限公司 $