专题5 元素周期律 元素周期表

【考情分析】

一、考试大纲对本专题内容的基本要求 1．掌握元素周期表的结构。

2．掌握周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系 3．了解周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律

4.理解原子的组成及同位素的概念。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。

5.以第1、2、3周期的元素为例，掌握核外电子排布规律。

6.掌握元素周期律的实质及元素周期表(长式)的结构(周期、族)。

7.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质(如：原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系；以ⅠA和ⅡA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

8．电离能、电负性及其周期性变化 9．以上各部分知识的综合应用。 二、命题趋向

历年考查的重点是：①同位数概念；②原子序数、核电荷数、质子数、核外电子数、中子数、质量数之间的关系；③短周期原子（或离子）核外电子排布；④元素周期表的结构；⑤同周期或同主族元素间原子半径、元素化合价、金属性非金属性（表现为单质及化合物的某些性质）的递变规律。

新教材增加的考点有：①核外电子运动的原子轨道和电子自旋；②核外电子的能级分布；③核外电子排布三原理；④第一电离能及其周期性变化，并用以说明元素的某些性质。；⑤元素电负性的周期性变化。

【复习方法】

中学化学知识琐碎、庞杂，难以记忆，难怪有人称之为“第二门外语”。这些琐碎、庞杂的化学知识是不是孤零零的没有任何内在的联系呢？当然不是。有一条主线将它们纵横连接成一个完美的整体，这条主线就是“物质结构”！物质结构有原子结构、分子结构、离子结构、晶体结构等多个层次，原子结构是物质结构的基础，元素周期律是元素性质变化的规律，两者有着密切的内在联系。

本专题作为中学化学的基础理论，有着“纲举目张”的重要作用，自然是历年高考的必考内容。

【考点透视】

1. 原子结构及离子结构中各种基本微粒间的关系

2.同位素及相对原子质量

1

核 外 电 子 排 布 规 律

各电子层最多能容纳 2n 即：电子层序号 1 2 代表符号 K L 最多电子数 2 8

2

个电子 3 4 5 6 7 M N O P Q 18 32 50 72 98

2 3 4 注 意 事 项

最外层电子数目不超过 8 个(K 层为最外层时不超过 2 个)。 次外层电子数最多不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。 核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才由里往外，依次排 在能量较高，离核较远的电子层。www. Ks5 u.c om 1. 以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。 2. 上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释 1~18 号元素的结构问题，若要 解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其它规律。

原 子 结 构 的 表 示 方 法

原子结构 示意图和 离子结构 示意图

要理解图中各符号的含义。例：氯原子， 圆圈内表示原子的 质子数，要注意正号；弧线表示电子层， 弧线内数字表示该层中的电子 数。 离子结构示意图中各符号含意一样，但注意原子结构示意图中质子数等于 核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如 Cl : 电子式是在元素符号周围用小黑点或电子式是在元素符号周围用小黑点 或“×”的数目表 示该元素原子的 最外层电子数的式子。小黑点或“×” 的数目即为该原子的最外层电子数。如 Mg 、 、

电子式

4.元素周期律 涵 实 义 质

元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。 元素性质的周期性递变是核外电子排布周期性变化的必然结果。 最外层电子数由 1 递增至 8(若 K 层为最外层则由 1 递增至 2)而呈现周期性变 化。 原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性变化。 原子半径由电子层数和 核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据。 最高正价由+1 递变到+7,从中部开始有负价，从-4 递变至-1。(稀有气体元素 化合价为零), 呈周期性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决 定，一般存在下列关系： 最高正价数=最外层电子数 金属性渐弱，非金属性渐强，最高氧化物的水化 物的碱性渐弱，酸性 渐强， 呈周期性变化。这是由于在一个周期内的元素，电子层数相同，最外层电子数 逐渐增多，核对外层电子引力渐强，使元素原子失电子渐难，得电子渐易，故

核外电 子排布 原子半径 主 要 化 合 价 元素及化 合物的性 质

有此变化规律。 5.简单微粒半径的比较方法 原 子 半 径 离 子 半 径 1.电子层数相同时，随原子序数递增，原子半径减小 例：rNa>rMg>rAl>rSi>rp>rs>rCl 2.最外层电子数相同时，随电子层数递增原子半径增大。 例：rLi<rNa<rk<rRb<rCs 1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离 子.www. k s5 u.co m 2+ 3+ 例：rCl->rCl,rFe>rFe >rFe 2. 电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小. 2+ 2+ 3+ 例：rO >rF >rNa >rMg >rAl 3. 带相同电荷的离子,电子层越多,半径越大. + + + + + 2222例：rLi <rNa <rK <rRb <rcs ;rO <rs <rse <rTe 4. 带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。 + 2+ + + + 2+ 例：比较 rk 与 rMg 可选 rNa 为参照可知 rk >rNa >rMg 本质 判 断 依 据 本质 判 断 方 法 原子越易失电子，金属性越强。 1.在金属活动顺序表中越靠前，金属性越强。 2.单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。 3.单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。 4.最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。 5.若 x +y x+yn+ m+

6.元素金属性和非金属性强弱的判断方法 金 属 性 比 较 非 金 属 性 比 较

则 y 比 x 金属性强。

原子越易得电子，非金属性越强。 1.与 H2 化合越易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。 2.单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。 3.最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强。 4.A +B B +A 则 B 比 A 非金属性强。nm-

7.元素周期表的结构 元素周期表的结构 周期序数 周 短 周 期 长 周 期 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周

期 第七周期 元素的种数 2 8 8 18 18 32 不完全周期 位置与结构的关系 1.周期序数=原子核外电子层数 2.对同主族(nA 族)元素 若 n≤2,则该主族某一元素的原子序数与上一周期 元素的原子序数的差值为上一周期的元素种数。 若 n≥3,则该主族某一元素的原子序数与上一周期 元素的原子序数的差值为该周期的元素种数。

期

9.元素的原子结构，在周期表中的位置及元素性质之间的关系。

【例题解析】

1．(2012·海南，9)下列有关化学用语使用正确的是

A．NH4Br的电子式： B．S2的结构示意图： C．乙酸的分子式： CH3COOH D．原子核内有l8个中子的氯原子：

—

1．BD。解析：A项，Br电子式，错；C项，乙酸分子式为C2H4O2，错。 3．(2012·天津理综·3)下列叙述正确的是 ( ) A．乙酸与丙二酸互为同系物

B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键

－

238

C．235U和9292U是中子数不同质子数相同的同种核素

D．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构 2．D．解析：考查同系物、极性共价键、核素等基本概念。 A中同系物的官能团的种类和个数必须相同，乙酸属于一元羧酸，丙二酸是二元羧酸(或者也可以从同系物概念出发，两物质结构相似，组成相关CH2的n倍，而乙酸为C2H4O2，丙二酸为C3H4O4，所以两者不可能为同系物)，A选项错误。B选项中共价键是指两成键原子为同种元素则为非极性键，不同种元素原子是形成的是极性键，所以除甲烷以外的所有烃都既有极性键也有非极性键；C中92235U和92238U是同种元素的两种不同核素，C选项错误。D中IVA和VIIA元素的原子构成的分子是C 、Si和卤素原子形成的CX4和SiX4构型的分子，均满足原子最外层8电子结构，D选项正确。

3．关于原子结构、元素性质的说法正确的是 A．非金属元素组成的化合物中只含共价键Na B．ⅠA金属元素是同周期中金属性质最强的元素 C．各种元素的原子均有相同的质子数和中子数

D．ⅦA族元素的阴离子还原性越强，其最高阶氧化物对应水化物的酸性越强

3．B．解析：本题考查必修2教材中的原子结构与元素性质知识点。NH4Cl全部由非金属元素组成，但含有离子键和共价键，A项错误；同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，各周期中ⅠA族元素的金属性最强，B项正确；同种元素的原子的质子数相同，但中子数不同，C项错误；Ⅶ族元素的阴离子还原性越强，则元素的金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，D项错误。

4． X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子半径，X元素为( )

A．Al B．P C．Ar D．K

4．D．解析：X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，即具有Ar的电子排布，X的离子半径小于负二价硫离子半径，X原子序数大于S，所以选K，D项正确。

5．(2012·北京，9)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 A．原子半径：As＞Cl＞P B．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr C．还原性：As3—＞S2—＞Cl— D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4

5．C．解析：A选项中比较原子半径，根据电子层数相同的原子，核电荷数越大半径越小，电子层数不同，电子层数多半径越大，所以半径关系应为：As＞P＞C1，A不正确；B

选项中比较氢化物的热稳定性，即比较元素的非金属性，同主族从上到下非金属性减弱，同周期从左到右非金属性增强，所以热稳定性的关系应为：HC1＞HBr＞AsH3，B不正确；C选项比较离子的还原性，即为比较元素的非金属性，元素非金属性越强，其离子的还原性越

－－－

弱，即离子还原性为：As3＞S2＞C1，C正确；D选项中比较最高价含氧酸的酸性，即比较非金属性，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以酸性强弱应为：H2SO4＞H3PO4＞H3AsO4，D不正确。

6．(2012福建理综·8)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如右下图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是

A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W C．原子半径：T＞Q＞R

D．含T的盐溶液一定显酸性

6．D．解析：由各元素的相对位置可以判断R在第二周期、T、Q、W三种元素在第三周期，再根据T所处的周期序数与族序数相等可判断T为Al，则E为O、Q为Si、W为Cl。最简单气态氢化物的稳定性：H2O＞SiH4，故A正确；最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SiO3＞HClO4，故B正确；原子半径：Al＞Si＞O，故C正确；含有铝的盐溶液也可能显碱性，如NaAlO2[或写作NaAl(OH)4]溶液，故D错误。

7． X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与2＋

Ca的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是

A．原子半径：Z＞Y＞X

B．Z和X形成化合物的沸点高于Z的同主族元素与X形成化合物的沸点 C．CaY2与水发生氧化还原反应时，CaY2只作氧化剂

D．CaX2、CaY2、CaZ2等3种化合物中，阳离子和阴离子个数比均为1：2

7．B．解析：周期表、元素性质推断。综合推断结果：X、Y、Z分别是H、O、F。其原子半径为O＞F＞H，选项A错误；HF分子间存在氢键，所以沸点高于HCl、HBr、HI，选项B正确；CaO2和H2O反应时CaO2既是氧化剂又是还原剂，选项C错误；CaO2

8．已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W但是气态氢化物的稳定性的阿玉Z的气态氢化物的稳定性，Ｘ、Ｙ为金属元素，Ｘ的阳离子的氧化性小于Ｙ的阳离子的氧化性。下列说法正确的是

A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小 B．Ｗ与Ｘ形成的化合物中只含离子键

C．Ｗ的气态氢化物的沸点一定高于Ｚ的气态氢化物的沸点

D．若Ｗ与Ｙ的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3 8．A

命题立意：本题考查元素的推断与所形成物质的性质。 解题思路：A项，依题推断出W在Z的上一周期，X、Y、Z的原子序数大小为X<Y <Z，四种原子半径大小为X>Y >Z>W，正确；B项，从四种元素在周期表中的位置可知X为Na或Mg，Y为Mg或Al，X为C、N、O、F中的一种，则形成的化合物中有Na2O2，既含有离子键又含有共价键，错误；C项，若W为C，Z为Si，错误；D项，若Y为Mg，W为N，则形成的化合物为Mg3N2，错误。

9．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X 原子的最外层电子数是其内层电子总数的3 倍，Y 原子的最外层只有2 个电子，Z 单质可制成半导体材料，W与X属于同一主族。下列叙述正确的是

A．元素X 的简单气态氢化物的热稳定性比W 的强 B．元素W 的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z 的弱 C．化合物YX、ZX2、WX3 中化学键的类型相同 D．原子半径的大小顺序： rY＞rZ＞rW＞rX

9．AD。解析：短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X 原子的最外层电子数是其内层电子总数的3 倍，所以得到其原子序数为8，即为氧元素，W与X属于同一主族，W为硫元素；又Y 原子的最外层只有2 个电子，所以Y为镁元素，Z 单质可制成半导体材料，即Z为硅元素。因而4种元素在周期表中的位置为：，所以非金属性的关系为X〉W〉Z，所以可得A正确，B不正确；化合物MgO为离子化合物，SiO2为共价化合物，SO3为共价化合物，所以C不正确；由周期表中的位置可得其半径关系，D正确。

【专题训练】

1．下列有关化学用语表示正确的是

A．乙酸的结构简式： C2H4O2 B．F的结构示意图：

－

C．中子数为20 的氯原子： 2017Cl D．NH3 的电子式：

2．已知短周期元素的离子aA2+, bB+, cC3-, dD-都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是 A．原子半径A>B>D>C B．原子序数d>c>b>a C．离子半径 C>D>B>A D．单质的还原性A>B>D>C

3．已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是 A．铍的原子半径大于硼的原子半径 B．氯化铍分子中铍的最外层电子数是8 C．氢氧化铍碱性比氢氧化钙的弱 D．单质铍跟冷水反应产生氢气

4．A、B、C三种元素具有相同的电子层数，它们相同物质的量的原子获得相同物质的量的电子时释放出的能量是A>C>B，则它们的原子序数大小顺序是 A．B>C>A B．B>A>C C．A>B>C D．A>C>B

5．(2012·新课标全国，13)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数，依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z的核外内层电子数相同，X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子，根据以上叙述，下列说法正确的是

A．上述四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜Z

B．W、X、Y、Z的原子核外最外层电子数的总和为20 C．W与Y可形成含极性共价键又含非极性共价键的化合物

D．由W和X组成的化合物的沸点总低于由W和Y组成的化合物的沸点.

6.应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下列预测中不正确的是

①Be的氧化物的水化物可能具有两性，②Tl能与盐酸和NaOH溶液作用均产生氢气，③At单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，④Li在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2，其溶液是一种强碱，⑤SrSO4是难溶于水的白色固体，⑥H2Se是无色，有毒，比H2S稳定的气体

A．①②③④ B．②④⑥ C．①③⑤ D．②④⑤

7．2009年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。 完成下列填空：

(1)(2012上海·23)10Be和9Be_______。

a．是同一种原子 b．具有相同的中子数 c．具有相同的化学性质 d．具有恒定的丰度

Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素相互组成的化合物属于_____晶体。

(2)(2012上海·24)Al和Be具有相似的化学性质，写出BeCl2水解反应的化学方程式_____。

(3)(2012上海·25)研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是____。

a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点

b．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液 c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液 d．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用

(4)(2012上海·26)目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序______(用化学符号表示)；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是_______。

【参考答案】

1．B．解析：A选项写的是乙酸的分子式；C选项中质量数应为37，元素符号的左上角是质量数而不是中子数；D选项中NH3中的氮原子还有一对孤对电子，不正确。

2.解析：短周期元素原子形成的离子都具有稀有气体原子的结构，其中阳离子与上一周期稀有气体原子的结构相同，阴离子与同一周期稀有气体原子的结构相同，再根据离子所带电荷数，可确定原子序数为a > b >d>c，B项错误；根据原子半径的递变规律知它们的原子半径为B > A > C > D，A项错误；电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增加而减小，C正确；

A、B是金属，A排在B的后面，B的还原性强，D错误。答案：C

3.解析：铍和硼在同一周期，铍排在硼前面，半径大，A正确；氯化铍分子中铍的最外层电子数应为2，B错；铍和钙在同一族，铍在上面，金属性弱，对应氢氢化物碱性弱，C正确；铍和镁在同一族，铍在上面，金属性弱，与冷水更难反应。 解答：A C

4.解析：某元素的原子非金属性越强，越易得到电子，得到电子后释放的能量也多，由题中所给信息知，A、B、C是同周期元素，且非金属性A>C>B， 答案D

5．C．解析：此题中档题，重要的是推出W:H、X:C、Y:N、Z:Ne或者Ar。A选项应该是X＞Y，Z为稀有气体原子又有增大的趋势，B答案总和应该为1＋4＋5＋8=18C也就是氢与氧既可以生成水，也可以生成双氧水。D答案要注意H，C形成的烃中，如果碳原子很多的时候，形成

的烃为液态或固态。总体来说这次选择题还是比较简单的，学生失分都不会很大。

6.解析：由对角线规律可知Be的化合物性质与Al的化合物性质相似，①对；Tl与Al同一族，金属性比铝强很多，能与盐酸产生氢气，但不能和NaOH溶液作用，②错；卤化银颜色由上往下加深，溶解度减小，③对；Li在氧气中燃烧，产物是Li2O，④错；筛选可知 答案：C

3.解析：铍和硼在同一周期，铍排在硼前面，半径大，A正确；氯化铍分子中铍的最外层电子数应为2，B错；铍和钙在同一族，铍在上面，金属性弱，对应氢氢化物碱性弱，C正确；铍和镁在同一族，铍在上面，金属性弱，与冷水更难反应。 解答：A C

2－－

7．(1)cd ；分子(2) BeCl2＋2H2

OBe(OH)2＋2HCl (3)bc(4)S＞Cl；

解析：Be、Be是同种元素的不同核素，二者互为同位素，具有相同的化学性质，且在自然界中具有恒定的丰度；第二周期(Be位于第二周期)中最外层2个未成对的电子的元素是碳和氧，二者相互组成的化合物CO2或CO均为分子晶体。比较金属Mg、Al的金属性强弱的方法有工；比较其最高价氧化物对应水化物的碱性，可利用Mg(OH)2、Al(OH)3、NaOH溶液的碱性相对强弱、比较Mg、Al与酸或水反应转换出氢气的难易等，d项在空气中久置，二者表面均氧化成氧化物，无法比较、单质熔沸占与金属强弱无关。与Ar(核外有18 个电子)核外

2－－2－－

电子排布相同的阴离子有S、Cl二者半径：S＞Cl，核外具有18电子和K相邻的离子为

10

9

Ca、CaCl2常用作干燥剂，它属离子化合物，故其电子式：

2＋