内容正文:
专题01 原子结构 元素周期律
内容导航
01 复习目标 → 知目标,明考向,以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解核心知识,重构整合形成体系
脉络重构:快速扫描高频考点,定位薄区
考点精讲:知识复盘,精选题目,提升解题能力
巩固提升:趁热打铁练一练,强化巩固所学
03综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
04错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
复习目标
基础识记:精准掌握原子结构、核素、同位素的核心概念,厘清核外电子排布规律(尤其是前 20 号元素),能区分元素、核素、同位素、同素异形体等易混概念;熟悉元素周期表的结构,掌握周期、族的划分依据,熟记主族元素的符号、名称及位置。
转化逻辑:能利用原子结构(核电荷数、电子层数、最外层电子数)推断元素在周期表中的位置,并根据位置反推原子结构;理解 “位 - 构 - 性” 三者的关联逻辑,能根据元素在周期表中的位置,推断其主要化合价、金属性 / 非金属性、原子半径等递变规律。
应用素养:能利用元素周期律预测未知元素的性质(如半导体材料、农药、催化剂等的寻找),了解元素周期表在科学研究、工农业生产中的应用;能结合原子结构示意图、离子结构示意图,分析微粒半径大小比较、电子层结构相同的微粒规律。
综合应用:能运用原子结构知识解决核素相关的计算(如质量数、质子数、中子数、电子数的换算),能结合元素周期律解决元素推断题(文字描述 / 结构描述 / 性质描述型),能分析涉及元素性质递变的离子方程式正误判断、物质性质比较等问题。
命题考向
考向1:原子结构与核素、同位素的概念辨析
考向2:核外电子排布规律与微粒结构示意图应用
考向3:元素周期表的结构与元素位置推断
考向4:元素金属性 / 非金属性强弱的递变规律与实验验证
考向5:“位 - 构 - 性” 综合推断与应用
考向6:微粒半径大小比较与电子层结构相同的微粒分析
脉|络|重|构
考|点|精|讲
知识点一 原子结构
【知识复盘】
1.原子构成
(1)原子绝大部分质量都集中在中心的 里面。
(2)原子内部含有带正电和带负电的微粒,正负电量相等相互抵消,所以整体 。
(3)发生化学反应时原子不能再拆分,不过在其他特殊变化里,原子还能继续分成更小的粒子。
【特别提醒】
1.原子由原子核和核外电子构成,其中原子核带正电荷,核外电子带负电荷,原子核由质子和中子构成;由于中子不带电,原子呈电中性,所以原子的核电荷数=质子数=核外电子数。
2.原子结构中的核电荷数决定了元素的种类,质子数与中子数决定原子的种类,原子核决定原子的质量。
2.质量数:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值
(1)定义:质量数即原子核中质子数(Z)和中子数(N)之和,用符号A表示。
(2)计算式:质量数(A)= 。
3.核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
(1)符号:X,Z表示质子数,A代表质量数
能直接通过符号看出原子所含质子数、质量数,再算出中子数。
(2)微粒符号及意义
4.同位素
(1)概念:同一种元素里,质子数一样、中子数不一样的几种原子,互相称作同位素。
(2)同种元素的同位素,化学性质基本一样,物理性质存在差别。
(3)由互为同位素的不同原子构成的单质(或化合物),化学性质几乎相同而物理性质有所不同。
(4)在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素原子所占的原子个数百分比一般是不变的。
5.四同比较
项目
元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素
同种元素形成的不同的单质
范围
原子
原子
原子
单质
特性
只有种类,没有个数
化学反应中的最小
微粒
由同位素组成的单质,化学性质几乎相同,物理性质不同
由一种元素组成,可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、N
三种元素
H、H、H
三种核素
U、U、U互为同位素
石墨与金刚石互为同素异形体
【典例破题1】(25-26高一下·浙江杭州·期末)利用稳定同位素技术对氮循环进行追踪研究,下列有关说法正确的是
A.豆科植物根瘤菌将转化为为自然固氮
B.的中子数为10
C.与互为同素异形体
D.在的氛围中,一段时间后会在具备固氮能力植物的纤维素中检测到
【易错提醒】
1.电性易错:原子内质子数=核外电子数,正负电荷总数相等,整体不带电;阳离子质子数>电子数,带正电;阴离子质子数<电子数,带负电,切勿混淆离子带电原因。
2.质量易错:原子质量绝大部分集中在原子核,电子质量极小可忽略;计算质量数只算质子和中子,不包含电子。
3.变化分界易错:化学变化中原子不可再分,仅核外电子发生转移;核反应、裂变聚变等特殊变化里,原子核可拆分,原子能够再分。
4.数值关系易错:质量数 = 质子数 + 中子数,质子数 = 原子序数 = 核电荷数;做题不能用质量数直接当作质子数计算。
5.概念区分易错:元素:质子数相同的一类原子总称; 核素:质子数、中子数都确定的一种原子; 同位素:质子数相同、中子数不同的同种元素不同原子,三者概念不能混用。
6.性质规律易错:同位素原子化学性质几乎完全相同,物理性质差异明显;其组成的单质、化合物也遵循此规律,不要误认为性质全部一样。
7.核素符号易错:元素符号左下角标质子数,左上角标质量数,书写位置不能颠倒,不会颠倒计算中子数。
8.天然元素占比易错:自然界天然存在的元素里,各稳定核素所占原子个数百分比基本固定,不会随意改变。
9.核外电子排布易错:电子分层排布,先排内层再排外层,每层容纳电子数有上限;最外层电子数决定元素化学性质,内层电子不主导化学性质。
10.微粒数目计算易错:计算离子电子数时,阳离子减电荷数,阴离子加电荷数,容易直接照搬原子电子数而出错。
【巩固提升1】(25-26高一下·黑龙江绥化·期末)和可作核反应堆最佳热载体,和用作高温堆减速剂。下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.和属于同种核素
C.和中质子总数相同 D.和中电子总数相同
【巩固提升2】(25-26高一下·山东菏泽·期末)已知A元素的某种同位素能形成离子化合物AmRn,其中R的化合价为-m。该化合物中一个A微粒的核外电子数为a,核内中子数b,则该同位素的原子符号是
A. B. C. D.
知识点二 原子核外电子排布规律
【知识复盘】
1.原子核外电子排布规律及其之间的关系
(1)能量规律:不同电子层上的电子能量不同,离核越近,能量 。
(2)数量规律:(一低、四不超)
①电子首先排布在能量较低的电子层里,排满能量较低的电子层后,再排能量 的电子层。
②每层最多容纳2n2个电子(n为电子层数)。
③最外层电子数目不超过 个(K层为最外层时不超过2)。
④次外层电子数目不超过 个。
⑤倒数第三层电子数目不超过 个。
2.原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
元素
结构与性质
金属元素
非金属元素
一般非金属元素
稀有气体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于或等于4
8(He为2)
单质氧化性(还原性)
只具有还原性
既具有氧化性又具有还原性
一般不与其他物质反应
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价和0价
既有正价,又有负价和0价
0价
【特别提醒】
元素显示正价还是负价及其数值与其原子的最外层电子数关系密切。如稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为2),已达稳定结构,既不易失电子也不易得电子,稀有气体元素的化合价通常为零。金属元素原子最外层电子数较少,只能失去电子而显正价。非金属元素原子的最外层电子数较多,易获得电子或电子发生偏移,既可显正价又可显负价。金属元素,正价一般等于元素原子的最外层电子数;非金属元素,最高正价=最外层电子数,负价=最外层电子数-8。
3.1~18号元素原子核外电子排布的特点
(1)次外层电子数为2或8;内层电子数为2或10
(2)简单离子的最外层电子数为0或2或8
(3)1~20号元素原子结构的特殊关系
特殊关系
元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数
Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
Ne
最外层电子数等于电子层数
H、Be、Al
最外层有1个电子
H、Li、Na、K
最外层有2个电子
He、Be、Mg、Ca
内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素
Li、P
电子总数为最外层电子数2倍的元素
Be
【典例破题1】(25-26高一下·浙江温州·期末)下列有关原子结构的说法不正确的是
A.原子的质量主要集中在原子核上
B.离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示
C.在多电子原子中,离核较近区域内运动的电子能量较高
D.第层最多能容纳的电子数为
【易错提醒】
1.最外层电子数≤8,次外层≤18,倒数第三层≤32,是 “结果”不是“前提” 这三条是电子排布的最终规律,不是限制电子数的“死规则”。 例如:K层为最外层时,最多只能排2个电子;当电子层数≥4时,次外层才可能容纳18个电子,不是所有元素都适用。
2.最外层电子数决定化学性质,但“稳定结构”≠“只有 8 电子”通常认为最外层8电子(或K层2电子)为稳定结构,但这不是唯一标准。 例如:He 最外层2电子是稳定结构;Be²⁺最外层 2 电子、Li⁺最外层2电子,也属于稳定结构。
3.“最外层电子数相同,化学性质一定相似” 是常见误区。最外层电子数相同的元素,化学性质不一定相似。 例如:He 和 Mg 最外层都是 2 电子,但 He 是稀有气体,化学性质极不活泼;Mg 是活泼金属,易失电子。
4.核外电子排布示意图,“核内质子数” 与 “核外电子数” 必须对应 画示意图时,核内质子数要和元素的原子序数一致;画离子示意图时,阳离子电子数 = 质子数 - 电荷数,阴离子电子数 = 质子数 + 电荷数,不能直接照搬原子电子数。
【巩固提升1】(25-26高一下·安徽·期末)青花瓷的釉料中富含钴元素,使其呈现出独特的蓝色。现代仪器分析结果表明,其蓝色主要来自(钴蓝)。下列有关说法正确的是
A.钴蓝中钴元素的化合价为+3价
B.的核外电子排布为
C.钴元素的焰色试验现象为蓝色,这与青花瓷视觉呈现蓝色原理相同
D.青花瓷釉料在烧制过程中发生了复杂的物理变化和化学变化
【巩固提升2】(25-26高一下·山东·课后作业)核电荷数为1~18的元素中,下列叙述正确的是
A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B.最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C.原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
D.最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素是非金属元素
知识点三 元素周期表
【知识复盘】
1.元素周期表的结构
(1)周期
周期类别
周期序数
起止元素原子序数
包括元素种数
核外电子层数
短周期
1
1~2
2
1
2
3~10
8
2
3
11~18
8
3
长周期
4
19~36
18
4
5
37~54
18
5
6
55~86
32
6
7
87~118
32
7
(2)族
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
类别
主族
副族
副族
主族
0族
最外层电子数
1
2
1~2(钯除外)
3
4
5
6
7
8(He为2 )
【特别提醒】
1.元素周期表的结构“七横(行)十八纵(列)”。
2.横行叫周期,现有一至七,四长三个短,第7已排满。
3.纵列称作族,共有十六族,一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三列算一族,占去8、9、10。
4.主族序数=最外层电子数=最高正价(O、F除外),周期序数=电子层数。
2.金属和非金属的分界线
(1)元素属性:上方为 元素,下方为 元素
(2)分界线处元素,可能具有两性,寻找半导体材料
(3)全部是 的族:ⅡA族、副族和第Ⅷ族
(4)全部是 的族:ⅦA族和0族
【典例破题1】(25-26高一下·江苏镇江·期末)2026年4月,中国科学家在嫦娥五号月壤样本中发现了新的月球矿物—镁嫦娥石,其主要成分是。下列元素属于第四周期的是
A. B. C. D.
【易错提醒】
1.周期划分易错:周期数 = 原子核外电子层数,只有原子满足该关系,阴阳离子电子层数改变,不能用离子电子层数判断周期;前三周期为短周期,4、5、6、7 周期为长周期,不要混淆长短周期范围。
2.族的分类易错:主族用 A 表示、副族用 B 表示,0 族和第 Ⅷ 族既不是主族也不是副族;第 Ⅷ 族包含 8、9、10 三列,单独成族,不属于任何主副族。
3.列数与族序数对应易错:牢记:第 1、2 列为主族,13~17 列为主族;3~12 列为过渡元素(全是金属),做题不要乱匹配列数和主族序数。
4.特殊位置元素易错:氢元素在第 ⅠA 族,但不属于碱金属元素;0 族元素是稀有气体,最外层达稳定结构,一般无最高正化合价。
【巩固提升1】(24-25高一下·四川泸州·期末)根据元素周期表中元素的相对位置,回答以下问题:
(1)⑥元素在周期表中的位置是_________________;③单质与⑥最高价氧化物的水化物能形成原电池,写出负极电极反应:________________________。
(2)②⑤⑦对应简单氢化物的稳定性最强的是________________________(填化学式)。
(3)①⑦⑧对应的简单离子按照半径从大到小排列的顺序是___________(用离子符号表示)。
(4)④对应氧化物和⑨最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为________________________。
(5)⑩的原子序数为__________;设计实验证明⑦的非金属性强于⑩:________________________(补充完操作、现象)。
【巩固提升2】(25-26高一上·湖南河南·期末)下列是从上到下原子序数依次增大的七种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如下表所示:
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
Y的一种同素异形体可用作润滑剂
Z
常温下单质由双原子分子构成、1个分子中有14个电子
W
地壳中含量最高的元素
Q
是第3周期元素的简单离子中半径最小的
E
与Z同主族
F
元素最高正价与最低负价代数和为6
回答下列问题:
(1)元素W在元素周期表中的位置是___________,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为___________。
(2)得电子能力W___________Z(填“>”或“<”),能证明这一事实的是___________(填字母)。
A.W元素的单质的熔点比Z元素的单质的低
B.W元素的最高正化合价比Z元素的低
C.W元素的单质与氢气反应比Z元素的单质与氢气反应剧烈
D.简单气态氢化物的稳定性:
(3)用电子式表示X与W生成化合物的形成过程:___________。
(4)Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是___________(填化学式)。Z与Q两种元素的最高价氧化物对应的水化物的水溶液,相互反应的离子方程式为___________。
知识点四 推断元素在周期表中位置的方法
【知识复盘】
1.根据核外电子排布规律推断
(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
(2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族或0族元素氦。
(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期。
(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相同,则该元素位于第3周期;若为阳离子,则位于第4周期。
(5)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——“阴前阳后”规律。
2.根据元素化合价规律推断
(1)主族元素的最高正化合价等于最外层电子数等于它所在的族序数(注意:F无正价,O无最高正价)。
(2)只有非金属元素才有负价,|最低负化合价|=8(氢元素2)-主族序数。
(3)对于变价元素,化合价呈一系列偶数时,从+2价到+m价,则该元素位于偶数主族。
(4)化合价呈现奇数价的元素,可能在奇数主族(N元素有+2、+4价,除外)。
3.根据离子的电子层结构推断
根据主族元素原子形成的离子的电子层结构确定。
如若A-与氖原子具有相同的电子层结构,A元素必和氖在同一周期,且比氖少一个电子,则A元素位于第2周期ⅦA族,名称为氟。
4.根据0族元素的原子序数直接推断
(1)熟记0族元素的原子序数及周期序数,如下表
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)熟悉周期表中每个纵列所对应的族序数,如下表
族
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
纵列
1
2
3
4
5
6
7
8~10
族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
纵列
11
12
13
14
15
16
17
18
【方法技巧】
1.比大小定周期:比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
2.求差值定族数:
(1)若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。
(2)若比相应的0族元素少1~5时,则应处在同周期的ⅦA~ⅢA族。
(3)若差其他数,则由相应差数找出相应的族。
【典例破题1】(25-26高一下·浙江嘉兴·期末)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图,其中Y原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,W最高正价为+7,下列说法正确的是
A.上述四种元素均能以游离态存在于自然界中
B.X的最简单氢化物是电解质
C.原子半径:Z<W
D.最高价氧化物对应水化物酸性:Z>Y
【易错提醒】
1.短周期定位易错:只适用于 1、2、3 短周期快速推断,长周期元素不能直接套用简单排布规律 不要默认所有元素最外层≤8 就直接定主族
2.根据化合价推位置易错:最高正价→推主族序数,最低负价不能直接等于主族序数 最低负价 = 最外层电子数−8,只能辅助验证,不可直接定族
3.相邻元素序数差易错:二三周期同主族原子序数相差8 四五周期同主族原子序数相差18 不能全部统一按相差8计算,极易算错位置
【巩固提升1】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·期末)元素周期表是学习化学的重要工具,承载着许多信息。根据周期表回答下列问题:
(1)写出H元素在周期表中的位置___________,其单质与强碱溶液反应的离子方程式为:___________。
(2)K元素形成的化合物在生活中应用广泛。漂白粉的有效成分为___________(填化学式),使用时需将其溶于水并先在空气中放置一段时间,写出漂白粉起效的化学方程式:___________。
(3)已知M元素的信息如下,
则原子结构示意图中x的值为___________,检验某混合溶液中是否含有+3价M离子所需的试剂为___________。(填化学式)
(4)EA4K是___________(填“离子”或“共价”)化合物,其电子式为___________。
(5)以下4种方法中,不能用于鉴别G2DF3和GADF3的是___________(填字母)。
A.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入几滴氯化钙溶液,观察有无白色沉淀产生
B.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入几滴氢氧化钙溶液,观察有无白色沉淀产生
C.分别加热等质量的两种固体,将生成的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊
D.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入2滴酚酞,观察溶液红色的深浅
【巩固提升2】(25-26高一下·浙江杭州·期末)下表是元素周期表的一部分。请按要求回答下列问题:
(1)氧元素在周期表中的位置是___________,⑦与⑧的最高价氧化物对应水化物的酸性比较___________<___________(填化学式,下同)。
(2)上述所列元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A.⑥形成的最简单氢化物比⑤形成的最简单氢化物的稳定性高
B.元素最高正价与最低负价绝对值相等的元素一定处于第ⅣA族
C.第5周期第ⅦA族元素的原子序数为53
D.已知X为第ⅡA族元素(前四周期),其原子序数为a,Y与X位于同一周期且在第ⅢA族,那么Y的原子序数肯定为
(4)BrCl属于卤素互化物,性质与相似。写出BrCl与氢氧化钠溶液反应的离子方程式___________。
知识点五 特征元素的推断
【知识复盘】
1.短周期元素的含量、物理性质和用途
叙述
元素或物质(名称)
含量
地壳中含量最丰富的元素
氧
宇宙中含量最丰富的元素
氢
地壳中含量最丰富的金属元素
铝
空气中含量最多的元素
氮
自然界形成化合物种类最多的元素
碳
组成岩石和矿物的主要元素
硅
密度
质量最轻的单质
氢气
质量最轻的金属单质
锂
硬度
自然界中硬度最大的物质
金刚石
用途
可与钾的合金用作原子反应堆导热剂
钠
单质常被用作自来水的杀菌消毒剂
氯
同位素可以用来制造核武器
氢
同位素可以用来考古断代
碳
单质被用来制透雾能力强、射程远的路灯
钠
2.短周期元素的性质
叙述
元素或物质
单质的性质
氧化性(得电子能力)最强的单质
F2
还原性(失电子能力)最强的单质
Na
与水反应最剧烈的金属单质
Na
与水反应最剧烈的非金属单质
F2
单质可与热水发生置换反应
Mg
在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸的单质
F2
常温下不溶于浓硫酸或浓硝酸的金属
Al
既能与酸反应又能与碱反应生成氢气的单质
Al
常温下与水反应生成两种酸的单质
Cl2
氧化物的性质
自然中含氧量最多的氧化物
H2O
既能和酸又能和某些碱发生非氧化还原反应的氧化物
Al2O3
既能和某些酸性氧化物又能和某些碱性氧化物反应的氧化物
H2O
简单气态氢化物的性质
水溶液酸性最强的气态氢化物
HCl
稳定性最强的气态氢化物
HF
呈碱性的气态氢化物
NH3
常温下为液态的气态氢化物
H2O
还原性最弱的气态氢化物
HF
还原性最强的气态氢化物
SiH4
酸和碱的性质
最高正价氧化物的水溶液酸性最强
HClO4
最高正价氧化物的水溶液碱性最强
NaOH
酸性最强的无氧酸
HCl
还原性最强的无氧酸
H2S
需要保存在棕色瓶中的含氧酸
HClO、HNO3
【典例破题1】(25-26高一下·河北衡水·期末)已知:。下列有关物质性质的比较正确且能用元素周期律解释的是
①酸性:
②酸性:
③氧化性:
④得电子能力:
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
【易错提醒】
最外层电子数等于电子层数:H、Be、Al,分别在不同周期不同主族,不要归为同一族 无中子原子为 H,位置第 ⅠA 族,不是碱金属行列
【巩固提升1】(25-26高一下·浙江绍兴·期末)下列关于物质性质的变化规律,描述不正确的是
A.碱性:
B.沸点:
C.稳定性:
D.酸性:
【巩固提升2】(25-26高一下·陕西渭南·期末)铯位于元素周期表第六周期ⅠA族,下列对于铯的性质的推断正确的是
A.铯原子核外共有5个电子层,最外层电子数为1
B.铯不能从硫酸铜溶液中置换出金属铜
C.铯元素的金属性比钾弱
D.铯的最高价氧化物对应的水化物可使紫色石蕊溶液显红色
知识点六 元素周期律
【知识复盘】
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
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
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
2.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如:金属性:Mg>Al、Ca>Mg,则碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,则Ca(OH)2>Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。
②推测未知元素的某些性质
如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【典例破题1】(25-26高一下·云南大理·期末)应用元素周期律的有关知识,可以推测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列推测正确的是
A.81号铊与铝同主族,则氢氧化铊能与氢氧化钠溶液反应
B.S与Se是同主族元素,则是稳定性比弱的气体
C.Si是半导体材料,Ge也是半导体材料,推测该族元素的单质都是半导体材料
D.氢氧化铍的碱性比氢氧化镁强
【易错提醒】
1.同周期左到右原子半径减小,金属性减弱、非金属性增强,别记反顺序。
2.同主族上到下原子半径增大,金属性增强、非金属性减弱。
3.最高正价一般等于主族序数,氧无最高正价、氟无正价。
4.气态氢化物越稳定,对应元素非金属性越强。
5.最高价氧化物水化物碱性越强,金属性越强;酸性越强,非金属性越强。
6.微粒半径:电子层数越多半径越大;层数相同,核电荷数越大半径越小。
7.元素性质相似不等于单质性质相似,如 N 非金属性强但氮气很稳定。
8.比较性质必须限定同周期或同主族,跨周期跨主族不能直接对比。
9.阳离子半径小于对应原子,阴离子半径大于对应原子。
10.得失电子能力只看最外层电子,与内层电子无关。
【巩固提升1】(25-26高一下·山东泰安·期末)关于元素周期律的下列叙述正确的是
A.除0族元素外,短周期元素的最高正化合价在数值上都等于该元素原子的最外层电子数
B.已知稳定性:,则可以证明元素得电子能力:
C.在金属元素与非金属元素交界处寻找用于制造半导体材料的元素
D.同周期的ⅡA族元素和ⅢA族元素的原子序数只相差1
【巩固提升2】(25-26高一下·湖北十堰·期末)丹江口水库是南水北调中线核心水源地,保护库区水质需严控氮、磷元素排放。下列关于N、P元素性质比较,错误的是
A.非金属性:
B.简单氢化物稳定性:
C.最高价氧化物对应水化物酸性:
D.原子半径:
1.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某分子结构如图所示,其中Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素。Q是宇宙中含量最多的元素,R的某些同位素可用于考古研究文物年代测定,X与Z位于同一主族。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z
B.R元素的单质不与任何酸或碱反应
C.用1个Cl原子取代1个Q原子,可得到2种不同的结构
D.热稳定性:X的氢化物>W的氢化物
2.(25-26高一下·浙江湖州·期末)X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Q>Y
B.化合物R(YX)2是强碱
C.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D.Y与X或者M都可以形成具有漂白性的物质
3.(25-26高一下·江苏徐州·期末)近年来,我国在材料、能源、航天等领域取得多项突破,下列说法正确的是
A.应用于5G基站的AlN陶瓷天线属于金属材料
B.中国空间站实现模拟光合作用再生O2的过程是化学变化
C.中国“人造太阳”核聚变涉及的和互为同素异形体
D.神舟二十三号载人飞船使用的光导纤维的主要成分是晶体硅
4.(25-26高一下·湖北十堰·期末)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,X的最简单氢化物是天然气主要成分,Y是地壳中含量最高的元素,Z的单质常温下为银白色金属,W的单质可用于杀菌消毒。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:
B.原子半径:
C.Z与Y形成的化合物均为碱性氧化物
D.W的最高价氧化物对应水化物为强酸
5.(25-26高一下·江苏宿迁·期末)中和胃酸药物“达喜”的有效成分为。下列说法正确的是
A.原子半径: B.碱性强弱:
C.沸点: D.非金属性:
6.(25-26高一下·浙江台州·期末)X、Y、Z为原子序数依次增大的不同短周期主族元素,Y与Z同族,Z最高价氧化物的水化物为强酸,下列说法不正确的是
A.原子半径:
B.Y和Z形成的化合物中Y显负价
C.化合物XY的水溶液应存放在细口玻璃瓶中
D.最低价氢化物的稳定性:Z<Y
7.(25-26高一下·浙江宁波·期末)W、X、Y、Z代表四种短周期主族元素,其相对位置如下表所示。已知W的原子核外只有1个电子,Y的单质在空气中含量最多,Z的离子半径在同周期中最小。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.W与X形成的化合物可能是固态
C.X和Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 D.Z的氧化物是两性氧化物
8.(25-26高一下·山东·期末)元素周期表反映元素之间的内在联系,是学习元素及其化合物的一种重要工具。
I.下表中①~⑦均为短周期元素,其原子半径及主要化合价关系如下:
元素代号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
原子半径/nm
0.074
0.071
0.077
0.102
0.099
0.143
0.186
最高正化合价或最低负化合价
-2
-1
+4、-4
+6、-2
+7、-1
+3
+1
(1)③的最高价氧化物的化学式为___________,①与氢原子形成的18电子微粒的结构式为___________。
(2)②④⑥形成的简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
(3)下列能够作为元素④与⑤的非金属性强弱比较的依据有___________(填序号)。
A.阴离子还原性:④<⑤
B.简单气态氢化物的稳定性:④<⑤
C.最高价氧化物的水化物的酸性:④<⑤
II.“对角线规则”是指元素周期表中处于对角线位置(左上与右下)的元素性质相似的现象。
(4)从“对角线规则”角度分析,写出Be(OH)2和NaOH溶液反应的离子方程式___________。
III.硒(34Se)是人体必需微量元素,有抗氧化、增强免疫力等作用。
(5)硒在元素周期表中的位置:___________。
(6)还原剂N2H4可将H2SeO3还原为Se,同时有N2生成,该反应的化学方程式为___________。
9.(25-26高一下·四川巴中·期末)如图为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑥在表中的位置,回答下列问题。
ⅠA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
3
③
④
⑥
⑤
(1)③的原子结构示意图为___________。
(2)简单气态氢化物的稳定性:②___________⑥(填“>”或“<”),⑤和⑥的简单离子半径大小顺序是___________(填离子符号)。
(3)①②③⑥可组成强酸酸式盐,其与溶液恰好完全沉淀的离子方程式为:___________。
(4)W是第四周期与②同主族的元素。据此推测W不可能具有的性质是___________(填字母)。
A.在化合物中最高正化合价为
B.单质可以与气体反应并置换出单质S
C.最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱
D.单质在常温下可与氢气化合
(5)④单质与③的最高价氧化物的水化物是家庭厨卫管道疏通剂的主要成分,疏通管道时发生反应的化学方程式是___________。
(6)③单质着火不能用二氧化碳灭火器扑灭,其原因之一是钠的燃烧产物会与二氧化碳反应放出大量热,请用化学反应方程式表示___________。
10.(25-26高一下·山东日照·期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q、R的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图,元素X的原子半径最小。
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置为___________,Z的阳离子的结构示意图为___________。
(2)Y、Z、W的原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(3)Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的离子方程式为___________。
(4)下列事实不能说明R的非金属性强于Q的是___________(填标号)。
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:R>Q B.单质的熔沸点:R<Q
C.单质的氧化性:R>Q D.气态氢化物的稳定性:R>Q
(5)X、Y组成的一种化合物在碱性条件下可将氧化为,反应的离子方程式为___________。
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专题01 原子结构 元素周期律
内容导航
01 复习目标 → 知目标,明考向,以目标导学,以考向定标
02 知识重构 → 系统讲解核心知识,重构整合形成体系
脉络重构:快速扫描高频考点,定位薄区
考点精讲:知识复盘,精选题目,提升解题能力
巩固提升:趁热打铁练一练,强化巩固所学
03综合通关 → 综合演练,梯度设题;查漏补缺,闭环收官
04错题留痕 → 预留固定区域,记录错题题号、错因与正解
复习目标
基础识记:精准掌握原子结构、核素、同位素的核心概念,厘清核外电子排布规律(尤其是前 20 号元素),能区分元素、核素、同位素、同素异形体等易混概念;熟悉元素周期表的结构,掌握周期、族的划分依据,熟记主族元素的符号、名称及位置。
转化逻辑:能利用原子结构(核电荷数、电子层数、最外层电子数)推断元素在周期表中的位置,并根据位置反推原子结构;理解 “位 - 构 - 性” 三者的关联逻辑,能根据元素在周期表中的位置,推断其主要化合价、金属性 / 非金属性、原子半径等递变规律。
应用素养:能利用元素周期律预测未知元素的性质(如半导体材料、农药、催化剂等的寻找),了解元素周期表在科学研究、工农业生产中的应用;能结合原子结构示意图、离子结构示意图,分析微粒半径大小比较、电子层结构相同的微粒规律。
综合应用:能运用原子结构知识解决核素相关的计算(如质量数、质子数、中子数、电子数的换算),能结合元素周期律解决元素推断题(文字描述 / 结构描述 / 性质描述型),能分析涉及元素性质递变的离子方程式正误判断、物质性质比较等问题。
命题考向
考向1:原子结构与核素、同位素的概念辨析
考向2:核外电子排布规律与微粒结构示意图应用
考向3:元素周期表的结构与元素位置推断
考向4:元素金属性 / 非金属性强弱的递变规律与实验验证
考向5:“位 - 构 - 性” 综合推断与应用
考向6:微粒半径大小比较与电子层结构相同的微粒分析
(
脉
|
络
|
重
|
构
)
(
考
|
点
|
精
|
讲
)
知识点一 原子结构
【知识复盘】
1.原子构成
(1)原子绝大部分质量都集中在中心的原子核里面。
(2)原子内部含有带正电和带负电的微粒,正负电量相等相互抵消,所以整体不带电。
(3)发生化学反应时原子不能再拆分,不过在其他特殊变化里,原子还能继续分成更小的粒子。
【特别提醒】
1.原子由原子核和核外电子构成,其中原子核带正电荷,核外电子带负电荷,原子核由质子和中子构成;由于中子不带电,原子呈电中性,所以原子的核电荷数=质子数=核外电子数。
2.原子结构中的核电荷数决定了元素的种类,质子数与中子数决定原子的种类,原子核决定原子的质量。
2.质量数:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值
(1)定义:质量数即原子核中质子数(Z)和中子数(N)之和,用符号A表示。
(2)计算式:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
3.核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
(1)符号:X,Z表示质子数,A代表质量数
能直接通过符号看出原子所含质子数、质量数,再算出中子数。
(2)微粒符号及意义
4.同位素
(1)概念:同一种元素里,质子数一样、中子数不一样的几种原子,互相称作同位素。
(2)同种元素的同位素,化学性质基本一样,物理性质存在差别。
(3)由互为同位素的不同原子构成的单质(或化合物),化学性质几乎相同而物理性质有所不同。
(4)在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素原子所占的原子个数百分比一般是不变的。
5.四同比较
项目
元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素
同种元素形成的不同的单质
范围
原子
原子
原子
单质
特性
只有种类,没有个数
化学反应中的最小
微粒
由同位素组成的单质,化学性质几乎相同,物理性质不同
由一种元素组成,可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、N
三种元素
H、H、H
三种核素
U、U、U互为同位素
石墨与金刚石互为同素异形体
【典例破题1】(25-26高一下·浙江杭州·期末)利用稳定同位素技术对氮循环进行追踪研究,下列有关说法正确的是
A.豆科植物根瘤菌将转化为为自然固氮
B.的中子数为10
C.与互为同素异形体
D.在的氛围中,一段时间后会在具备固氮能力植物的纤维素中检测到
【答案】A
【解析】A.豆科植物根瘤菌将游离态的转化为化合态的,属于自然固氮中的生物固氮,A正确;
B.的质子数为7,质量数为15,中子数=质量数-质子数=15-7=8,不是10,B错误;
C.与是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,互为同位素,同素异形体是同种元素形成的不同单质,C错误;
D.纤维素的组成元素只有C、H、O,不含氮元素,因此无法在纤维素中检测到,D错误;
故选A。
【易错提醒】
1.电性易错:原子内质子数=核外电子数,正负电荷总数相等,整体不带电;阳离子质子数>电子数,带正电;阴离子质子数<电子数,带负电,切勿混淆离子带电原因。
2.质量易错:原子质量绝大部分集中在原子核,电子质量极小可忽略;计算质量数只算质子和中子,不包含电子。
3.变化分界易错:化学变化中原子不可再分,仅核外电子发生转移;核反应、裂变聚变等特殊变化里,原子核可拆分,原子能够再分。
4.数值关系易错:质量数 = 质子数 + 中子数,质子数 = 原子序数 = 核电荷数;做题不能用质量数直接当作质子数计算。
5.概念区分易错:元素:质子数相同的一类原子总称; 核素:质子数、中子数都确定的一种原子; 同位素:质子数相同、中子数不同的同种元素不同原子,三者概念不能混用。
6.性质规律易错:同位素原子化学性质几乎完全相同,物理性质差异明显;其组成的单质、化合物也遵循此规律,不要误认为性质全部一样。
7.核素符号易错:元素符号左下角标质子数,左上角标质量数,书写位置不能颠倒,不会颠倒计算中子数。
8.天然元素占比易错:自然界天然存在的元素里,各稳定核素所占原子个数百分比基本固定,不会随意改变。
9.核外电子排布易错:电子分层排布,先排内层再排外层,每层容纳电子数有上限;最外层电子数决定元素化学性质,内层电子不主导化学性质。
10.微粒数目计算易错:计算离子电子数时,阳离子减电荷数,阴离子加电荷数,容易直接照搬原子电子数而出错。
【巩固提升1】(25-26高一下·黑龙江绥化·期末)和可作核反应堆最佳热载体,和用作高温堆减速剂。下列说法不正确的是
A.和互为同位素 B.和属于同种核素
C.和中质子总数相同 D.和中电子总数相同
【答案】B
【解析】A.和质子数相同,中子数不同,互为同位素,A正确;
B.和属于不同核素,B错误;
C.和中质子总数均为4,C正确;
D.和中电子总数均为4,D正确。
故答案选B。
【巩固提升2】(25-26高一下·山东菏泽·期末)已知A元素的某种同位素能形成离子化合物AmRn,其中R的化合价为-m。该化合物中一个A微粒的核外电子数为a,核内中子数b,则该同位素的原子符号是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】该化合物中A微粒为阳离子,根据化合价代数和为0可知其符号为,其核外电子数为a,即原子失去n个电子之后得到该微粒,所以原子的核外电子数为,而原子的核外电子数与其质子数相同;质量数为质子数和中子数之和,为,则该同位素的原子符号为,故选C。
知识点二 原子核外电子排布规律
【知识复盘】
1.原子核外电子排布规律及其之间的关系
(1)能量规律:不同电子层上的电子能量不同,离核越近,能量越低。
(2)数量规律:(一低、四不超)
①电子首先排布在能量较低的电子层里,排满能量较低的电子层后,再排能量较高的电子层。
②每层最多容纳2n2个电子(n为电子层数)。
③最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2)。
④次外层电子数目不超过18个。
⑤倒数第三层电子数目不超过32个。
2.原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
元素
结构与性质
金属元素
非金属元素
一般非金属元素
稀有气体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于或等于4
8(He为2)
单质氧化性(还原性)
只具有还原性
既具有氧化性又具有还原性
一般不与其他物质反应
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价和0价
既有正价,又有负价和0价
0价
【特别提醒】
元素显示正价还是负价及其数值与其原子的最外层电子数关系密切。如稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为2),已达稳定结构,既不易失电子也不易得电子,稀有气体元素的化合价通常为零。金属元素原子最外层电子数较少,只能失去电子而显正价。非金属元素原子的最外层电子数较多,易获得电子或电子发生偏移,既可显正价又可显负价。金属元素,正价一般等于元素原子的最外层电子数;非金属元素,最高正价=最外层电子数,负价=最外层电子数-8。
3.1~18号元素原子核外电子排布的特点
(1)次外层电子数为2或8;内层电子数为2或10
(2)简单离子的最外层电子数为0或2或8
(3)1~20号元素原子结构的特殊关系
特殊关系
元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数
Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
Ne
最外层电子数等于电子层数
H、Be、Al
最外层有1个电子
H、Li、Na、K
最外层有2个电子
He、Be、Mg、Ca
内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素
Li、P
电子总数为最外层电子数2倍的元素
Be
【典例破题1】(25-26高一下·浙江温州·期末)下列有关原子结构的说法不正确的是
A.原子的质量主要集中在原子核上
B.离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示
C.在多电子原子中,离核较近区域内运动的电子能量较高
D.第层最多能容纳的电子数为
【答案】C
【解析】A.原子的质量主要集中在原子核上,因为原子核由质子和中子组成,其质量占原子质量的绝大部分,而电子质量极小,A正确;
B.离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示,这是电子层命名的国际标准,B正确;
C.离核越近的电子受原子核吸引越强,能量越低;离核越远的电子能量越高,C错误;
D.第n层最多能容纳的电子数为2n2,这是基于量子力学推导的电子层容纳电子数公式(如n=1时为2,n=2时为8),D正确;
故答案选C。
【易错提醒】
1.最外层电子数≤8,次外层≤18,倒数第三层≤32,是 “结果”不是“前提” 这三条是电子排布的最终规律,不是限制电子数的“死规则”。 例如:K层为最外层时,最多只能排2个电子;当电子层数≥4时,次外层才可能容纳18个电子,不是所有元素都适用。
2.最外层电子数决定化学性质,但“稳定结构”≠“只有 8 电子”通常认为最外层8电子(或K层2电子)为稳定结构,但这不是唯一标准。 例如:He 最外层2电子是稳定结构;Be²⁺最外层 2 电子、Li⁺最外层2电子,也属于稳定结构。
3.“最外层电子数相同,化学性质一定相似” 是常见误区。最外层电子数相同的元素,化学性质不一定相似。 例如:He 和 Mg 最外层都是 2 电子,但 He 是稀有气体,化学性质极不活泼;Mg 是活泼金属,易失电子。
