内容正文:
第2讲 元素周期表 元素周期律
【高考考向预测】
元素周期表与周期律以位 — 构 — 性联动为核心,依托周期表结构、微粒半径、金属性非金属性、氢化物稳定性、最高价含氧酸酸性及化合价变化规律进行元素推断,常结合核外电子排布、化学键综合分析物质性质;近三年新高考选择题必考元素推断题型,考频很高;预测2027 年多以陌生新型材料、矿物组成创设隐含条件,弱化直白信息,结合物质熔沸点、特殊反应性质综合推断元素,强化周期律规律在陌生化合物性质预判中的应用。
考点一 元素周期表的结构
【核心梳理●明考点】
1.元素周期表的编排原则
(1)周期:把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列成一横行。
(2)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。
2.元素周期表的结构
(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
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
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
3.原子结构与元素在周期表中的位置关系
(1)原子结构与周期的关系
①如表
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关系:周期序数=该周期原子最大能层数。
(2)原子结构与族的关系
族
价层电子排布式
规律
主
族
ⅠA、ⅡA
ns1~2
价层电子数
=族序数
ⅢA~ⅦA
ns2np1~5
0族
ns2np6(He除外)
最外层电子数=8
副
族
ⅠB、ⅡB
(n-1)d10ns1~2
最外层ns轨道上的电子数=族序数
ⅢB~ⅦB
(n-1)d1~5ns1~2
(镧系、锕系除外)
价层电子数=族序数
Ⅷ
(n-1)d6~9ns1~2
(钯除外)
除0族元素外,若价层电子数分别为8、9、10,则分别是第Ⅷ族的8、9、10列
(3)元素周期表分区
各区价层电子排布特点
分区
价层电子排布
s区
ns1~2
p区
ns2np1~6(除He外)
d区
(n-1)d1~9ns1~2(除Pd外)
ds区
(n-1)d10ns1~2
f区
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
4.金属与非金属的分界线
5.元素周期表应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
【考点突破●明方向】
1.有关元素周期表判断,下列叙述不正确的有 。
①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族,所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4
⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素位于同一主族
2.解答下列问题。
(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3,在元素周期表中,砷元素位于第 周期 族。
(2)已知下列元素在周期表中的位置,写出它们的价电子排布式和元素符号:
①第4周期ⅣB族 。
②第5周期ⅦA族 。
(3)某元素M2+的3d轨道上有5个电子,则
①M原子的核外电子排布式为 。
②M元素在元素周期表中的位置为第 周期。
3.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)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是 (填字母)。
同主族、相邻周期元素原子序数差的关系
①第 ⅠA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第 ⅡA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第 ⅢA~ⅦA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
考点二 元素周期律 电离能、电负性
【核心梳理●明考点】
1.元素周期律
2.主族元素周期性变化规律
项目
同周期
(从左到右)
同主族
(从上到下)
电子层数
相同
依次增加
最外层电子数
依次增加
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
化合价
最高正化合价:+1→+7(O、F除外),负化合价=主族序数-8(H为-1价)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
酸性逐渐增强,
碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱,
碱性逐渐增强
简单气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
1.电子层结构相同的微粒半径大小规律
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
2.判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
金属性
①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
非金
属性
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,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
3.电离能
(1)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)变化规律
①同周期元素:从左往右,元素第一电离能呈增大的趋势,其中第 ⅡA族、第 ⅤA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素:从上到下第一电离能逐渐变小。
③同种原子:逐级电离能越来越大。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之金属性越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素的I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时,电子层数就可能发生变化。
4.电负性
(1)含义
不同元素的原子对键合电子吸引力的标度。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)鲍林电负性标准
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)变化规律
①在元素周期表中,同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐变大,同主族元素从上至下,元素的电负性逐渐变小。
②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。
(4)电负性的三大应用
①判断元素金属性与非金属性的强弱:金属元素的电负性一般小于1.8,金属元素的电负性越小,金属元素越活泼;非金属元素的电负性一般大于1.8,非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼。
②判断元素在化合物中的价态:电负性大的元素易呈现负价;电负性小的元素易呈现正价。
③判断化学键类型:电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键;电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是共价键。
5.对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如。
【考点突破●明方向】
1.生产生活中存在多种氢元素的化合物,如CH4、NH3、H2O、NaH、MgH2等。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(N3-)<r(Mg2+)
B.热稳定性大小:NH3>H2O
C.电离能大小:I1(N)<I2(Na)
D.电负性大小:χ(Mg)<χ(H)
2.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NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别放入稀盐酸中
比较铁、铜的金属性强弱
3.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)。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
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1s22s2
4.(1)C、N、O、S四种元素中,第一电离能最大的是 。
(2)第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是
。
5.根据信息回答下列问题:
不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。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)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围: 。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系: 。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3 ,AlCl3 ,
AlBr3 。
【真题再现●明考向】
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
2.(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
3.(2023·北京卷)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:
。
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2026·浙江·高考真题)关于元素周期律的认识错误的是
A.半径 B.非金属性Si<S C.还原性 D.第一电离能
2.(2025·贵州·高考真题)贵州矿产资源丰富,以某矿石为原料制备一种化工产品涉及的主要化学反应:,W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前20号主族元素,只有Q为金属元素且其基态原子核外无单电子,X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族。下列说法正确的是
A.W能分别与X、Y、Z、Q形成简单化合物
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.简单离子半径:
D.第一电离能:
3.(2025·海南·高考真题)X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。是地球生命体中质量占比最大的物质;同周期简单阳离子中的半径最小;Z的一种同素异形体在空气中易自燃。下列说法错误的是
A.为离子晶体 B.基态Z原子最高能级半充满
C.热稳定性: D.中只存在共价键
4.(2025·浙江·高考真题)根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.非金属性: D.热稳定性:
5.(2025·湖南·高考真题)浓溶液中含有的具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是。下列说法正确的是
A.电负性:
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
6.(2025·重庆·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4,Y只有一个未成对电子,Z+的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是
A.X、Y和Z位于同一周期 B.氧化物的水化物碱性最强的是X
C.单质熔点最高的是Y D.原子半径是最大的是Z
7.(2025·湖北·高考真题)某化合物的分子式为。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是
A.三者中Z的原子半径最大 B.三者中Y的第一电离能最小
C.X的最高化合价为 D.与键角相等
8.(2026·重庆·模拟预测)X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是宇宙中含量最多的元素;在同周期元素中,第一电离能数值比Y大的元素有2种;Z元素原子的价层电子排布是;Q元素原子的最外层只有1个电子且原子中只有两种形状的电子云,W的+3价阳离子中电子占据的最高能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A.原子半径:Y>Z>X
B.电负性:Z>Y>X>Q
C.W元素位于元素周期表的Ⅷ族,属于过渡元素
D.基态原子的第三电离能():W>Mn
9.(2025·山西朔州·模拟预测)四种短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X的最内层电子数是最外层的,Y和W价电子数相同,Z与Y形成的一种化合物可作供氧剂,四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A.简单离子半径: B.最高价含氧酸的酸性:
C.W的简单氢化物既有氧化性又有还原性 D.Z、W形成的化合物只含离子键
10.(2026·安徽宿州·三模)某盐类添加剂的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的焰色为紫红色,W、X、Y、Z均在同一周期且与Q不同族。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Z>W B.基态原子未成对电子数:Y>Z
C.最高价含氧酸的酸性:X>Q D.简单氢化物还原性:Q>Z
11.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知是一种荧光材料,X、Y、W、Z是原子序数依次增大的主族元素,Z元素是构成大理石的主要金属元素,Y的单质与氢气混合在暗处因发生反应而爆炸,基态X原子最外层有2个未成对电子,且其第一电离能比同周期相邻的两元素小,基态W原子核外有3个单电子。下列说法正确的是
A.Z元素位于长周期p区 B.中W的杂化方式为
C.简单氢化物的沸点: D.中阴、阳离子数目之比是2∶1
12.(2026·湖北孝感·三模)某分子的结构如图所示,、、、、五种元素是原子序数依次增大的短周期元素,五种元素位于三个周期中,其中和同主族,、、同周期。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序:
B.同周期中第一电离能比高的元素只有1种
C.简单氢化物的沸点:
D.基态W原子核外有8种不同空间运动状态的电子
13.(2026·山西·二模)利用化合物可在电化学合成中对杂环化合物进行氰基取代。短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且属于不同族。其中Z的第一电离能比左右相邻元素的都高,仅Y和Z位于同一周期。下列说法错误的是
A.在中W满足8电子稳定结构
B.电负性:Z>Y>X
C.基态原子的未成对电子数:Z>W>Y
D.可形成(YZ)2、Y3Z4等化合物
14.(2025·浙江·模拟预测)短周期元素A,B,C,D,E,F的原子序数依次增大,A是宇宙中最丰富的元素,B是目前已发现化合物最多的元素,基态C原子的第一电离能低于比C质子数少1的基态原子,D是短周期元素中除稀有气体外原子半径最大的,晶体由和两种离子构成。X是比F高一周期的同族元素,晶体的阴离子却是。下列说法错误的是
A.由A,C,D组成的某种化合物和由C,E组成的某种化合物可用作干燥剂
B.B的最简单氢化物的键角大于C的最简单氢化物的键角
C.存储单质D的仓库起火,可以使用有效成分为的灭火剂灭火
D.造成晶体和晶体中阴离子不同的原因可能是原子半径的差异
15.(2026·海南海口·模拟预测)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W的一种气态氢化物是天然气的主要成分;X的简单氢化物分子中含有10个电子,且其水溶液呈碱性;同周期简单阴离子中Y的半径最小;Z的最高价氧化物对应水化物是最强的含氧酸。下列说法错误的是
A.是由极性键形成的极性分子 B.基态原子未成对电子数:X>W>Z
C.第一电离能:X>Y>Z D.X、Z的简单氢化物相遇产生白烟
16.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)化合物(W2Y2X8Z4)的结构如图,可用作织物的漂白、染色,医药上可作为消毒剂和杀菌剂,Z、Y、X、W为原子序数依次增大的四种短周期元素,基态Y原子的电子填充了3个能级,有1个未成对电子,X的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A.该化合物中Y和X原子均为8电子稳定结构
B.Z与W可以形成离子化合物
C.由Z和X两种元素形成的某种化合物可做消毒剂
D.Y最高价氧化物对应的水化物为强酸
17.(2026·河北沧州·三模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素,W与Y同主族,X的未成对电子数等于Y与Z的未成对电子数之和。下列说法可能错误的是
A.单质的熔点: B.电负性:
C.第一电离能: D.简单氢化物的沸点:
18.(2026·辽宁辽阳·模拟预测)R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态T原子s轨道上的电子数与p轨道上的相等,R和Y同主族,X原子的M层电子数与K层的相等,Z是地壳中含量第二的元素。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>Y>X
B.T与Z可形成共价晶体
C.原子半径:X>R>T
D.Y的氧化物属于两性氧化物
19.(2026·广东东莞·二模)元素a~c为短周期主族元素,c、d同主族,常压下,其最简单氢化物的沸点、第一电离能随原子序数变化的关系如图。下列说法正确的是
A.原子半径:a<b<c B.b、d的氧化物均能与水反应生成酸
C.b、e的最简单氢化物能反应生成盐 D.ec2、的VSEPR模型均为平面三角形
20.(2026·天津武清·一模)下列说法错误的是
A.用元素周期律解释酸性:H2SO4>HClO B.离子半径:Mg2+>Al3+
C.熔点:石英>苯酚 D.电负性:F>O
21.(2026·山东聊城·模拟预测)已知X、Y、Z、M、N、P是原子序数依次增大的前四周期主族元素,相关信息见下表。
元素
信息
X
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Y
基态原子价电子排布式是
Z
所有元素中电负性最大
M
核外电子云形状有两种,最外层只有一种自旋方向的电子
N
地壳中含量最高的金属元素
P
最外层只有一个电子,其内层的所有轨道电子均成对
下列说法正确的是
A.原子半径:P>N>M>X>Y>Z
B.单质熔点最高的是N
C.第一电离能:P<M<N<X<Y<Z
D.M的氧化物对应的水化物和N的氧化物反应后的溶液呈酸性
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第2讲 元素周期表 元素周期律
【高考考向预测】
元素周期表与周期律以位 — 构 — 性联动为核心,依托周期表结构、微粒半径、金属性非金属性、氢化物稳定性、最高价含氧酸酸性及化合价变化规律进行元素推断,常结合核外电子排布、化学键综合分析物质性质;近三年新高考选择题必考元素推断题型,考频很高;预测2027 年多以陌生新型材料、矿物组成创设隐含条件,弱化直白信息,结合物质熔沸点、特殊反应性质综合推断元素,强化周期律规律在陌生化合物性质预判中的应用。
考点一 元素周期表的结构
【核心梳理●明考点】
1.元素周期表的编排原则
(1)周期:把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排列成一横行。
(2)族:把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行。
2.元素周期表的结构
(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
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
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
3.原子结构与元素在周期表中的位置关系
(1)原子结构与周期的关系
①如表
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关系:周期序数=该周期原子最大能层数。
(2)原子结构与族的关系
族
价层电子排布式
规律
主
族
ⅠA、ⅡA
ns1~2
价层电子数
=族序数
ⅢA~ⅦA
ns2np1~5
0族
ns2np6(He除外)
最外层电子数=8
副
族
ⅠB、ⅡB
(n-1)d10ns1~2
最外层ns轨道上的电子数=族序数
ⅢB~ⅦB
(n-1)d1~5ns1~2
(镧系、锕系除外)
价层电子数=族序数
Ⅷ
(n-1)d6~9ns1~2
(钯除外)
除0族元素外,若价层电子数分别为8、9、10,则分别是第Ⅷ族的8、9、10列
(3)元素周期表分区
各区价层电子排布特点
分区
价层电子排布
s区
ns1~2
p区
ns2np1~6(除He外)
d区
(n-1)d1~9ns1~2(除Pd外)
ds区
(n-1)d10ns1~2
f区
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
4.金属与非金属的分界线
5.元素周期表应用
(1)科学预测:为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
【考点突破●明方向】
1.有关元素周期表判断,下列叙述不正确的有 。
①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族,所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4
⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素位于同一主族
【答案】①②④⑤⑦⑧
【解析】①短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们可能是同主族或都为0族元素,故①错误;②第ⅠA族元素称为碱金属元素(H除外),故②错误;③某元素的核电荷数为34,则该元素位于第四周期第ⅥA族,故③正确;④元素周期表中第ⅡA族元素不含非金属元素,④错误;⑤除0族外,F元素没有正价,O元素的最高价不是+6,故⑤错误;⑥第ⅢB族中有镧系、锕系,所含元素种类最多的族是第ⅢB族,第ⅣA族含有C元素,C能形成种类繁多的有机物,所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族,故⑥正确;⑦第ⅤA族Sb元素是金属元素,最外层电子数为5,主族金属元素一般最外层电子数≤4,故⑦错误;⑧同一主族元素的最外层电子数相同,最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族,He、Mg最外层都有2个电子,He、Mg不是同主族元素,故⑧错误。
2.解答下列问题。
(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3,在元素周期表中,砷元素位于第 周期 族。
(2)已知下列元素在周期表中的位置,写出它们的价电子排布式和元素符号:
①第4周期ⅣB族 。
②第5周期ⅦA族 。
(3)某元素M2+的3d轨道上有5个电子,则
①M原子的核外电子排布式为 。
②M元素在元素周期表中的位置为第 周期。
【答案】(1)四 ⅤA (2)①3d24s2、Ti ②5s25p5、I (3)①1s22s22p63s23p63d54s2 ②四
3.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)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,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
同主族、相邻周期元素原子序数差的关系
①第 ⅠA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第 ⅡA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第 ⅢA~ⅦA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
考点二 元素周期律 电离能、电负性
【核心梳理●明考点】
1.元素周期律
2.主族元素周期性变化规律
项目
同周期
(从左到右)
同主族
(从上到下)
电子层数
相同
依次增加
最外层电子数
依次增加
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
化合价
最高正化合价:+1→+7(O、F除外),负化合价=主族序数-8(H为-1价)
相同,最高正化合价=主族序数(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
酸性逐渐增强,
碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱,
碱性逐渐增强
简单气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
1.电子层结构相同的微粒半径大小规律
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增大而减小,如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+。可归纳为电子层排布相同的离子,(表中位置)阴离子在阳离子前一周期,原子序数大的半径小,概括为“阴上阳下,序大径小”。
2.判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
金属性
①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
非金
属性
①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱,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
3.电离能
(1)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)变化规律
①同周期元素:从左往右,元素第一电离能呈增大的趋势,其中第 ⅡA族、第 ⅤA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素:从上到下第一电离能逐渐变小。
③同种原子:逐级电离能越来越大。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之金属性越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n,如钠元素的I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时,电子层数就可能发生变化。
4.电负性
(1)含义
不同元素的原子对键合电子吸引力的标度。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)鲍林电负性标准
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)变化规律
①在元素周期表中,同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐变大,同主族元素从上至下,元素的电负性逐渐变小。
②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。
(4)电负性的三大应用
①判断元素金属性与非金属性的强弱:金属元素的电负性一般小于1.8,金属元素的电负性越小,金属元素越活泼;非金属元素的电负性一般大于1.8,非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼。
②判断元素在化合物中的价态:电负性大的元素易呈现负价;电负性小的元素易呈现正价。
③判断化学键类型:电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键;电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是共价键。
5.对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如。
【考点突破●明方向】
1.生产生活中存在多种氢元素的化合物,如CH4、NH3、H2O、NaH、MgH2等。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(N3-)<r(Mg2+)
B.热稳定性大小:NH3>H2O
C.电离能大小:I1(N)<I2(Na)
D.电负性大小:χ(Mg)<χ(H)
【答案】D
【解析】核外电子排布相同时,核电荷数越大,半径越小r(N3-)>r(Mg2+),故A错误;B.非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,热稳定性大小:NH3<H2O,B错误;C.N的2p轨道为全满结构,能量低,电离能大,故电离能大小:I1(N)>I2(Na),C错误;D.元素的非金属性越强,电负性越大,氢元素的非金属性强于镁元素,电负性大小:χ(Mg)<χ(H),D正确。
2.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NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别放入稀盐酸中
比较铁、铜的金属性强弱
【答案】B
【解析】Cl2、Br2分别与H2反应,根据反应条件的难易程度即可判断出氯、溴的非金属性强弱,A项正确;向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气,MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉淀,AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀,无法比较二者的金属性强弱,B项错误;利用Fe、Cu放入稀盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱,D项正确。
3.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)。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
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1s22s2
【答案】C
【解析】由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有2个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或Mg元素,故A、B、D错误;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因ns轨道处于全满状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元素,C正确。
4.(1)C、N、O、S四种元素中,第一电离能最大的是 。
(2)第一电离能I1(Zn) I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是
。
【答案】(1)N (2)大于 Zn核外电子排布式为[Ar]3d104s2,Cu核外电子排布式为[Ar]3d104s1。Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子,所以第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)
5.根据信息回答下列问题:
不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。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)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围: 。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系: 。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3 ,AlCl3 ,
AlBr3 。
【答案】(1)0.9~1.5
(2)非金属性越强,电负性越大;金属性越强,电负性越小
(3)离子化合物 共价化合物 共价化合物
本讲感悟
疑点:
盲点:
【真题再现●明考向】
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
【答案】A
【解析】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.(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
【答案】B
【解析】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的半径比S小,更易得到电子,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。
3.(2023·北京卷)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:
。
【答案】I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子
高考热点总结
【限时训练】
(60分钟)
一、单选题
1.(2026·浙江·高考真题)关于元素周期律的认识错误的是
A.半径 B.非金属性Si<S C.还原性 D.第一电离能
【答案】C
【详解】A.和均为10电子离子,核电荷数Mg为12大于O的8,离子半径随核电荷数增大而减小,故半径:,A正确;
B.Si和S同属第三周期,S位于Si右侧,同周期元素从左到右非金属性增强,故非金属性:Si < S,B正确;
C.同主族从上到下卤素单质氧化性减弱,对应的离子还原性增强,故还原性:,C错误;
D.和均为稀有气体电子构型(K+为[Ar],Na+为[Ne]),K+的最外层位于第三能层,比Na+的第二能层能量高、离核远,更易失去电子,故第一电离能:K+ < Na+,D正确;
故选C。
2.(2025·贵州·高考真题)贵州矿产资源丰富,以某矿石为原料制备一种化工产品涉及的主要化学反应:,W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前20号主族元素,只有Q为金属元素且其基态原子核外无单电子,X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族。下列说法正确的是
A.W能分别与X、Y、Z、Q形成简单化合物
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C.简单离子半径:
D.第一电离能:
【答案】A
【分析】X原子最外层电子数是内层电子数的3倍,且为前20号主族元素,内层电子数为2(K层),最外层电子数为6,故X为氧(O); Z与X同主族,原子序数大于X(8),故Z为硫(S);Q为金属元素,原子序数大于Z(16),且基态原子核外无单电子,中Q为+2价,故Q为钙(Ca);Y原子序数在X(8)与Z(16)之间,为非金属(因只有Q为金属),结合化学式及Q为+2价,故其阴离子为,Y为+5价,为,推断Y为磷(P),W原子序数最小,为非金属,结合反应式推断W为氢(H);反应式为:,故元素顺序:W(H)、X(O)、Y(P)、Z(S)、Q(Ca),据此分析。
【详解】A.W(H)能与X(O)形成H2O、Y(P)形成PH3、Z(S)形成H2S、Q(Ca)形成CaH2,均为简单化合物,A符合题意;
B.最高价含氧酸酸性比较,(中强酸)弱于(强酸),故Y<Z,B不符合题意;
C.电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越小,半径越大,简单离子半径比较, C不符合题意;
D.第一电离能:同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势(但有),金属元素的第一电离能小于非金属元素,第一电离能顺序为,D不符合题意;
故选A。
3.(2025·海南·高考真题)X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。是地球生命体中质量占比最大的物质;同周期简单阳离子中的半径最小;Z的一种同素异形体在空气中易自燃。下列说法错误的是
A.为离子晶体 B.基态Z原子最高能级半充满
C.热稳定性: D.中只存在共价键
【答案】A
【分析】由是地球生命体中质量占比最大的物质,所以X为O;同周期简单阳离子中的半径最小,电子数相同,核电荷数越大,对核外电子束缚力越强,半径越小,且Y能形成阳离子,原子序数比O大,所以Y为Al;Z的一种同素异形体在空气中易自燃,为白磷,所以Z为P,据此解答。
【详解】A.P4O6为分子晶体,而非离子晶体。P和O形成的氧化物(如P4O10、P4O6)均为分子晶体,通过分子间作用力结合,故A错误;
B.基态P原子的电子排布为[Ne]3s23p3,最高能级3p轨道填充3个电子,占据3个轨道且均半充满,故B正确;
C.H2O的热稳定性强于PH3。O的电负性大于P,O-H键比P-H键更稳定,故C正确;
D.Al(CH3)3中Al与CH3基团通过共价键结合,无离子键,故D正确;
答案选A。
4.(2025·浙江·高考真题)根据元素周期律推测,下列说法不正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.非金属性: D.热稳定性:
【答案】A
【详解】A.同周期主族元素,从左往右原子半径依次减小,则原子半径:,A错误;
B.C和Si位于第ⅣA族,同族元素从上到下电负性减小(原子半径增大,吸引电子能力减弱),则电负性:,B正确;
C.Br和I位于第ⅦA族(卤素),同族元素从上到下非金属性减弱(原子半径增大,得电子能力减弱),则非金属性:,C正确;
D.N和P位于第ⅤA族(氮族),同族元素从上到下非金属性减弱,氢化物热稳定性与非金属性正相关,故非金属性N > P,热稳定性:,D正确;
故选A。
5.(2025·湖南·高考真题)浓溶液中含有的具有酸性,能溶解金属氧化物。元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,分别位于不同的前四周期。Y的最外层电子数是内层的3倍,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,M的价层电子排布是。下列说法正确的是
A.电负性:
B.Y形成的两种单质均为非极性分子
C.由X、Y、Z形成的化合物均为强电解质
D.铁管上镶嵌M,铁管不易被腐蚀
【答案】D
【分析】Y的最外层电子数是内层的3倍,则Y的最外层电子数为6,Y为O,X和Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则X的最外层电子数应为1,原子序数小于氧元素,则X为H,Z的最外层电子数为7,则Z为Cl,M的价层电子排布是,M是Zn,综上所述:X为H、Y为O、Z为Cl、M是Zn,据此解答;
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,中O为负化合价,因此X(H)的电负性小于Y(O),A错误;
B.Y(O)的单质O2是非极性分子,但O3是极性分子(V形结构导致偶极矩不为零),B错误;
C.X(H)、Y(O)、Z(Cl)形成的化合物如HClO,属于弱电解质,并非全部为强电解质,C错误;
D.M为Zn,比Fe活泼,镶嵌Zn会通过牺牲阳极保护铁管,使其不易被腐蚀,D正确;
故选D。
6.(2025·重庆·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的长周期主族元素X、Y和Z组成。X的价层电子数为4,Y只有一个未成对电子,Z+的电子占据的最高能级为全充满的4p能级。关于这三种元素说法正确的是
A.X、Y和Z位于同一周期 B.氧化物的水化物碱性最强的是X
C.单质熔点最高的是Y D.原子半径是最大的是Z
【答案】D
【分析】X、Y、Z的原子序数依次增大且均为长周期主族元素。X的价层电子数为4(ⅣA族),Y有1个未成对电子(可能为IA族或ⅦA族),的4p轨道填满,说明Z的原子序数为37,即Rb,根据原子序数依次增大,可确定X为Ge,Y为Br,据此解答。
【详解】A.分析可知,X为Ge,Y为Br,Z为Rb,不属于同一周期,A错误;
B.X为Ge,Y为Br,Z为Rb,金属性最强的元素为Rb,所以最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Z,B错误;
C.X为Ge,单质为共价晶体;Y为Br,单质为分子晶体;Z为Rb,单质为金属晶体;共价晶体熔点较高,所以单质熔点最高的是X,C错误;
D.电子层数越多的,原子半径越大,X,Y为第四周期,Z为第五周期,所Z的原子半径最大,D正确;
故选D。
7.(2025·湖北·高考真题)某化合物的分子式为。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是
A.三者中Z的原子半径最大 B.三者中Y的第一电离能最小
C.X的最高化合价为 D.与键角相等
【答案】B
【分析】Z是周期表中电负性最大的元素,Z为F,电子层数为2,未成对电子数为1;X、Y、Z三种元素位于同短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,则X和Y未成对电子数之和为5,X为C和Y为N或X为N和Y为O;化合物分子式为XY2Z,则X和2个Y总化合价为+1价,NO2F符合,故X为N,Y为O,Z为F。
【详解】A.X为N,Y为O,Z为F,N、O、F位于同周期,F在最右边,F的原子半径最小,A错误;
B.X为N,Y为O,Z为F,同周期从左往右,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道半充满,第一电离能大于O,故三者中O的第一电离能最小,B正确;
C.X为N,N的最高正化合价为+5,C错误;
D.X为N,Z为F,NF3和NH3的中心原子均为sp3杂化,孤电子对数均为1,前者成键电子对离中心N较远,成键电子对之间的斥力较小,键角较小,D错误;
答案选B。
8.(2026·重庆·模拟预测)X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是宇宙中含量最多的元素;在同周期元素中,第一电离能数值比Y大的元素有2种;Z元素原子的价层电子排布是;Q元素原子的最外层只有1个电子且原子中只有两种形状的电子云,W的+3价阳离子中电子占据的最高能级处于半充满状态。下列说法错误的是
A.原子半径:Y>Z>X
B.电负性:Z>Y>X>Q
C.W元素位于元素周期表的Ⅷ族,属于过渡元素
D.基态原子的第三电离能():W>Mn
【答案】D
【分析】X是宇宙中含量最多的元素,为;Z价层电子排布为,n只能为2,故Z为;Y原子序数介于X、Z之间,同周期第一电离能比Y大的元素有2种,第二周期第一电离能排序为,故Y为;Q最外层1个电子且只有两种形状的电子云(只有s、p轨道,无d轨道),故Q为;W的+3价阳离子最高能级半充满,即,W原子价电子排布为,故W为。由此解题。
【详解】A.同周期主族元素原子半径从左到右递减,故,为第一周期元素半径最小,原子半径,A正确;
B.同周期主族元素电负性从左到右递增,故O>N ,同主族元素从上到下,电负性减小,电负性小于N,大于,电负性,B正确;
C.W为,位于第四周期Ⅷ族,属于过渡元素,C正确;
D.价电子排布为,失去2个电子后为半充满稳定结构,再失1个电子难度大;价电子排布为,失去2个电子后为,再失1个电子可得到半充满稳定结构,故第三电离能:,D错误;
故答案选D。
9.(2025·山西朔州·模拟预测)四种短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X的最内层电子数是最外层的,Y和W价电子数相同,Z与Y形成的一种化合物可作供氧剂,四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A.简单离子半径: B.最高价含氧酸的酸性:
C.W的简单氢化物既有氧化性又有还原性 D.Z、W形成的化合物只含离子键
【答案】D
【分析】首先推断元素:短周期主族元素原子序数依次增大,X最内层电子数(2)是最外层的,则X最外层4个电子,为C;Z与Y形成的化合物可作供氧剂,该物质为,故Y为O、Z为Na;Y和W价电子数相同,故W为S;验证最外层电子数之和:,符合题意。
【详解】A.W的简单离子有3个电子层,半径最大;Y的和Z的电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,A正确;
B.W的最高价含氧酸为(强酸),X的最高价含氧酸为(弱酸),故酸性,B正确;
C.W的简单氢化物为,其中-2价S化合价可升高体现还原性,+1价H化合价可降低体现氧化性,故既有氧化性又有还原性,C正确;
D.Z为Na、W为S,二者可形成等化合物,内部存在共价键,并非只含离子键,D错误;
故选D。
10.(2026·安徽宿州·三模)某盐类添加剂的结构如图所示,已知W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的焰色为紫红色,W、X、Y、Z均在同一周期且与Q不同族。下列说法错误的是
A.简单离子半径:Z>W B.基态原子未成对电子数:Y>Z
C.最高价含氧酸的酸性:X>Q D.简单氢化物还原性:Q>Z
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素的焰色为紫红色,可知W为Li元素;W、X、Y、Z均在同一周期且与Q不同族,化合物中X形成4个共价键、Y形成2个共价键、Z形成1个共价键、Q得到1个电子形成6个共价键,可知X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、Q为P元素,以此来解答。
【详解】A.一般来说,电子层数越多,离子半径越大,则简单离子半径:F->Li+,A正确;
B.O的2p能级上有2个未成对电子,F的2p能级上有1个未成对电子,则基态原子未成对电子数:O>F,B正确;
C.H2CO3为弱酸,H3PO4为中强酸,故最高价含氧酸的酸性:H2CO3<H3PO4(X<Q),C错误;
D.F的非金属性最强,对应简单氢化物的还原性最弱,则简单氢化物还原性:PH3>HF,D正确;
故答案选C。
11.(2026·河南濮阳·模拟预测)已知是一种荧光材料,X、Y、W、Z是原子序数依次增大的主族元素,Z元素是构成大理石的主要金属元素,Y的单质与氢气混合在暗处因发生反应而爆炸,基态X原子最外层有2个未成对电子,且其第一电离能比同周期相邻的两元素小,基态W原子核外有3个单电子。下列说法正确的是
A.Z元素位于长周期p区 B.中W的杂化方式为
C.简单氢化物的沸点: D.中阴、阳离子数目之比是2∶1
【答案】B
【分析】Z是构成大理石的主要金属元素,确定为Ca。Y的单质与氢气混合在暗处发生反应爆炸,确定为F。X原子序数小于F,基态X原子最外层有2个未成对电子,且第一电离能比同周期相邻两元素小,符合条件的为O。W原子序数介于F和Ca之间,为基态原子核外有3个单电子的主族元素,符合条件的为P。
【详解】A.Z为Ca,位于第四周期第ⅡA族,属于s区元素,A错误;
B.为,中心P原子价层电子对数为,杂化方式为,B正确;
C.X的简单氢化物为,Y的简单氢化物为,常温常压下为液态,为气态,沸点,即,C错误;
D.为,阳离子为,阴离子为,阴、阳离子数目之比为1:1,D错误;
故选B。
12.(2026·湖北孝感·三模)某分子的结构如图所示,、、、、五种元素是原子序数依次增大的短周期元素,五种元素位于三个周期中,其中和同主族,、、同周期。下列说法正确的是
A.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序:
B.同周期中第一电离能比高的元素只有1种
C.简单氢化物的沸点:
D.基态W原子核外有8种不同空间运动状态的电子
【答案】A
【分析】五种元素为原子序数依次增大的短周期元素,且分布在三个周期中,因此原子序数最小的 M 为第一周期的 H元素;X、Y、Z 同处于第二周期,且Y与W同主族、W处于第三周期;结合成键特征,X 形成4个共价键,为C元素,Y形成3个共价键,为N元素,Z形成2个共价键,为O元素,与Y同主族的W则为P元素。
【详解】A.Y(N)的最高价含氧酸为,W(P)的为。非金属性N>P,因此酸性即Y>W,A正确;
B.Y是N元素,位于第二周期,第二周期第一电离能比N高的元素有:O的第一电离能低于N,但Ne、F的第一电离能都高于N,共2种,B错误;
C.X、Y、Z的简单氢化物分别为。沸点顺序为,即Z>Y>X,C错误;
D.W为P元素,核外电子排布为。电子的空间运动状态由轨道数决定:9种,D错误;
故选A。
13.(2026·山西·二模)利用化合物可在电化学合成中对杂环化合物进行氰基取代。短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且属于不同族。其中Z的第一电离能比左右相邻元素的都高,仅Y和Z位于同一周期。下列说法错误的是
A.在中W满足8电子稳定结构
B.电负性:Z>Y>X
C.基态原子的未成对电子数:Z>W>Y
D.可形成(YZ)2、Y3Z4等化合物
【答案】C
【分析】仅Y、Z同周期,X原子序数最小,故X为第一周期元素,W为第三周期元素;阳离子为,可知X为(氦不能成键),为,故Z为,Z(N)的第一电离能比左右相邻的C、O都高,符合题干条件;Y和Z同周期,Y原子序数小于Z,在阴离子中形成4个共价键,故Y为C;W原子序数大于Z,四个元素不同族,W为第三周期元素,阴离子为,故W为(ⅥA族,和其余元素不同族,符合条件);最终元素:,,, 。
【详解】A.中,S最外层原本6个电子,和C成单键后共用1对电子,从外界得1个电子,共电子,满足8电子稳定结构,A正确;
B.电负性规律:同周期元素电负性随原子序数增大而增大,故电负性,在 中C对键合电子吸引力强带负电,故电负性,即,B正确;
C.基态原子未成对电子数:N(,3个未成对)> C(,2个未成对)=S(,2个未成对),即顺序为,C错误;
D.即(氰气),即(氮化碳),两种物质都存在,D正确;
故答案选C。
14.(2025·浙江·模拟预测)短周期元素A,B,C,D,E,F的原子序数依次增大,A是宇宙中最丰富的元素,B是目前已发现化合物最多的元素,基态C原子的第一电离能低于比C质子数少1的基态原子,D是短周期元素中除稀有气体外原子半径最大的,晶体由和两种离子构成。X是比F高一周期的同族元素,晶体的阴离子却是。下列说法错误的是
A.由A,C,D组成的某种化合物和由C,E组成的某种化合物可用作干燥剂
B.B的最简单氢化物的键角大于C的最简单氢化物的键角
C.存储单质D的仓库起火,可以使用有效成分为的灭火剂灭火
D.造成晶体和晶体中阴离子不同的原因可能是原子半径的差异
【答案】C
【分析】首先推出各元素,A是宇宙中最丰富的元素,A为H,B是目前已发现化合物最多的元素,B为C,基态C原子的第一电离能低于比C质子数少1的基态原子,C为O,D是短周期元素中除稀有气体外原子半径最大的,第三周期金属Na,D为Na,晶体由和两种离子构成,常见如PCl5晶体(和),可推出E为P,F为Cl,X是比F高一周期的同族元素,X为Br。
【详解】A.A、C、D组成的NaOH可作碱性干燥剂,C、E组成的可作酸性干燥剂,A正确,不符合题意;
B.B的最简单氢化物为,键角约,C的最简单氢化物为,受两对孤对电子斥力影响键角约,故键角更大,B正确,不符合题意;
C.单质D为Na,起火时生成的会与反应生成助燃,且Na可在中燃烧,不能用灭火剂灭火,C错误,符合题意;
D.Cl原子半径小于Br,P周围可容纳6个Cl形成,但无法容纳6个半径更大的Br,故阴离子不同和原子半径差异有关,D正确,不符合题意;
故答案选C。
15.(2026·海南海口·模拟预测)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W的一种气态氢化物是天然气的主要成分;X的简单氢化物分子中含有10个电子,且其水溶液呈碱性;同周期简单阴离子中Y的半径最小;Z的最高价氧化物对应水化物是最强的含氧酸。下列说法错误的是
A.是由极性键形成的极性分子 B.基态原子未成对电子数:X>W>Z
C.第一电离能:X>Y>Z D.X、Z的简单氢化物相遇产生白烟
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的一种气态氢化物是天然气的主要成分,天然气的主要成分是甲烷,W是C元素;X 的简单氢化物分子中含有 10 个电子,且其水溶液呈碱性,该氢化物是氨气(),X是N元素;Z的最高价氧化物对应水化物是最强的含氧酸,即HClO4,Z为Cl元素;根据原子序数依次增大且同周期简单阴离子中Y的半径最小,Y是F元素。
【详解】A.为,为极性共价键,中心原子价层电子对数为=4,且含有1个孤电子对,分子空间构型为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A正确;
B.基态N原子价层电子排布式为2s22p3,未成对电子数为3,基态C原子价层电子排布式为2s22p2,未成对电子数为2,基态Cl原子价层电子排布式为3s23p5,未成对电子数为1,基态原子未成对电子数:N>C>Cl,B正确;
C.第一电离能同周期从左到右有增大的趋势,同主族元素,从上到下第一电离能减小,故第一电离能,C错误;
D.与相遇反应生成固体小颗粒,产生白烟,D正确;
故选C。
16.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)化合物(W2Y2X8Z4)的结构如图,可用作织物的漂白、染色,医药上可作为消毒剂和杀菌剂,Z、Y、X、W为原子序数依次增大的四种短周期元素,基态Y原子的电子填充了3个能级,有1个未成对电子,X的最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法不正确的是
A.该化合物中Y和X原子均为8电子稳定结构
B.Z与W可以形成离子化合物
C.由Z和X两种元素形成的某种化合物可做消毒剂
D.Y最高价氧化物对应的水化物为强酸
【答案】D
【分析】X最外层电子数是其内层电子数的3倍,内层电子数为2,最外层电子数为6,X为;基态Y原子电子填充3个能级,即、、能级,有1个未成对电子,原子序数小于X,电子排布为,Y为;W形成+1价阳离子,原子序数大于X,为短周期元素,W为;Z原子序数最小,仅形成1个共价键,Z为。
【详解】A.该化合物中原子与4个原子成键,最外层共8个电子,原子均满足8电子稳定结构,A正确;
B.与可形成离子化合物,B正确;
C.和形成的具有强氧化性,可作消毒剂,C正确;
D.的最高价氧化物对应的水化物为,是弱酸,D错误;
故选D。
17.(2026·河北沧州·三模)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的四种短周期非金属主族元素,W与Y同主族,X的未成对电子数等于Y与Z的未成对电子数之和。下列说法可能错误的是
A.单质的熔点: B.电负性:
C.第一电离能: D.简单氢化物的沸点:
【答案】A
【分析】本题的核心突破口在于“同主族位置关系”与“未成对电子数等式”,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期非金属主族元素,W不可能是第一周期的氢,若W为H,同主族的Y只能是第三周期的锂或钠,不符合非金属元素的要求;结合原子序数关系W<X<Y<Z,可知W必然处于第二周期,Y 必然处于第三周期;短周期非金属主族元素的未成对电子数规律如下:ⅣA族(C、Si)、ⅥA族(O、S)有2个未成对电子,ⅤA族(N、P)有3个(最大值),ⅦA族(F、Cl)有1个未成对电子;X的未成对电子数=Y的未成对电子数+Z的未成对电子数,因为非金属元素的未成对电子数至少为1,所以X的未成对电子数只能是2或3,若X为2,则Y=1且Z=1,Y只能是第三周期的Cl(17),那么比Cl原子序数更大的Z只能是稀有气体Ar,不符合“主族非金属”的条件;因此,X的未成对电子数只能是3(属于ⅤA族),此时等式唯一确定为:3(X)=2(Y)+1(Z),即Y的未成对电子数为2,Z的为1(Z只能是第三周期的Cl);由于Y的未成对电子数为2,第三周期的Y可能是Si或S,由此得到两组符合题意的组合:组合一:Y为Si(14,ⅣA族),同主族的W即为C(6),夹在C(6)和Si(14)之间的ⅤA族元素X只能是N(7),Z为Cl(17),由此得到可能的组合一为W(C)、X(N)、Y(Si)、Z(Cl);组合二:Y为 S(16,ⅥA族),同主族的W即为O(8),夹在O(8)和S(16)之间的ⅤA族元素X只能是P(15),Z为Cl(17),由此得到可能的组合二为W(O)、X(P)、Y(S)、Z(Cl)。
【详解】A.碳的单质存在多种同素异形体:金刚石、石墨为共价晶体,熔点高于单质硅;C60为分子晶体,熔点低于硅,说法可能错误,A符合题意;
B.同周期电负性从左到右增大,同主族从上到下减小,因此电负性N>C>Si,即X>Y,B正确;
C.同周期第一电离能从左到右呈增大趋势,第一电离能N大于C,即W<X,C正确;
D.W的简单氢化物为CH4,Z的简单氢化物为HCl,二者均为分子晶体且无氢键,HCl相对分子质量更大,范德华力更强,沸点更高,即W<Z,D正确;
故答案选A。
18.(2026·辽宁辽阳·模拟预测)R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。基态T原子s轨道上的电子数与p轨道上的相等,R和Y同主族,X原子的M层电子数与K层的相等,Z是地壳中含量第二的元素。下列说法错误的是
A.第一电离能:Z>Y>X
B.T与Z可形成共价晶体
C.原子半径:X>R>T
D.Y的氧化物属于两性氧化物
【答案】A
【分析】Z是地壳中含量第二的元素,则Z为Si;X的M 层(第三层)电子数与 K 层(第一层,2个)相等,即M层有2个电子,X 为Mg;基态T原子s轨道与p轨道上的电子数相等,可能的排布为 1s22s22p4(O)或 1s22s22p63s2(Mg),由于原子序数T < X,则T是O;Y的原子序数在X(12)和Z(14)之间,只能是 13 号元素,Y为Al;R与 Y(Al) 同主族,且原子序数最小(小于8),R为B。
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族大于同周期相邻的元素,故第一电离能的正确顺序应为Si > Mg > Al,即 Z > X > Y,A错误;
B.T(O)与 Z(Si)形成的化合物是SiO2,SiO2是典型的共价晶体,B正确;
C.X(Mg)有三个电子层,半径最大,R(B)和 T(O)只有两个电子层,且同周期元素从左向右原子半径减小,故B > O,原子半径顺序为Mg > B > O,即X > R > T,C正确;
D.Y为Al,其氧化物Al2O3既能与强酸反应又能与强碱反应,属于两性氧化物,D正确;
故答案选A。
19.(2026·广东东莞·二模)元素a~c为短周期主族元素,c、d同主族,常压下,其最简单氢化物的沸点、第一电离能随原子序数变化的关系如图。下列说法正确的是
A.原子半径:a<b<c B.b、d的氧化物均能与水反应生成酸
C.b、e的最简单氢化物能反应生成盐 D.ec2、的VSEPR模型均为平面三角形
【答案】C
【分析】a~c为短周期主族元素,c、d同主族,图中同时给出了氢化物的沸点(黑点曲线)和第一电离能(方块曲线)随原子序数的变化,由图知,c的氢化物沸点最高(100℃),说明c的氢化物是水(H2O),因此c为O元素,原子序数:a < b < c(O),均为短周期主族元素,且它们的氢化物沸点依次升高,同时b的氢化物沸点低于水但高于a。结合第一电离能的变化规律(N的第一电离能高于O),可推出a为C元素,b为N元素,c为O元素,c、d同主族,因此d为S元素,原子序数d < e,且为短周期主族元素,结合氢化物沸点和第一电离能变化,e为Cl元素,据此回答。
【详解】A.C、N、O位于同一周期,原子序数依次增大,因此原子半径:C>N>O,即a>b>c,A错误;
B.b为N元素,其氧化物如NO,不与水反应,B错误;
C.N的最简单氢化物为NH3,Cl的最简单氢化物为HCl,二者发生NH3 + HCl = NH4Cl反应,NH4Cl是铵盐,属于盐类,C正确;
D.ec2为ClO2,中心Cl原子有2个σ键,其价层电子中还有1个孤对电子和1个单电子,所以VSEPR模型不是平面三角形,为,中心Cl原子的价层电子对数,含3个成键对、1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,D错误;
故选C。
20.(2026·天津武清·一模)下列说法错误的是
A.用元素周期律解释酸性:H2SO4>HClO B.离子半径:Mg2+>Al3+
C.熔点:石英>苯酚 D.电负性:F>O
【答案】A
【详解】A.元素周期律仅可用于比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性,不是元素最高价氧化物对应的水化物,无法用元素周期律解释酸性,A错误,符合题意;
B.和核外电子层结构相同,核电荷数,原子核对核外电子吸引力更强,离子半径更小,故离子半径:,B正确,不符合题意;
C.石英属于共价晶体,熔点极高,苯酚属于分子晶体,熔点较低,故熔点:石英>苯酚,C正确,不符合题意;
D.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性:,D正确,不符合题意;
故答案为A。
21.(2026·山东聊城·模拟预测)已知X、Y、Z、M、N、P是原子序数依次增大的前四周期主族元素,相关信息见下表。
元素
信息
X
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Y
基态原子价电子排布式是
Z
所有元素中电负性最大
M
核外电子云形状有两种,最外层只有一种自旋方向的电子
N
地壳中含量最高的金属元素
P
最外层只有一个电子,其内层的所有轨道电子均成对
下列说法正确的是
A.原子半径:P>N>M>X>Y>Z
B.单质熔点最高的是N
C.第一电离能:P<M<N<X<Y<Z
D.M的氧化物对应的水化物和N的氧化物反应后的溶液呈酸性
【答案】B
【分析】所有元素中电负性最大的是F,即Z是F;依据已知信息Y基态原子的价电子排布式是,n=2,Y是O;X原子的最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,原子序数比O小,则X是N;地壳中含量最高的金属元素是Al,N是Al;M的原子核外电子云形状有两种,最外层只有一种自旋方向的电子,原子序数大于氟,M是Na;P的原子最外层只有一个电子,其内层的所有轨道电子均成对,P是第四周期主族元素K。
【详解】A.原子半径:K>Na>Al>N>O>F,即P>M>N>X>Y>Z,A错误;
B.单质熔点最高的是金属Al,B正确;
C.同主族元素由上至下第一电离能逐渐减小,同周期元素由左至右第一电离能呈逐渐增大的趋势,但ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素,ⅤA族元素的第一电离能大于ⅥA族元素,第一电离能:K<Na<Al<O<N<F,即P<M<N<Y<X<Z,C错误;
D.M的氧化物对应的水化物是NaOH,N的氧化物是,二者反应后的溶液是溶液,由于水解而使溶液呈碱性,D错误;
故答案为B。
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