专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用（重难点讲义）化学鲁科版选择性必修2

专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用 1.厘清原子结构、元素在周期表中的位置、元素性质三者内在逻辑联系，熟练掌握原子半径、电离能、电负性、金属性与非金属性等周期性递变规律；能结合核外电子排布、轨道特征、电离能突变信息进行元素判断，会运用周期律比较微粒性质、解释性质反常现象，规范书写价电子排布式、轨道表示式，建立周期律综合应用的知识框架。 2.在元素推导、数据图表分析、性质比较、原因阐释的问题情境中，经历证据收集、逻辑推理、模型建构的过程；通过变式综合训练，学会区分一般递变规律与特例，掌握从微观电子结构解释宏观元素性质的思路，发展证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 3.感受元素周期律揭示物质内在规律的科学价值，体会理论对元素研究、新材料研发的指导作用；在辨析规律特例、严谨推导论证的过程中，养成求实严谨、辩证思考的科学态度，认同结构决定性质这一核心化学观念。 一、原子结构基础​ 1.构成粒子：原子由质子（带正电）、中子（不带电）、电子（带负电）构成，其中质子和中子集中在原子核内，电子在核外分层排布。​ 2.数量关系：质子数 = 核电荷数 = 原子序数 = 核外电子数（原子呈电中性）；中子数 = 质量数 - 质子数。 3.原子结构示意图：小圆圈代表原子核，圈内数字为核电荷数（质子数），弧线代表电子层，弧线上数字为该层电子数，需明确各电子层最多容纳电子数（如第一层最多 2 个，第二层最多 8 个）。​ 二、元素周期律核心内容​ 1.变化依据：本质是核外电子排布的周期性变化，随原子序数递增呈现规律变化。​ 2.具体性质变化规律：​ （1）微粒半径：先看电子层数，层数越大半径越大；电子层相同时，核电荷数越大，吸引电子能力越强，半径越小；电子层、核电荷数均相同，电子数越多半径越大。阴离子＞对应原子＞阳离子；同电子层结构离子，核电荷数越大半径越小。 （2）第一电离能：同周期总体呈增大趋势；特例：ⅡA＞ⅢA、ⅤA＞ⅥA，根源是全满、半满的稳定价电子结构；同主族从上至下第一电离能逐渐减小；电离能突变点对应失去内层电子，可判断最外层电子数目。 （3）电负性：描述原子吸引成键电子的能力；同周期递增、同主族递减，F 电负性最大；电负性差值可判断键型：差值大一般形成离子键，差值小一般形成共价键。 （4）金属性、非金属性： ①同周期左→右，金属性减弱、非金属性增强； ②同主族上→下，金属性增强、非金属性减弱； ③金属性：最高价氧化物水化物碱性强弱为判据； ④非金属性：简单氢化物稳定性、最高价含氧酸酸性强弱为判据（F无正价、O一般无最高正价）。 3.价电子排布与周期分区（鲁科版必考） （1）s区、p区、d区、ds区、f区，分区由最后填入电子的轨道决定； （2）s区：ns1-2；p区：ns2np1-6；d区：(n−1)d1-9ns1-2；ds区：(n−1)d10ns1-2。 （3）分区可以快速预判元素性质。 三、元素“位”“构”“性”的关系及其应用 1.元素“位”“构”“性”的关系 元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。 2．三者的推断关系 （1）结构与位置的互推 ①明确四个关系式 a．电子层数＝周期序数。 b．质子数＝原子序数。 c．最外层电子数＝主族序数。 d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。 最低负价＝－|8－最外层电子数|。 ②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律 a．各周期所能容纳元素种数。 b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系。 （2）性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括： ①元素的金属性、非金属性。 ②气态氢化物的稳定性。 ③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ④金属与H2O或酸反应的难易程度。 （3）结构和性质的互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 四、元素推断常用技巧 1.元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 （1）结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 （2）利用常见元素及其化合物的特征 ①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。 ③地壳中含量最多的元素：O。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。 ⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑩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。 （3）利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同,与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 （4）由基态原子的价电子排布式给元素定位。 ①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝价电子数 ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2,族序数=ns能级上的电子数。 五、易错辨析 1.第一电离能高，不一定非金属性强（如I1(N)＞I1(O)，但O非金属性强于N）；电离能是原子失去电子难易，非金属性是得电子能力，二者本质不同。 2.氢键仅影响熔沸点、溶解性，不影响氢化物热稳定性；氢化物稳定性由H−X共价键键能决定，属于周期律范畴。 3.注意限定条件：短周期、主族、前20号；过渡元素不满足“最外层电子数=主族序数”。 4.解释反常性质，落脚点必须回到价电子排布（全满、半满稳定），是本专题答题采分点。 题型01基于价电子排布，利用周期律比较微粒性质并解释反常 【典例】（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）现有四种元素的基态原子的核外电子排布式如下：①；②；③；④。下列说法错误的是 A．电负性：②>①>④>③ B．原子半径：③>④>①>② C．简单气态氢化物的稳定性：①>②>③>④ D．第一电离能：①>②>④>③ 【答案】C 【分析】根据电子排布式，推出元素①-④分别为N、O、Si、P； 【解析】A．同主族从上到下，电负性逐渐减小，同周期从左向右电负性逐渐增大(稀有气体除外)，因此电负性大小顺序是②＞①＞④＞③，故A正确；B．同周期从左向右原子半径依次减小，同主族从上到下原子半径增大，原子半径大小顺序是③＞④＞①＞②，故B正确；C．非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性强弱顺序是O＞N＞P＞Si，简单气态氢化物的稳定性：②>①>④>③，故C错误；D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N、P的p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：①>②>④>③，故D正确；故选C。 【变式1】（25-26高二上·山东滕州·阶段检测）四种元素的基态原子的电子排布式如下：下列说法中正确的是 ①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。 A．原子半径：④>③>②>① B．最高正化合价：④>①>③=② C．电负性：④>③>②>① D．第一电离能：④>③>②>① 【答案】D 【分析】由四种元素基态原子电子排布式可知，①是16号元素S；②是15号元素P；③是7号元素N；④是9号元素F。 【解析】A．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径：，，电子层越多原子半径越大，故原子半径：②>①>③>④，A错误；B．主族元素中最高正化合价等于原子最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①>③=②，B错误；C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，所以电负性：，，N元素非金属性比S元素强，所以电负性：，故电负性：④>③>①>②，C错误；D．一般规律：非金属性越强，第一电离能越大，P元素原子的3p轨道为较稳定的半充满状态，第一电离能高于同周期相邻元素，则P元素原子的第一电离能大于S元素，因此第一电离能：④>③>②>①，D正确；答案选D。 【变式2】（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2；②1s22s22p2；③[Ne]3s2。则下列说法中正确的是 A．三种元素均为金属元素 B．最高正化合价：①=②=③ C．原子半径：③＞②＞① D．第一电离能：②＞①＞③ 【答案】D 【分析】三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2；②1s22s22p2；③[Ne]3s2，则①为Be，②为C，③为Mg； 【解析】A．由分析，②为C，C是非金属元素，A错误；B．C的最高正化合价为+4价，Be和Mg最高正化合价为+2价，三种元素最高正化合价不相等，B错误；C．原子核外电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，故原子半径③＞①＞②，C错误；D．Be、Mg是金属元素，第一电离能都小于C，Mg的金属性大于Be，第一电离能更小，故第一电离能：②＞①＞③，D正确；本题选D。 题型02 电离能、电负性图表数据分析与原因解释 【典例】（25-26高二上·山东菏泽·期末）元素a～i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是 A．b和i同主族 B．金属性：g>h>i C．简单离子半径：e>d>g D．化合物中键的极性： 【答案】B 【分析】同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大，0族元素的第一电离能在同周期中最大，可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。 【解析】A．b为C、 i为Al，两者不属于同主族，A项错误；B．Na、Mg、Al属于同周期，从左到右金属性依次减弱，B项正确；C．三种离子分别为O2-、F-、Na+，三者电子层数相同，电子层数相同的离子核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径：O2->F->Na+，C项错误；D．对应的化合物分别为，电负性：Cl>C>B，电负性差值越大，键的极性越大，故化合物中键的极性：，D项错误；答案选B。 【变式1】（25-26高二上·山东泰安·期末）已知X、Y是主族元素，表中数据-为逐级电离能(单位)。下列说法错误的是 元素 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 A．元素X的最高正价是+1价 B．元素Y是ⅢA族元素 C．单质X具有还原性 D．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应 【答案】D 【解析】A．X的远小于，说明X最外层只有1个电子，属于第ⅠA族，最高正价为价，A正确；B．Y的远小于，说明Y最外层有3个电子，属于第ⅢA族，B正确；C．X第一电离能小，易失电子，单质具有还原性，C正确；D．若Y处于第3周期，则为铝（Al），其单质因表面氧化膜不与冷水剧烈反应，D错误；故选D。 【变式2】（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）如图是11～17号元素某些性质的变化趋势图，下列说法正确的是    A．y轴表示的可能是第一电离能 B．y轴表示的可能是元素的最低负价 C．y轴表示的可能是原子半径 D．y轴表示的可能是电负性 【答案】D 【解析】A．第三周期P最外层电子为半充满结构，较为稳定，P的第一电离能大于S，故A不符合题意；B．金属元素没有负价，非金属元素从左至右最低负价逐渐降低，故B不符合题意；C．同周期元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，故C不符合题意；D．同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，故D符合题意；故选D。 题型03 周期表局部位置图，综合推断+多维度性质对比 【典例】（25-26高二下·四川广安·阶段检测）短周期主族元素W、X、Y、Z，它们在周期表中位置如图所示，X的一种氧化物是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。下列说法正确的是 X Y W Z A．简单氢化物的稳定性： B．Y与W可以形成一种耐高温的材料 C．Z的氧化物的水化物是一种强酸 D．原子半径： 【答案】B 【分析】首先推断元素：X的红棕色有毒氧化物为，故X为N；结合周期表位置可得Y为O，W为Si，Z为Cl。 【解析】A．非金属性越强简单氢化物越稳定，非金属性，故简单氢化物稳定性，即，A错误；B．Y为O、W为Si，二者形成的熔点极高，属于耐高温材料，B正确；C．Z为Cl，但其部分氧化物的水化物为弱酸，如，选项未限定最高价，C错误；D．同周期原子半径从左到右递减，同主族从上到下递增，故原子半径顺序为，即，D错误；故选B。 【变式1】（25-26高二下·北京·期中）X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示，X原子最外层有5个电子。下列说法正确的是 X Y Z W A．电负性：Y>Z B．还原性： C．离子半径： D．氢化物的稳定性： 【答案】C 【分析】X原子最外层有5个电子，结合周期表位置可知X为第二周期第ⅤA族的N元素，因此Y为P元素，Z为S元素，W为Cl元素； 【解析】A．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，电负性S>P即Z>Y，A错误；B．非金属性越强，对应简单阴离子还原性越弱，非金属性Cl>S，故还原性，即，B错误；C．电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，和核外电子排布相同，核电荷数Cl>S，故离子半径即，C正确；D．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性S>P，故稳定性，即，D错误；答案选C。 【变式2】（25-26高二下·广东佛山·期中）短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置如下。Y的第一电离能大于相邻元素，其基态原子中存在未成对电子。下列说法正确的是 X Y Z W A．电负性：Y>Z B．简单氢化物的沸点：W>Z C．的空间结构为平面三角形 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W 【答案】C 【分析】据短周期元素的位置关系，X、Y、Z位于第二周期，W位于第三周期且是Z的同主族下一周期元素。Y的第一电离能大于相邻元素，且基态存在未成对电子：第二周期中第一电离能反常大于相邻元素的是ⅡA族Be、ⅤA族N，其中Be的电子排布为，无未成对电子，不符合条件，因此Y是N；进而推出X为C、Z为O、W为S。 【解析】A．Y为，Z为，同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大，故电负性，即，A错误；B．Z的简单氢化物为，分子间存在氢键，W的简单氢化物为，无氢键，故沸点，即，B错误；C．为，中心原子价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面三角形，C正确；D．X的最高价氧化物对应水化物为，属于弱酸，W的为，属于强酸，故酸性，D错误；故选C。 题型04 周期律在物质结构、化学键、化合物性质中的综合应用 【典例】（25-26高二上·山东省潍·阶段检测）已知X、Y是短周期的两种元素，下表中由条件得出的结论一定正确的是 选项 条件 结论 A 若原子半径： 原子序数： B 若常见化合物中Y显负价 元素的电负性： C 若元素原子的价层电子数： 元素的最高正化合价： D 若X、Y原子最外层电子数分别为1、7 元素的第一电离能： 【答案】B 【解析】A．若X、Y位于同周期时，原子半径X＞Y，则原子序数X＜Y；X、Y不同周期时，原子半径X＞Y时，原子序数X＞Y，A错误；B．化合物XnYm中Y显负价，说明得电子能力：X＜Y，则电负性：X＜Y，B正确；C．F元素的价电子数大于N的价电子数，但F没有正价，C错误；D．若X、Y原子最外层电子数分别为1、7，X为K元素，Y为F元素时，K的原子半径大于F，则第一电离能K＜F，D错误；答案选B。 【变式1】（25-26高二下·山东淄博·阶段检测）M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素，基态X原子2p能级上有2个未成对电子，Y元素原子的价电子数是W的两倍，由五种元素组成某电极材料的结构如图所示。下列说法错误的是 A．电极材料的结构中存在配位键 B．简单氢化物沸点：X<Y C．第一电离能：W<X<Y D．单质的氧化性：Z<Y 【答案】D 【分析】根据题意可知X为第二周期元素，因为题中五种元素均在同一周期，所以M为Li元素，根据结构图可知X为C，Y为O，因为Y元素原子的价电子数是W的两倍，所以W为B，Z为F。 【解析】A．W为B，最外层仅有3个电子，形成四个共价键，有一个为配位键，A正确；B．X的简单氢化物为CH4，Y的简单氢化物为H2O，简单氢化物沸点：C<O，B正确；C．同一周期，除第ⅡA族和第ⅤA族以外第一电离能随原子序数增大而增大，第一电离能B<C<O，C正确；D．同一周期非金属单质氧化性随原子序数增大而增大，O<F，D错误；故选D。 【变式2】（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）某种离子液体的阴离子结构如图，Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期，下列说法正确的是 A．单质与氢气反应剧烈程度：X>Q B．Q和W形成的化合物中W为最高正价 C．所有原子最外层都满足8电子稳定结构 D．简单氢化物沸点：W>Q>X>Y 【答案】D 【分析】Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，则基态Q原子的核外电子排布式为1s22s22p5，Q是氟元素。Z与其他元素不在同一周期且Z所连的共价键个数为6，Z是硫元素。其他元素利用半径大小与共价键个数可以依次得出，W是氧元素、X是氮元素、Y是碳元素。 【解析】A．元素的非金属性越强，单质与氢气反应越剧烈，由强到弱的顺序为F>N，A错误；B．Q是氟元素，W是氧元素，氟的电负性比氧强，二者形成的化合物中氧元素显正价，如OF2，但不是最高正价，B错误；C．由结构中各原子连接的共价键个数可知，S原子不满足8电子稳定结构，C错误；D．Q、W、X、Y简单氢化物分别是HF、H2O、NH3、CH4，沸点：H2O>HF>NH3> CH4，D正确；故选D。 【巩固训练】 1.（25-26高二上·山东泰安·阶段检测）下列各组中，两种基态原子一定位于同一主族的是 A．2p轨道只有1个未成对电子的原子与3p轨道只有1个未成对电子的原子 B．最外层均只有1个电子的两种原子 C．核外L层仅有2个电子的原子与核外M层仅有2个电子的原子 D．核外电子排布为1s2的原子与核外电子排布为1s22s2的原子 【答案】C 【解析】A．p轨道有1个未成对电子时，p能级电子数为1或5。2p轨道符合条件的原子可以是ⅢA族的（），也可以是ⅦA族的（）；同理3p轨道符合条件的可以是ⅢA族的（）、ⅦA族的（），两种原子不一定同主族，A不符合题意；B．最外层只有1个电子的原子，可能是ⅠA族的主族元素，也可能是ⅠB族的过渡元素（如最外层为1个电子，属于副族），两种原子不一定同主族，B不符合题意；C．L层（第二层）仅有2个电子，说明K层已排满，对应原子为第ⅡA族的；M层（第三层）仅有2个电子，说明K、L层都已排满，对应原子为第ⅡA族的，二者一定位于同一主族，C符合题意；D．核外电子排布为的原子为氦（He，0族），核外电子排布为的原子为铍（Be，IIA族），二者不属于同一主族，D不符合题意；故选C。 2．（25-26高二下·青海西宁·期中）某元素基态原子的电子排布式为。下列叙述正确的是 A．该元素位于元素周期表第三周期第ⅥA族 B．该元素的基态原子有6种不同运动状态的电子 C．该元素的基态原子中最高能级电子云轮廓为球形 D．该元素的基态原子有2种不同能量的电子 【答案】A 【解析】A．该元素为硫，核外电子层数为3，最外层电子数为6，因此位于元素周期表第三周期第ⅥA族，A正确；B．每个核外电子的运动状态均不相同，该元素基态原子核外共有16个电子，应有16种不同运动状态的电子，B错误；C．该元素基态原子的最高能级为3p能级，p能级电子云轮廓为哑铃形，仅s能级电子云轮廓为球形，C错误；D．该基态原子的电子分布在1s、2s、2p、3s、3p共5个不同能级，因此有5种不同能量的电子，D错误；故答案选A。 3．（25-26高二下·吉林松原·期中）硫(S)与氧元素同主族，下列关于硫及其基态原子的说法中正确的有 ①位于元素周期表第三周期 ⅥA 族  ②电子占据 9 个原子轨道  ③有 16 种不同运动状态的电子  ④电子占据 9 个能级 ⑤电子占据的最高能级符号是 3p ⑥价电子排布式为3s23p4 A．3 项 B．4 项 C．5 项 D．6 项 【答案】C 【分析】基态硫原子的核电荷数为16，核外电子排布式为，电子层数为3，最外层电子数为6，1s、2s、2p、3s能级均全满，3p能级填充4个电子，占据3个p轨道。 【解析】①硫原子电子层数为3，最外层有6个电子，位于元素周期表第三周期VIA族，①正确；②1s、2s、3s能级各有1个原子轨道，2p、3p能级各有3个原子轨道，3p能级的4个电子优先分占不同轨道，故3p能级占据3个轨道，总轨道数为1+1+3+1+3=9，②正确；③原子核外每个电子的运动状态均不相同，硫原子核外共有16个电子，故有16种不同运动状态的电子，③正确；④基态硫原子电子占据的能级为1s、2s、2p、3s、3p，共5个能级，④错误；⑤基态硫原子电子占据的最高能层为第三能层，最高能级为3p，⑤正确；⑥硫为主族元素，价电子为最外层电子，排布式为，⑥正确；正确的表述共有5项。 故选C。 4．（25-26高二下·山东济宁·阶段检测）已知W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与具有相同的电子层排布且半径稍大，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3：2，X与Z同主族，Z的价电子排布式为。下列说法错误的是 A．与W生成的简单气态化合物的热稳定性： B．Y、Z、R的第一电离能： C．X、Z、R的原子半径： D．X、Z、R的电负性： 【答案】C 【分析】W元素的一种离子与具有相同的电子层排布且半径稍大，则W为H，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3：2，则X为O，Y为Si，X与Z同主族，Z的价电子排布式为，则Z为S，R为Cl。 【解析】A．非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，非金属性O＞S，因此与W生成的气态化合物的热稳定性，故A正确；B．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，因此Y、Z、R的第一电离能，故B正确；C．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则X、Z、R的原子半径，故C错误；D．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此X、Z、R的电负性，故D正确；故选C。 5.（25-26高二上·山东济南·期末）氟磷酸钒钠［］是制作化学动力电池的一种新型材料。下列说法错误的是 A．电负性： B．同周期中第一电离能大于P的元素有2种 C．原子核外电子由基态跃迁至激发态时，发出黄色的光 D．基态V原子的价电子轨道表示式： 【答案】C 【解析】A．非金属性F＞O＞P，电负性：F＞O＞P，A正确；B．同周期元素从左向右，第一电离能呈增大趋势，但基态P原子的3p轨道为半充满稳定结构，其第一电离能大于同周期相邻元素，因此同周期中第一电离能大于P的元素有2种，分别是Cl、Ar，B正确；C．原子核外电子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，Na原子核外电子由激发态跃迁至基态时，发出黄色的光，C错误；D．基态V原子价电子为3d34s2，轨道表示式为，D正确；故选C。 6.（25-26高二下·山东青岛·期末）中科院张青莲院士主持测定了的相对原子质量。下列说法正确的是 A．In位于第六周期ⅢA族 B．与的物理、化学性质均相同 C．碱性： D．基态原子In的电子填充了11种不同能量的轨道 【答案】D 【解析】A．In原子序数为49，基态电子排布为，最高能层为第5层，位于第五周期ⅢA族，A错误；B．与互为同位素，化学性质几乎完全相同，但质量数不同，物理性质存在差异，B错误；C．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，金属性，金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，故碱性，C错误；D．基态In的电子占据的能级按能量从低到高依次为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p，同一能级能量相同，共11种不同能量的轨道，D正确；故选D。 7．（25-26高二下·广东·期中）下列有关原子的结构与性质说法中，正确的是 A．氮原子的电子排布式由释放能量产生发射光谱 B．基态O原子的核外电子的空间运动状态有8种 C．微粒半径大小： D．熔点由高到低： 【答案】C 【解析】A．氮原子从基态跃迁到高能级激发态需要吸收能量，产生吸收光谱，而非释放能量产生发射光谱，A错误；B．核外电子的空间运动状态等于电子占据的轨道数，基态O原子电子占据1s、2s、2p共1+1+3=5个轨道，空间运动状态有5种，B错误；C．离子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；有3个电子层，半径最大，、、有2个电子层，核外电子排布相同，核电荷数，故半径，C正确；D．、、均为离子晶体，阳离子电荷越高，晶格能越大，熔点越高，阳离子电荷数，故熔点顺序为，D错误；故选C。 8．（25-26高二下·新疆喀什·期中）下列性质比较中，不能用元素周期律解释的是 A．第一电离能： B．电负性： C．酸性： D．原子半径： 【答案】A 【解析】A．同周期元素第一电离能随原子序数增大总体呈增大趋势，按元素周期律一般规律应为，实际是因为N原子2p轨道半充满的稳定结构，属于洪特规则特例，不能用元素周期律解释，A正确；B．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性，能用元素周期律解释，B错误；C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，同周期从左到右非金属性，故酸性，能用元素周期律解释，C错误；D．同周期元素从左到右核电荷数增大，对核外电子吸引能力增强，原子半径逐渐减小，故原子半径，能用元素周期律解释，D错误；故选A。 9．（25-26高二下·新疆乌鲁木齐·期中）元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为“对角线规则”。则下列叙述错误的是 A．Li在N2中燃烧生成Li3N B．Li在空气中燃烧生成Li2O2 C．Be(OH)2既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液 D．硼酸钠溶液呈碱性 【答案】B 【解析】A．Mg可在中燃烧生成，类比得Li也可在中燃烧生成，A正确；B．Mg在空气中燃烧只能生成，类比得Li在空气中燃烧只能生成普通氧化物，B错误；C．是两性氢氧化物，既能溶于强酸又能溶于强碱，类比得也为两性氢氧化物，C正确；D．硅酸是弱酸，硅酸钠（强碱弱酸盐）溶液呈碱性；类比得硼酸为弱酸，硼酸钠属于强碱弱酸盐，水解使溶液呈碱性，D正确；故选B。 10．（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）北宋卷轴画《千里江山图》，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、砗磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、氮、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 （1）Zn属于元素周期表中的____区；基态的价层电子的轨道表示式为____；（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有____种，电子占据的最高能级原子轨道形状是______形。电负性关系S____As（填“>”或“<”）。 （3）下列N原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是____（填序号）。 A． B． C． D． （4）Cu的第二电离能(Cu)___Zn的第二电离能(Zn)（填“>”或“<”），理由是__________________________。 （5）下列有关说法不正确的是____ A．与砷原子未成对电子数相同的同周期元素有3种 B．的价层电子排布式为 C．铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族 D．第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有3种元素 【答案】（1）ds （2）9 哑铃 > （3）D （4）> 的价电子排布式为的价电子排布为的3d轨道处于全充满状态，更稳定 （5）AB 【解析】（1）Zn的核外电子排布为，属于元素周期表中的ds区；Ti的基态价层电子排布为，失去2个电子形成时优先失去4s电子，因此的价层电子排布为，2个电子分别占据在2个3d轨道且自旋平行，4s轨道无电子，则轨道表示式为。 （2）电子的空间运动状态即原子轨道数，基态S的电子排布为，占据的原子轨道为1s、2s、3个2p、3s、3个3p，故基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种；电子占据的最高能级为3p，p轨道的空间形状为哑铃（纺锤）形；元素周期表中，同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，故电负性S>P>As，即电负性关系S>As。 （3）N原子的核外电子排布为1s22s22p3，能量最低的排布方式为1s和2s轨道分别填充1对自旋相反的电子，2p的3个简并轨道各填充1个电子且自旋相同，3s轨道未填充电子，故选D。 （4）失去1个电子后Zn+的价电子排布式为3d104s1，失去1个电子后Cu+的价电子排布为3d10，此时Cu+的3d轨道处于全充满状态，更稳定，难失去电子，故锌的第二电离能(I2)小于铜的第二电离能。 （5）A．As位于第四周期第VA族，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，未成对电子数为3，同周期未成对电子数为3的元素还有V（价电子排布为3d34s2）、Co（价电子排布为3d74s2），故与砷原子未成对电子数相同的同周期元素共2种，A错误；B．Fe是26号元素，基态核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，形成Fe2+时，失去的是最外层的电子，则Fe2+的价层电子排布式为3d6，B错误；C．结合选项B可知铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，C正确；D．同周期元素第一电离能从左到右逐渐增加，Be的核外电子排布为全充满稳定结构（1s22s2）、N的核外电子排布为半充满稳定结构（1s22s22p3），其第一电离能大于相邻元素，故介于B和N之间的元素是Be、C、O，共3种，D正确；故选AB。 【强化训练】 1．（25-26高二下·山东济宁·期末）下列有关原子结构或元素性质的说法正确的是 A．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 B．基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有2种 C．最外层电子数为1的元素都分布在s区 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 【答案】B 【解析】A．p能级的轨道数均为3，2p、3p、4p能级的轨道数相等，A错误；B．基态原子填充6个轨道时，前5个轨道为1s、2s、2p（共个）全充满，第6个为3s轨道，对应核外电子排布为的Na和的Mg，共2种元素，B正确；C．最外层电子数为1的元素不都在s区，如Cu价电子排布为，属于ds区，C错误；D．电负性越大元素非金属性越强，但第一电离能存在反常，例如O电负性大于N，但N的2p轨道半满更稳定，第一电离能，并非电负性大第一电离能就一定大，D错误；故选B。 2.（25-26高二上·山东·期末）白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，其主要成分为、、，还含有少量S、P、等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法错误的是 A．基态原子的简化电子排布式为： B．基态原子最高能级的轨道形状为哑铃形 C．电负性： D．S、P为p区元素，、为区元素 【答案】A 【解析】A．基态原子的简化电子排布式应为，选项给出的是价电子排布式，不是简化电子排布式，A错误；B．基态原子的核外电子最高能级为，能级的轨道形状为哑铃形，B正确；C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性，非金属元素电负性大于金属元素，故，因此电负性，C正确；D．、属于区元素，、属于区元素，D正确；故选A。 3．（25-26高二下·甘肃白银·期中）已知1～18号元素的离子、、、都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是 A．质子数： B．电负性： C．氢化物的稳定性： D．原子半径： 【答案】B 【分析】四种离子具有相同电子层结构，说明核外电子数相等，因此得关系：，推知质子数关系为，结合1~18号元素范围，可确定对应元素：为、为、为、为，然后逐一分析选项。 【解析】A．Y为O元素，质子数，Z为F元素，质子数，故，A错误；B．电负性的递变规律为同周期主族元素从左到右逐渐增大，同主族元素从上到下逐渐减小，四种元素电负性顺序为，即，B正确；C．非金属性，非金属性越强，对应简单氢化物的稳定性越强，故稳定性，即，C错误；D．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，和同属第三周期，位于左侧，故原子半径，即，D错误；故选B。 4．（25-26高二下·新疆喀什·期中）元素周期表中，有关对角线规则与元素性质的描述，正确的是 A．Li与性质相似，因此两者在空气中燃烧均只生成普通氧化物 B．与性质相似，既能溶于强酸也能溶于强碱 C．B与Si性质相似，两者单质均属于共价晶体且硬度相近 D．对角线相似性完全由原子半径相近导致，与电负性无关 【答案】B 【解析】A．、在空气中燃烧除生成普通氧化物外，还可与反应分别生成、，并非只生成普通氧化物，A错误；B．与符合对角线规则性质相似，是两性氢氧化物，因此也为两性氢氧化物，既能溶于强酸也能溶于强碱，B正确；C．和单质均为共价晶体，但二者硬度差异较大，并不相近，C错误；D．对角线相似性主要由元素电负性相近导致，与电负性有关，并非完全由原子半径决定，D错误；故答案为：B。 5．（25-26高二下·四川乐山·期中）元素周期表极大地方便了人们对化学元素的系统性认识，各种元素住进这座“元素大厦”中，每种元素都有独立的“门牌号”。下列有关元素周期表的描述错误的是 A．每一周期都从ns1开始，到ns2np6结束 B．元素周期表分为5个区，除ds区外都是按构造原理最后填入电子的能级符号命名 C．元素周期表每个“门牌号”可能住着多种核素 D．最外层电子排布式为ns2的元素可能是主族、副族或0族元素 【答案】A 【解析】A．第一周期仅存在1s能级，结尾元素He的电子排布为，故A错误；B．元素周期表分为s、p、d、ds、f共5个区，s、p、d、f区均以构造原理最后填入电子的能级符号命名，ds区价电子排布为，不以最后填充的能级命名，故B正确；C．“门牌号”对应原子序数，同种元素(相同原子序数)，可能存在多种核素，故C正确；D．最外层电子排布为的元素，可能是第ⅡA族、副族元素(如Zn)、0族He，所以可能属于主族、副族或0族，故D正确；选A。 6．（25-26高二下·河北保定·阶段检测）某团队研制出超大尺寸光学级铌酸锂（）晶体。晶体中部分元素相对位置如图所示。下列叙述正确的是 A．铌酸锂晶体中各元素均位于短周期 B．基态Nb原子有5个未成对电子 C．位于周期表ds区 D．第二电离能： 【答案】B 【解析】A．铌酸锂（）由Li、Nb、O三种元素组成，其中，锂（Li，第二周期）和氧（O，第二周期）位于短周期（1~3周期），但铌（Nb）是第五周期元素，属于长周期，故A错误；B．铌（Nb）的原子序数为41，其基态电子排布式为：[Kr] 4d45s1，根据洪特规则，电子在等价轨道（4d）上应尽可能分占不同的轨道且自旋平行，在4d轨道上的4个电子，以及5s轨道上的1个电子，自旋方向相同，因此共有5个单电子，即5个未成对电子，故B正确；C．基态Nb的价层电子构型为4d45s1，属于最后1个电子填入d能级的情况，因此Nb位于d区（第VB族），故C错误；D．基态Mo的电子排布为[Kr] 4d55s1，其第一电离失去的是5s1电子，形成较稳定的4d5半充满结构，要再失去第二个电子需要破坏这个稳定结构，因此需要较高能量，故D错误；故答案为：B。 7．（25-26高二下·陕西商洛·期中）短周期元素M、Y在元素周期表中的相对位置如图所示，M的基态原子的价层电子排布式为。已知：X代表与Y同主族的前五周期的元素。下列说法错误的是 A．M位于第三周期第ⅥA族 B．H—Y的键能是H—X中最大的 C．与Y同周期的元素中，核外未成对电子数大于Y的有3种 D．与M同周期的元素中，第一电离能大于M的有2种 【答案】D 【分析】M基态原子的价电子排布为nsn-1npn+1，则n-1=2，n=3，故M基态原子的价电子排布为3s23p4，故M为S元素，根据M、Y在元素周期表中的位置，可知Y为F元素；已知：X代表与Y同主族的前五周期的元素，X可以为氯或溴或碘。 【解析】A．S为16号元素，位于第三周期第ⅥA族，A正确；B．卤族元素中，F原子半径最小，形成H-F键长最短，键能最大，B正确；C．F为9号元素，核外未成对电子为1个，与F同周期的元素中，核外未成对电子数大于F的有价层电子排布可以为2s22p2、2s22p3、2s22p4，，核外未成对电子数大于1的有C(2个)、N(3个)、O(2个)，共3种，C正确；D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能总体呈递增趋势，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，与S同周期的元素中，第一电离能大于S的有P、Cl、Ar，3种，D错误；故选D。 8．（25-26高二下·宁夏银川·期中）下列有关说法正确的是 A．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素既有金属元素又有非金属元素 B．已知Sm(钐)的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式是4f36s2 C．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，最后一个电子填入d轨道，所以Cu位于d区 D．在核电荷数为1~36的元素中，基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有6种 【答案】D 【解析】A．第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列为过渡元素，全部是金属元素，不存在非金属元素，A错误；B．金属形成阳离子时优先失去最外层电子，Sm的价层电子排布为，形成时先失去2个6s电子，再失去1个4f电子，价层电子排布式为，B错误；C．Cu的电子排布式为，轨道全充满，属于ds区元素，不属于d区，C错误；D．1~36号元素中，基态原子最外层为的元素有H、Li、Na、K、Cr、Cu，共6种，D正确；故答案选D。 9．（25-26高二下·云南大理·期中）已知X、Y、Z、W原子序数都不超过18，它们的离子aX（n+1）+、bYn+、cZ（n+1）﹣、dWn﹣具有相同的电子层结构，则下列说法正确的是 A．原子序数：a＞b＞c＞d B．离子半径：X（n+1）+＞Yn+＞Z（n+1）﹣＞Wn﹣ C．离子氧化性：X（n+1）+＞Yn+ D．单质氧化性：Z＞W 【答案】C 【解析】试题分析：已知X、Y、Z、W的原子序数都不超过18，它们的离子aX（n+1）+、bYn+、cZ（n+1）﹣、dWn﹣具有相同的电子层结构，则X和Y位于Z和W的下一个周期，原子序数从大到小的顺序为a＞b＞d＞c，离子半径从大到小的顺序为Z（n+1）﹣＞Wn﹣＞Yn+＞X（n+1）+，Y的还原性强于X，所以X（n+1）+的氧化性强于Yn+，W的非金属性强于Z，所以单质氧化性Z＜W。综上所述，C正确。本题选C。 10．（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）如图为元素周期表的一部分，元素①～⑦在周期表中的位置如图。回答下列问题： （1）元素①②基态原子核外未成对电子数之比为________。 （2）元素③基态原子的价电子排布式为_______________，原子核外电子有________种空间运动状态。 （3）元素④在周期表中的位置是_______________，其元素名称为________。 （4）下列元素①原子轨道表示式中，能量最高的为________（填标号）。 A． B． C． D． （5）（亮黄色）。配离子的组成元素中，电负性从大到小的顺序为________。 【答案】（1）3∶2 （2）9 （3）第4周期第VIB族 铬 （4）D （5）O＞N＞Co 【分析】周期表右侧p区各列对应主族元素，图中①、②、③、④、⑥、⑦分别为N、O、Cl、Cr、As、Se，⑤为Cu。根据基态电子排布可统计未成对电子数和占据的原子轨道数；由周期表中的行、列可确定元素的位置；比较同一原子的不同轨道表示式时，电子由较低能级激发到较高能级，原子能量升高；由配离子式确定组成元素，再根据元素周期律比较电负性。 【解析】（1）①为N，价电子排布为，3个2p电子分别占据3个轨道，未成对电子数为3；②为O，价电子排布为，4个2p电子占据3个轨道，未成对电子数为2，所以二者未成对电子数之比为3∶2；（2）③为Cl，基态原子的核外电子排布为，价电子为最外层的3s和3p电子，所以价电子排布式为。每个原子轨道对应一种空间运动状态，已占据的1s、2s、3s轨道各有1个，2p、3p轨道各有3个，共有1+1+3+1+3=9种空间运动状态； （3）图中④位于第4周期d区第4列，即第VIB族，对应元素为Cr，所以元素④位于第4周期第VIB族，名称为铬； （4）图中A、B、C、D对应的电子排布依次为、、、。同一原子的电子由较低能级激发到较高能级时，原子能量升高；D相较B还将一个2s电子激发到2p，故D的能量最高；故选D； （5）配离子的组成元素为Co、N、O。同周期元素从左到右电负性总体增大，故O的电负性大于N；非金属N、O的电负性均大于过渡金属Co，所以电负性从大到小的顺序为O＞N＞Co。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 元素周期律与原子结构关系的综合应用 1.厘清原子结构、元素在周期表中的位置、元素性质三者内在逻辑联系，熟练掌握原子半径、电离能、电负性、金属性与非金属性等周期性递变规律；能结合核外电子排布、轨道特征、电离能突变信息进行元素判断，会运用周期律比较微粒性质、解释性质反常现象，规范书写价电子排布式、轨道表示式，建立周期律综合应用的知识框架。 2.在元素推导、数据图表分析、性质比较、原因阐释的问题情境中，经历证据收集、逻辑推理、模型建构的过程；通过变式综合训练，学会区分一般递变规律与特例，掌握从微观电子结构解释宏观元素性质的思路，发展证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的学科核心素养。 3.感受元素周期律揭示物质内在规律的科学价值，体会理论对元素研究、新材料研发的指导作用；在辨析规律特例、严谨推导论证的过程中，养成求实严谨、辩证思考的科学态度，认同结构决定性质这一核心化学观念。 一、原子结构基础​ 1.构成粒子：原子由质子（带正电）、中子（不带电）、电子（带负电）构成，其中质子和中子集中在原子核内，电子在核外分层排布。​ 2.数量关系：质子数 = 核电荷数 = 原子序数 = 核外电子数（原子呈电中性）；中子数 = 质量数 - 质子数。 3.原子结构示意图：小圆圈代表原子核，圈内数字为核电荷数（质子数），弧线代表电子层，弧线上数字为该层电子数，需明确各电子层最多容纳电子数（如第一层最多 2 个，第二层最多 8 个）。​ 二、元素周期律核心内容​ 1.变化依据：本质是核外电子排布的周期性变化，随原子序数递增呈现规律变化。​ 2.具体性质变化规律：​ （1）微粒半径：先看电子层数，层数越大半径越大；电子层相同时，核电荷数越大，吸引电子能力越强，半径越小；电子层、核电荷数均相同，电子数越多半径越大。阴离子＞对应原子＞阳离子；同电子层结构离子，核电荷数越大半径越小。 （2）第一电离能：同周期总体呈增大趋势；特例：ⅡA＞ⅢA、ⅤA＞ⅥA，根源是全满、半满的稳定价电子结构；同主族从上至下第一电离能逐渐减小；电离能突变点对应失去内层电子，可判断最外层电子数目。 （3）电负性：描述原子吸引成键电子的能力；同周期递增、同主族递减，F 电负性最大；电负性差值可判断键型：差值大一般形成离子键，差值小一般形成共价键。 （4）金属性、非金属性： ①同周期左→右，金属性减弱、非金属性增强； ②同主族上→下，金属性增强、非金属性减弱； ③金属性：最高价氧化物水化物碱性强弱为判据； ④非金属性：简单氢化物稳定性、最高价含氧酸酸性强弱为判据（F无正价、O一般无最高正价）。 3.价电子排布与周期分区（鲁科版必考） （1）s区、p区、d区、ds区、f区，分区由最后填入电子的轨道决定； （2）s区：ns1-2；p区：ns2np1-6；d区：(n−1)d1-9ns1-2；ds区：(n−1)d10ns1-2。 （3）分区可以快速预判元素性质。 三、元素“位”“构”“性”的关系及其应用 1.元素“位”“构”“性”的关系 元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。 2．三者的推断关系 （1）结构与位置的互推 ①明确四个关系式 a．电子层数＝周期序数。 b．质子数＝原子序数。 c．最外层电子数＝主族序数。 d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。 最低负价＝－|8－最外层电子数|。 ②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律 a．各周期所能容纳元素种数。 b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。 c．同族上下相邻元素原子序数的关系。 （2）性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括： ①元素的金属性、非金属性。 ②气态氢化物的稳定性。 ③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。 ④金属与H2O或酸反应的难易程度。 （3）结构和性质的互推 ①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。 ②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。 ③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。 四、元素推断常用技巧 1.元素推断的一般思路 2．推断题要点总结 （1）结构与位置互推是解题的核心 ①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。 ②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律 a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。 （2）利用常见元素及其化合物的特征 ①形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中存在的硬度最大的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。 ②空气中含量最多的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。 ③地壳中含量最多的元素：O。 ④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氧水等。 ⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氧酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。 ⑥单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。 ⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。 ⑧最高价氧化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。 ⑨元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。 ⑩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。 （3）利用稀有气体元素原子结构的特殊性。 稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同,与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。 ①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。 ②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 ③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。 （4）由基态原子的价电子排布式给元素定位。 ①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数 ②主族元素的族序数＝价电子数 ③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 ④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2,族序数=ns能级上的电子数。 五、易错辨析 1.第一电离能高，不一定非金属性强（如I1(N)＞I1(O)，但O非金属性强于N）；电离能是原子失去电子难易，非金属性是得电子能力，二者本质不同。 2.氢键仅影响熔沸点、溶解性，不影响氢化物热稳定性；氢化物稳定性由H−X共价键键能决定，属于周期律范畴。 3.注意限定条件：短周期、主族、前20号；过渡元素不满足“最外层电子数=主族序数”。 4.解释反常性质，落脚点必须回到价电子排布（全满、半满稳定），是本专题答题采分点。 题型01基于价电子排布，利用周期律比较微粒性质并解释反常 【典例】（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）现有四种元素的基态原子的核外电子排布式如下：①；②；③；④。下列说法错误的是 A．电负性：②>①>④>③ B．原子半径：③>④>①>② C．简单气态氢化物的稳定性：①>②>③>④ D．第一电离能：①>②>④>③ 【变式1】（25-26高二上·山东滕州·阶段检测）四种元素的基态原子的电子排布式如下：下列说法中正确的是 ①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。 A．原子半径：④>③>②>① B．最高正化合价：④>①>③=② C．电负性：④>③>②>① D．第一电离能：④>③>②>① 【变式2】（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2；②1s22s22p2；③[Ne]3s2。则下列说法中正确的是 A．三种元素均为金属元素 B．最高正化合价：①=②=③ C．原子半径：③＞②＞① D．第一电离能：②＞①＞③ 题型02 电离能、电负性图表数据分析与原因解释 【典例】（25-26高二上·山东菏泽·期末）元素a～i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是 A．b和i同主族 B．金属性：g>h>i C．简单离子半径：e>d>g D．化合物中键的极性： 【变式1】（25-26高二上·山东泰安·期末）已知X、Y是主族元素，表中数据-为逐级电离能(单位)。下列说法错误的是 元素 X 500 4600 6900 9500 Y 580 1800 2700 11600 A．元素X的最高正价是+1价 B．元素Y是ⅢA族元素 C．单质X具有还原性 D．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应 【变式2】（25-26高二上·山东菏泽·阶段检测）如图是11～17号元素某些性质的变化趋势图，下列说法正确的是    A．y轴表示的可能是第一电离能 B．y轴表示的可能是元素的最低负价 C．y轴表示的可能是原子半径 D．y轴表示的可能是电负性 题型03 周期表局部位置图，综合推断+多维度性质对比 【典例】（25-26高二下·四川广安·阶段检测）短周期主族元素W、X、Y、Z，它们在周期表中位置如图所示，X的一种氧化物是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。下列说法正确的是 X Y W Z A．简单氢化物的稳定性： B．Y与W可以形成一种耐高温的材料 C．Z的氧化物的水化物是一种强酸 D．原子半径： 【变式1】（25-26高二下·北京·期中）X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示，X原子最外层有5个电子。下列说法正确的是 X Y Z W A．电负性：Y>Z B．还原性： C．离子半径： D．氢化物的稳定性： 【变式2】（25-26高二下·广东佛山·期中）短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置如下。Y的第一电离能大于相邻元素，其基态原子中存在未成对电子。下列说法正确的是 X Y Z W A．电负性：Y>Z B．简单氢化物的沸点：W>Z C．的空间结构为平面三角形 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W 题型04 周期律在物质结构、化学键、化合物性质中的综合应用 【典例】（25-26高二上·山东省潍·阶段检测）已知X、Y是短周期的两种元素，下表中由条件得出的结论一定正确的是 选项 条件 结论 A 若原子半径： 原子序数： B 若常见化合物中Y显负价 元素的电负性： C 若元素原子的价层电子数： 元素的最高正化合价： D 若X、Y原子最外层电子数分别为1、7 元素的第一电离能： 【变式1】（25-26高二下·山东淄博·阶段检测）M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素，基态X原子2p能级上有2个未成对电子，Y元素原子的价电子数是W的两倍，由五种元素组成某电极材料的结构如图所示。下列说法错误的是 A．电极材料的结构中存在配位键 B．简单氢化物沸点：X<Y C．第一电离能：W<X<Y D．单质的氧化性：Z<Y 【变式2】（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）某种离子液体的阴离子结构如图，Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大，基态Q原子的电子填充了3个能级，有4对成对电子，Z与其他元素不在同一周期，下列说法正确的是 A．单质与氢气反应剧烈程度：X>Q B．Q和W形成的化合物中W为最高正价 C．所有原子最外层都满足8电子稳定结构 D．简单氢化物沸点：W>Q>X>Y 【巩固训练】 1.（25-26高二上·山东泰安·阶段检测）下列各组中，两种基态原子一定位于同一主族的是 A．2p轨道只有1个未成对电子的原子与3p轨道只有1个未成对电子的原子 B．最外层均只有1个电子的两种原子 C．核外L层仅有2个电子的原子与核外M层仅有2个电子的原子 D．核外电子排布为1s2的原子与核外电子排布为1s22s2的原子 2．（25-26高二下·青海西宁·期中）某元素基态原子的电子排布式为。下列叙述正确的是 A．该元素位于元素周期表第三周期第ⅥA族 B．该元素的基态原子有6种不同运动状态的电子 C．该元素的基态原子中最高能级电子云轮廓为球形 D．该元素的基态原子有2种不同能量的电子 3．（25-26高二下·吉林松原·期中）硫(S)与氧元素同主族，下列关于硫及其基态原子的说法中正确的有 ①位于元素周期表第三周期 ⅥA 族  ②电子占据 9 个原子轨道  ③有 16 种不同运动状态的电子  ④电子占据 9 个能级 ⑤电子占据的最高能级符号是 3p ⑥价电子排布式为3s23p4 A．3 项 B．4 项 C．5 项 D．6 项 4．（25-26高二下·山东济宁·阶段检测）已知W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与具有相同的电子层排布且半径稍大，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3：2，X与Z同主族，Z的价电子排布式为。下列说法错误的是 A．与W生成的简单气态化合物的热稳定性： B．Y、Z、R的第一电离能： C．X、Z、R的原子半径： D．X、Z、R的电负性： 5.（25-26高二上·山东济南·期末）氟磷酸钒钠［］是制作化学动力电池的一种新型材料。下列说法错误的是 A．电负性： B．同周期中第一电离能大于P的元素有2种 C．原子核外电子由基态跃迁至激发态时，发出黄色的光 D．基态V原子的价电子轨道表示式： 6.（25-26高二下·山东青岛·期末）中科院张青莲院士主持测定了的相对原子质量。下列说法正确的是 A．In位于第六周期ⅢA族 B．与的物理、化学性质均相同 C．碱性： D．基态原子In的电子填充了11种不同能量的轨道 7．（25-26高二下·广东·期中）下列有关原子的结构与性质说法中，正确的是 A．氮原子的电子排布式由释放能量产生发射光谱 B．基态O原子的核外电子的空间运动状态有8种 C．微粒半径大小： D．熔点由高到低： 8．（25-26高二下·新疆喀什·期中）下列性质比较中，不能用元素周期律解释的是 A．第一电离能： B．电负性： C．酸性： D．原子半径： 9．（25-26高二下·新疆乌鲁木齐·期中）元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为“对角线规则”。则下列叙述错误的是 A．Li在N2中燃烧生成Li3N B．Li在空气中燃烧生成Li2O2 C．Be(OH)2既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液 D．硼酸钠溶液呈碱性 10．（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）北宋卷轴画《千里江山图》，颜色绚丽，由石绿、雌黄、赭石、砗磲、朱砂等颜料绘制而成，颜料中含有硫、氮、砷、铜、锌、钛、铁等元素。 （1）Zn属于元素周期表中的____区；基态的价层电子的轨道表示式为____；（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有____种，电子占据的最高能级原子轨道形状是______形。电负性关系S____As（填“>”或“<”）。 （3）下列N原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是____（填序号）。 A． B． C． D． （4）Cu的第二电离能(Cu)___Zn的第二电离能(Zn)（填“>”或“<”），理由是__________________________。 （5）下列有关说法不正确的是____ A．与砷原子未成对电子数相同的同周期元素有3种 B．的价层电子排布式为 C．铁元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族 D．第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有3种元素 【强化训练】 1．（25-26高二下·山东济宁·期末）下列有关原子结构或元素性质的说法正确的是 A．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 B．基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有2种 C．最外层电子数为1的元素都分布在s区 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 2.（25-26高二上·山东·期末）白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，其主要成分为、、，还含有少量S、P、等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法错误的是 A．基态原子的简化电子排布式为： B．基态原子最高能级的轨道形状为哑铃形 C．电负性： D．S、P为p区元素，、为区元素 3．（25-26高二下·甘肃白银·期中）已知1～18号元素的离子、、、都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是 A．质子数： B．电负性： C．氢化物的稳定性： D．原子半径： 4．（25-26高二下·新疆喀什·期中）元素周期表中，有关对角线规则与元素性质的描述，正确的是 A．Li与性质相似，因此两者在空气中燃烧均只生成普通氧化物 B．与性质相似，既能溶于强酸也能溶于强碱 C．B与Si性质相似，两者单质均属于共价晶体且硬度相近 D．对角线相似性完全由原子半径相近导致，与电负性无关 5．（25-26高二下·四川乐山·期中）元素周期表极大地方便了人们对化学元素的系统性认识，各种元素住进这座“元素大厦”中，每种元素都有独立的“门牌号”。下列有关元素周期表的描述错误的是 A．每一周期都从ns1开始，到ns2np6结束 B．元素周期表分为5个区，除ds区外都是按构造原理最后填入电子的能级符号命名 C．元素周期表每个“门牌号”可能住着多种核素 D．最外层电子排布式为ns2的元素可能是主族、副族或0族元素 6．（25-26高二下·河北保定·阶段检测）某团队研制出超大尺寸光学级铌酸锂（）晶体。晶体中部分元素相对位置如图所示。下列叙述正确的是 A．铌酸锂晶体中各元素均位于短周期 B．基态Nb原子有5个未成对电子 C．位于周期表ds区 D．第二电离能： 7．（25-26高二下·陕西商洛·期中）短周期元素M、Y在元素周期表中的相对位置如图所示，M的基态原子的价层电子排布式为。已知：X代表与Y同主族的前五周期的元素。下列说法错误的是 A．M位于第三周期第ⅥA族 B．H—Y的键能是H—X中最大的 C．与Y同周期的元素中，核外未成对电子数大于Y的有3种 D．与M同周期的元素中，第一电离能大于M的有2种 8．（25-26高二下·宁夏银川·期中）下列有关说法正确的是 A．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素既有金属元素又有非金属元素 B．已知Sm(钐)的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+的价层电子排布式是4f36s2 C．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，最后一个电子填入d轨道，所以Cu位于d区 D．在核电荷数为1~36的元素中，基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有6种 9．（25-26高二下·云南大理·期中）已知X、Y、Z、W原子序数都不超过18，它们的离子aX（n+1）+、bYn+、cZ（n+1）﹣、dWn﹣具有相同的电子层结构，则下列说法正确的是 A．原子序数：a＞b＞c＞d B．离子半径：X（n+1）+＞Yn+＞Z（n+1）﹣＞Wn﹣ C．离子氧化性：X（n+1）+＞Yn+ D．单质氧化性：Z＞W 10．（25-26高二上·山东济宁·阶段检测）如图为元素周期表的一部分，元素①～⑦在周期表中的位置如图。回答下列问题： （1）元素①②基态原子核外未成对电子数之比为________。 （2）元素③基态原子的价电子排布式为_______________，原子核外电子有________种空间运动状态。 （3）元素④在周期表中的位置是_______________，其元素名称为________。 （4）下列元素①原子轨道表示式中，能量最高的为________（填标号）。 A． B． C． D． （5）（亮黄色）。配离子的组成元素中，电负性从大到小的顺序为________。 / 学科网（北京）股份有限公司 $