第1章 第2节 第1课时 元素周期律(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（鲁科版）

本讲义聚焦元素周期律核心知识点，系统梳理原子序数与核电荷数关系，1-18号元素最外层电子数由1到8、原子半径由大到小、主要化合价从+1到+7（O、F除外）及-4到-1的周期性变化规律，进而揭示周期律实质为核外电子排布周期性变化，并构建微粒半径比较的“三看法”学习支架。 该资料通过图表呈现原子半径与化合价变化规律，直观体现物质结构决定性质的化学观念，设计基础到综合的例题与练习题，培养学生证据推理和模型建构的科学思维。课中辅助教师清晰授课，课后助力学生回顾知识、强化练习，有效查漏补缺。

第1课时　元素周期律 1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律。 2.了解元素性质与原子结构的关系。 3.掌握微粒半径大小比较的规律。 知识点一　元素周期律 1.原子序数 原子序数是元素在　元素周期表　中的序号。 原子序数＝核电荷数＝　质子数　＝原子的核外电子数。 2.1～18号元素原子结构及性质的变化规律 （1）原子最外层电子数的变化规律 规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现　由1到8　的周期性变化（1～2号元素除外）。 （2）原子半径的变化规律（稀有气体除外） 原子半径 与原子序 数关系图 规律 随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现　由大到小　的周期性变化 ①原子电子层数相同时，最外层电子数越　多　，半径越　小　。 ②最外层电子数相同时，电子层数越　多　，半径越　大　。 （3）元素主要化合价的变化规律 原子序数为横轴，元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴 规律 随着核电荷数的递增，元素的最高正化合价呈现　＋1到＋7　（氧、氟除外）价、最低负化合价呈现　－4到－1　价的周期性变化 对于1～18号元素： ①元素的最高正化合价　＝　最外层电子数（O、F及稀有气体除外）。 ②非金属元素最低负化合价＝最外层电子数－　8　（氢除外）。 ③元素的最高正化合价＋｜元素的最低负化合价｜＝　8　（氢、氧、氟除外）。 ④根本原因：随着核电荷数的递增，原子的最外层电子排布呈周期性变化。 提醒：常见元素的化合价 （1）氢元素：＋1、－1、0。 （2）氟元素无正价。 （3）氧元素无最高正价。 （4）金属元素只有正价和0价。 （5）非金属元素既有正价、0价，又有负价（F除外）。 3.元素周期律 （1）内容 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、　原子半径（稀有气体元素除外）　、　元素的主要化合价（最高化合价和最低化合价）　、　元素的金属性和非金属性　均呈现周期性变化。 （2）含义 元素的性质随着　元素原子序数　的递增呈现周期性变化的规律叫作元素周期律。 （3）实质 元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。 1.元素性质呈现周期性变化的根本原因是（　　） A.元素的相对原子质量逐渐增大 B.核外电子排布呈周期性变化 C.核电荷数逐渐增大 D.元素化合价呈周期性变化 解析：B　原子的核外电子排布随原子序数的递增而呈现周期性变化，是元素性质呈现周期性变化的根本原因，B正确。 2.某元素最高价含氧酸的化学式是HXO4，这种元素气态氢化物的化学式为（　　） A.XH4 B.XH3 C.H2X D.HX 解析：D　根据元素的最高正价＋｜最低负价｜＝8，元素X的最高价含氧酸的化学式为HXO4，X的最高正价是＋7价，所以最低负价为－1价，X的气态氢化物的化学式为HX。 3.下列关于元素周期律的叙述正确的是（　　） A.随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现 B.核电荷数为11～17的元素，随着元素原子序数的递增，原子半径依次增大 C.核电荷数为11～17的元素，随着元素原子序数的递增，元素最高化合价从＋1价到＋7价、最低化合价从－7价到－1价 D.元素原子核外电子排布的周期性变化是导致原子半径、元素主要化合价和元素性质周期性变化的主要原因 解析：D　从H到He，最外层电子数从1到2出现，A错误；核电荷数为11～17的元素，电子层数相同，随着元素原子序数的递增，原子半径依次减小，B错误；核电荷数为11～17的元素，最低化合价从－4价到－1价，C错误；元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，D正确。 4.（2025·四川成都期中）几种1～18号元素的原子半径及主要化合价如下表所示，下列说法正确的是（　　） 元素代号 Y Z M R 原子半径/ 1.86 0.77 0.75 1.02 主要化合价 ＋1 ＋4、－4 ＋5、－3 ＋6、－2 A.M的氧化物均为酸性氧化物 B.离子半径：R＜Y C.R在自然界中仅以化合态形式存在 D.Z元素是形成化合物种类最多的一种元素 解析：D　1～18号元素中，R有＋6、－2价，则R为S元素；Y化合价为＋1价，且原子半径：Y＞硫，则Y为Na；M有＋5、－3价，原子半径小于硫，则M为N元素，Z半径大于M小于R、Y，且化合价＋4、－4价，则Z为C。M为N元素，其氧化物中NO、NO2、N2O4为不成盐氧化物，A错误；S2－有3个电子层，Na＋有2个电子层，故离子半径：S2－＞Na＋，B错误；S元素在自然界中既有游离态，又有化合态，C错误；Z为C，有机物中都有碳元素，是形成化合物种类最多的一种元素，D正确。 知识点二　微粒半径大小的比较 　微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。 1.电子层数相同的微粒——“序大径小”（稀有气体元素除外） 电子层数相同的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。例： r（Na）＞r（Mg）＞r（Al）＞r（Si）＞r（P）＞r（S）＞r（Cl）。 2.电子层数不同，最外层电子数相同的微粒——“序大径大” 最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径逐渐增大。例： r（Li）＜r（Na）＜r（K）＜r（Rb）＜r（Cs）， r（Li＋）＜r（Na＋）＜r（K＋）＜r（Rb＋）＜r（Cs＋）。 3.同元素的不同微粒 同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大。例： r（Na＋）＜r（Na）；r（Cl－）＞r（Cl）； r（Fe3＋）＜r（Fe2＋）＜r（Fe）。 4.电子层结构完全相同的微粒——“序大径小” 电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。例： r（O2－）＞r（F－）＞r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋）。 提醒：（1）氢原子的半径在所有原子半径中最小。 （2）稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，数据没有比较的价值。 1.下列微粒中半径最小的是（　　） A.Na B.F－ C.Al3＋ D.Cl－ 解析：C　Na、Cl－均有3个电子层，F－、Al3＋均有2个电子层，因此微粒半径最小的在F－、Al3＋中。又因为F－、Al3＋的核外电子排布相同，微粒半径随原子序数的增大而减小，则微粒中半径最小的是Al3＋。 2.已知下列元素的原子半径： 原子 N S O Si 半径（r）/10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17 根据以上数据，磷原子的半径可能是（　　） A.0.80×10－10 m B.1.10×10－10 m C.1.20×10－10 m D.0.70×10－10 m 解析：B　Si、P、S电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，原子半径：Si＞P＞S，故磷的原子半径在1.02×10－10～1.17×10－10 m之间，B项正确。 3.下列粒子半径之比大于1的是（　　） A. B. C. D. 解析：C　Al、Na电子层数相同，核电荷数前者大，则r（Al）＜r（Na），A项错误；C、Si电子层数后者大，则r（C）＜r（Si），B项错误；F－、Mg2＋具有相同电子层结构，核电荷数越大，半径越小，则＞1，C项正确；同种元素的阳离子半径小于原子半径，则＜1，D项错误。 4.（2025·安徽阜阳期中）已知1～18号元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是（　　） A.离子的氧化性：A2＋＜B＋ B.原子序数：d＞c＞b＞a C.离子半径：C＞D＞B＞A D.原子半径：A＞B＞D＞C 解析：C　依据题意，这些离子都具有10电子结构，推断A为Mg、B为Na、C为N、D为F，则a＝12、b＝11、c＝7、d＝9，B错误；离子的氧化性：Mg2＋＞Na＋，A错误；电子层数相同的简单粒子，核电荷数越大半径越小，则离子半径：N3－＞F－＞Na＋＞Mg2＋，C正确；电子层数越多原子半径越大，同周期元素原子半径从左往右逐渐减小，则Na＞Mg＞N＞F，D错误。 题后点拨 “三看法”比较微粒半径大小 一看电子层数：电子层数不同、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：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 三看核外电子数：电子层数和核电荷数都相同时，电子数越多，半径越大。 1.下列关于元素性质或原子结构递变情况的叙述中，错误的是（　　） A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多 B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高 C.N、O、F原子的半径依次增大 D.Na、K、Rb原子核外的电子层数依次增多 解析：C　电子层数相同的元素，原子序数越大，其半径越小，所以N、O、F原子的半径逐渐减小，C项错误。 2.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是（　　） A.Y原子序数比X的大 B.X原子最外层电子数比Y的多 C.X的原子半径比Y的大 D.X元素的最高化合价比Y的大 解析：C　Xn＋、Ym－与Ar具有相同的电子层结构，其原子序数：X＞Ar＞Y，A项错误；X原子最外层电子数比Y的少，B项错误；X的原子半径比Y的大，C项正确；X元素的最高化合价比Y的小，D项错误。 3.元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素可能为（　　） A.Al　　　　B.P C.Ar　　　D.K 解析：D　由X形成的离子与Ca2＋核外电子排布相同，可排除Al、Ar；由X的离子半径小于S2－的半径，可排除P（半径：P3－＞S2－）。 4.某元素原子的最外层电子比次外层电子多5个，该元素的最高正化合价为（　　） A.＋5价 B.＋6价 C.＋7价 D.无最高正化合价 解析：D　根据题意可知，该元素的原子结构示意图为，该元素为氟元素，无最高正化合价。 5.有下列四种微粒： O　Na　Mg　N （1）按原子半径由大到小的顺序排列为　②③④①　（填序号，下同）。 （2）按离子半径由大到小的顺序排列为　④①②③　。 （3）微粒中质子数小于中子数的是　①②　。 （4）能形成X2Y2型化合物的是　①②　。 （5）通常情况下，化合价有0价、正价和负价的是　④　。 解析：（1Na与Mg具有相同的电子层数，最外层电子数分别为1、2O与N具有相同的电子层数，最外层电子数分别为6、5；原子半径大小顺序为 NaMgN＞O。 （2）四种离子Na＋、Mg2＋、N3－和O2－核外电子排布相同，半径大小顺序为 r（Mg2＋）＜r（Na＋）＜r（O2－）＜r（N3－）。 （3）四种核素质子数和中子数分别是O→8、10Na→11、12；Mg→12、12N→7、7。 （5）通常情况下，O元素不显正价，Na、Mg不显负价，只有N元素有0价、正价和负价。 1.随着原子序数的递增，下列不呈周期性变化的是（　　） A.化合价 B.原子半径 C.最外层电子数 D.相对原子质量 解析：D　随着原子序数的递增，不呈周期性变化的是元素的相对原子质量。 2.下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是（　　） ①　②　③　④ A.①＞②＞③＞④ B.③＞④＞①＞② C.③＞①＞②＞④ D.①＞②＞④＞③ 解析：C　①为S，②为Cl，③为S2－，④为F。①②电子层数相同，核电荷数越大半径越小，故原子半径：S＞Cl；①③核电荷数相同，电子数越多半径越大，故半径：S2－＞S；②④最外层电子数相同，电子层数越多半径越大，故原子半径：Cl＞F。 3.某元素R的最高正价与最低负价的绝对值之差为2，其气态氢化物中含氢的质量分数为8.8％，试推断该元素是（　　） A.N　　 　B.P C.S　　 　D.O 解析：B　由题意知，①最高正价－｜最低负价｜＝2，②最高正价＋｜最低负价｜＝8，将（②式－①式）并化简可得｜最低负价｜＝3，该元素的最低负价为－3价，则元素R的气态氢化物的化学式是RH3，氢元素的质量分数为×100％＝8.8％，则Ar（R）≈31，即R是磷元素。 4.元素X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是（　　） A.X、Y、Z原子的核内质子数依次增大 B.X、Y、Z的最高正化合价依次升高 C.X、Y、Z原子的原子半径依次增大 D.X、Y、Z单质的金属活动性依次增大 解析：A　元素的原子序数等于原子核内的质子数，A正确；根据元素性质呈周期性递变的含义，B和C不一定正确；X、Y、Z中可能含有非金属，D不一定正确。 5.下列关于Na元素和F元素的叙述正确的是（　　） A.离子半径：Na＋＞F－ B.原子半径：Na＜F C.原子的电子层数：Na＜F D.原子最外层电子数：F＞Na 解析：D　钠离子和氟离子的核外电子排布相同，离子半径随原子序数的增大而减小，所以离子半径：Na＋＜F－，A错误；一般，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，Na原子核外有3个电子层，F原子核外有2个电子层，所以原子半径：Na＞F，B、C错误；Na原子最外层电子数为1，F原子最外层电子数为7，所以最外层电子数：Na＜F，D正确。 6.〔多选〕已知下表是几种常见元素的原子半径数据： 元素 C O Na Mg Si 原子半径/nm 0.077 0.066 0.186 0.160 0.117 下列说法正确的是（　　） A.随着核电荷数的增加，原子半径逐渐减小 B.元素F的原子半径在0.066～0.186 nm之间 C.最外层电子数相同的元素，电子层数越多，原子半径越大 D.Mg2＋的半径大于Mg的半径 解析：AC　核外电子层数相同的元素原子，核电荷数越大，原子半径越小，A项正确；F的原子半径比O的小，即小于0.066 nm，B项错误；最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，C项正确；Mg2＋的半径小于Mg的半径，D项错误。 7.（1）下表是部分前18号元素的原子半径及主要化合价： 元素 L M Q R T 原子半径/nm 0.160 0.143 0.111 0.106 0.066 主要化合价 ＋2 ＋3 ＋2 ＋6、－2 －2 ①L元素的名称是　镁　，R元素的名称是　硫　。 ②比较下列粒子的半径大小：M3＋　＜　L2＋。 （2）某种融雪剂主要成分为XY2，X、Y均为前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1 mol XY2含有54 mol电子。该融雪剂主要成分的化学式为　CaCl2　。 解析：（1）根据主要化合价可知，L、Q最外层有2个电子，根据原子半径特点，Q是Be，L是Mg，M是Al；T只有－2价，是O，则R为S。Al3＋、Mg2＋具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故Al3＋＜Mg2＋。 （2）XY2中每1 mol离子有电子：54 mol×＝18 mol，又结合化学式可判断化合物中X显＋2价，是Ca，Y显－1价，是Cl，则XY2是CaCl2。 8.X元素的最高化合价与最低化合价的绝对值之差为6，Y元素原子的次外层电子数与X元素原子的次外层电子数均为8，X、Y的离子具有相同的电子排布，X、Y形成的化合物可能是（　　） A.MgF2 B.MgCl2 C.CaCl2 D.CaBr2 解析：C　根据题意可知，X元素最高化合价与最低化合价的关系有，则最高化合价为＋7价，X是最外层有7个电子、次外层有8个电子的元素，即X为氯元素。题中与Cl－具有相同电子排布的Y元素的离子可能为Ca2＋、K＋、S2－，则X、Y形成的化合物可能是CaCl2或KCl，C项符合题意。 9.如图为一些元素原子半径规律性变化的示意图。由此图不能得出的下列结论是（不考虑稀有气体元素）（　　） A.当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大 B.当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大 C.r（F－）＜r（Cl－）＜r（Br－）＜r（I－），r（K＋）＞r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋） D.原子电子层数越多，对应的原子半径越大 解析：D　由图可知，当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大，A项正确；当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大，B项正确；当最外层电子数相同时，质子数越多，离子半径越大，则 r（F－）＜r（Cl－）＜r（Br－）＜r（I－），r（K＋）＞r（Na＋），Na＋、Mg2＋、Al3＋核外电子数都是10，核电荷数越大，则离子半径越小，r（Na＋）＞r（Mg2＋）＞r（Al3＋），C项正确；没有说明最外层电子数是否相同，则原子电子层数越多，对应的原子半径不一定越大，如Li的半径大于Al，D项错误。 10.〔多选〕图中曲线表示核电荷数为1～18部分元素的原子序数（按递增顺序连续排列）与其最高化合价之间的关系，下列叙述不正确的是（　　） A.①②形成的化合物的摩尔质量不可能是44 g·mol－1 B.①③可以按原子个数比1∶1形成化合物 C.②③形成的化合物能溶于稀盐酸 D.简单离子半径大小为②＜③ 解析：AD　①的最高化合价为＋5价，②的最高化合价为0价，③的最高化合价为＋3价，结合原子序数可知，①为氮元素，②为氧元素，③为铝元素。①②形成的化合物N2O的摩尔质量是44 g·mol－1，A错误；①③可以形成化合物AlN，原子个数比为1∶1，B正确；②③形成的化合物Al2O3能与稀盐酸反应，C正确；核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径：O2－＞Al3＋，D错误。 11.（2025·北京丰台期中）X、Y、Z均为1～18号元素，X、Y电子层数相同，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是（　　） A.原子序数：X＞Y＞Z B.最高正化合价：X＜Y＜Z C.离子半径：X2－＞Y＋＞Z－ D.原子最外层电子数：X＞Y＞Z 解析：A　X、Y、Z均为1～18号元素，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，则X原子的最外层电子数为6，Z原子的最外层电子数为7，Y＋和Z－具有相同的电子层结构，则Y为Na元素，Z为F元素，X、Y电子层数相同，则X为S元素。X、Y、Z分别为S、Na、F，则原子序数：S＞Na＞F，A正确；F无正价，S的最高正价为＋6价，Na的最高正价为＋1价，B错误；电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，原子序数越大离子半径越小，则离子半径：S2－＞F－＞Na＋，C错误；原子最外层电子数：F＞S＞Na，D错误。 12.在探索生命奥秘的过程中，科学家们日益认识到生命细胞的组成和元素周期律有着密切的关系。约占人体总质量99.97％的11种常量元素，全部位于前20号元素之内，其余0.03％由十多种人体不可缺少的微量元素组成。在前20号元素中，找出符合下列要求的元素： （1）最外层电子数和电子层数相等的元素有　H、Be、Al　（填元素符号）。 （2）电子层数相同的元素中（不考虑稀有气体元素），最外层电子数为　1　的原子半径最大。 （3）在常见的化合价中，最高价为＋4价的有　C、Si　（填元素符号），其最外层电子数为　4　。 （4）原子核外M电子层有1个电子的为　Na　（填元素符号，下同），最外层电子数为电子层数3倍的为　O　，二者化合可形成的化合物的化学式为　Na2O、Na2O2　。 （5）原子核外K电子层和M电子层电子数之和等于L电子层的电子数的元素为　S　（填元素符号，下同）。 （6）最外层电子数为7的元素为　F、Cl　，其中原子半径较大的为　Cl　。 （7）能形成AB2型气态化合物且常用作漂白剂的为　SO2　，两种元素的原子序数之和为　24　。 解析：常量元素全部位于前20号元素之内，能形成AB2型气态化合物且常用作漂白剂的为SO2。 13.A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半。 请回答下列问题： （1）四种元素的元素符号依次是A　 S　、B　 Cl　、C　 K　、D　 Ca　。它们的原子半径由大到小的顺序是　r（K）＞r（Ca）＞r（S）＞r（Cl）　。 （2）试画出四种元素的简单离子结构示意图。 A　 S2－：　、B　 Cl－：　、C　 K＋：　、D　 Ca2＋：　。它们的离子半径由大到小的顺序是　r（S2－）＞r（Cl－）＞r（K＋）＞r（Ca2＋）　。 （3）它们最高价含氧酸或碱的化学式分别是　H2SO4、HClO4、KOH、Ca（OH）2　。 解析：A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为S。D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是（2＋8）×2＝20，D为Ca。根据四种元素的核电荷数依次增大，离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl，C为K。四种元素的原子半径由大到小的顺序是r（K）＞r（Ca）＞r（S）＞r（Cl）。四种元素的简单离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”的原则可知，r（S2－）＞r（Cl－）＞r（K＋）＞r（Ca2＋）。 14.根据下表中部分1～18号元素的原子半径及主要化合价，回答下列问题： 元素代号 A B C D E F G 原子半径/nm 0.186 0.160 0.111 0.143 0.106 0.099 0.064 主要化合价 ＋1 ＋2 ＋2 ＋3 ＋6、－2 －1 －1 （1）A、B、G的简单离子的半径大小顺序为　F－＞Na＋＞Mg2＋　（用离子符号表示）。 （2）A2O2与水反应的化学方程式为　2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑　。 （3）F的单质与E的简单氢化物在水中反应的离子方程式为　Cl2＋H2S2H＋＋2Cl－＋S↓　。 （4）将等质量的A、B、D的单质与足量相同浓度的盐酸反应，在相同状况下，置换出氢气最多的是　Al　（填化学式）。 解析：B、C的主要化合价均为＋2价，且原子半径：B＞C，故B为Mg，C为Be；A的主要化合价为＋1价，且原子半径：A＞Mg，则A为Na；D的主要化合价为＋3价，且原子半径：Mg＞D＞Be，则D为Al；E有＋6价和－2价，则E为S；F、G都为－1价，且原子半径：F＞G，则F为Cl、G为F。（4）假设钠、镁、铝的质量均为x g，盐酸过量，则三种金属完全反应，由得失电子守恒可知，金属失电子越多，生成的H2越多，x g的钠、镁、铝失电子的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，故等质量的三者置换出氢气最多的是铝。 9 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $