第二节 原子结构与元素的性质（举一反三专项训练，江苏专用） 【上好课】 化学人教版选择性必修2

第二节 原子结构与元素的性质 题型01 电离能及应用 题型02 电负性及应用 题型03 核外电子排布与元素周期表的分区 题型04 元素周期律的应用 题型05 元素“位、构、性”的关系 题型01电离能及应用 基本规律：电离能规律 (1)第一电离能规律 ①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势(第ⅡA、ⅤA族与其相邻主族相比出现“异常”)。 ②同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。 (2)逐级电离能规律 ①同一原子的逐级电离能越来越大。 元素的一个基态的气态原子失去一个电子，变成气态基态正离子后，半径减小，核对电子的吸引力增大，所以再失去第二个、第三个电子更加不易，所需要的能量依次增大。 ②当某一级电离能突然变得很大时，说明电子的能层发生了变化，即不同能层中电离能有很大的差距。 【典例1】（23-24高二上·江苏无锡·期中）根据下列五种元素的电离能数据(单位：)，判断下列说法不正确的是 元素代号 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．Q元素可能是0族元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的外围电子排布式为的可能是T元素 【变式1-1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）某元素的第一至第七电离能(KJ·mol-1)如图： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 578 1817 2745 11575 14830 18376 23293 请根据已学知识判断该元素可能是 A．Na B．S C．F D．Al 【变式1-2】（24-25高二上·江苏南京·月考）下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用∙∙∙∙∙∙表示，单位为)。 ∙∙∙∙∙∙ 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡB族 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 【变式1-3】（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是 A．Na>Mg B．K<Cs C．Si>P D．Br<Cl 题型02 电负性及应用 基本规律 1．电负性变化规律 一般来说，同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小。 2．电负性的应用 (1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱 (2)判断化合物中元素的化合价 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价易呈正值； ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价易呈负值。 (3)判断化学键及化合物类型 ①若两成键元素电负性差值大于1.7，通常形成离子键，该化合物为离子化合物； ②若两成键元素电负性差值小于1.7，通常形成共价键，该化合物为共价化合物。 【特别提醒】电负性之差大于1.7的元素不一定都形成离子化合物，如F的电负性与H的电负性之差为1.9，但HF为共价化合物。 【典例2】（23-24高二下·江苏盐城·月考）元素F、Cl、Br、I位于周期表VIIA族。下列事实不能通过比较元素电负性进行解释的是 A．与水发生反应的产物是和 B．键的键能小于键的键能 C．比更易形成 D．气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是HCl分子 【变式2-1】（23-24高二上·江苏无锡·期末）1932年美国化学家鲍林(L.Pauling)首先提出了电负性的概念。如表所示给出的是第三周期的七种元素和第四周期的钾元素的电负性的值，运用表中数据估计钙元素的电负性的取值范围为 元素 Na Mg Al Si P S Cl K 电负性 0.9 1.2 1.5 1.7 2.1 2.3 3.0 0.8 A．小于0.8 B．大于1.2 C．在0.8与1.2之间 D．在0.8与1.5之间 【变式2-2】（24-25高二下·江苏盐城·月考）根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是(　　) 元素 Na Mg Al H C O Cl 电负性 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.5 3.0 ①Na和Cl　②Mg和Cl　③Al和Cl　④H和O　⑤Al和O　⑥C和Cl A．①②⑤ B．③④⑥ C．④⑤⑥ D．全部 【变式2-3】（24-25高二下·江苏苏州·月考）下列说法正确的是 A．电负性： B．熔点：邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛 C．熔点：金刚石>晶体硅>碳化硅 D．熔沸点： 题型03 核外电子排布与元素周期表的分区 基本规律：元素周期表的分区方法 1．按电子排布分区 按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 元素周期表的分区 2．按金属元素与非金属元素分区 （1）金属、非金属在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图所示)。 （2）金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属交界处的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。 【典例3】（24-25高一下·江苏无锡·月考）已知某基态原子的电子排布式为，该元素在元素周期表中的位置和区分别是 A．第四周期第VIII族：区 B．第四周期第IIA族；区 C．第四周期第IIB族：区 D．第四周期第IIB族；区 【变式3-1】（24-25高二上·江苏·月考）下列说法中正确的是(　　) A．所有金属元素都分布在d区和ds区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区 C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D．s区均为金属元素 【变式3-2】（25-26高二上·江苏宿迁·月考）下列说法正确的是 A．最外层电子数为2的元素都分布在s区 B．区分晶体和非晶体最科学的方法是看是否有规则的几何外形 C．所有非金属元素都分布在p区 D．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 【变式3-3】（24-25高一下·江苏苏州·月考）世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是 A．锌位于元素周期表的d区 B．基态Al原子的核外能量最高的电子所在轨道呈纺锤形 C．钒位于元素周期表中第4周期VB族 D．钒原子的外围电子排布式为 题型04 元素周期律的应用 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 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 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 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 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 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 【典例4】（24-25高二下·江苏苏州·期末）、、、是元素周期表中短周期主族元素。下列说法正确的是 A．在周期表中位于第3周期族 B．第一电离能： C．离子半径： D．碱性： 【变式4-1】（24-25高二下·江苏常州·期末）元素、、和位于元素周期表第三周期。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电离能： C．氢化物的沸点： D．电负性： 【变式4-2】（2025·江苏南通·三模）一种用于烧制陶瓷的黏土中含、、等物质。下列说法正确的是 A．离子半径： B．电负性： C．熔点： D．第一电离能： 【变式4-3】（24-25高二下·江苏扬州·期中）工业上电解熔融 Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A．半径大小：r(Al3+)>r(Na+) B．第一电离能大小：I1(O)＜I1(Na) C．电负性大小：χ(F)>χ(O) D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3 题型05 元素“位、构、性”的关系 元素周期表中“位构性”的核心关系的是：位置决定结构，结构决定性质；反过来，性质可推断结构，结构能确定位置，三者相互关联、相互印证。 具体关联可通过两个关键维度理解： 1.位置 → 结构：元素在周期表中的位置（周期数、主族序数）直接对应原子结构。 周期数 = 原子的电子层数，主族序数 = 原子的最外层电子数=最高正价（核心规律，适用于主族元素）。 2.结构 → 性质：原子的最外层电子数（结构核心）决定元素的化学性质。比如最外层1个电子（IA族）易失电子，显金属性；最外层7个电子（VIIA族）易得电子，显非金属性。 【典例5】（24-25高二上·江苏南京·期末）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同主族。下列说法正确的是 A．电负性： B．X的第一电离能比同周期相邻元素的大 C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强 D．Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱 【变式5-1】（24-25高二上·江苏南京·期末）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X的原子核外成对电子数是未成对电子数的2倍，基态Z原子核外s轨道与p轨道电子数相等；W元素原子是同周期元素原子半径最大的。下列说法正确的是 A．X位于元素周期表的s区 B．Z、W可形成原子个数比为的共价化合物 C．电负性： D．第一电离能： 【变式5-2】（24-25高二上·江苏扬州·月考）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2倍，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同。下列说法正确的是 A．电负性：χ(X)> χ(Y) B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X C．原子半径：r(Z)<r(W) D．X、W形成的化合物中有离子键 【变式5-3】（23-24高二上·江苏宿迁·期中）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素。X基态原子的s能级电子总数等于其p能级电子总数，Y基态原子核外有12种运动状态完全不同的电子，Z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。下列说法正确的是 A．电负性： B．原子半径： C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W D．简单气态氢化物的热稳定性：X＞Z / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 原子结构与元素的性质 题型01 电离能及应用 题型02 电负性及应用 题型03 核外电子排布与元素周期表的分区 题型04 元素周期律的应用 题型05 元素“位、构、性”的关系 题型01电离能及应用 基本规律：电离能规律 (1)第一电离能规律 ①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势(第ⅡA、ⅤA族与其相邻主族相比出现“异常”)。 ②同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。 (2)逐级电离能规律 ①同一原子的逐级电离能越来越大。 元素的一个基态的气态原子失去一个电子，变成气态基态正离子后，半径减小，核对电子的吸引力增大，所以再失去第二个、第三个电子更加不易，所需要的能量依次增大。 ②当某一级电离能突然变得很大时，说明电子的能层发生了变化，即不同能层中电离能有很大的差距。 【典例1】（23-24高二上·江苏无锡·期中）根据下列五种元素的电离能数据(单位：)，判断下列说法不正确的是 元素代号 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．Q元素可能是0族元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的外围电子排布式为的可能是T元素 【答案】B 【分析】由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能为0族元素；R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一主族；S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2；T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，据此分析； 【解析】A．由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能是0族元素，A正确；B．R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族，S不可能与U在同一主族，B错误；C．U的第一电离能较小，最外层电子数为1，U可能在元素周期表的s区，C正确；D．T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，因此原子的外围电子排布式为的可能是T元素，D正确；故选B。 【变式1-1】（23-24高二下·江苏淮安·期中）某元素的第一至第七电离能(KJ·mol-1)如图： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 578 1817 2745 11575 14830 18376 23293 请根据已学知识判断该元素可能是 A．Na B．S C．F D．Al 【答案】D 【解析】由第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增可知，该元素原子易失去3个电子，即最外层电子数为3，则该元素最有可能位于元素周期表的第IIIA族，在题所给元素只中Al符合题意，故选D。 【变式1-2】（24-25高二上·江苏南京·月考）下表列出了某短周期元素的各级电离能数据(用∙∙∙∙∙∙表示，单位为)。 ∙∙∙∙∙∙ 740 1500 7700 10500 下列关于元素R的判断中一定正确的是 A．R的最高正价为价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡB族 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 【分析】从表中所给短周期元素R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，第三电离能比第二电离能大幅增大，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； 【解析】A．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，故B错误；C．同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，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或，故D错误；故答案为：C。 【变式1-3】（23-24高二下·江苏淮安·期中）下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是 A．Na>Mg B．K<Cs C．Si>P D．Br<Cl 【答案】D 【解析】A．同周期主族元素，从左到右随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，Mg的3s能级为全满结构，能量较低，第一电离能高于Na，故A错误；B．同主族自上而下，第一电离能减小，所以第一电离能K>Cs，故B错误；C．同周期主族元素，从左到右随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p能级为半满结构，能量较低，第一电离能高于Si，故C错误；D．同主族自上而下，第一电离能减小，所以第一电离能Br<Cl，故D正确；故答案为：D。 题型02 电负性及应用 基本规律 1．电负性变化规律 一般来说，同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小。 2．电负性的应用 (1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱 (2)判断化合物中元素的化合价 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价易呈正值； ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价易呈负值。 (3)判断化学键及化合物类型 ①若两成键元素电负性差值大于1.7，通常形成离子键，该化合物为离子化合物； ②若两成键元素电负性差值小于1.7，通常形成共价键，该化合物为共价化合物。 【特别提醒】电负性之差大于1.7的元素不一定都形成离子化合物，如F的电负性与H的电负性之差为1.9，但HF为共价化合物。 【典例2】（23-24高二下·江苏盐城·月考）元素F、Cl、Br、I位于周期表VIIA族。下列事实不能通过比较元素电负性进行解释的是 A．与水发生反应的产物是和 B．键的键能小于键的键能 C．比更易形成 D．气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是HCl分子 【答案】B 【解析】A．与水发生反应的产物是和，生成物中I的化合价为+1价，说明I的电负性小于O，与电负性有关，A不符合题意；B．F原子半径小，电子云密度大，F之间的排斥力大，F-F不稳定，则F-F的键能小于Cl-Cl的键能，与电负性无关，B符合题意；C．氯的电负性强于溴，碳氯键极性更强，比更易形成，与电负性有关，C不符合题意；D．F的电负性很大，使HF分子间形成氢键，导致气态HF中存在二聚分子，而Cl的电负性不足以使HCl分子间形成氢键，气态HCl中只有HCl分子，D不符合题意；故选B。 【变式2-1】（23-24高二上·江苏无锡·期末）1932年美国化学家鲍林(L.Pauling)首先提出了电负性的概念。如表所示给出的是第三周期的七种元素和第四周期的钾元素的电负性的值，运用表中数据估计钙元素的电负性的取值范围为 元素 Na Mg Al Si P S Cl K 电负性 0.9 1.2 1.5 1.7 2.1 2.3 3.0 0.8 A．小于0.8 B．大于1.2 C．在0.8与1.2之间 D．在0.8与1.5之间 【答案】C 【解析】同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐增大，所以钙元素的电负性大于钾；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，所以钙元素的电负性小于镁，钙元素的电负性数值x的取值范围为0.8＜x＜1.2；选项C正确；答案为C。 【变式2-2】（24-25高二下·江苏盐城·月考）根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是(　　) 元素 Na Mg Al H C O Cl 电负性 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.5 3.0 ①Na和Cl　②Mg和Cl　③Al和Cl　④H和O　⑤Al和O　⑥C和Cl A．①②⑤ B．③④⑥ C．④⑤⑥ D．全部 【答案】B 【解析】当成键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当差值小于1.7时，一般为共价键，则①Na和Cl之间形成离子键；②Mg和Cl之间形成离子键；③Al和Cl之间形成共价键；④H和O之间形成共价键；⑤Al和O之间形成离子键；⑥C和Cl之间形成共价键；答案选B。 【变式2-3】（24-25高二下·江苏苏州·月考）下列说法正确的是 A．电负性： B．熔点：邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛 C．熔点：金刚石>晶体硅>碳化硅 D．熔沸点： 【答案】A 【解析】A．同周期从左到右电负性逐渐增大，因此电负性：Na＜P＜Cl，故A正确；B．由于对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔点：对羟基苯甲醛＞邻羟基苯甲醛，故B错误；C．三者都为共价晶体，原子半径越小，键长越短，键能越大，熔点越高，因此熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故C错误；D．HF含有分子间氢键，分子间氢键使得熔点升高，因此熔沸点HF最高，HCl、HBr、HI三者，结构和组成相似，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，故熔沸点：，故D错误；故选A。 题型03 核外电子排布与元素周期表的分区 基本规律：元素周期表的分区方法 1．按电子排布分区 按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 元素周期表的分区 2．按金属元素与非金属元素分区 （1）金属、非金属在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图所示)。 （2）金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属交界处的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。 【典例3】（24-25高一下·江苏无锡·月考）已知某基态原子的电子排布式为，该元素在元素周期表中的位置和区分别是 A．第四周期第VIII族：区 B．第四周期第IIA族；区 C．第四周期第IIB族：区 D．第四周期第IIB族；区 【答案】D 【解析】由某原子的电子排布式为：，可知共4个电子层，为第四周期元素，价电子排布为3d104s2，为Zn，为ds区元素，位于第四周期ⅡB族，答案选D。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏·月考）下列说法中正确的是(　　) A．所有金属元素都分布在d区和ds区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区 C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D．s区均为金属元素 【答案】C 【解析】A、所有金属元素都分布在s区、d区和ds区，A错误；B、第ⅡB族最外层电子数为2，在ds区，B错误；C、元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素，称为过渡元素全部为金属，C正确；D、s区均的氢为非金属元素，D错误；答案选C。 【变式3-2】（25-26高二上·江苏宿迁·月考）下列说法正确的是 A．最外层电子数为2的元素都分布在s区 B．区分晶体和非晶体最科学的方法是看是否有规则的几何外形 C．所有非金属元素都分布在p区 D．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 【答案】D 【解析】A．某些过渡金属最外层电子数为2，可能在ds区或d区，并非全在s区，A错误；B．区分晶体和非晶体的最科学方法是X射线衍射实验，而非仅凭几何外形，B错误；C．氢是非金属但位于s区，因此并非所有非金属都在p区，C错误；D．第ⅢB到ⅡB族的10个纵列包含过渡金属（d区及ds区），均为金属元素，D正确；故选D。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏苏州·月考）世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是 A．锌位于元素周期表的d区 B．基态Al原子的核外能量最高的电子所在轨道呈纺锤形 C．钒位于元素周期表中第4周期VB族 D．钒原子的外围电子排布式为 【答案】A 【解析】A．锌为30号元素，位于元素周期表的第四周期ⅡB族，位于ds区，A错误；B．基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，电子占据的最高能级为3p，轨道呈纺锤形，B正确；C．钒为23号元素，其基态价层电子排布式为3d34s2，位于元素周期表中第4周期第VB族，C正确；D．钒为23号元素，其基态价层电子排布式为3d34s2，D正确；故选A。 题型04 元素周期律的应用 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 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 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 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 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 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 【典例4】（24-25高二下·江苏苏州·期末）、、、是元素周期表中短周期主族元素。下列说法正确的是 A．在周期表中位于第3周期族 B．第一电离能： C．离子半径： D．碱性： 【答案】D 【解析】A．硫（S）的原子序数为16，位于第三周期第ⅥA族，A错误；B．同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，第一电离能顺序应为Mg＞Al＞Na，B错误；C．有3个电子层，而和仅有2个，故半径最大；具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故顺序为，C错误；D．金属性Na＞Mg＞Al，对应最高价氧化物水化物的碱性为，D正确；故选D。 【变式4-1】（24-25高二下·江苏常州·期末）元素、、和位于元素周期表第三周期。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电离能： C．氢化物的沸点： D．电负性： 【答案】D 【解析】A．Al位于第三周期第ⅢA族，P位于第ⅤA族。同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小，故r(Al) > r(P)。A错误；B．Mg的电子排布为[Ne]3s2（全充满稳定结构），Al为[Ne]3s23p1。稳定结构导致Mg的第一电离能高于Al，即I1(Mg) > I1(Al)。B错误；C．MgH2为离子晶体，H2S为分子晶体。离子晶体的沸点通常远高于分子晶体，故MgH2沸点应高于H2S。C错误；D．同周期主族元素电负性随原子序数增大而增强，S位于P右侧，故χ(P) < χ(S)。D正确；故选D。 【变式4-2】（2025·江苏南通·三模）一种用于烧制陶瓷的黏土中含、、等物质。下列说法正确的是 A．离子半径： B．电负性： C．熔点： D．第一电离能： 【答案】B 【解析】A．为电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，则离子半径顺序为，A错误；B．同主族元素电负性从左到右依次增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则电负性：，B正确；C．SiO2属于共价晶体，SO2和CO2属于分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越强，熔点越高，则熔点：，C错误；D．第一电离从左到右依次增大，但第ⅡA、ⅤA族元素为充满、半充满结构比较稳定，第一电离能大于相邻主族元素，则第一电离能：，D错误；故选B。 【变式4-3】（24-25高二下·江苏扬州·期中）工业上电解熔融 Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A．半径大小：r(Al3+)>r(Na+) B．第一电离能大小：I1(O)＜I1(Na) C．电负性大小：χ(F)>χ(O) D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3 【答案】C 【解析】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，故A错误；B．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呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，故B错误；C．同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)>χ(O)，故C正确；D．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；故选C。 题型05 元素“位、构、性”的关系 元素周期表中“位构性”的核心关系的是：位置决定结构，结构决定性质；反过来，性质可推断结构，结构能确定位置，三者相互关联、相互印证。 具体关联可通过两个关键维度理解： 1.位置 → 结构：元素在周期表中的位置（周期数、主族序数）直接对应原子结构。 周期数 = 原子的电子层数，主族序数 = 原子的最外层电子数=最高正价（核心规律，适用于主族元素）。 2.结构 → 性质：原子的最外层电子数（结构核心）决定元素的化学性质。比如最外层1个电子（IA族）易失电子，显金属性；最外层7个电子（VIIA族）易得电子，显非金属性。 【典例5】（24-25高二上·江苏南京·期末）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同主族。下列说法正确的是 A．电负性： B．X的第一电离能比同周期相邻元素的大 C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强 D．Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱 【答案】B 【分析】前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y的周期序数与族序数相等，则Y为Al元素；基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，则Z为Cl元素；W与Z处于同一主族，则W为Br元素。 【解析】A．金属元素的电负性小于非金属元素，所以铝元素的电负性小于氯元素，故A错误；B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能比同周期相邻元素的大，故B正确；C．同周期元素，从左到右金属性依次减弱、非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱、酸性增强，所以氢氧化铝的酸性弱于高氯酸，故C错误；D．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，简单气态氢化物的热稳定性依次减弱，则氯化氢的热稳定性强于溴化氢，故D错误；故选B。 【变式5-1】（24-25高二上·江苏南京·期末）短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X的原子核外成对电子数是未成对电子数的2倍，基态Z原子核外s轨道与p轨道电子数相等；W元素原子是同周期元素原子半径最大的。下列说法正确的是 A．X位于元素周期表的s区 B．Z、W可形成原子个数比为的共价化合物 C．电负性： D．第一电离能： 【答案】C 【分析】短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X的原子核外成对电子数是未成对电子数的2倍，则X的核外电子排布为：1s22s22p2，X为C元素，基态Z原子核外s轨道与p轨道电子数相等，Z可能为O(1s22s22p4)或Mg(1s22s22p63s2)，W元素原子是同周期元素原子半径最大的，W为Na元素。则Z只能是O；Y为N，据此分析解答。 【解析】A．X为C元素，位于p区，故A错误；B．O和Na可形成Na2O2，为离子化合物，故B错误；C．同周期元素从左到右电负性增强，同主族元素从上到下，电负性减弱，则电负性：Na<C<N<O，故C正确；D．同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于O，故D错误；故选：C。 【变式5-2】（24-25高二上·江苏扬州·月考）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2倍，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同。下列说法正确的是 A．电负性：χ(X)> χ(Y) B．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X C．原子半径：r(Z)<r(W) D．X、W形成的化合物中有离子键 【答案】B 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X元素原子最外层电子数是内层的2 倍，则X为C元素，金属元素Z其原子最外层电子数与最内层相同，则Z为Mg元素，元素Y的核电荷数等于W原子的最外层电子数，短周期主族元素最外层电子数小于8，则Y元素的核电荷数小于8，大于6，则Y为N元素，W为Cl元素。 【解析】A．同周期电负性从左向右增大，电负性：C<N，A错误；B．W为Cl元素，X为C元素，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：W＞X，则最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞X，B正确；C．电子次数越多，原子半径越大，同周期元素，从左至右，原子半径逐渐减小，则原子半径：r(Z)>r(W)，C错误；D．碳和氯形成的化合物中只有共价键，D错误；故选B。 【变式5-3】（23-24高二上·江苏宿迁·期中）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素。X基态原子的s能级电子总数等于其p能级电子总数，Y基态原子核外有12种运动状态完全不同的电子，Z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。下列说法正确的是 A．电负性： B．原子半径： C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W D．简单气态氢化物的热稳定性：X＞Z 【答案】D 【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素。Y基态原子核外有12种运动状态完全不同的电子，则Y为Mg元素；X基态原子的s能级电子总数等于其p能级电子总数，则其电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，由于Y为Mg，则X只能为O元素；Z原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的2倍，则Z原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，其为Si元素；W和X位于同一主族，则W为S元素。从而得出X、Y、Z、W分别为O、Mg、Si、S。 【解析】A．X、Y分别为O、Mg元素，非金属性O＞Mg，则电负性：，A不正确；B．Y、W分别为Mg、S，二者位于同周期，且Mg在S的左边，同周期元素从左到右原子半径依次减小，则原子半径：，B不正确；C．Z、W分别为Si、S，二者为同周期元素，Si在S的左边，非金属性Si＜S，则最高价氧化物对应水化物的酸性：H4SiO4＜H2SO4，C不正确；D．X、Z分别为O、Si，由同周期同主族元素的性质递变规律，可得出非金属性O＞Si，简单气态氢化物的热稳定性：H2O＞SiH4，D正确；故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $