第04讲 元素周期律和原子结构关系的综合应用（重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

本讲义聚焦元素周期律与原子结构关系的综合应用，衔接电子排布、量子数等原子结构核心知识，明确结构对周期律的决定作用，建立“结构→性质”逻辑链，系统梳理原子半径、化合价等递变规律及“位构性”关系的应用。 资料通过表格对比、典例变式题设计，强化科学思维中的证据推理与模型建构，助力学生提升知识迁移能力。课中辅助教师高效梳理规律，课后学生可借助巩固训练查漏补缺，深化对元素推断等综合问题的解决能力。

第04讲 元素周期律和原子结构关系的综合应用 1、衔接原子结构核心知识点（电子排布、量子数），明确原子结构对元素周期律的决定作用，建立“结构→性质”逻辑链； 2、掌握原子半径、化合价、金属性/非金属性、电离能、电负性的递变规律及本质原因，能结合周期表定位元素并分析性质； 3、能利用周期律解决元素推断、性质比较、化合物稳定性判断等综合问题，提升知识迁移应用能力 一、原子结构与元素周期表 1、原子核外电子排布与周期的关系 类别 周期 能层数 (电子层数) 每周期第一种元素 每周期最后一种元素 每周期元素种数 位置与结构的关系 原子序数 基态原子简化电子排布式 原子序数 基态原子外围电子排布式 短 周 期 一 1 1 1s1 2 1s2 2 周期序数＝电子层数 二 2 3 [He]2s1 10 2s22p6 8 三 3 11 [Ne]3s1 18 3s23p6 8 长 周 期 四 4 19 [Ar]4s1 36 4s24p6 18 五 5 37 [Kr]5s1 54 5s25p6 18 六 6 55 [Xe]6s1 86 6s26p6 32 七 7 87 [Rn]7s1 118 7s27p6 32 2、原子核外电子排布与族的关系 (1)元素周期表的列数与族序数的关系 (2)主族元素：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns、np轨道上，价电子数与族序数相同，如下表 族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 列数 1 2 13 14 15 16 17 价电子数 1 2 3 4 5 6 7 规律 主族元素的族序数＝该主族元素原子的最外层电子数＝价电子总数 (3)过渡元素(副族和Ⅷ族)：同一纵行原子的价层电子排布基本相同，价电子总数等于所在的列序数。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的价电子数与族序数不相同，如下表 副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 族数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子排布式 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 价电子数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 列数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 规律 价电子总数＝列序数 (4)稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外) 二、原子结构是元素周期律的本质依据 元素周期律的核心是“元素性质随原子序数递增呈周期性变化”，本质原因是核外电子排布随原子序数递增呈周期性变化（最外层电子数、电子层数周期性更迭），核心关联如下： 1、电子层数→决定周期数（电子层数=周期序数）； 2、最外层电子数→决定主族序数（主族元素最外层电子数=主族序数），影响化合价、金属性/非金属性； 3、核电荷数与电子层数的相对大小→决定原子半径，进而影响电离能、电负性及得失电子能力。 三、元素周期律 1、主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原 子 结 构 核电荷数 逐渐 逐渐 电子层数 电子层数相同，最外层电子数增多 电子层数递增，最外层电子数相同 原子半径 逐渐减小 (惰性气体除外) 逐渐 离子半径 阳离子逐渐 ，阴离子逐渐 同周期：r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐 元素的性 质 　主要化合价 元素的最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外) 非金属元素负价由－4→－1 非金属元素负化合价＝－(8－主族序数) 相同 最高正化合价＝ (O、F除外) 元素的金属性 金属性逐渐 金属性逐渐 元素的非金属性 非金属性逐渐 非金属性逐渐 第一电离能 呈 趋势 逐渐 电负性 逐渐 逐渐 失电子能力 失电子逐渐 失电子逐渐 得电子能力 得电子逐渐 得电子逐渐 单质的还原性 还原性逐渐 还原性逐渐 单质的氧化性 氧化性逐渐 氧化性逐渐 阳离子的氧化性 阳离子氧化性逐渐 阳离子氧化性逐渐 阴离子的还原性 阴离子还原性逐渐 阴离子还原性逐渐 非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 气态氢化物的形成越来越容易，其稳定性逐渐增强 气态氢化物的形成越来越困难，其稳定性逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐 酸性逐渐 碱性逐渐 酸性逐渐 2、原子半径和离子半径的变化规律 (1)原子的递变规律 ① 同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小 如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)<r(S)>r(Cl) ② 同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大 如：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) (2)离子半径的大小比较 ①阳离子半径总比相应原子半径 ，如：r(Na)>r(Na＋) ②阴离子半径总比相应原子半径 ，如：r(Cl)<r(Cl－) ③同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐 ，如：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋) ④同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐 ，如：r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－) ⑤同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐 ，如：r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+) ⑥同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐 ，如：r(N3－ )>r(O2－)>r(F－) 注意：同周期：r(阴离子)＞r(阳离子)，阴离子比阳离子电子层多一层，如：r(S2－)>r(Na＋) ⑦电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而 ，如：r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋) ⑧同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径 ，如：r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋) 3、元素金属性强弱的判断方法 (1)金属性：指金属元素的原子失去电子能力 注意：比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易程度，越易失电子，金属性越强 (2)结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强 (3)位置比较法：同周期元素，从左到右，随原子序数增加，金属性 ； 同主族元素，从上到下，随原子序数增加，金属性 。金属性最强的元素为铯 (4)根据元素单质及其化合物的相关性质判断 ①依据最高价氧化物对应水化的碱性强弱来比较：碱性越强则对应元素的金属性 如：碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，则金属性：Na＞Mg＞Al ②依据单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度或剧烈程度来比较：越容易反应或反应越剧烈，则对应元素的金属性 如：Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易，则金属性：Zn＞Fe ③依据金属单质之间的置换反应来比较：若xn＋＋y===x＋ym＋ ，则y比x金属性 如：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则金属性：Zn＞Cu ④依据单质的还原性或离子氧的化性强弱来比较：单质的还原性越强(或离子的氧化性越弱)，则对应元素的金属性 如：氧化性：Mg2＋＞Na＋，则金属性：Mg＜Na ⑤依据金属活动性顺序来比较：一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的 如：Fe排在Cu的前面，则金属性：Fe＞Cu ⑥依据原电池的正负极：一般来说，作负极负极的金属对应元素的金属性 ⑦依据电解池的阴极放电顺序：在阴极首先放电的阳离子，其对应元素的金属性越弱 4、元素非金属性强弱的判断方法 (1)非金属性：元素的原子得到电子能力 注意：比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强 (2)结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强 (3)位置比较法：同周期元素，从左到右，随原子序数增加，非金属性 同主族元素，从上到下，随原子序数增加，非金属性 。非金属性最强的元素为氟 (4)根据元素单质及其化合物的相关性质判断 ①依据最高价氧化物的水化物酸性强弱来比较：酸性越强则对应元素的非金属性 如：酸性：HClO4(最强酸)＞H2SO4 (强酸)＞H3PO4 (中强酸)＞H2SiO3(弱酸)，则非金属性：Cl＞S＞P＞Si ②依据非金属元素单质与H2化合的难易程度来比较：化合越容易，非金属性 如：F2与H2在黑暗中就可反应，Br2与H2在加热条件下才能反应，则非金属性：F＞Br ③依据形成气态氢化物的稳定性来比较：气态氢化物越稳定，元素的非金属性 如：稳定性：HF＞HCl，则非金属性：F＞Cl ④依据单质的氧化性或阴离子的还原性越弱来比较：单质的氧化性越强(或离子的还原性越弱)，则对应元素的非金属性 ，如：还原性：S2－＞Cl－，则非金属性：Cl＞S ⑤依据与盐溶液或气体、无氧酸溶液间的置换反应来比较：若An－＋B===Bm－＋A ，则B比A非金属性 。如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，则非金属性：Cl＞I ⑥依据与同一种金属反应，生成化合物中金属元素的化合价的高低进来比较：化合价越高，则非金属性 。如：Cu＋Cl2CuCl2，2Cu＋SCu2S，则非金属性：Cl>S ⑦依据电解池的阳极放电顺序：在阳极首先放电的阴离子，其对应元素的非金属性 四、元素“位、构、性”关系理解与应用 五、利用物质的特殊性质推断元素(文字描述型) 1、根据元素在周期表位置和性质推断元素 (1)根据特殊位置推断(短周期) 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)的元素 H、Be、Al 主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)2倍的元素 C、S 主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)3倍的元素 O 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)2倍的元素 Li 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)3倍的元素 Na 最高正化合价是最低负化合价绝对值3倍的元素 S 原子内层电子数是最外层电子数的一半 C 最外层电子数是次外层2倍 C 最外层电子数是次外层3倍 O 内层电子数是最外层电子数2倍 Li、P 原子半径最小的元素 H 原子半径最大的元素 Na W与X是同主族的短周期元素，X的原子序数是W的2倍 W是O，X是S 最高正化合价与最低负化合价代数和为6的元素 Cl 最高正化合价与最低负化合价代数和为4的元素 S 最高正化合价与最低负化合价代数和为2的元素 N或P 最高正化合价与最低负化合价代数和为0的元素 H、C、Si (2)根据特殊性质推断(短周期) 质量最轻的元素，其单质可以填充气球，密度最小的气体 H(H2) 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 C 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；简单氢化物(常温下为气体)可作致冷剂的元素；气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物能反应生成离子化合物的元素 N 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 O 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 F 短周期元素中与水反应较剧烈的金属元素，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；与氧气在加热条件下反应生成过氧化物(Na2O2)的元素；焰色反应为黄色的元素 Na 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 Al 良好的半导体材料，地壳中含量第二的元素，能跟强碱溶液反应，还能被氢氟酸溶解 Si 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；气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素 S 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 Cl 同主族并且能够形成离子化合物的两种元素 H、Na 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 2、常考元素 (1)常考7种非金属元素 元素 特殊结构、性质(突破口) H ①最外层只有一个电子；②族序数等于周期数；③无中子； ④半径最小的原子；⑤密度最小的单质；⑥宇宙含量最多的元素 C ①族序数等于周期数2倍的元素；②最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素； ③形成化合物种类最多的元素；④单质是自然界中硬度最大的物质 N ①空气中含量最多的元素；②气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 ③元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应；④常见氢化物可做制冷剂 O ①族序数等于周期数3倍的元素；②最外层电子数是最内层电子数的3倍 ③最外层电子数是电子层数的3倍；④地壳中含量最多的元素 ⑤氢化物在通常情况下呈液态的元素 Si ①最外层电子数是次外层电子数的一半 ②单质是重要半导体材料，氧化物可用作光导纤维 ③最高价非金属氧化物对应的水化物难溶于水 S ①族序数等于周期数2倍的元素，最外层电子数是电子层数的2倍 ②与氧同主族的短周期元素 ③某一氧化物可做漂白剂和防腐剂 ④最高价氧化物的水化物是常见的干燥剂 ⑤元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物可发生氧化还原反应 Cl ①第三周期主族元素原子半径最小；②最高价氧化物对应的水化物酸性最强 ③单质可用作自来水的杀菌消毒 (2)常考2种金属元素 Na ①周期数是族序数3倍的元素；②原子半径最大的短周期元素 ③短周期中金属性最强的元素；④元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期金属元素 Al ①族序数等于周期数的短周期元素； ②最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素； ③氧化物可做耐火材料；④地壳中含量最多的金属元素 说明：如果题干没有指明是短周期元素，所推断元素中可能会出现第四周期元素如K、Ca等 3、根据核外电子的排布三大规律推断元素 (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 ⅢA族～ⅦA族 第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 第二周期(Li、Be)除外 (2)“阴三、阳四”规律：某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数 ，该元素位于第 周期；若为阳离子，则位于第 周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第三周期，K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 ，若电性不同，则阳离子位于阴离子的 。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。 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】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q为第4周期元素。其中X的最外层电子数是内层电子数的3倍，W、X为同周期相邻元素；Y、Z是同周期中原子半径最大和最小的主族元素；Q位于元素周期表第8纵列。下列说法正确的是 A．同一周期中Z的电负性最大 B．简单离子的半径 C．第一电离能： D．Q位于元素周期表的s区 【变式】M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，M和X同周期，且二者基态原子中未成对电子数相同，为人体中含量最多的元素，和位于同周期相邻主族，原子序数之和为23。下列说法正确的是 A．氢化物的熔点：Y>X>M B．和均可在的最高价氧化物中燃烧 C．最高价氧化物的水化物的碱性： 题型02 考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W为第二周期原子核外电子排布中未成对电子数最多的主族元素，X无正化合价，Y为同周期原子半径最大的主族元素；基态Z原子最高能级中成对电子数与未成对电子数相等。下列说法正确的是 A．Y、Z形成的Y2Z2中只含离子键 B．氧化物对应水化物酸性：W>Z C．第一电离能：X>W>Z>Y D．简单氢化物的稳定性：W>X 【变式】实验测定某高温气体中的含量，涉及反应：。X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期元素，Y、W同族，Z、W同周期。下列说法正确的是 A．第一电离能：X<Z B．Y、W的单质都存在同素异形体 C．简单离子半径：Y<Z D．简单气态氢化物的稳定性：Y<W 题型03 考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的主族元素，它们的原子序数不超过20。A和D、C和E分别位于同一主族，A和B位于不同周期，B和C相邻，C的最外层电子数是其内层电子数的3倍，F与E位于同一周期，G和B的最外层电子数之和为7。回答下列问题： (1)C的元素符号为 ，G的元素名称为 。 (2)E、F、G三种元素中第一电离能最小的是 (填元素符号)。 (3)上述七种元素中的非金属元素形成的最高价含氧酸中，酸性最强的为 (填化学式)。 (4)用电子式表示D与E形成化合物的过程： 。 (5)上述七种元素中的非金属元素形成的最简单氢化物中，沸点最高的是 (填化学式)，理由是 。 (6)D在空气中燃烧的产物与E在空气中燃烧的产物混合发生反应的化学方程式为 。 【变式】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表，用化学用语回答下列问题： 元素 相关信息 X 原子核外有6种不同运动状态的电子 Y 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 Z 原子半径在短周期主族元素中最大 M 逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376…… Q 基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 R 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 (1)X元素位于元素周期表第 周期第 族；R是 区的元素。 (2)写出Q元素基态原子的价层电子轨道表示式： 。 (3)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。 (4)R元素可形成和，其中较稳定的是，原因是 。 (5)M元素原子的逐级电离能越来越大的原因是 。 (6)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。 题型04 考查元素的推断与性质的正误判断 【典例】W、X、Y、Z是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是内层电子数的3倍；、在同周期中原子半径分别为最大和最小；是地壳中含量最多的金属元素；与的最外层电子数相等，且位于第五周期。下列说法正确的是 A．、形成的化合物阴离子与阳离子数目比均为 B．简单离子的半径： C．常温下，的单质为深红棕色的液体 D．、形成的化合物是离子化合物 【变式】原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z组成的一种分子结构如下图所示，W的核外电子数与电子层数相同，X、Y同周期，Z的价电子数等于W与X的价电子数之和。下列说法错误的是 A．简单氢化物的键角： B．简单氢化物的热稳定性： C．简单氢化物中化学键的极性： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【巩固训练】 1．电负性 (1)含义：元素的原子在化合物中 的能力大小的一种度量。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中 的能力越强。 (2)标准：以氟的电负性为 和锂的电负性为 作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。 (3)变化规律 ①金属元素的电负性一般 (填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金属元素的电负性一般 1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 ②在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐 ；同主族从上到下，元素的电负性逐渐 。 2．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示)。 元素 电离能//kJ·mol-1 …… R 740 1500 7700 10500 …… 关于元素R的下列推断中，错误的是 A．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 B．R元素基态原子的电子排布式为 C．R元素的最高正化合价为价 D．R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的 3．已知X、Y是主族元素，表中数据I1~I4为逐级电离能(单位kJ/mol)。下列说法错误的是 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 A．元素Y是ⅢA族元素 B．元素X的常见化合价是+1价 C．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应 D．若元素X、Y处于同周期，则X单质还原性比Y的强 4．“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，是由五种原子序数依次增大的元素组成，这五种元素的性质或结构信息如下表： 元素 信息 Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键 W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子 X 最高价氧化物对应的水化物与、最高价氧化物对应的水化物都能反应 Y 在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族 Z 在第四周期主族元素中原子半径最大 下列说法正确的是 A．该物质一定含离子键 B．第一电离能： C．简单离子半径： D．电负性： 5．下列关于电离能、电负性、半径等的说法正确的是 A．同周期元素中，第一电离能最大的元素是稀有气体元素 B．同周期元素中，电负性最大的元素是稀有气体元素 C．同主族元素中，原子序数越大，对应原子半径越小 D．第四周期金属阳离子中，半径最小 6．回答下列问题。 (1)基态与离子中未成对的电子数之比为 。 (2)基态原子的核外电子排布式为 。 (3)位于元素周期表中第四周期第 族。 (4)基态原子价电子的电子排布图(轨道表达式)为 。 (5)原子核外电子排布式为 。 (6)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为 。 (7)基态原子核外电子排布式为 。 7．下列说法正确的是 ①基态碳原子电子排布式违反了洪特规则 ②最外层电子数为的元素都在元素化学性质都相似 ③充有氖气的霓虹灯管通电时会发出红光的主要原因，是电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光 ④某价层电子排布为的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第ⅥB族 ⑤电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小 A．③⑤ B．①②⑤ C．②③④ D．①⑤ 8．下列说法正确的是 A．基态的电子排布式为，违反了泡利不相容原理 B．基态价电子排布式为的元素位于第5周期第ⅡA族 C．ns电子的能量一定高于电子的能量 D．基态的电子排布式为，违反了洪特规则 9．国际学术期刊 官网发布 "不是超导体——科学侦探们如何解开这个谜团"。由 制备。下列说法错误的是 A．6种元素中，电负性最大的是 B．的原子结构示意图： C．原子位于周期表第六周期第 族 D．基态 原子的价层电子轨道表示式： 10．下列各项叙述中正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．外围电子排布为的元素位于第5周期IA族 C．基态氮原子核外电子的运动状态有5种 D．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不相等 【强化训练】 1．第51号元素锑(Sb)的基态原子价电子排布式为。下列说法错误的是 A．的中子数与质子数之差为19 B．元素位于元素周期表第5周期第ⅤA族 C．基态原子核外共有20个d电子 D．的电负性比同周期相邻元素均要大 2．C和S是构建化合物的重要元素，下列关于C和S及其同族元素的说法正确的是 A．同周期主族元素中，第一电离能比S大的元素有1种 B．Ge可以作为半导体材料，S元素可应用于农药的制备 C．某元素基态原子的 3p 能级有两个未成对电子，则该元素为 Si 元素 D．基态Se原子核外的简化电子排布式为[Ar]4s24p4 3．X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素，且分别位于不同周期；Y元素基态原子的价层电子排布是；X、Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子，Z元素原子中只有两种形状的电子云，Q元素基态原子内层的s、p、d能级均排满电子。下列说法正确的是 A．有机物中必含X元素 B．X、Z、Q元素原子的价电子数均为1 C．Y的氢化物沸点一定高于同主族其他元素的氢化物沸点 D．Q元素最高价氧化物对应水化物能溶于氨水 4．元素周期表是元素周期律的具体表现形式。下列有关说法错误的是 A．氯元素位于第三周期ⅦA族 B．氢是原子半径最小的元素 C．稀有气体元素原子最外层的电子数可能是2 D．元素周期表中每个长周期均有10种过渡元素 5．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用……表示，单位为). …… R 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为+3价 B．R元素位于元素周期表的P区 C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D．R元素基态原子的电子排布式为 6．铱的原子序数为77，价电子排布为，则铱在元素周期表中位于 A．第5周期第7族 B．第5周期第9族 C．第6周期第7族 D．第6周期第9族 7．某种化学品的结构如图所示，已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同处另一周期，M的简单阳离子半径是同周期中最小的。 下列说法正确的是 A．该物质中，每个原子都达到稳定结构 B．简单离子半径： C．最高价氧化物对应水化物的酸性： D．同一周期中，元素第一电离能处在Z和M之间的元素有3种 8．X、Y、Z、W是位于不同周期的前四周期主族元素，它们的原子序数依次增大，且Y与X两种元素原子序数的差值等于Z、Y两种元素原子序数的差值，Z元素基态原子p轨道电子排布是半充满状态，含W元素的物质灼烧时焰色呈紫色。下列说法正确的是 A．离子半径：W>Z>Y B．是直线形分子 C．Z的氢化物具有还原性 D．的水溶液具有强酸性 9．某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基态X原子的价电子排布式为，下列说法正确的是 A．原子半径： B．Y的第一电离能比同周期相邻元素的都大 C．该阴离子中含有8个键 D．由W、Y、Z构成的化合物不可能为离子化合物 10．W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，W原子的电子只有一种自旋取向，X的基态原子2p轨道为半充满，Y的族序数是周期数的3倍，Z原子半径在短周期中最大，非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．最高化合价： / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 元素周期律和原子结构关系的综合应用 1、衔接原子结构核心知识点（电子排布、量子数），明确原子结构对元素周期律的决定作用，建立“结构→性质”逻辑链； 2、掌握原子半径、化合价、金属性/非金属性、电离能、电负性的递变规律及本质原因，能结合周期表定位元素并分析性质； 3、能利用周期律解决元素推断、性质比较、化合物稳定性判断等综合问题，提升知识迁移应用能力 一、原子结构与元素周期表 1、原子核外电子排布与周期的关系 类别 周期 能层数 (电子层数) 每周期第一种元素 每周期最后一种元素 每周期元素种数 位置与结构的关系 原子序数 基态原子简化电子排布式 原子序数 基态原子外围电子排布式 短 周 期 一 1 1 1s1 2 1s2 2 周期序数＝电子层数 二 2 3 [He]2s1 10 2s22p6 8 三 3 11 [Ne]3s1 18 3s23p6 8 长 周 期 四 4 19 [Ar]4s1 36 4s24p6 18 五 5 37 [Kr]5s1 54 5s25p6 18 六 6 55 [Xe]6s1 86 6s26p6 32 七 7 87 [Rn]7s1 118 7s27p6 32 2、原子核外电子排布与族的关系 (1)元素周期表的列数与族序数的关系 (2)主族元素：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns、np轨道上，价电子数与族序数相同，如下表 族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 列数 1 2 13 14 15 16 17 价电子数 1 2 3 4 5 6 7 规律 主族元素的族序数＝该主族元素原子的最外层电子数＝价电子总数 (3)过渡元素(副族和Ⅷ族)：同一纵行原子的价层电子排布基本相同，价电子总数等于所在的列序数。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的价电子数与族序数不相同，如下表 副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 族数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子排布式 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 价电子数目 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 列数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 规律 价电子总数＝列序数 (4)稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外) 二、原子结构是元素周期律的本质依据 元素周期律的核心是“元素性质随原子序数递增呈周期性变化”，本质原因是核外电子排布随原子序数递增呈周期性变化（最外层电子数、电子层数周期性更迭），核心关联如下： 1、电子层数→决定周期数（电子层数=周期序数）； 2、最外层电子数→决定主族序数（主族元素最外层电子数=主族序数），影响化合价、金属性/非金属性； 3、核电荷数与电子层数的相对大小→决定原子半径，进而影响电离能、电负性及得失电子能力。 三、元素周期律 1、主族元素的周期性变化规律 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 电子层数相同，最外层电子数增多 电子层数递增，最外层电子数相同 原子半径 逐渐减小 (惰性气体除外) 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小 同周期：r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 元素的性 质 　主要化合价 元素的最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外) 非金属元素负价由－4→－1 非金属元素负化合价＝－(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 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 元素的非金属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 第一电离能 呈增大趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 失电子能力 失电子逐渐减弱 失电子逐渐增强 得电子能力 得电子逐渐增强 得电子逐渐减弱 单质的还原性 还原性逐渐减弱 还原性逐渐增强 单质的氧化性 氧化性逐渐增强 氧化性逐渐减弱 阳离子的氧化性 阳离子氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子的还原性 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 气态氢化物的形成越来越容易，其稳定性逐渐增强 气态氢化物的形成越来越困难，其稳定性逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 2、原子半径和离子半径的变化规律 (1)原子的递变规律 ① 同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小 如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)<r(S)>r(Cl) ② 同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大 如：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) (2)离子半径的大小比较 ①阳离子半径总比相应原子半径小，如：r(Na)>r(Na＋) ②阴离子半径总比相应原子半径大，如：r(Cl)<r(Cl－) ③同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大，如：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋) ④同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大，如：r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－) ⑤同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+) ⑥同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(N3－ )>r(O2－)>r(F－) 注意：同周期：r(阴离子)＞r(阳离子)，阴离子比阳离子电子层多一层，如：r(S2－)>r(Na＋) ⑦电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小，如：r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋) ⑧同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小，如：r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋) 3、元素金属性强弱的判断方法 (1)金属性：指金属元素的原子失去电子能力 注意：比较金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易程度，越易失电子，金属性越强 (2)结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强 (3)位置比较法：同周期元素，从左到右，随原子序数增加，金属性减弱； 同主族元素，从上到下，随原子序数增加，金属性增强。金属性最强的元素为铯 (4)根据元素单质及其化合物的相关性质判断 ①依据最高价氧化物对应水化的碱性强弱来比较：碱性越强则对应元素的金属性越强 如：碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，则金属性：Na＞Mg＞Al ②依据单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度或剧烈程度来比较：越容易反应或反应越剧烈，则对应元素的金属性越强 如：Zn与盐酸反应比Fe与盐酸反应更容易，则金属性：Zn＞Fe ③依据金属单质之间的置换反应来比较：若xn＋＋y===x＋ym＋ ，则y比x金属性强 如：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，则金属性：Zn＞Cu ④依据单质的还原性或离子氧的化性强弱来比较：单质的还原性越强(或离子的氧化性越弱)，则对应元素的金属性越强 如：氧化性：Mg2＋＞Na＋，则金属性：Mg＜Na ⑤依据金属活动性顺序来比较：一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强 如：Fe排在Cu的前面，则金属性：Fe＞Cu ⑥依据原电池的正负极：一般来说，作负极负极的金属对应元素的金属性强 ⑦依据电解池的阴极放电顺序：在阴极首先放电的阳离子，其对应元素的金属性越弱 4、元素非金属性强弱的判断方法 (1)非金属性：元素的原子得到电子能力 注意：比较元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越易得电子，非金属性越强 (2)结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强 (3)位置比较法：同周期元素，从左到右，随原子序数增加，非金属性增强 同主族元素，从上到下，随原子序数增加，非金属性减弱。非金属性最强的元素为氟 (4)根据元素单质及其化合物的相关性质判断 ①依据最高价氧化物的水化物酸性强弱来比较：酸性越强则对应元素的非金属性越强 如：酸性：HClO4(最强酸)＞H2SO4 (强酸)＞H3PO4 (中强酸)＞H2SiO3(弱酸)，则非金属性：Cl＞S＞P＞Si ②依据非金属元素单质与H2化合的难易程度来比较：化合越容易，非金属性越强 如：F2与H2在黑暗中就可反应，Br2与H2在加热条件下才能反应，则非金属性：F＞Br ③依据形成气态氢化物的稳定性来比较：气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强 如：稳定性：HF＞HCl，则非金属性：F＞Cl ④依据单质的氧化性或阴离子的还原性越弱来比较：单质的氧化性越强(或离子的还原性越弱)，则对应元素的非金属性越强，如：还原性：S2－＞Cl－，则非金属性：Cl＞S ⑤依据与盐溶液或气体、无氧酸溶液间的置换反应来比较：若An－＋B===Bm－＋A ，则B比A非金属性强。如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，则非金属性：Cl＞I ⑥依据与同一种金属反应，生成化合物中金属元素的化合价的高低进来比较：化合价越高，则非金属性越强。如：Cu＋Cl2CuCl2，2Cu＋SCu2S，则非金属性：Cl>S ⑦依据电解池的阳极放电顺序：在阳极首先放电的阴离子，其对应元素的非金属性越弱 四、元素“位、构、性”关系理解与应用 五、利用物质的特殊性质推断元素(文字描述型) 1、根据元素在周期表位置和性质推断元素 (1)根据特殊位置推断(短周期) 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)的元素 H、Be、Al 主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)2倍的元素 C、S 主族序数(最外层电子数)等于周期序数(电子层数)3倍的元素 O 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)2倍的元素 Li 周期序数(电子层数)等于主族序数(最外层电子数)3倍的元素 Na 最高正化合价是最低负化合价绝对值3倍的元素 S 原子内层电子数是最外层电子数的一半 C 最外层电子数是次外层2倍 C 最外层电子数是次外层3倍 O 内层电子数是最外层电子数2倍 Li、P 原子半径最小的元素 H 原子半径最大的元素 Na W与X是同主族的短周期元素，X的原子序数是W的2倍 W是O，X是S 最高正化合价与最低负化合价代数和为6的元素 Cl 最高正化合价与最低负化合价代数和为4的元素 S 最高正化合价与最低负化合价代数和为2的元素 N或P 最高正化合价与最低负化合价代数和为0的元素 H、C、Si (2)根据特殊性质推断(短周期) 质量最轻的元素，其单质可以填充气球，密度最小的气体 H(H2) 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 C 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；简单氢化物(常温下为气体)可作致冷剂的元素；气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物能反应生成离子化合物的元素 N 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 O 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 F 短周期元素中与水反应较剧烈的金属元素，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；与氧气在加热条件下反应生成过氧化物(Na2O2)的元素；焰色反应为黄色的元素 Na 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 Al 良好的半导体材料，地壳中含量第二的元素，能跟强碱溶液反应，还能被氢氟酸溶解 Si 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；气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素 S 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 Cl 同主族并且能够形成离子化合物的两种元素 H、Na 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 2、常考元素 (1)常考7种非金属元素 元素 特殊结构、性质(突破口) H ①最外层只有一个电子；②族序数等于周期数；③无中子； ④半径最小的原子；⑤密度最小的单质；⑥宇宙含量最多的元素 C ①族序数等于周期数2倍的元素；②最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素； ③形成化合物种类最多的元素；④单质是自然界中硬度最大的物质 N ①空气中含量最多的元素；②气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 ③元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能起化合反应；④常见氢化物可做制冷剂 O ①族序数等于周期数3倍的元素；②最外层电子数是最内层电子数的3倍 ③最外层电子数是电子层数的3倍；④地壳中含量最多的元素 ⑤氢化物在通常情况下呈液态的元素 Si ①最外层电子数是次外层电子数的一半 ②单质是重要半导体材料，氧化物可用作光导纤维 ③最高价非金属氧化物对应的水化物难溶于水 S ①族序数等于周期数2倍的元素，最外层电子数是电子层数的2倍 ②与氧同主族的短周期元素 ③某一氧化物可做漂白剂和防腐剂 ④最高价氧化物的水化物是常见的干燥剂 ⑤元素的氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物可发生氧化还原反应 Cl ①第三周期主族元素原子半径最小；②最高价氧化物对应的水化物酸性最强 ③单质可用作自来水的杀菌消毒 (2)常考2种金属元素 Na ①周期数是族序数3倍的元素；②原子半径最大的短周期元素 ③短周期中金属性最强的元素；④元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期金属元素 Al ①族序数等于周期数的短周期元素； ②最高价氧化物及其对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素； ③氧化物可做耐火材料；④地壳中含量最多的金属元素 说明：如果题干没有指明是短周期元素，所推断元素中可能会出现第四周期元素如K、Ca等 3、根据核外电子的排布三大规律推断元素 (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 ⅢA族～ⅦA族 第ⅠA族、第ⅡA族、第Ⅷ族、副族、0族元素氦 第二周期(Li、Be)除外 (2)“阴三、阳四”规律：某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S位于第三周期，K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。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、Mg、Al位于O、F的下一周期。 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】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q为第4周期元素。其中X的最外层电子数是内层电子数的3倍，W、X为同周期相邻元素；Y、Z是同周期中原子半径最大和最小的主族元素；Q位于元素周期表第8纵列。下列说法正确的是 A．同一周期中Z的电负性最大 B．简单离子的半径 C．第一电离能： D．Q位于元素周期表的s区 【答案】A 【分析】X的最外层电子数是内层电子数的3倍，X为O元素，W、X为同周期相邻元素，W为N元素，Y、Z是同周期中原子半径最大和最小的主族元素，同周期原子半径从左到右逐渐减小，Y为Na元素，Z为Cl元素，Q为第4周期元素且Q位于元素周期表第8纵列，Q为Fe元素。 【详解】A．Z为Cl元素，同一周期中Z的电负性最大，A正确； B．一般来说，电子层数越多半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小，离子半径：，B错误； C．N的2p轨道为半满结构，第一电离能大于O，，C错误； D．Q为Fe元素，位于元素周期表第8纵列，位于元素周期表的d区，D错误； 故答案选：A。 【变式】M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，M和X同周期，且二者基态原子中未成对电子数相同，为人体中含量最多的元素，和位于同周期相邻主族，原子序数之和为23。下列说法正确的是 A．氢化物的熔点：Y>X>M B．和均可在的最高价氧化物中燃烧 C．最高价氧化物的水化物的碱性： D．和形成的化合物中仅存在离子键 【答案】B 【分析】 X为人体中含量最多的元素，确定为O（氧）。M与O同周期且未成对电子数相同，M为C（碳，2p2含2个未成对电子）。Y和Z同周期相邻主族，原子序数之和为23，确定为Na（11）和Mg（12）。 【详解】A：未说明氢化物的类型，例如M为C，其氢化物为无数种类型的烃类物质，无法比较氢化物熔点，A错误； B：Na和Mg均可在CO2中燃烧（生成Na2CO3和MgO），B正确； C：NaOH碱性强于Mg(OH)2，C错误； D：Na与O可形成Na2O（仅离子键）和Na2O2（含离子键和共价键），D错误。 故答案选B。 题型02 考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W为第二周期原子核外电子排布中未成对电子数最多的主族元素，X无正化合价，Y为同周期原子半径最大的主族元素；基态Z原子最高能级中成对电子数与未成对电子数相等。下列说法正确的是 A．Y、Z形成的Y2Z2中只含离子键 B．氧化物对应水化物酸性：W>Z C．第一电离能：X>W>Z>Y D．简单氢化物的稳定性：W>X 【答案】C 【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W为第二周期原子核外电子排布中未成对电子数最多的主族元素，则W是N元素，X无正化合价，则X是F元素，Y为同周期原子半径最大的主族元素,则Y是Na元素，基态Z原子最高能级中成对电子数与未成对电子数相等.则Z是S元素。 【详解】A．含有S-S共价键和的离子键，故A错误； B．可以比较N和S的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，但是无法比较N和S的氧化物对应水化物的酸性强弱，故B错误； C．第一电离能顺序为F（X）＞N（W）＞S（Z）＞Na（Y），符合实际规律，故C正确； D．因F的非金属性更强，HF（X的氢化物）稳定性强于NH3（W的氢化物），故D错误； 故选C。 