专题04 元素“位、构、性”关系的相互推断（重难点讲义）化学人教版选择性必修2

专题04 元素“位、构、性”关系的相互推断 1.认识元素周期表结构、周期律核心规律，厘清原子结构、元素在周期表中的位置、元素性质三者内在关联；掌握元素推断常见突破口，能依据核外电子排布特征、电离能、电负性、单质与化合物性质等信息完成元素推断，规范书写电子排布式、轨道表示式，比较元素金属性/非金属性、微粒半径、第一电离能、电负性大小，形成结构化的元素推断解题思路。 2.依托真实情境、图表信息开展推理分析，经历“结构→位置→性质”、“性质→位置→结构”双向推导过程；通过典型例题拆解、变式训练，学会提取关键信息、排除干扰信息，建立证据推理的思维模型，提升逻辑推理、信息加工与模型认知能力。 3. 体会元素周期律对化学研究的指导价值，感受元素体系的有序性与规律性；借助新材料、新物质相关推断情境，认识结构化学在材料、科研领域的应用价值，养成严谨求实、证据为先的科学思维，树立宏观辨识与微观探析的化学核心观念。 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）原子半径：同周期（左→右）逐渐减小（核电荷数增大，吸引电子能力增强）；同主族（上→下）逐渐增大（电子层数增多，原子核对最外层电子吸引减弱）。​ （2）化合价：同周期（左→右），金属元素正价从 + 1→+7 递增，非金属元素负价从- 4→-1递增（稀有气体为0价）；主族元素最高正价=主族序数，最低负价=主族序数 - 8。​ （3）金属性与非金属性：同周期（左→右），金属性逐渐减弱（如Na>Mg>Al），非金属性逐渐增强（如Si<P<S<Cl）；同主族（上→下），金属性逐渐增强（如Li<Na<K），非金属性逐渐减弱（如 F>Cl>Br>I）。 （4）化合物性质：金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强（如NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3）；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强（如HClO4>H2SO4>H3PO4）、气态氢化物稳定性越强（如 HF>HCl>HBr>HI）。 （5）第一电离能：同周期总体增大，ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA（洪特规则特例，半满稳定）；同主族从上往下减小； （6）电负性：同周期递增，同主族递减；F 电负性最大；电负性差值判断化学键类型。​ 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。 题型01考查原子结构与元素周期表中位置关系的应用 【典例】（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）关于原子结构及元素周期表的说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．位于周期表中的区 C．所含元素种类最多的族是IIIB族 D．同周期IIA族和IIIA族元素的原子序数相差1、11或26 【变式1】（25-26高二上·安徽滁州·期末）某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d14s2，则该元素属于 A．氮族元素 B．主族元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 【变式2】（25-26高二下·山西太原·阶段检测）下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．原子的价电子排布式为的元素一定位于第IIIB~VIIB族 C．基态原子的能级上有5个电子的元素一定是第VIIA族元素 D．基态原子的层上只有1个电子的元素一定是主族元素 题型02考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】（25-26高二下·贵州·期中）元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是 A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B．按元素原子的外围电子排布，可把周期表划分成5个区， Zn元素属于d区 C．P、S、 Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 【变式1】（25-26高二上·浙江绍兴·期末）根据原子结构和元素周期律推测，下列说法不正确的是 A．电负性：C>Si>H B．酸性： C．第一电离能：Mg>Al D．水溶性： 【变式2】（25-26高二下·湖北十堰·期末）下列事实正确且能用元素周期律解释的是 A．酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3 B．第一电离能：Na>Mg>Al C．电负性：O>N>P D．热稳定性：NH3<PH3<SiH4 题型03考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】（25-26高二上·广东揭阳·期末）某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题： （1）该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________； （2）该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________； （3）该元素处于元素周期表的________区，该区包括________族的元素。 【变式1】（25-26高二下·河南濮阳·阶段检测）某元素的基态原子最外层电子排布式是，该元素或其化合物不可能具有的性质是 A．该元素单质是导体 B．该元素单质在一定条件下能与盐酸反应 C．该元素最高价氧化物对应的水化物显碱性 D．该元素的最高化合价为+5 【变式2】（25-26高二下·湖北·期中）下列关于原子结构和元素性质的叙述中，正确的是 A．第IA族元素的电负性从上到下逐渐减小 B．钠原子的核外电子排布由时，释放能量，由基态转化成激发态 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级 题型04考查元素的推断与性质的正误判断 【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高二上·河南洛阳·阶段检测）W、X、Y、Z四种短周期主族元素，W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，X、Y、Z处于同一周期，X、W位于同一主族，同周期元素中Y的电负性最大，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍。下列说法正确的是 A．第一电离能：Y>X>Z B．简单离子半径：Y>X>Z>W C．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO D．W、X、Y、Z对应的简单氢化物中，W的简单氢化物沸点最高 【巩固训练】 1．（25-26高二下·湖北十堰·期中）下列说法正确的是 A．在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属 B．在元素周期表中，每个纵列的价电子层的电子总数不一定相等 C．某基态原子错误的核外电子排布图为，该排布图违背了泡利原理 D．道尔顿、汤姆孙、卢瑟福和门捷列夫对原子结构模型的建立作出了卓越的贡献 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·福建福州·期中）四种短周期主族元素原子序数依次增大，X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0，和的最外层电子数相同，元素的焰色试验呈黄色，四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是 A．离子半径：W＞Y＞Z B．W的氢化物与W的氧化物可以发生反应 C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＞X D．氢化物的沸点：Y＞W＞X 5．（25-26高二下·湖南邵阳·期中）下列说法中，正确的是 A．元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素 B．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 C．属于p区主族元素 D．p能级电子能量一定高于s能级电子能量 6．（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 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高二下·安徽合肥·期中）化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。中国科学家在月壤样品中发现了一种磷酸盐矿物[]。研究该磷酸盐矿物可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。 （1）P元素在元素周期表中的位置是_______。 （2）Fe在元素周期表中位于_______。 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 （3）写出O的价层电子轨道表示式_______。 （4）Ca的原子序数为20，下列说法不正确的是_______(填序号)。 A．Ca属于短周期元素 B．原子半径：Ca>K C．Ca能与冷水反应 D．碱性： （5）火星上含有丰富的和Mg资源，科学家设想利用如下反应：，为火星电站发电、人员取暖等。请推测Na能否与反应，并从原子结构角度说明理由：_______。 （6）与P同周期的元素中，某元素的原子逐级电离能如下图所示，该元素是_______(用元素符号表示)。 【强化训练】 1．（25-26高二下·湖北武汉·期中）下列说法正确的是 A．基态某原子的价层电子排布式为3d104s1，推断该元素位于第四周期第ⅠA族 B．离子半径：r(Li+)＞r(H﹣) C．Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)的电负性依次增大 D．硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2，原子释放能量 2．（25-26高二下·河南周口·期中）下列各组元素性质的叙述中，不正确的是 A．电负性：Na < Mg B．最高正价：S>Si>B C．第一电离能： D．金属性： 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高二下·福建宁德·阶段检测）铊的相关信息卡片如图所示： （1）铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置___________。 （2）根据所学知识，下列推断正确的是___________。 A．单质的还原性： B．原子半径： C．碱性： D．氧化性： （3）铊是某超导材料的组成元素之一。与Ag在酸性介质中发生反应：。下列推断正确的是___________。 A．最外层有1个电子 B．能形成价和价的化合物 C．的氧化性比弱 D．的还原性比Ag强 （4）随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质，请按要求回答下列问题： 元素编号 a b c d e 电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9 主要化合价 ， ， ， ①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：___________。 ②预测X值的范围：___________＜X＜___________。 ③表中五种元素的第一电离能由大到小排第二的是___________(写元素符号)。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 元素“位、构、性”关系的相互推断 1.认识元素周期表结构、周期律核心规律，厘清原子结构、元素在周期表中的位置、元素性质三者内在关联；掌握元素推断常见突破口，能依据核外电子排布特征、电离能、电负性、单质与化合物性质等信息完成元素推断，规范书写电子排布式、轨道表示式，比较元素金属性/非金属性、微粒半径、第一电离能、电负性大小，形成结构化的元素推断解题思路。 2.依托真实情境、图表信息开展推理分析，经历“结构→位置→性质”、“性质→位置→结构”双向推导过程；通过典型例题拆解、变式训练，学会提取关键信息、排除干扰信息，建立证据推理的思维模型，提升逻辑推理、信息加工与模型认知能力。 3. 体会元素周期律对化学研究的指导价值，感受元素体系的有序性与规律性；借助新材料、新物质相关推断情境，认识结构化学在材料、科研领域的应用价值，养成严谨求实、证据为先的科学思维，树立宏观辨识与微观探析的化学核心观念。 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）原子半径：同周期（左→右）逐渐减小（核电荷数增大，吸引电子能力增强）；同主族（上→下）逐渐增大（电子层数增多，原子核对最外层电子吸引减弱）。​ （2）化合价：同周期（左→右），金属元素正价从 + 1→+7 递增，非金属元素负价从- 4→-1递增（稀有气体为0价）；主族元素最高正价=主族序数，最低负价=主族序数 - 8。​ （3）金属性与非金属性：同周期（左→右），金属性逐渐减弱（如Na>Mg>Al），非金属性逐渐增强（如Si<P<S<Cl）；同主族（上→下），金属性逐渐增强（如Li<Na<K），非金属性逐渐减弱（如 F>Cl>Br>I）。 （4）化合物性质：金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强（如NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3）；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强（如HClO4>H2SO4>H3PO4）、气态氢化物稳定性越强（如 HF>HCl>HBr>HI）。 （5）第一电离能：同周期总体增大，ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA（洪特规则特例，半满稳定）；同主族从上往下减小； （6）电负性：同周期递增，同主族递减；F 电负性最大；电负性差值判断化学键类型。​ 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。 题型01考查原子结构与元素周期表中位置关系的应用 【典例】（25-26高二上·黑龙江大庆·期末）关于原子结构及元素周期表的说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．位于周期表中的区 C．所含元素种类最多的族是IIIB族 D．同周期IIA族和IIIA族元素的原子序数相差1、11或26 【答案】C 【解析】A．价电子排布为 的元素是惰性气体（如 Ne、Ar 等），属于0族元素，而非主族元素，A错误；B．（镆）的原子序数为 115，位于周期表第七周期、第 15 族（VA 族），属于 p 区元素，B错误；C．IIIB 族包括钪、钇及所有镧系和锕系元素，共32种元素，是含元素种类最多的族，C正确；D．同周期 IIA 族和 IIIA 族元素的原子序数差取决于周期：周期 2 和 3 相差 1（如 Be-B、Mg-Al），周期 4 和 5 相差 11（如 Ca-Ga、Sr-In），周期 6 和 7 相差 25（如 Ba-Tl、Ra-Nh），并非 1、11 或 26，D错误；故选C。 【变式1】（25-26高二上·安徽滁州·期末）某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d14s2，则该元素属于 A．氮族元素 B．主族元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 【答案】C 【解析】根据基态原子核外电子排布式[Ar]3d14s2，[Ar]代表氩核（18个电子），加上3d1和4s2共21个电子，确定元素为钪（Sc，原子序数21）。钪位于周期表第4周期、第3族（IIIB族），属于d区过渡元素；故答案选C。 【变式2】（25-26高二下·山西太原·阶段检测）下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．原子的价电子排布式为的元素一定位于第IIIB~VIIB族 C．基态原子的能级上有5个电子的元素一定是第VIIA族元素 D．基态原子的层上只有1个电子的元素一定是主族元素 【答案】C 【解析】A．价电子排布式为的元素包含0族稀有气体元素（如价电子为，属于0族），不一定是主族元素，A错误；B．价电子排布式为的元素中，对应的、、属于第VIII族，不属于第IIIB~VIIB族，B错误；C．基态原子p能级有5个电子，说明价电子排布为，最外层电子数为7，一定是第VIIA族元素，C正确；D．基态原子N层只有1个电子的元素可能是（主族）、（副族）、（副族），不一定是主族元素，D错误；故选C。 题型02考查元素周期表中位置与性质关系的应用 【典例】（25-26高二下·贵州·期中）元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是 A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价 B．按元素原子的外围电子排布，可把周期表划分成5个区， Zn元素属于d区 C．P、S、 Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 【答案】C 【解析】A．元素原子的最外层电子数有的等于元素的最高化合价，如C的最高价为+4价，最外层电子数为4，有的不相等，如F元素最高价为0价，而最外层电子数为7，故A错误；B．按元素原子最后一个电子填充的能级的符号，把周期表划分为5个区，即s、p、d、ds、f区，Zn位于ds区，故B错误；C．P、S、Cl位于同一周期，从左向右电负性逐渐增大，非金属性增强，得电子能力增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性增强，故C正确；D．过渡元素属于副族，为金属元素，而元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素常常用于寻找半导体材料，故D错误；答案为C。 【变式1】（25-26高二上·浙江绍兴·期末）根据原子结构和元素周期律推测，下列说法不正确的是 A．电负性：C>Si>H B．酸性： C．第一电离能：Mg>Al D．水溶性： 【答案】A 【解析】A．在CH4中，C显−4 价、H显 +1 价，共用电子对偏向 C，说明 C 得电子能力强于 H，电负性C＞H；在SiH4中，Si显+4 价、H显-1价，共用电子对偏向 H，说明 H得电子能力强于 Si，电负性H＞Si，A错误；B．同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物酸性随非金属性增强而增强，非金属性，故酸性，B正确；C．价电子排布为，为全满稳定结构，价电子排布为，易失去轨道的单电子，故第一电离能，C正确；D．可与水分子形成分子间氢键，还能与水反应，水溶性远大于无法形成氢键的，D正确；故选A。 【变式2】（25-26高二下·湖北十堰·期末）下列事实正确且能用元素周期律解释的是 A．酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3 B．第一电离能：Na>Mg>Al C．电负性：O>N>P D．热稳定性：NH3<PH3<SiH4 【答案】C 【解析】A．不是元素最高价氧化物对应的水化物，虽然酸性符合事实，但不能用元素周期律解释，A错误；B．同周期元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但的轨道全充满更稳定，第一电离能顺序为，事实错误，B错误；C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，故电负性；同主族元素从上到下电负性逐渐减小，故电负性，即，事实正确且可用元素周期律解释，C正确；D．元素非金属性越强，简单气态氢化物热稳定性越强，非金属性，故热稳定性，事实错误，D错误； 题型03考查元素性质与原子结构的相互推断 【典例】（25-26高二上·广东揭阳·期末）某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题： （1）该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________； （2）该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________； （3）该元素处于元素周期表的________区，该区包括________族的元素。 【答案】（1）四 18 （2）ⅢA 1 p （3）ⅢA～ⅦA、0 【解析】（1）根据元素原子有4个电子层容纳电子,则该元素处于第四周期,该周期元素原子的电子排布式为，故共有18种元素，因此，本题正确答案是：四；18；（2）由外围电子排布为,可以知道该元素处于p区,为主族元素,最外层电子数为3,处于ⅢA族,本族元素只有一种非金属元素--硼,因此，本题正确答案是：ⅢA；1；（3）由外围电子排布为,可以知道该元素处于p区，由该区元素的价层电子的电子排布为，可以确定所包含元素族的种数为ⅢA~ⅦA族、零族,因此，本题正确答案是:p;ⅢA~ⅦA族、零族。 【变式1】（25-26高二下·河南濮阳·阶段检测）某元素的基态原子最外层电子排布式是，该元素或其化合物不可能具有的性质是 A．该元素单质是导体 B．该元素单质在一定条件下能与盐酸反应 C．该元素最高价氧化物对应的水化物显碱性 D．该元素的最高化合价为+5 【答案】D 【解析】A．该元素基态原子最外层电子排布为，属于第5周期第ⅢA族金属元素，金属单质均为导体，A正确；B．同主族自上而下金属性增强，该元素金属性强于，可与盐酸反应置换出氢气，故该元素单质也能与盐酸反应，B正确；C．同主族元素最高价氧化物对应水化物的碱性随金属性增强而增强，该元素金属性强于，其最高价氧化物对应水化物碱性强于两性的，显碱性，C正确；D．主族元素最高正化合价等于最外层电子数，该元素最外层共3个电子，最高化合价为+3，不可能为+5，D错误；故选D。 【变式2】（25-26高二下·湖北·期中）下列关于原子结构和元素性质的叙述中，正确的是 A．第IA族元素的电负性从上到下逐渐减小 B．钠原子的核外电子排布由时，释放能量，由基态转化成激发态 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级 【答案】A 【解析】A．同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，A正确；B．钠原子的核外电子排布由时，能量升高，为基态向激发态转化，吸收能量，B错误；C．同周期元素的金属性从左到右依次减弱，第一电离能趋势是从左往右依次增强，但是存在反常情况，同周期第一电离能IIA>ⅢA，VA>VIA，故变化规律不完全一致，C错误；D．基态原子核外电子排布时，由于ns能级能量低于(n-1)d能级，所以先排入ns能级再排(n-1)d能级，但Cu和Cr原子排布分别处于全充满和半充满状态时整个原子能量更低，因此会先排入(n-1)d能级以达成全充满或半充满结构，不是先排满ns能级再排(n-1)d能级，D错误；故答案选A。 题型04考查元素的推断与性质的正误判断 【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高二上·河南洛阳·阶段检测）W、X、Y、Z四种短周期主族元素，W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，X、Y、Z处于同一周期，X、W位于同一主族，同周期元素中Y的电负性最大，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍。下列说法正确的是 A．第一电离能：Y>X>Z B．简单离子半径：Y>X>Z>W C．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为HYO D．W、X、Y、Z对应的简单氢化物中，W的简单氢化物沸点最高 【答案】D 【分析】X、Y、Z、W四种短周期元素，W原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，则W原子核外电子排布是2、6，所以W是O元素；X、W位于同一主族，则X是S元素；X、Y、Z处于同一周期，基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的5倍，则Z是P元素，同周期元素中Y的电负性最大，则Y是Cl元素，然后根据元素周期律及物质的结构分析解答。 【解析】A．X是S，Y是Cl，Z是P，它们是同一周期元素，从左到右，第一电离能呈现递增趋势，但当元素处于第ⅤA时，其第一电离能大于同一周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序：Y(Cl)＞Z(P)＞X(S)， A错误；B．一般来说，对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径就越小，离子核外电子层数越多，离子半径就越大，离子半径大小关系为Z()＞X()＞Y()＞W()，而非Y＞X＞Z＞W，B错误；C．Cl的最高价氧化物对应水化物为HClO4，而非HYO（HClO），C错误；D．H2O、 H2S、HCl、PH3均属于分子晶体，但H2O中存在分子间氢键，沸点最高，D正确；故答案选D。 【巩固训练】 1．（25-26高二下·湖北十堰·期中）下列说法正确的是 A．在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属 B．在元素周期表中，每个纵列的价电子层的电子总数不一定相等 C．某基态原子错误的核外电子排布图为，该排布图违背了泡利原理 D．道尔顿、汤姆孙、卢瑟福和门捷列夫对原子结构模型的建立作出了卓越的贡献 【答案】B 【解析】A．s区的氢元素为非金属元素，A错误；B．同主族元素的价电子层的电子总数一定相等，但过渡元素中一些族中价层电子数不一定相等，B正确；C．由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，原子的能量最低，O原子正确的能量最低排布为，题中违反了洪特规则，C错误；D．道尔顿提出近代原子学说，汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了带核的原子结构模型，均对原子结构模型的建立作出了卓越的贡献，而俄国化学家门捷列夫在原子结构的基础上，发现了元素周期律，并编制出元素周期表，使得化学学习和研究变得有规律可循，D错误；故选B。 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·福建福州·期中）四种短周期主族元素原子序数依次增大，X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0，和的最外层电子数相同，元素的焰色试验呈黄色，四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是 A．离子半径：W＞Y＞Z B．W的氢化物与W的氧化物可以发生反应 C．最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＞X D．氢化物的沸点：Y＞W＞X 【答案】D 【分析】焰色试验呈黄色，为；最高正价与最低负价代数和为0，为第ⅣA族元素，原子序数小于，为C，结合最外层电子数总和为17、和同主族，设和原子最外层电子数为，可得：，解得：。可推得为，为。 【解析】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，核电荷数越大半径越小，有3个电子层，、均为2个电子层且核电荷数，故离子半径，A正确；B．的氢化物可与氧化物发生反应，二者可以反应，B正确；C．非金属性，非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强，故酸性，即，C正确；D．为，其氢化物为水，水分子间存在氢键，沸点较高，常温下为液态，为碳元素，其氢化物为烃类，相对分子质量较大、碳原子数目较多的烃沸点可以高于和，不满足沸点，D错误；故答案选D。 5．（25-26高二下·湖南邵阳·期中）下列说法中，正确的是 A．元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素 B．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强 C．属于p区主族元素 D．p能级电子能量一定高于s能级电子能量 【答案】C 【解析】A．s区包含第IA、IIA族元素，其中氢元素为非金属元素，仅d区和ds区元素均为金属元素，因此三类区域并非所有元素都是金属，A错误；B．同主族元素从上到下原子半径递增，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，非金属性逐渐减弱，因此第VIIA族元素从上到下非金属性依次减弱，B错误；C．价电子排布为的元素为第VIA族主族元素，其最后填充的电子处于np能级，属于p区主族元素，C正确；D．电子能量由能层和能级共同决定，例如2p能级电子的能量低于3s能级电子的能量，因此p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，D错误；故选C。 6．（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。 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高二下·安徽合肥·期中）化学在探索宇宙其他星球资源利用方面起着重要作用。中国科学家在月壤样品中发现了一种磷酸盐矿物[]。研究该磷酸盐矿物可以更好地评估月球资源的潜力和可利用性。 （1）P元素在元素周期表中的位置是_______。 （2）Fe在元素周期表中位于_______。 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 （3）写出O的价层电子轨道表示式_______。 （4）Ca的原子序数为20，下列说法不正确的是_______(填序号)。 A．Ca属于短周期元素 B．原子半径：Ca>K C．Ca能与冷水反应 D．碱性： （5）火星上含有丰富的和Mg资源，科学家设想利用如下反应：，为火星电站发电、人员取暖等。请推测Na能否与反应，并从原子结构角度说明理由：_______。 （6）与P同周期的元素中，某元素的原子逐级电离能如下图所示，该元素是_______(用元素符号表示)。 【答案】（1）第三周期第ⅤA族 （2）C （3） （4）AB （5）Na与Mg位于同一周期，电子层数相同，Na的核电荷数比Mg小，Na的原子半径比Mg大，失电子能力比Mg强，所以Na也能与反应 （6）Al 【解析】（1）元素的原子序数为15，位于第三周期第VA族； （2）的价层电子排布式为：，价电子包括3d和4s轨道，属于d区元素，故选C； （3）的价层电子排布式为：，根据泡利不相容原理和洪特规则，2s轨道两个电子成对，自旋方向相反；2p轨道中的一个轨道两个电子成对且自旋方向相反，另外两个轨道各一个单电子且自旋方向平行，如图所示：； （4）Ca的原子序数为20，位于第四周期，属于长周期元素，A不正确；Ca和K同周期，原子序数Ca>K，同周期从左到右原子半径减小，故原子半径Ca < K，B不正确；Ca的金属性较强，能与冷水反应生成和，C正确；同主族从上到下金属性增强，金属性Ca > Mg，碱性>，D正确；故选AB； （5）Na与Mg位于同一周期，电子层数相同，Na的核电荷数比Mg小，Na的原子半径比Mg大，失电子能力比Mg强，所以Na也能与反应； （6）如图所示：该元素的前三级电离能变化平缓，到I4发生突变，说明该元素最外层有3个电子，失 3个电子后达到稳定结构，再失去第4个电子需要极高能量，该元素与元素在同一周期，所以该元素是。 【强化训练】 1．（25-26高二下·湖北武汉·期中）下列说法正确的是 A．基态某原子的价层电子排布式为3d104s1，推断该元素位于第四周期第ⅠA族 B．离子半径：r(Li+)＞r(H﹣) C．Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)的电负性依次增大 D．硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2，原子释放能量 【答案】C 【解析】A．基态原子价层电子排布为的是Cu元素，属于第四周期第ⅠB族，而非第ⅠA族，A错误；B．和核外电子排布均为，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，故，B错误；C．Ge、As、Se为第四周期主族元素，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，因此三者电负性依次增大，C正确；D．硼原子核外电子从低能级的2s跃迁到高能级的2p，需要吸收能量，而非释放能量，D错误；故选C。 2．（25-26高二下·河南周口·期中）下列各组元素性质的叙述中，不正确的是 A．电负性：Na < Mg B．最高正价：S>Si>B C．第一电离能： D．金属性： 【答案】C 【解析】A．同周期元素从左到右，电负性逐渐增大。Na和Mg位于第三周期，Na在左，Mg在右，因此电负性：，A正确；B．主族元素的最高正价一般等于其族序数（O、F除外）。S位于第ⅥA族，最高正价为+6；Si位于第ⅣA族，最高正价为+4；B位于第ⅢA族，最高正价为+3，因此最高正价：，B正确；C．同周期从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于O，即；同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，O和S同主族，O在上方，因此；即正确的顺序应为：，C错误；D．同主族元素从上到下，金属性逐渐增强。Li、Na、K位于第ⅠA族，从上到下依次排列，因此金属性：，D正确；故选C。 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高二下·福建宁德·阶段检测）铊的相关信息卡片如图所示： （1）铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置___________。 （2）根据所学知识，下列推断正确的是___________。 A．单质的还原性： B．原子半径： C．碱性： D．氧化性： （3）铊是某超导材料的组成元素之一。与Ag在酸性介质中发生反应：。下列推断正确的是___________。 A．最外层有1个电子 B．能形成价和价的化合物 C．的氧化性比弱 D．的还原性比Ag强 （4）随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质，请按要求回答下列问题： 元素编号 a b c d e 电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9 主要化合价 ， ， ， ①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：___________。 ②预测X值的范围：___________＜X＜___________。 ③表中五种元素的第一电离能由大到小排第二的是___________(写元素符号)。 【答案】（1）第六周期第ⅢA族 （2）A （3）B （4）① ②1.5 2.5 ③P 【解析】（1）铊元素最外层电子为，最外层有3个电子，位于第六周期第ⅢA族； （2）A．Tl元素与Al元素同属于第ⅢA族，对于同主族元素，随着原子序数增加，金属性增强，因此，Tl的还原性强于Al，A正确；B．对同主族元素，随原子序数增加，原子半径增加，因此Tl的原子半径大于Al，B错误；C．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，根据选项A分析，Tl的金属性强于Al，所以的碱性强于，C错误；D．因为Tl的金属性强于Al，所以的氧化性弱于，D错误；故答案选A； （3）A．由题干信息可知，Tl原子最外层有3个电子，失去1个电子形成，因此最外层有2个电子，A错误；B．从方程式可以看出，Tl元素可以失去1个电子或3个电子，分别形成和两种阳离子，因此能形成+1价和+3价的化合物，B正确；C．在反应中，从+3价降至+1价，是该反应氧化剂，生成还原产物，Ag从0价升至+1价，是该反应还原剂，生成氧化产物，根据氧化还原反应的强弱原理，的氧化性强于，的还原性强于，C错误；D．由选项C分析可知，Ag的还原性强于，D错误；故答案选B； （4）根据表格信息，a~e五种元素均属于第三周期，a主要化合价为-1价和+7价，是Cl元素。b主要化合价为-2和+6价，是S元素。c主要化合价为-3和+5价，是P元素。d主要化合价为+3价，是Al元素。e元素主要化合价为+1价，是Na元素，据此作答； ①由分析可知，a是Cl元素，其基态原子价层电子排布式为：，轨道表示式为：； ②对于同周期元素，随原子序数增加，电负性增强，由分析可知，c是P元素，其电负性大于Al元素，小于S元素，则1.5<X<2.5； ③一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，第一电离能依次增大，同主族从上到下依次减小。但是第ⅡA族因s轨道全充满，第一电离能比第ⅢA族大，第ⅤA族p轨道半充满，第一电离能比第ⅥA族大，所以以上几种元素的第一电离能大小为：Cl>P>S>Al>Na，因此，第一电离能由大到小排第二的是P元素。 / 学科网（北京）股份有限公司 $