4.核外电子排布示意图,“核内质子数” 与 “核外电子数” 必须对应 画示意图时,核内质子数要和元素的原子序数一致;画离子示意图时,阳离子电子数 = 质子数 - 电荷数,阴离子电子数 = 质子数 + 电荷数,不能直接照搬原子电子数。
【巩固提升1】(25-26高一下·安徽·期末)青花瓷的釉料中富含钴元素,使其呈现出独特的蓝色。现代仪器分析结果表明,其蓝色主要来自(钴蓝)。下列有关说法正确的是
A.钴蓝中钴元素的化合价为+3价
B.的核外电子排布为
C.钴元素的焰色试验现象为蓝色,这与青花瓷视觉呈现蓝色原理相同
D.青花瓷釉料在烧制过程中发生了复杂的物理变化和化学变化
【答案】D
【解析】A.在中,铝为+3价,氧为-2价,钴为+2价,A错误;
B.的核外电子排布为,B错误;
C.焰色试验是物理变化,源于电子的跃迁与回落。而青花瓷的蓝色是化合物本身对光的选择性吸收与散射所致。两者显色原理不同,C错误;
D.青花瓷的烧制过程包含了物理变化(如吸附水、自由水的蒸发,晶型转变等)和复杂的化学变化(如碳酸盐分解、新硅酸盐)等,D正确;
故选D。
【巩固提升2】(25-26高一下·山东·课后作业)核电荷数为1~18的元素中,下列叙述正确的是
A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B.最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C.原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
D.最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素是非金属元素
【答案】D
【解析】A.氢元素最外层有1个电子,是非金属元素,因此最外层只有1个电子的元素不一定是金属元素,A错误;
B.氦元素最外层有2个电子,是非金属元素,因此最外层只有2个电子的元素不一定是金属元素,B错误;
C.铍元素原子核外K层和L层各有2个电子,电子数相等,但铍是金属元素,不是非金属元素,C错误;
D.氧元素最外层电子数(6)是次外层电子数(2)的3倍,氧是非金属元素,D正确;
故选D。
知识点三 元素周期表
【知识复盘】
1.元素周期表的结构
(1)周期
周期类别
周期序数
起止元素原子序数
包括元素种数
核外电子层数
短周期
1
1~2
2
1
2
3~10
8
2
3
11~18
8
3
长周期
4
19~36
18
4
5
37~54
18
5
6
55~86
32
6
7
87~118
32
7
(2)族
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
类别
主族
副族
副族
主族
0族
最外层电子数
1
2
1~2(钯除外)
3
4
5
6
7
8(He为2 )
【特别提醒】
1.元素周期表的结构“七横(行)十八纵(列)”。
2.横行叫周期,现有一至七,四长三个短,第7已排满。
3.纵列称作族,共有十六族,一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三列算一族,占去8、9、10。
4.主族序数=最外层电子数=最高正价(O、F除外),周期序数=电子层数。
2.金属和非金属的分界线
(1)元素属性:上方为非金属元素,下方为金属元素
(2)分界线处元素,可能具有两性,寻找半导体材料
(3)全部是金属的族:ⅡA族、副族和第Ⅷ族
(4)全部是非金属的族:ⅦA族和0族
【典例破题1】(25-26高一下·江苏镇江·期末)2026年4月,中国科学家在嫦娥五号月壤样本中发现了新的月球矿物—镁嫦娥石,其主要成分是。下列元素属于第四周期的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.的原子序数为20,原子核外有4个电子层,位于元素周期表第四周期,A符合题意;
B.的原子序数为11,原子核外有3个电子层,位于元素周期表第三周期,B不符合题意;
C.的原子序数为15,原子核外有3个电子层,位于元素周期表第三周期,C不符合题意;
D.的原子序数为8,原子核外有2个电子层,位于元素周期表第二周期,D不符合题意;
故选A。
【易错提醒】
1.周期划分易错:周期数 = 原子核外电子层数,只有原子满足该关系,阴阳离子电子层数改变,不能用离子电子层数判断周期;前三周期为短周期,4、5、6、7 周期为长周期,不要混淆长短周期范围。
2.族的分类易错:主族用 A 表示、副族用 B 表示,0 族和第 Ⅷ 族既不是主族也不是副族;第 Ⅷ 族包含 8、9、10 三列,单独成族,不属于任何主副族。
3.列数与族序数对应易错:牢记:第 1、2 列为主族,13~17 列为主族;3~12 列为过渡元素(全是金属),做题不要乱匹配列数和主族序数。
4.特殊位置元素易错:氢元素在第 ⅠA 族,但不属于碱金属元素;0 族元素是稀有气体,最外层达稳定结构,一般无最高正化合价。
【巩固提升1】(24-25高一下·四川泸州·期末)根据元素周期表中元素的相对位置,回答以下问题:
(1)⑥元素在周期表中的位置是_________________;③单质与⑥最高价氧化物的水化物能形成原电池,写出负极电极反应:________________________。
(2)②⑤⑦对应简单氢化物的稳定性最强的是________________________(填化学式)。
(3)①⑦⑧对应的简单离子按照半径从大到小排列的顺序是___________(用离子符号表示)。
(4)④对应氧化物和⑨最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为________________________。
(5)⑩的原子序数为__________;设计实验证明⑦的非金属性强于⑩:________________________(补充完操作、现象)。
【答案】(1)第三周期第ⅥA族 Mg − 2e− =Mg2+
(2)HF
(3)Cl− > N3− > Na+
(4)Al2O3 + 2 OH− + 3 H2O =2 [Al(OH)4]−
(5) 35 取少量NaBr溶液于试管中,加入氯水后溶液变为橙黄色,说明Cl的非金属性强于Br
【解析】(1)⑥为S,在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族;③为Mg、⑥为S,③单质与⑥最高价氧化物的水化物(H2SO4)能形成原电池,Mg作负极,负极电极反应Mg − 2e− =Mg2+。
(2)②为F、⑤为P、⑦为Cl,非金属性F>Cl>P,对应简单氢化物的稳定性最强的是HF。
(3)①为N、⑦为Cl,⑧为Na,根据层多径大、核大径小原则,①⑦⑧对应的简单离子按照半径从大到小排列的顺序是Cl− > N3− > Na+。
(4)④为Al,对应氧化物为Al2O3,⑨为K,最高价氧化物的水化物为KOH,两者反应的离子方程式为Al2O3 + 2 OH− + 3 H2O =2 [Al(OH)4]−。
(5)⑦为Cl、⑩为Br,原子序数为35;证明⑦的非金属性强于⑩:取少量NaBr溶液于试管中,加入氯水后溶液变为橙黄色,说明Cl的非金属性强于Br。
【巩固提升2】(25-26高一上·湖南河南·期末)下列是从上到下原子序数依次增大的七种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如下表所示:
元素编号
元素性质或原子结构
X
元素周期表中原子半径最小的元素
Y
Y的一种同素异形体可用作润滑剂
Z
常温下单质由双原子分子构成、1个分子中有14个电子
W
地壳中含量最高的元素
Q
是第3周期元素的简单离子中半径最小的
E
与Z同主族
F
元素最高正价与最低负价代数和为6
回答下列问题:
(1)元素W在元素周期表中的位置是___________,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为___________。
(2)得电子能力W___________Z(填“>”或“<”),能证明这一事实的是___________(填字母)。
A.W元素的单质的熔点比Z元素的单质的低
B.W元素的最高正化合价比Z元素的低
C.W元素的单质与氢气反应比Z元素的单质与氢气反应剧烈
D.简单气态氢化物的稳定性:
(3)用电子式表示X与W生成化合物的形成过程:___________。
(4)Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是___________(填化学式)。Z与Q两种元素的最高价氧化物对应的水化物的水溶液,相互反应的离子方程式为___________。
【答案】(1) 第二周期第ⅥA族
(2) > CD
(3)
(4)
【解析】(1)W为O,元素W在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族,元素Y的一种核素可测定文物年代,这种核素表示为;
(2)同周期从左到右元素非金属性递增,Z为N,W为O,得电子能力W>Z,从原子结构看:氮原子半径大于氧原子,氮原子核对外层电子的吸引力更弱,因此氮的得电子能力弱于氧;
A.W(O)元素的单质的熔点比Z(N)元素的单质的低跟晶体类型有关,与非金属性强弱无关,A不选;
B.W(O)元素因电负性极强而无最高正价,故不能通过最高正价比较其与Z(N)的非金属性强弱,B不选;
C.非金属性越强,单质与氢气化合越剧烈,W(O)元素的单质与氢气反应比Z(N)元素的单质与氢气反应剧烈,能说明非金属性W>Z,C选;
D.非金属性越强,简单氢化物越稳定,简单气态氢化物的稳定性:,能说明非金属性W>Z,D选;
故选CD;
(3)水是共价化合物,用电子式表示X与W生成化合物即水的形成过程:。
(4)Z为N,E为P,F为Cl,非金属性Cl>N>P,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Z、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性由强到弱的顺序是。Q为Al,Z(N)的最高价氧化物对应的水化物与Q(Al)的最高价氧化物对应的水化物相互反应,即氢氧化铝和硝酸反应生成硝酸铝和水,离子方程式为:。
知识点四 推断元素在周期表中位置的方法
【知识复盘】
1.根据核外电子排布规律推断
(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。
(2)最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也可能是副族或0族元素氦。
(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期。
(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相同,则该元素位于第3周期;若为阳离子,则位于第4周期。
(5)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——“阴前阳后”规律。
2.根据元素化合价规律推断
(1)主族元素的最高正化合价等于最外层电子数等于它所在的族序数(注意:F无正价,O无最高正价)。
(2)只有非金属元素才有负价,|最低负化合价|=8(氢元素2)-主族序数。
(3)对于变价元素,化合价呈一系列偶数时,从+2价到+m价,则该元素位于偶数主族。
(4)化合价呈现奇数价的元素,可能在奇数主族(N元素有+2、+4价,除外)。
3.根据离子的电子层结构推断
根据主族元素原子形成的离子的电子层结构确定。
如若A-与氖原子具有相同的电子层结构,A元素必和氖在同一周期,且比氖少一个电子,则A元素位于第2周期ⅦA族,名称为氟。
4.根据0族元素的原子序数直接推断
(1)熟记0族元素的原子序数及周期序数,如下表
元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)熟悉周期表中每个纵列所对应的族序数,如下表
族
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
纵列
1
2
3
4
5
6
7
8~10
族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
纵列
11
12
13
14
15
16
17
18
【方法技巧】
1.比大小定周期:比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
2.求差值定族数:
(1)若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。
(2)若比相应的0族元素少1~5时,则应处在同周期的ⅦA~ⅢA族。
(3)若差其他数,则由相应差数找出相应的族。
【典例破题1】(25-26高一下·浙江嘉兴·期末)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图,其中Y原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍,W最高正价为+7,下列说法正确的是
A.上述四种元素均能以游离态存在于自然界中
B.X的最简单氢化物是电解质
C.原子半径:Z<W
D.最高价氧化物对应水化物酸性:Z>Y
【答案】D
【解析】A.Cl、Si元素在自然界中仅以化合态存在,无游离态,并非四种元素都能以游离态存在,A错误;
B.X的最简单氢化物为NH3,NH3自身不能电离,属于非电解质,B错误;
C.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径:S>Cl,即Z>W,C错误;
D.同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,非金属性:S>Si,非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强,故酸性:H2SO4>H2SiO3,即Z>Y,D正确;
故选D。
【易错提醒】
1.短周期定位易错:只适用于 1、2、3 短周期快速推断,长周期元素不能直接套用简单排布规律 不要默认所有元素最外层≤8 就直接定主族
2.根据化合价推位置易错:最高正价→推主族序数,最低负价不能直接等于主族序数 最低负价 = 最外层电子数−8,只能辅助验证,不可直接定族
3.相邻元素序数差易错:二三周期同主族原子序数相差8 四五周期同主族原子序数相差18 不能全部统一按相差8计算,极易算错位置
【巩固提升1】(25-26高一下·黑龙江哈尔滨·期末)元素周期表是学习化学的重要工具,承载着许多信息。根据周期表回答下列问题:
(1)写出H元素在周期表中的位置___________,其单质与强碱溶液反应的离子方程式为:___________。
(2)K元素形成的化合物在生活中应用广泛。漂白粉的有效成分为___________(填化学式),使用时需将其溶于水并先在空气中放置一段时间,写出漂白粉起效的化学方程式:___________。
(3)已知M元素的信息如下,
则原子结构示意图中x的值为___________,检验某混合溶液中是否含有+3价M离子所需的试剂为___________。(填化学式)
(4)EA4K是___________(填“离子”或“共价”)化合物,其电子式为___________。
(5)以下4种方法中,不能用于鉴别G2DF3和GADF3的是___________(填字母)。
A.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入几滴氯化钙溶液,观察有无白色沉淀产生
B.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入几滴氢氧化钙溶液,观察有无白色沉淀产生
C.分别加热等质量的两种固体,将生成的气体通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊
D.分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入2滴酚酞,观察溶液红色的深浅
【答案】(1)第三周期第ⅢA族 2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑
(2) Ca(ClO)2 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(3) 2 KSCN
(4)离子
(5)B
【解析】(1)H元素为铝,在周期表中的位置第三周期第ⅢA族,其单质与强碱溶液反应生成氢气和四羟基合铝酸根离子,离子方程式为:2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑;
(2)K为氯元素,漂白粉的有效成分为次氯酸钙Ca(ClO)2;次氯酸钙和水、空气中二氧化碳反应生成碳酸钙和漂白性更好的次氯酸:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
(3)原子中质子数=电子数,则原子结构示意图中x=26-2-8-14=2,铁离子和KSCN溶液反应溶液变红色,检验某混合溶液中是否含有+3价铁离子所需的试剂为KSCN溶液;
(4)EA4K为氯化铵,是由铵根离子和氯离子构成的离子化合物,其电子式为;
(5)G2DF3和GADF3分别为碳酸钠和碳酸氢钠;
A.氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀、和碳酸氢钠不反应,能鉴别;
B.氢氧化钙和碳酸钠、碳酸氢钠均生成碳酸钙白色沉淀,不能鉴别;
C.NaHCO3不稳定,加热易分解生成二氧化碳气体,生成二氧化碳气体可通入澄清石灰水,观察有无白色浑浊,碳酸钠受热不分解,可以鉴别;
D.等浓度的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中碳酸钠溶液碱性更强,可以分别取等浓度的两溶液于试管中,各加入2滴酚酞,观察溶液红色的深浅鉴别两者;
故选B。
【巩固提升2】(25-26高一下·浙江杭州·期末)下表是元素周期表的一部分。请按要求回答下列问题:
(1)氧元素在周期表中的位置是___________,⑦与⑧的最高价氧化物对应水化物的酸性比较___________<___________(填化学式,下同)。
(2)上述所列元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的是___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A.⑥形成的最简单氢化物比⑤形成的最简单氢化物的稳定性高
B.元素最高正价与最低负价绝对值相等的元素一定处于第ⅣA族
C.第5周期第ⅦA族元素的原子序数为53
D.已知X为第ⅡA族元素(前四周期),其原子序数为a,Y与X位于同一周期且在第ⅢA族,那么Y的原子序数肯定为
(4)BrCl属于卤素互化物,性质与相似。写出BrCl与氢氧化钠溶液反应的离子方程式___________。
【答案】(1)第二周期第ⅥA族
(2)KOH
(3)BD
(4)
【解析】(1)氧元素在周期表中的位置是:第二周期第ⅥA族;
⑦⑧分别是Cl和Br,非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,Cl和Br属于同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,非金属性Cl>Br,酸性HBrO4<HClO4;
(2)金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,金属性最强的是K,则碱性最强的是KOH;
(3)A. ⑥形成的最简单氢化物为NH3,⑤形成的最简单氢化物为CH4,非金属性越强,形成的简单氢化物越稳定,非金属性N>C,则稳定性NH3>CH4,A正确;
B. 元素最高正价与最低负价绝对值相等的元素还可以是H元素,B错误;
C. 第5周期第ⅦA族元素是I,原子序数为53,C正确;
D. 已知X为第ⅡA族元素(前四周期),其原子序数为a,Y与X位于同一周期且在第ⅢA族,那么Y的原子序数可以是a+1或者是a+11,如Ca与Ga,D错误;
答案选BD;
(4)Cl2与NaOH反应生成NaCl和NaClO,BrCl与NaOH反应生成NaCl和NaBrO,离子方程式为:。
知识点五 特征元素的推断
【知识复盘】
1.短周期元素的含量、物理性质和用途
叙述
元素或物质(名称)
含量
地壳中含量最丰富的元素
氧
宇宙中含量最丰富的元素
氢
地壳中含量最丰富的金属元素
铝
空气中含量最多的元素
氮
自然界形成化合物种类最多的元素
碳
组成岩石和矿物的主要元素
硅
密度
质量最轻的单质
氢气
质量最轻的金属单质
锂
硬度
自然界中硬度最大的物质
金刚石
用途
可与钾的合金用作原子反应堆导热剂
钠
单质常被用作自来水的杀菌消毒剂
氯
同位素可以用来制造核武器
氢
同位素可以用来考古断代
碳
单质被用来制透雾能力强、射程远的路灯
钠
2.短周期元素的性质
叙述
元素或物质
单质的性质
氧化性(得电子能力)最强的单质
F2
还原性(失电子能力)最强的单质
Na
与水反应最剧烈的金属单质
Na
与水反应最剧烈的非金属单质
F2
单质可与热水发生置换反应
Mg
在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸的单质
F2
常温下不溶于浓硫酸或浓硝酸的金属
Al
既能与酸反应又能与碱反应生成氢气的单质
Al
常温下与水反应生成两种酸的单质
Cl2
氧化物的性质
自然中含氧量最多的氧化物
H2O
既能和酸又能和某些碱发生非氧化还原反应的氧化物
Al2O3
既能和某些酸性氧化物又能和某些碱性氧化物反应的氧化物
H2O
简单气态氢化物的性质
水溶液酸性最强的气态氢化物
HCl
稳定性最强的气态氢化物
HF
呈碱性的气态氢化物
NH3
常温下为液态的气态氢化物
H2O
还原性最弱的气态氢化物
HF
还原性最强的气态氢化物
SiH4
酸和碱的性质
最高正价氧化物的水溶液酸性最强
HClO4
最高正价氧化物的水溶液碱性最强
NaOH
酸性最强的无氧酸
HCl
还原性最强的无氧酸
H2S
需要保存在棕色瓶中的含氧酸
HClO、HNO3
【典例破题1】(25-26高一下·河北衡水·期末)已知:。下列有关物质性质的比较正确且能用元素周期律解释的是
①酸性:
②酸性:
③氧化性:
④得电子能力:
A.①④ B.②④ C.①③ D.②③
【答案】B
【解析】①HBr和HCl是强酸,H2S是弱酸;同主族从上到下,原子半径增大,化学键键能减小(更易断裂),更易电离出氢离子,氢化物酸性增强,故酸性HBr>HCl;但HCl和H2S的酸性强弱不能直接用元素周期律解释,因此①结论正确但不能用元素周期律完全解释;
②同周期从左到右,元素非金属性增强,最高价氧化物对应水化物的酸性增强;非金属性Cl>S>P,故酸性HClO4>H2SO4>H3PO4,因此②结论正确且可以用元素周期律解释;
③HClO属于强氧化剂,H2SO3主要表现为还原性;此外氧化性还受分子结构、中心原子电负性、稳定性等多种因素影响;因此③结论正确但不能用元素周期律解释;
④同主族从上到下,得电子能力减弱,故F>Cl;同周期从左到右,得电子能力增强,故Cl>S;因此得电子能力F>Cl>S,因此④结论正确且可以用元素周期律解释;
答案选B。
【易错提醒】
最外层电子数等于电子层数:H、Be、Al,分别在不同周期不同主族,不要归为同一族 无中子原子为 H,位置第 ⅠA 族,不是碱金属行列
【巩固提升1】(25-26高一下·浙江绍兴·期末)下列关于物质性质的变化规律,描述不正确的是
A.碱性:
B.沸点:
C.稳定性:
D.酸性:
【答案】B
【解析】A.金属性:,则最高价氧化物对应水化物的碱性:,A不符合题意;
B.分子间存在氢键,沸点反常升高,故沸点:,B符合题意;
C.非金属性:,则氢化物稳定性:,C不符合题意;
D.非金属性:,则最高价氧化物对应水化物的酸性:,D不符合题意;
故选B。
【巩固提升2】(25-26高一下·陕西渭南·期末)铯位于元素周期表第六周期ⅠA族,下列对于铯的性质的推断正确的是
A.铯原子核外共有5个电子层,最外层电子数为1
B.铯不能从硫酸铜溶液中置换出金属铜
C.铯元素的金属性比钾弱
D.铯的最高价氧化物对应的水化物可使紫色石蕊溶液显红色
【答案】B
【解析】A.铯位于第六周期,周期序数等于原子核外电子层数,因此铯原子核外共有6个电子层,主族元素最外层电子数等于族序数,所以最外层电子数为1,A错误;
B.铯与钠属于同一主族,金属性极强,化学性质类似,因此投入硫酸铜溶液中会先与水反应生成氢氧化铯和氢气,后续氢氧化铯与硫酸铜发生复分解反应生成氢氧化铜沉淀,无法置换出铜单质,B正确;
C.同主族元素从上到下金属性逐渐增强,铯位于钾的下方,因此铯的金属性比钾强,C错误;
D.铯的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铯,属于强碱,可使紫色石蕊溶液显蓝色,D错误;
故答案选B。
知识点六 元素周期律
【知识复盘】
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
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
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
2.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如:金属性:Mg>Al、Ca>Mg,则碱性:Mg(OH)2>Al(OH)3、Ca(OH)2>Mg(OH)2,则Ca(OH)2>Al(OH)3(填“>”“<”或“=”)。
②推测未知元素的某些性质
如:已知Ca(OH)2微溶,Mg(OH)2难溶,可推知Be(OH)2难溶;再如:已知卤族元素的性质递变规律,可推知元素砹(At)应为有色固体,与氢难化合,HAt不稳定,水溶液呈酸性,AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近,如:Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方,如:F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找,如:Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【典例破题1】(25-26高一下·云南大理·期末)应用元素周期律的有关知识,可以推测我们不熟悉的一些元素的单质及其化合物的性质。下列推测正确的是
A.81号铊与铝同主族,则氢氧化铊能与氢氧化钠溶液反应
B.S与Se是同主族元素,则是稳定性比弱的气体
C.Si是半导体材料,Ge也是半导体材料,推测该族元素的单质都是半导体材料
D.氢氧化铍的碱性比氢氧化镁强
【答案】B
【解析】A.铊与铝同属第IIIA族,铝的氢氧化物Al(OH)3属于两性氢氧化物,能与NaOH反应,但铊位于铝的下方,金属性更强,其氢氧化物Tl(OH)3呈碱性,不与NaOH反应,A错误;
B. 硫与硒同属VIA族,同主族元素从上到下非金属性减弱,氢化物稳定性降低,H2Se的键能小于H2S,故H2Se稳定性更弱,且二者均为气体,B正确;
C.硅和锗同属第IVA族,硅、锗的单质均为半导体,但该族元素还包括碳、锡、铅,碳的单质如金刚石为绝缘体,石墨为导体,锡、铅为导体,C错误;
D.铍与镁同属IIA族,同主族从上到下金属性增强,最高价氧化物对应水化物的碱性增强,铍位于镁上方,金属性较弱,氢氧化铍的碱性弱于氢氧化镁,D错误;
故答案选B。
【易错提醒】
1.同周期左到右原子半径减小,金属性减弱、非金属性增强,别记反顺序。
2.同主族上到下原子半径增大,金属性增强、非金属性减弱。
3.最高正价一般等于主族序数,氧无最高正价、氟无正价。
4.气态氢化物越稳定,对应元素非金属性越强。
5.最高价氧化物水化物碱性越强,金属性越强;酸性越强,非金属性越强。
6.微粒半径:电子层数越多半径越大;层数相同,核电荷数越大半径越小。
7.元素性质相似不等于单质性质相似,如 N 非金属性强但氮气很稳定。
8.比较性质必须限定同周期或同主族,跨周期跨主族不能直接对比。
9.阳离子半径小于对应原子,阴离子半径大于对应原子。
10.得失电子能力只看最外层电子,与内层电子无关。
【巩固提升1】(25-26高一下·山东泰安·期末)关于元素周期律的下列叙述正确的是
A.除0族元素外,短周期元素的最高正化合价在数值上都等于该元素原子的最外层电子数
B.已知稳定性:,则可以证明元素得电子能力:
C.在金属元素与非金属元素交界处寻找用于制造半导体材料的元素
D.同周期的ⅡA族元素和ⅢA族元素的原子序数只相差1
【答案】C
【解析】A.短周期中O元素没有最高正化合价、F元素没有正化合价,二者最高正价数值不等于最外层电子数,因此除0族外短周期元素的最高正价并非都等于最外层电子数,A错误;
B.元素得电子能力越强,非金属性越强,对应简单气态氢化物的稳定性越强,已知稳定性,证明得电子能力,B错误;
C.金属元素与非金属元素交界处的元素兼具一定的金属性和非金属性,可用于制造半导体材料,C正确;
D.同周期IIA族和IIIA族元素,第二、三周期原子序数相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25,并非只相差1,D错误;
故答案选C。
【巩固提升2】(25-26高一下·湖北十堰·期末)丹江口水库是南水北调中线核心水源地,保护库区水质需严控氮、磷元素排放。下列关于N、P元素性质比较,错误的是
A.非金属性:
B.简单氢化物稳定性:
C.最高价氧化物对应水化物酸性:
D.原子半径:
【答案】C
【解析】A.同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,N和P同属第VA族,N位于第二周期、P位于第三周期,因此非金属性,A正确;
B.元素非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,由于非金属性,因此简单氢化物稳定性,B正确;
C.元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,由于非金属性,因此酸性,C错误;
D.同主族元素从上到下电子层数增多,原子半径逐渐增大,P的电子层数比N多,因此原子半径,D正确;
故答案为C。
1.(25-26高一下·浙江宁波·期末)某分子结构如图所示,其中Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素。Q是宇宙中含量最多的元素,R的某些同位素可用于考古研究文物年代测定,X与Z位于同一主族。下列说法正确的是
A.原子半径:Y>Z
B.R元素的单质不与任何酸或碱反应
C.用1个Cl原子取代1个Q原子,可得到2种不同的结构
D.热稳定性:X的氢化物>W的氢化物
【答案】C
【解析】A.同周期主族元素从左到右原子半径减小,同主族从上到下原子半径增大,原子半径,即,A错误;
B.R为,碳单质可与浓硫酸、浓硝酸等酸在一定条件下反应,B错误;
C.该分子中等效氢共2种(与O相连的C上的氢、与N相连的C上的氢),故1个取代1个只能得到2种结构,C正确;
D.X的氢化物包括和,热稳定性弱于,未指明最简单氢化物,结论不成立,D错误;
故答案选C。
2.(25-26高一下·浙江湖州·期末)X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素,其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Q>Y
B.化合物R(YX)2是强碱
C.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐
D.Y与X或者M都可以形成具有漂白性的物质
【答案】A
【解析】A.Q的简单离子为,Y的简单离子为,二者核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径,即,A错误;
B.为,溶解的部分在水溶液中完全电离,属于强碱,B正确;
C.H、O、N三种元素可组成酸(如)、碱(如)、盐(如),C正确;
D.O和H形成的具有漂白性,O和Cl形成的等物质也具有漂白性,D正确;
故答案选A。
3.(25-26高一下·江苏徐州·期末)近年来,我国在材料、能源、航天等领域取得多项突破,下列说法正确的是
A.应用于5G基站的AlN陶瓷天线属于金属材料
B.中国空间站实现模拟光合作用再生O2的过程是化学变化
C.中国“人造太阳”核聚变涉及的和互为同素异形体
D.神舟二十三号载人飞船使用的光导纤维的主要成分是晶体硅
【答案】B
【解析】A.AlN陶瓷属于新型无机非金属材料,不属于金属材料,A错误;
B.模拟光合作用再生的过程,有氧气这种新物质生成,是化学变化,B正确;
C.和是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同核素,二者互为同位素;而同素异形体是同种元素形成的不同单质的互称,C错误;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,晶体硅是半导体材料,常用于制作芯片、太阳能电池板等,D错误;
故答案选B。
4.(25-26高一下·湖北十堰·期末)已知短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,X的最简单氢化物是天然气主要成分,Y是地壳中含量最高的元素,Z的单质常温下为银白色金属,W的单质可用于杀菌消毒。下列说法正确的是
A.简单气态氢化物稳定性:
B.原子半径:
C.Z与Y形成的化合物均为碱性氧化物
D.W的最高价氧化物对应水化物为强酸
【答案】D
【解析】A.非金属性越强,简单气态氢化物稳定性越强,非金属性,故稳定性:,A错误;
B.电子层越多原子半径越大,同周期主族元素从左到右原子半径减小,故原子半径顺序为:,B错误;
C.若为,其与形成的不是碱性氧化物,若为,是两性氧化物,C错误;
D.的最高价氧化物对应水化物为高氯酸(),是典型强酸,D正确;
故选D。
5.(25-26高一下·江苏宿迁·期末)中和胃酸药物“达喜”的有效成分为。下列说法正确的是
A.原子半径: B.碱性强弱:
C.沸点: D.非金属性:
【答案】B
【解析】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,Mg和Al为第三周期相邻元素,Mg位于Al左侧,故,A错误;
B.元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,金属性,故碱性,B正确;
C.分子间存在氢键,常温下为液态,常温下为气态,故沸点,C错误;
D.同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,C和O为第二周期相邻元素,O位于C右侧,故非金属性,D错误;
故选B。
6.(25-26高一下·浙江台州·期末)X、Y、Z为原子序数依次增大的不同短周期主族元素,Y与Z同族,Z最高价氧化物的水化物为强酸,下列说法不正确的是
A.原子半径:
B.Y和Z形成的化合物中Y显负价
C.化合物XY的水溶液应存放在细口玻璃瓶中
D.最低价氢化物的稳定性:Z<Y
【答案】C
【解析】A.同主族元素原子半径随周期数增大而增大,且H是原子半径最小的元素,故原子半径,A正确;
B.同主族元素从上到下非金属性减弱,Y的非金属性强于Z,二者形成化合物时共用电子对偏向非金属性更强的Y,Y显负价,B正确;
C.若Y为F,则XY为HF,HF水溶液可与玻璃主要成分反应:,不能存放在玻璃瓶中,C错误;
D.非金属性越强,最低价氢化物稳定性越强,非金属性,故最低价氢化物稳定性,D正确;
答案选C。
7.(25-26高一下·浙江宁波·期末)W、X、Y、Z代表四种短周期主族元素,其相对位置如下表所示。已知W的原子核外只有1个电子,Y的单质在空气中含量最多,Z的离子半径在同周期中最小。下列说法不正确的是
A.原子半径: B.W与X形成的化合物可能是固态
C.X和Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 D.Z的氧化物是两性氧化物
【答案】C
【解析】A.同周期主族元素原子半径从左到右递减,故原子半径,Al比C多一个电子层,半径大于C,因此原子半径,即,A正确;
B.W(H)与X(C)形成的化合物为烃类,碳原子数较多的烃为固态(如石蜡),因此可能是固态,B正确;
C.X(C)的最高价氧化物对应水化物为,属于弱酸;Z(Al)的最高价氧化物对应水化物为,是两性氢氧化物,不属于强酸,C错误;
D.Z(Al)的氧化物为,既能与强酸反应生成盐和水,又能与强碱反应生成盐和水,属于两性氧化物,D正确;
故选C。
8.(25-26高一下·山东·期末)元素周期表反映元素之间的内在联系,是学习元素及其化合物的一种重要工具。
I.下表中①~⑦均为短周期元素,其原子半径及主要化合价关系如下:
元素代号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
原子半径/nm
0.074
0.071
0.077
0.102
0.099
0.143
0.186
最高正化合价或最低负化合价
-2
-1
+4、-4
+6、-2
+7、-1
+3
+1
(1)③的最高价氧化物的化学式为___________,①与氢原子形成的18电子微粒的结构式为___________。
(2)②④⑥形成的简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
(3)下列能够作为元素④与⑤的非金属性强弱比较的依据有___________(填序号)。
A.阴离子还原性:④<⑤
B.简单气态氢化物的稳定性:④<⑤
C.最高价氧化物的水化物的酸性:④<⑤
II.“对角线规则”是指元素周期表中处于对角线位置(左上与右下)的元素性质相似的现象。
(4)从“对角线规则”角度分析,写出Be(OH)2和NaOH溶液反应的离子方程式___________。
III.硒(34Se)是人体必需微量元素,有抗氧化、增强免疫力等作用。
(5)硒在元素周期表中的位置:___________。
(6)还原剂N2H4可将H2SeO3还原为Se,同时有N2生成,该反应的化学方程式为___________。
【答案】(1)CO2 H-O-O-H
(2)
(3)BC
(4)或
(5)第四周期VIA族
(6)
【解析】(1)③为,最高价为,最高价氧化物化学式为;
①与形成的18电子微粒为,结构式为。
(2)②形成、④形成、⑥形成;离子半径规律: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,因此半径顺序为。
(3)非金属性越强,对应阴离子还原性越弱、气态氢化物越稳定、最高价氧化物水化物酸性越强。
A.非金属性强于,还原性:,A错误;
B.简单氢化物越稳定,元素非金属性越强,即稳定性 可以说明非金属性,B正确;
C.最高价氧化物的水化物的酸性越强,元素非金属性越强,即酸性 可以说明非金属性,C正确;
故选BC。
(4)根据对角线规则,性质与相似,与反应生成偏铍酸钠和水(或生成四羟基合铍酸钠),离子方程式为 或。
(5)34号在元素周期表中的位置是第四周期第ⅥA族。
(6)将还原为,自身被氧化为,配平后化学方程式为 。
9.(25-26高一下·四川巴中·期末)如图为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑥在表中的位置,回答下列问题。
ⅠA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
3
③
④
⑥
⑤
(1)③的原子结构示意图为___________。
(2)简单气态氢化物的稳定性:②___________⑥(填“>”或“<”),⑤和⑥的简单离子半径大小顺序是___________(填离子符号)。
(3)①②③⑥可组成强酸酸式盐,其与溶液恰好完全沉淀的离子方程式为:___________。
(4)W是第四周期与②同主族的元素。据此推测W不可能具有的性质是___________(填字母)。
A.在化合物中最高正化合价为
B.单质可以与气体反应并置换出单质S
C.最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱
D.单质在常温下可与氢气化合
(5)④单质与③的最高价氧化物的水化物是家庭厨卫管道疏通剂的主要成分,疏通管道时发生反应的化学方程式是___________。
(6)③单质着火不能用二氧化碳灭火器扑灭,其原因之一是钠的燃烧产物会与二氧化碳反应放出大量热,请用化学反应方程式表示___________。
【答案】(1)
(2) > S2->Cl-
(3)
(4)BD
(5)2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
(6)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
【解析】(1)③为Na,其原子结构示意图为:;
(2)同一主族,从上到下,元素的非金属性减弱,气态氢化物的稳定性减弱,②为O、⑥为S,气态氢化物的稳定性:H2O>H2S;⑤为Cl、⑥为S,简单离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,离子半径:S2->Cl-;
(3)①为H、②为O、③为Na、⑥为S,组成强酸酸式盐为NaHSO4,其与溶液恰好完全沉淀生成BaSO4、NaOH和水,离子方程式为;
(4)W是第四周期与②同主族的元素,则W是Se。
A.Se最外层电子数为6,则在化合物中最高正化合价为+6价,A不符合题意;
B.同主族元素从上到下,非金属性依次减弱,则单质Se不能与H2S气体发生置换反应,B符合题意;
C.同主族元素从上到下,最高价含氧酸的酸性依次减弱,则Se的最高价氧化物对应的水化物的酸性比硫酸弱,C不符合题意;
D.常温下O2不能与H2化合,同主族其他单质在常温下更不能与H2化合,D符合题意;
故答案为BD;
(5)Al单质与Na的最高价氧化物的水化物NaOH发生反应生成Na[Al(OH)4]和氢气,化学方程式是:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑;
(6)钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
10.(25-26高一下·山东日照·期末)短周期元素X、Y、Z、W、Q、R的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图,元素X的原子半径最小。
回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置为___________,Z的阳离子的结构示意图为___________。
(2)Y、Z、W的原子半径由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(3)Z、W的最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的离子方程式为___________。
(4)下列事实不能说明R的非金属性强于Q的是___________(填标号)。
A.最高价氧化物对应水化物的酸性:R>Q B.单质的熔沸点:R<Q
C.单质的氧化性:R>Q D.气态氢化物的稳定性:R>Q
(5)X、Y组成的一种化合物在碱性条件下可将氧化为,反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)第三周期第ⅢA族
(2)Na>Al>O
(3)Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-
(4)B
(5)2CrO+ 3H2O2 + 2OH⁻ = 2CrO+ 4H2O
【解析】(1)由分析可知,W为Al,是13号元素,其核外电子排布为:2,8,3,故W在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族,Z为Na,是11号元素,则Z的阳离子即Na+的结构示意图为:;
(2)由分析可知,Y为O、Z为Na、W为Al,根据同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大可知,Y、Z、W的原子半径由大到小的顺序为Na>Al>O;
(3)由分析可知,Z为Na、W为Al,Z、W的最高价氧化物对应的水化物即NaOH和Al(OH)3之间相互反应的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;
(4)A.已知元素最高价氧化物对应水化物的酸性与元素的非金属性一致,故最高价氧化物对应水化物的酸性:R>Q能够说明R的非金属性强于Q,A不合题意;
B.单质的熔沸点为物理性质,而非金属性为化学性质,二者无必然联系,即单质的熔沸点:R<Q不能说明R、Q的非金属性强弱,B符合题意;
C.非金属单质的氧化性与其非金属性一致,故单质的氧化性:R>Q能够说明R的非金属性强于Q,C不合题意;
D.非金属简单气态氢化物的稳定性与其非金属性一致,气态氢化物的稳定性:R>Q能够说明R的非金属性强于Q,D不合题意;
故答案为:B;
(5)由分析可知,X为H、Y为O,X、Y组成的一种化合物H2O2具有强氧化性,在碱性条件下可将氧化为,反应的离子方程式为2CrO+ 3H2O2 + 2OH⁻ = 2CrO+ 4H2O。
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