【变式】实验测定某高温气体中的含量，涉及反应：。X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期元素，Y、W同族，Z、W同周期。下列说法正确的是 A．第一电离能：X<Z B．Y、W的单质都存在同素异形体 C．简单离子半径：Y<Z D．简单气态氢化物的稳定性：Y<W 【答案】B 【分析】X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期元素，Y和W同族，Z和W同周期，结合反应式及常见化合物， 为，为，推断Y为O，W为S，Z为Na，X为H，据此分析 【详解】A．同一主族，从上到下，第一电离能减小，故第一电离能H> Na，A错误； B．O的单质（O2、O3）和S的单质（S8、S2等）均存在同素异形体，B正确； C．电子层结构相同的粒子，核电荷数越大，半径越小，故离子半径 > Na+，C错误； D．同一主族，从上到下，原子半径增大，得电子能力减弱，非金属性减弱，故非金属性O>S，稳定性H2O>H2S，D错误； 故答案为B。 题型03 考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】A、B、C、D、E、F、G为原子序数依次增大的主族元素，它们的原子序数不超过20。A和D、C和E分别位于同一主族，A和B位于不同周期，B和C相邻，C的最外层电子数是其内层电子数的3倍，F与E位于同一周期，G和B的最外层电子数之和为7。回答下列问题： (1)C的元素符号为 ，G的元素名称为 。 (2)E、F、G三种元素中第一电离能最小的是 (填元素符号)。 (3)上述七种元素中的非金属元素形成的最高价含氧酸中，酸性最强的为 (填化学式)。 (4)用电子式表示D与E形成化合物的过程： 。 (5)上述七种元素中的非金属元素形成的最简单氢化物中，沸点最高的是 (填化学式)，理由是 。 (6)D在空气中燃烧的产物与E在空气中燃烧的产物混合发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1) O 钙 (2)Ca (3) (4) (5) 水和氨气可以形成分子间氢键，且水分子间的氢键更强，而硫化氢和氯化氢不能形成分子间氢键 (6) 【分析】由于七种元素的原子序数依次增大，C的最外层电子数是其内层电子数的3倍，C为O；C和E位于同一主族，E为S；B和C相邻，B为N；A和B位于不同周期，A为H；A和D位于同一主族，D为Na；F与E位于同一周期，F为Cl；G和B的最外层电子数之和为7，G为Ca。 【详解】（1）根据分析可知C为O；G为Ca ；C的元素符号为O，G的元素名称为钙，故答案为：O；钙； （2）E为S，F为Cl，G为Ca。E、F、G三种元素中失第一个电子能力最强的为Ca，第一电离能最小的是Ca，故答案为：Ca； （3）7种元素中非金属最强的元素为Cl，最高价含氧酸中酸性最强的为，故答案为：； （4）D为Na，E为S，两者形成的化合物为Na2S，用电子式表示Na2S形成过程为，故答案为：； （5）七种元素中的非金属元素形成的最简单氢化物有、、、，沸点最高的是，因为水和氨气可以形成分子间氢键，且水分子间的氢键更强，而硫化氢和氯化氢不能形成分子间氢键，故答案为：；水和氨气可以形成分子间氢键，且水分子间的氢键更强，而硫化氢和氯化氢不能形成分子间氢键； （6）D为Na，在空气中燃烧的产物为； E为S，在空气中燃烧的产物为，两种物质发生氧化还原反应，生成硫酸钠，故答案为：。 【变式】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表，用化学用语回答下列问题： 元素 相关信息 X 原子核外有6种不同运动状态的电子 Y 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 Z 原子半径在短周期主族元素中最大 M 逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376…… Q 基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 R 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 (1)X元素位于元素周期表第 周期第 族；R是 区的元素。 (2)写出Q元素基态原子的价层电子轨道表示式： 。 (3)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是 (用元素符号表示)。 (4)R元素可形成和，其中较稳定的是，原因是 。 (5)M元素原子的逐级电离能越来越大的原因是 。 (6)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。 【答案】(1) 二 ⅣA d (2) (3) (4)因为的价层电子排布式为，d能级处于半充满状态，能量低，结构稳定 (5)随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再失去一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多 (6)共价化合物 【详解】（1）X为碳元素，位于元素周期表第二周期ⅣA族；R为铁元素，位于元素周期表的d区； （2）Q为氯元素，其基态原子的价层电子轨道表示式：； （3）X、Y、Z、M四种元素对应为C、O、Na、Al，C、O在第二周期且C排在O左边，故原子半径C>O；Na、Al在第三周期且Na排在Al左边，故Na>Al；综上，原子半径由小到大的顺序是； （4）R3+为Fe3+，Fe3+的价层电子排布为3d5，处于d能级半充满状态，能量低，结构稳定； （5）M元素原子的逐级电离能越来越大的原因是随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再失去一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多； （6）T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0，二者差值为1.5，则它们形成的化合物是共价化合物。 题型04 考查元素的推断与性质的正误判断 【典例】W、X、Y、Z是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是内层电子数的3倍；、在同周期中原子半径分别为最大和最小；是地壳中含量最多的金属元素；与的最外层电子数相等，且位于第五周期。下列说法正确的是 A．、形成的化合物阴离子与阳离子数目比均为 B．简单离子的半径： C．常温下，的单质为深红棕色的液体 D．、形成的化合物是离子化合物 【答案】D 【详解】A．W、X形成的化合物有Na2O2与Na2O，阴阳离子数之比均为1:2，A错误； B．电子层数越多，离子半径越大，所以Cl-半径最大，电子层数相同，核电荷数越大，对核外电子束缚力越大，离子半径越小，所以离子半径大小为Cl->O2->Na+>Al3+，即Z>W>X>Y，B错误； C．常温下Q的单质为I2，是固体，C错误； D．X、Q形成的化合物为NaI，是离子化合物，D正确； 答案选D。 【变式】原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z组成的一种分子结构如下图所示，W的核外电子数与电子层数相同，X、Y同周期，Z的价电子数等于W与X的价电子数之和。下列说法错误的是 A．简单氢化物的键角： B．简单氢化物的热稳定性： C．简单氢化物中化学键的极性： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】C 【分析】原子序数依次增大的短周期元素W、X、Y、Z，化合物中Z形成5个共价键，可知Z为P元素、W的核外电子数与电子层数相同，且原子序数最小，W为H元素；Z的价电子数等于W与X的价电子数之和，可计算出X的价电子数为4，因此X为C元素；X、Y同周期，可能为O或N元素，以此来解答。 【详解】A．X为C，简单氢化物为CH4（键角109°28′）；Y为O（或N），简单氢化物为H2O（104.5°）或NH3（107°）。CH4键角大于H2O或NH3，A正确； B．非金属性Y（O或N）>X（C）>Z（P），简单氢化物热稳定性：Y>H2O（或NH3）>X（CH4）>Z（PH3），B正确； C．化学键极性取决于电负性差值：Y（O-H：1.24或N-H：0.84）>X（C-H：0.35）>Z（P-H：0.01），则极性Y>X>Z，C错误； D．Z为P，最高价氧化物对应水化物为H3PO4；X为C，对应H2CO3。酸性H3PO4>H2CO3，D正确； 【巩固训练】 1．电负性 (1)含义：元素的原子在化合物中 的能力大小的一种度量。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中 的能力越强。 (2)标准：以氟的电负性为 和锂的电负性为 作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。 (3)变化规律 ①金属元素的电负性一般 (填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金属元素的电负性一般 1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 ②在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐 ；同主族从上到下，元素的电负性逐渐 。 【答案】(1) 吸引键合电子 吸引键合电子 (2) 4.0 1.0 (3) 小于 大于 增大 减小 【详解】（1）含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子的能力大小的一种度量。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强，反之，电负性越小； （2）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，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)； （3）①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 ②在元素周期表中，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小。 2．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示)。 元素 电离能//kJ·mol-1 …… R 740 1500 7700 10500 …… 关于元素R的下列推断中，错误的是 A．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 B．R元素基态原子的电子排布式为 C．R元素的最高正化合价为价 D．R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的 【答案】B 【分析】从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，第三电离能剧增，可失去2个电子，最高化合价为+2价，即最外层应有2个电子，应为第IIA族元素，R元素可能是Mg或Be，回答下列问题； 【详解】A．根据分析可知：R元素最外层应有2个电子，所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族，A正确； B．根据分析可知：R元素可能是Mg或Be，电子排布式为或，B错误； C．根据分析可知：R元素最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，C正确； D．根据分析可知：R元素同周期第ⅡA族核外电子排布式为，其能级处于全充满状态，能量低，稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，D正确； 故答案选B。 3．已知X、Y是主族元素，表中数据I1~I4为逐级电离能(单位kJ/mol)。下列说法错误的是 元素 I1 I2 I3 I4 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 A．元素Y是ⅢA族元素 B．元素X的常见化合价是+1价 C．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应 D．若元素X、Y处于同周期，则X单质还原性比Y的强 【答案】C 【分析】X的第二电离能与第一电离能相差较大，则说明X原子核外最外层有1个电子，则X属于ⅠA族元素；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，据此分析解答。 【详解】A．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A正确； B．X、Y都是主族元素，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B正确； C．如果Y是第3周期元素，最外层有3个电子，则Y为Al，Al单质和冷水不反应，故C错误； D．若X、Y位于同周期，X第一电离能较小，失电子能力更强，即X的还原性大于Y的，故D正确； 故选C。 4．“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，是由五种原子序数依次增大的元素组成，这五种元素的性质或结构信息如下表： 元素 信息 Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键 W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子 X 最高价氧化物对应的水化物与、最高价氧化物对应的水化物都能反应 Y 在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族 Z 在第四周期主族元素中原子半径最大 下列说法正确的是 A．该物质一定含离子键 B．第一电离能： C．简单离子半径： D．电负性： 【答案】A 【分析】Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键，则Q为H元素，W基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子，则W的电子排布式为，W为O元素，Y在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族，则Y为S元素，Z在第四周期主族元素中原子半径最大，则Z为K元素，X最高价氧化物对应的水化物与、最高价氧化物对应的水化物都能反应，X为Al元素，据此解答。 【详解】A．该物质为，含离子键、共价键，故A正确； B．同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下第一电离能减小，则第一电离能：Z＜X＜W，故B错误； C．一般来说，电子层越多、离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：X＜W＜Z＜Y，故C错误； D．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，则电负性：Q＜Y＜W，故D错误； 故选A。 5．下列关于电离能、电负性、半径等的说法正确的是 A．同周期元素中，第一电离能最大的元素是稀有气体元素 B．同周期元素中，电负性最大的元素是稀有气体元素 C．同主族元素中，原子序数越大，对应原子半径越小 D．第四周期金属阳离子中，半径最小 【答案】A 【详解】A．同一周期中，第一电离能呈逐渐增大的趋势，所以第一电离能最大的元素是稀有气体元素，故A正确； B．同周期元素中，电负性呈逐渐增大的趋势，稀有气体元素稳定，不存在得电子能力，电负性最大的元素是VIIA元素，故B错误； C．同主族元素中，原子序数越大，电子层数越多，对应原子半径越大，故C错误； D．第四周期金属阳离子中，Ca2+半径比小，故D错误； 答案选A。 6．回答下列问题。 (1)基态与离子中未成对的电子数之比为 。 (2)基态原子的核外电子排布式为 。 (3)位于元素周期表中第四周期第 族。 (4)基态原子价电子的电子排布图(轨道表达式)为 。 (5)原子核外电子排布式为 。 (6)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为 。 (7)基态原子核外电子排布式为 。 【答案】(1)4：5 (2)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2 (3)ⅦB (4) (5)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar] 3d104s2 (6) (7)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2 【详解】（1）Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe2+有4个未成对电子，Fe3+基态有5个未成对电子，则基态与离子中未成对的电子数之比为4：5； （2）Ti为22号元素，核外共22个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar] 3d24s2。 （3）)Mn是25号元素，价电子排布式为：3d54s2，故Mn位于元素周期表中第四周期第ⅦB族； （4）基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子的电子排布图(轨道表达式)为； （5）Zn为30号元素，核外有30个电子，对应电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar] 3d104s2； （6）N元素位于第二周期第ⅤA族，价层电子的轨道表达式(电子排布图)为； （7）钴是27号元素，其基态原子核外有27个电子，对应排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar] 3d74s2。 7．下列说法正确的是 ①基态碳原子电子排布式违反了洪特规则 ②最外层电子数为的元素都在元素化学性质都相似 ③充有氖气的霓虹灯管通电时会发出红光的主要原因，是电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光 ④某价层电子排布为的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第ⅥB族 ⑤电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小 A．③⑤ B．①②⑤ C．②③④ D．①⑤ 【答案】D 【详解】①洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；基态碳原子电子排布式违反了洪特规则，正确； ②最外层电子数为ns2的元素包括1s2、ⅡA族和过渡族的元素；元素化学性质不一定相同，故错误； ③充有氖气的霓虹灯管通电时会发出红色光的主要原因，是电子由激发态向基态跃迁时发射的红色光线，故错误； ④根据洪特规则的特例，不存在价层电子排布式为的基态原子，应该为的原子位于周期表中第四周期第ⅥB族，故错误； ⑤电子云图中的小黑点代表电子在核外空间区域内出现的机会，小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小，故正确； 故选D。 8．下列说法正确的是 A．基态的电子排布式为，违反了泡利不相容原理 B．基态价电子排布式为的元素位于第5周期第ⅡA族 C．ns电子的能量一定高于电子的能量 D．基态的电子排布式为，违反了洪特规则 【答案】C 【详解】A．对于6C 原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，A错误； B．基态价电子排布式为的元素位于第5周期第ⅣA族，B错误； C．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，C正确； D．基态的电子排布式为，符合核外电子排布规律，D错误； 故选：C。 9．国际学术期刊 官网发布 "不是超导体——科学侦探们如何解开这个谜团"。由 制备。下列说法错误的是 A．6种元素中，电负性最大的是 B．的原子结构示意图： C．原子位于周期表第六周期第 族 D．基态 原子的价层电子轨道表示式： 【答案】D 【详解】A．6种元素中，电负性最大的也就是非金属性最强的，是O，A正确； B．N为7号元素，原子结构示意图为，B正确； C．Pb最外层4个电子，共6层，位于周期表第六周期第IVA 族，C正确； D．基态Cu原子的价层电子轨道表示式：，D错误； 故选D。 10．下列各项叙述中正确的是 A．镁原子由时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．外围电子排布为的元素位于第5周期IA族 C．基态氮原子核外电子的运动状态有5种 D．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不相等 【答案】D 【详解】A．镁原子从跃迁到时，需吸收能量，由基态变为激发态，释放能量，A错误； B．外围电子对应ⅢA族，而非族，且位于区，B错误； C．基态氮原子有7个电子，每个电子运动状态均不同，应为7种，C错误； D．所有s电子云均为球形，不同能层s轨道半径不同，D正确； 故选D。 【强化训练】 1．第51号元素锑(Sb)的基态原子价电子排布式为。下列说法错误的是 A．的中子数与质子数之差为19 B．元素位于元素周期表第5周期第ⅤA族 C．基态原子核外共有20个d电子 D．的电负性比同周期相邻元素均要大 【答案】D 【详解】A．的中子数为，中子数与质子数之差为，A正确； B．的基态原子价电子排布式为，说明锑是主族元素，锑原子核外有5个电子层，说明锑位于周期表第5周期，主族元素最外层电子数等于其主族序数，锑原子最外层有5个电子，位于周期表第ⅤA族，B正确； C．由基态原子核外电子排布式可得出基态原子核外共有20个d电子，C正确； D．同周期元素电负性的递变规律为：从左向右逐渐增强，D错误； 故答案选D。 2．C和S是构建化合物的重要元素，下列关于C和S及其同族元素的说法正确的是 A．同周期主族元素中，第一电离能比S大的元素有1种 B．Ge可以作为半导体材料，S元素可应用于农药的制备 C．某元素基态原子的 3p 能级有两个未成对电子，则该元素为 Si 元素 D．基态Se原子核外的简化电子排布式为[Ar]4s24p4 【答案】B 【详解】A．S位于第三周期，第三周期主族元素中，从左到右元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势，但VA族由于p轨道处于半充满状态，第一电离能比相邻主族元素大，则第一电离能比S大的主族元素有P、Cl共2种，A不正确； B．Ge位于金属与非金属的分界线附近，则可以作为半导体材料，农药中常含有氟、氯、硫、磷等元素，它们位于元素周期表的右上角，则S元素可应用于农药的制备，B正确； C．某元素基态原子的 3p 能级有两个未成对电子，则该元素为Si或S元素，C不正确； D．Se为第四周期第ⅥA族元素，则Se的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4，D不正确； 故选B。 3．X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素，且分别位于不同周期；Y元素基态原子的价层电子排布是；X、Z、Q元素原子的最外层均只有1个电子，Z元素原子中只有两种形状的电子云，Q元素基态原子内层的s、p、d能级均排满电子。下列说法正确的是 A．有机物中必含X元素 B．X、Z、Q元素原子的价电子数均为1 C．Y的氢化物沸点一定高于同主族其他元素的氢化物沸点 D．Q元素最高价氧化物对应水化物能溶于氨水 【答案】D 【分析】X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前四周期元素，且分别位于不同周期，所以X是第一周期且最外层1个电子，为H；Y是第二周期，n为2，所以价电子排布为，为C；Z元素在第三周期，原子中只有两种形状的电子云为s和p，且最外层1个电子，故为Na；Q在第四周期，基态原子内层的s、p、d能级均排满电子且最外层1个电子，故为Cu。 【详解】A．X元素为氢元素，有机物不一定含H（如CCl4），A错误； B．Cu的价电子包括，实际价电子数不是1，B错误； C．Y是碳元素，氢化物是，沸点低于（分子量更小），C错误； D．溶于氨水生成络离子，D正确。 故答案选D。 4．元素周期表是元素周期律的具体表现形式。下列有关说法错误的是 A．氯元素位于第三周期ⅦA族 B．氢是原子半径最小的元素 C．稀有气体元素原子最外层的电子数可能是2 D．元素周期表中每个长周期均有10种过渡元素 【答案】D 【详解】A．氯元素原子序数为17，位于第三周期ⅦA族，A正确； B．氢原子只有一个电子层，原子半径是所有元素中最小的，B正确； C．稀有气体氦的最外层电子数为2，其他如氖、氩等为8，C正确； D．第4、5周期各有10种过渡元素，但第6周期因包含镧系（14种）和d区元素（10种），过渡元素总数超过10种，D错误； 故选D。 5．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用……表示，单位为). …… R 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为+3价 B．R元素位于元素周期表的P区 C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D．R元素基态原子的电子排布式为 【答案】C 【详解】A．因I3显著增大，表明R失去第三个电子困难，则R最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，故A错误； B．R应为第IIA族元素，第ⅡA族元素价电子在s轨道，属于s区，故B错误； C．第ⅡA族元素因s轨道全满，第一电离能高于同周期相邻ⅠA和ⅢA族，故C正确； D．R元素可能是Be或Mg，基态原子的电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2，故D错误； 故选C。 6．铱的原子序数为77，价电子排布为，则铱在元素周期表中位于 A．第5周期第7族 B．第5周期第9族 C．第6周期第7族 D．第6周期第9族 【答案】D 【详解】铱的原子序数为77，价电子排布为，周期数由电子层数决定，铱的价电子排布为，其中最高能层的主量子数n=6，说明铱位于第6周期；对于过渡元素（副族和第Ⅷ族），族数可通过价电子中d轨道和s轨道的电子数之和判断，铱的价电子为：，电子数之和为7+2=9，因此属于第9族，故铱位于第6周期第9族； 故选D。 7．某种化学品的结构如图所示，已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同处另一周期，M的简单阳离子半径是同周期中最小的。 下列说法正确的是 A．该物质中，每个原子都达到稳定结构 B．简单离子半径： C．最高价氧化物对应水化物的酸性： D．同一周期中，元素第一电离能处在Z和M之间的元素有3种 【答案】B 【分析】W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M同处另一周期，M的简单阳离子半径是同周期中最小的，可知M为Al元素，化合物中Z形成6个共价键，Z为S元素；X形成1个共价键、Y形成4个共价键、W形成2个共价键，则X为F元素、Y为C元素、W为O元素，据此回答问题。 【详解】A．该物质中，S原子不是稳定结构，A错误； B．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，因此简单离子半径：， B正确； C．F元素的电负性强，没有最高正价，因此没有最高价氧化物对应水化物，C错误； D．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的第一电离呈现增大趋势，ⅡA族、ⅤA族反常，则元素第一电离能处在Al和S之间的有Si、Mg共2种，D错误； 故选B。 8．X、Y、Z、W是位于不同周期的前四周期主族元素，它们的原子序数依次增大，且Y与X两种元素原子序数的差值等于Z、Y两种元素原子序数的差值，Z元素基态原子p轨道电子排布是半充满状态，含W元素的物质灼烧时焰色呈紫色。下列说法正确的是 A．离子半径：W>Z>Y B．是直线形分子 C．Z的氢化物具有还原性 D．的水溶液具有强酸性 【答案】C 【分析】X、Y、Z、W是位于不同周期的前四周期主族元素，则X元素为H；Z元素基态原子p轨道电子排布是半充满状态，Z又位于第三周期，则Z元素为P；Y与X两种元素原子序数的差值等于Z、Y两种元素原子序数的差值。则Y元素为O；含W元素的物质灼烧时焰色呈紫色。故W元素为K。 【详解】A．W的离子是，Z的离子是，Y的离子是。离子半径比较规律：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。电子层数为3，电子层数为3，电子层数为2。和电子层数相同，P的核电荷数小于K，所以r()>r()，电子层数多于，所以r()>r()。因此离子半径应为Z()>W()>Y()，A选项错误； B．为，的结构是折线形，不是直线形，B选项错误； C．Z的氢化物为，P元素化合价为-3价，处于最低价态，最低价态的元素具有还原性，能被氧化，所以具有还原性，C选项正确； D．为，与水反应生成和，反应方程式为，生成的是强碱，溶液呈碱性，不是强酸性，D选项错误； 故选C。 9．某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Y、Z位于同一周期，基态X原子的价电子排布式为，下列说法正确的是 A．原子半径： B．Y的第一电离能比同周期相邻元素的都大 C．该阴离子中含有8个键 D．由W、Y、Z构成的化合物不可能为离子化合物 【答案】B 【分析】因为基态X原子的价电子排布式为nsnnpn，n=2，所以X为C元素；X、Y、Z位于同一周期，从阴离子结构看，Y形成三键，Y为N元素，Z形成一个单键，Z为F元素；W与其他原子成键情况及原子序数关系可知W为H元素 【详解】A．原子半径H<N<C，即W<Y<X，A错误； B．Y是N元素，其2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能比同周期相邻元素C和O都大，B正确； C．单键都是σ键，双键中有1个σ键，三键中有1个σ键，该阴离子中含有11个σ键，C错误； D．由H、N、F构成的化合物NH4F是离子化合物，D错误； 故选B。 10．W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，W原子的电子只有一种自旋取向，X的基态原子2p轨道为半充满，Y的族序数是周期数的3倍，Z原子半径在短周期中最大，非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．最高化合价： 【答案】B 【详解】W原子的电子只有一种自旋取向，W为H；X的基态原子2p轨道为半充满， X为N（半充满）；Y的族序数6=周期数2×3，Y为O；第三周期原子半径最大的 Z为Na； Q的基态原子只有一个未成对电子，为Cl。 A．原子半径O＞N＞H错误，正确顺序N＞O＞H， A错误； B．电负性Cl＞H＞Na正确，符合电负性递变规律，B正确； C．第一电离能O<N，N因半充满更稳定，电离能更大，C错误； D．O无最高正化合价，Cl最高+7＞N最高+5，D错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $