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第1章 原子结构与性质
1.2.2 元素周期律
一．选择题（共13小题）
1．对于原子半径的理解，不正确的是（ ）
A．同周期元素（除了稀有气体元素外），从左到右，原子半径依次减小。
B．对于第三周期元素，从钠到氯，原子半径依次减小。
C．各元素的原子半径总比其离子半径大。
D．阴离子的半径大于其原子半径，阳离子的半径小于其原子半径。
【答案】C
【解析】
A、同周期元素（除了稀有气体元素外），从左到右，原子半径依次减小，A项正确；
B、同周期元素，从左到右，原子半径依次减小，对于第三周期元素，从钠到氯，原子半径也是依次减小，B
项正确；
C、D、对于同种元素而言，阳离子半径<原子半径<阴离子半径，C项错误，D项正确；
故选C。
2．X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，下列判断正确的是（ ）
A．X的原子序数小于Y原子序数
B．X的原子半径大于Y的原子半径
C．X的氧化性大于Y的氧化性
D．X的离子半径小于Y的离子半径
【答案】A
【解析】
A、X元素在Y元素的上一周期，所以X的原子序数小于Y原子序数，故A选；
B、X元素在Y元素的上一周期，所以X原子的电子层数比Y的少一层，所以X的原子半径小于Y的原子半径，
故B不选；
C、Y是金属元素，没有氧化性，故C不选；
D、X的离子与Y的离子具有相同的电子层结构，X的原子序数小于Y原子序数，所以X的离子半径大于Y的
离子半径，故D不选。
故选A。
3．在主族元素X、Y、Z中，X与Y两元素的原子核外电子层数相同，X的原子半径大于Y的原子半径，X与
Z两原子的阳离子具有相同的电子层结构，Z的离子半径大于X的离子半径，则X、Y、Z三种元素的原子序数
最大的是( )A．X B．Y C．Z D．无法判断
【答案】B
【解析】
X、Y同周期，原子半径X＞Y，所以，原子序数Y＞X。相同电子层结构的离子，原子序数越大，离子半径越
小，原子序数X＞Z
X与Y两元素的原子核外电子层数相同，说明位于相同周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，X的原
子半径大于Y的原子半径，则原子序数Y>X；X与Z两原子的阳离子具有相同的电子结构，Z的离子半径大于
X的离子半径，二者处于同一周期，原子序数越大，离子半径越小，则原子序数X>Z，则原子序数最大的为
Y；
故为B
4．下列叙述正确的是
A．同周期非金属元素的原子半径越小，其单质的沸点越高。
B．同周期元素形成的简单离子，核电荷数越大半径越大。
C．同周期主族元素的原子半径越大，其原子越易失去电子。
D．同周期非金属元素的原子半径越大，其气态氢化物越稳定。
【答案】C
【解析】
A、同周期非金属元素的原子半径越小，原子序数越大，其非金属性越强，其单质的氧化性越强，而沸点是物
理性质，没有明显的变化规律，故A错误；
B、同周期元素形成的简单离子，阳离子的电子层数比阴离子少，离子半径小，电子层数相同的离子，核电荷
数越大，离子半径越小，故B错误；
C、同周期主族元素的原子半径越大，原子序数越小，金属性越强，则其原子越容易失去电子，故C正确；
D、同周期非金属元素的原子半径越大，原子序数越小，其非金属性越弱，则其气态氢化物越不稳定，故D错
误；
故选C。
5．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能IⅢ ，Ⅴ >Ⅵ ，故A说法错误；B、电负性用来描述不同
A A A A
元素的原子对键合电子吸引力的大小，同主族从上到下电负性增强，故B说法正确；C、元素的
性质随着原子序数的增大而呈周期性变化，故C说法正确；D、鲍林的电负性是以氟的电负性为
4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准得出的，故D说法正确。
二．填空题（共5小题）
14．电离能是衡量元素失电子能力的重要依据，随着元素核电荷数的递增，电离能值呈现周期性变化规律。根
据 所学知识，回答下列问题。
第一电离能指的是______。
如图是部分元素原子的第一电离能 随原子序数变化关系 其中 12 号至 17 号元素的有关数据缺失 。
根据图示变化规律，可推测 S 的第一电离能的大小 最小 范围为______ ______ 填元素符号 。
据图可知，同主族元素原子第一电离能 变化规律是______。图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置______。
根据对角线规则铍元素最高价氧化物的水化物应该具有______。
用 In 表示元素的第 n 电离能，则图中的 a、b、c 分别代表______。
A．a 为 、b 为 、c 为
B．a 为 、b 为 、c 为
C．a 为 、b 为 、c 为 D．a 为 、b 为 、c 为
铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
电离能
Cu 746 1958
Zn 906 1733
铜的第一电离能 小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能 却大于锌的第二电离能，其主要原因是
______。
与电离能的定义相类似，元素的气态基态原子得到一个电子形成气态负一价阴离子时所放出的能量称作第
一电子亲和能 ，负一价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能 ，部分元素或离子的
电 子亲和能数据如下表所示：
元素 Cl Br I O
电子亲和能
349 343 295 141下列说法中错误的是______。
A．元素的电子亲和能越大，越容易得到电子
B．一个基态的气态氧原子得到一个电子成为 时放出 141kJ 的能量
C．氧元素的第二电子亲和能是
D．基态的气态氧原子得到两个电子成为 需要吸收能量
图中数据显示，同主族元素 从上到下依次减小，其原因是_____。
【答案】气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态正一价阳离子所需的最低能量 Si P 从上到下
依次减小 第五周期IA族 两性 C Cu原子失去一个电子后，核外电子排布为 ，而锌为
，根据洪特则，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大 随着原子半径的
增大，核电荷对外来电子的吸引力减弱，结合一个电子释放的能量依次减小
【解析】
（1）中性基态原子失去一个电子转化为气态正一价阳离子所需的最低能量叫做第一电离能；
（2）从左至右，电离能逐渐增大，同一主族元素，从上到下电离能逐渐减小，越容易失去电子的元素，第一
电离能越小，元素周期表中处于对角线位置，性质有相似性；
（3）Mg的基态原子3s轨道为全充满，较稳定，比相邻的ⅠA和ⅢA族元素的第一电离能大，P的3p能级上
半充满，较稳定，比相邻的ⅣA和ⅥA族的第一电离能大，故c图表示第一电离能；当第三周期元素原子均失
去一个电子后， 的2p轨道全充满，较稳定，故第二电离能陡然升高，故a图表示第二电离能；当失去两个
电子后， 的2p轨道全充满，较稳定，故第三电离能比Na的大，故b图表示第三电离能；（4）Cu原子失去一个电子后，核外电子排布为 ，而锌为 ，根据洪特则，铜达到了较稳
定状态，所以Cu的第二电离能相对较大；
（5）一个基态的气态氧原子得到一个电子成为 时放出 141kJ 的能量；随着原子半径的增大，核电荷对外来
电子的吸引力减弱，结合一个电子释放的能量依次减小。
【详解】
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态正一价阳离子所需的最低能量叫做第一电离能。
故答案为：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态正一价阳离子所需的最低能量；
同周期中从左至右，电离能逐渐增大，但因ⅡA族的ns能级上全充满而较稳定，故比相邻的ⅢA族元
素的电离能大，同理，ⅤA族元素原子的np能级上半充满而较稳定，故比相邻的ⅥA族元素的电离能大。故
第三周期8种元素的电离能由小到大的关系是 故S 的第一电离能的大小
最小 范围为 。
故答案为： ；P；
同一主族元素，从上到下，因原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，变得容易失去
电子，故电离能逐渐减小。
故答案为：从上到下依次减小；
越容易失去电子的元素，第一电离能越小，应位于元素周期表左下方。故第五周期IA族的第一电离能最小。
故答案为：第五周期IA族；
和Al在元素周期表中处于对角线位置，性质有相似性。氢氧化铝具有两性，故氢氧化铍也具有两性。
故答案为：两性；
第三周期元素中，Mg的基态原子3s轨道为全充满，较稳定，比相邻的ⅠA和ⅢA族元素的第一电离能大，
P的3p能级上半充满，较稳定，比相邻的ⅣA和ⅥA族的第一电离能大，故c图表示第一电离能；当第三周期
元素原子均失去一个电子后， 的2p轨道全充满，较稳定，故第二电离能陡然升高，故a图表示第二电离能；
当失去两个电子后， 的2p轨道全充满，较稳定，故第三电离能比Na的大，故b图表示第三电离能。故选C。
故答案为：C；
的价层电子构型为 ，Zn的价层电子构型为 ，Zn的电子构型为全充满，较稳定，故第一
电离能： 失去一个电子后，Cu的价层电子构型变为 ，为全充满状态，较稳定，故铜的第二电离
能大于锌的第二电离能。
故答案为：Cu原子失去一个电子后，核外电子排布为 ，而锌为 ，根据洪特则，铜达到了
较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大；
结合表中数据分析Cl、Br、I得到一个电子的能量变化，得出元素的电子亲和能越大，越容易得到电
子，故A正确；
B.一个基态的气态氧原子得到一个电子成为 时放出 141kJ 的能量，故B错误；
C.一个基态的气态氧原子得到一个电子成为 ， 再得到一个电子成为 ，此时的能量变化为第二电子亲
和能，故C正确；
D.根据表中数据，一个基态的气态氧原子得到一个电子成为 放热 ，1个 再得到到一个电子
成为 吸热 ，根据盖斯定律，O得到两个电子时应吸收热量，故D正确；
故答案为：B；
同主族元素从上至下，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引能量减弱，故放出的能量减小。
故答案为：随着原子半径的增大，核电荷对外来电子的吸引力减弱，结合一个电子释放的能量依次减小。
15.有A、B、C、D、E、Q六种元素，它们的核电荷数依次增大，A是元素周期表中原子半径最小的一种元素，
B、C、D、E均比A多一个电子层，且B、C、D、E是连继相邻的四种元素，其中E是元素周期表中非金属性
最强的一种元素，Q的核电荷数是A、B、D、E的核电荷数的总和，按要求完成下列问题：
⑴这几种元素中电负性最大的是（________）（填元素符号，下同）；
⑵B、C、D、E的第一电离能由小到大的顺序是（_________），原子半径由大到小的顺序是
（________________）；
⑶C的氢化物的电子式是（_________），C的氢化物结构式是（__________），C的最高价氧化物对应的水化
物的化学式是（______________），C的最高价氧化物对应的水化物和C的最低价氢物形成的化合物的化学式
是（_________________）；⑷Q的电子排布式是（______），Q的价电子排布式是（_____），Q的价电子排布图是（_______）。
⑸说出D、Q在周期表中的分区，D在（____）区，Q在（____）区, D原子核外有（______）个成单电子.
⑹元素B在周期表中位于第（______）周期，第（_______）族。
【答案】⑴ F
⑵C﹤O﹤N﹤F C﹥N﹥O﹥F ；
⑶ HNO NH NO ；
3 4 3
⑷1s22s22p63s23p63d54s1或【Ar】3d54s1 3d54s1
⑸p d 2
⑹二 IVA
【解析】
A、B、C、D、E、Q六种短周期元素，其原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，则A是H元
素；B、C、D、E均比A多一个电子层，则为第二周期元素，且B、C、D、E是连继相邻的四种元素，其中E
是元素周期表中非金属性最强的一种元素，则E为F元素，所以B、C、D分别为C、N、O元素；Q的核电荷
数是A、B、D、E的核电荷数的总和，则为1+6+8+9=24，所以为Cr元素；再结合元素及其化合物的性质解答；
（1）六种元素中电负性最大的是F，故答案为F；
（2）同周期从左到右第一电离能增大，但是第VA族元素的第一电离能大于相邻主族元素，则第一电离能由小
到大的顺序是C＜O＜N＜F；同周期从左到右原子半径依次减小，则原子半径由大到小的顺序是 C＞N＞O＞
F；故答案为C＜O＜N＜F； C＞N＞O＞F；
（3）C为N元素，其氢化物为NH ，属于共价化合物，其的电子式为 ，氨气的结构式为 ，N的
3
最高价氧化物对应的水化物的化学式是 HNO，N的最高价氧化物对应的水化物HNO 和N的最低价氢物物NH
3 3 3
形成的化合物的化学式是 NH NO ；故答案为 ； ；HNO；NH NO ；
4 3 3 4 3
（4）Q为Cr元素其核外有24个电子，则Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或或【Ar】3d54s1，其价
电子排布式为3d54S1，价电子排布图为 ；故答案为1S22S22P63S23P63d54S1或或【Ar】
3d54s1；3d54S1； ；（5）D为O元素，Q为Cr元素，O元素在周期表中的分区为 p区，Cr元素在d区，O的原子核外有 2个成单
电子；故答案为p；d；2；
（6）B为C元素，在周期表中位于第二周期、第IVA族，故答案为二；IVA．
点睛：本题考查了元素位置结构性质的相互关系及应用，涉及第一电离能、原子半径、电子式、电子排布式、
元素分区等知识点，根据原子结构、元素周期表结构确定元素，再结合物质的性质来分析解答，正确推断元素
是解本题关键。
16.下表给出了14种元素的电负性：
元素 电负性 元素 电负性 元素 电负性
Al 1.5 B 2.0 Be 1.5
C 2.5 Cl 3.0 F 4.0
Li 1.0 Mg 1.2 N 3.0
Na 0.9 O 3.5 P 2.1
Cl 2.5 S 1.8
(1)同一周期中，从左到右，主族元素的电负性_________；同一主族中，从上到下，元素的电负性_________。
主族元素的电负性随原子序数递增呈_________变化。
(2)短周期元素中，电负性最大的元素与电负性最小的元素形成的化合物属于____________化合物，用电子式表
示该化合物：___________________。
(3)已知：两成键元素间的电负性差值大于1.7时，通常形成离子键，两成键元素间的电负性差值小于1.7时，通
常形成共价键，则MgN、BeCl 、AlCl 、SiC中为离子化合物的是_________，为共价化合物的是
3 2 2 3
__________________________。
【答案】增大 减小 周期性 离子 MgN BeCl 、AlCl 、SiC
3 2 2 3
【详解】
（1）由表中数据可知，第二周期元素从Li～F，随着原子序数的递增，元素的电负性逐渐增大，第三周期元素
从Na～S，随着原子序数的递增，元素的电负性也逐渐增大，并呈周期性变化，同一主族中，从上到下，元素
的电负性逐渐减小，故答案为增大；减小；周期性；
（2）短周期元素中，由电负性最大的元素是F与电负性最小的元素是Na，两者形成的化合物的化学式为
NaF，属于离子化合物，用电子式表示该化合物为 ；
（3）元素的电负性是元素的基本性质，且随着原子序数的递增呈周期性变化，
MgN 电负性差值为3.0-1.2=1.8，大于1.7形成离子键，属于离子化合物；
3 2
BeCl 电负性差值为2.5-1.5=1，小于于1.7形成共价键，属于共价化合物；
2AlCl 电负性差值为3.0-1.5=1.5，小于于1.7形成共价键，属于共价化合物；
3
CS 电负性差值为2.5-2.5=0，小于于1.7形成共价键，属于共价化合物；
2
故答案为MgN；BeCl 、AlCl 、SiC。
3 2 2 3
17．铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
电离能/kJ•mol﹣1 I I
1 2
铜 746 1958
锌 906 1733
铜的第一电离能（I）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I）却大于锌的第二电离能，其主要原因是
1 2
．
【答案】气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大（或气态
Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小）．
【解析】
轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，所以气态Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，
所以Cu的第二电离能相对较大（或气态Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所
以Zn的第二电离能相对较小）
18.现有核电荷数小于18的元素A，其电离能数据如表所示[I 表示失去第1个电子的电离能，I(n=2，3，4，
1 n
5，6，7，8，9，10，11)表示失去第n个电子的电离能，单位为eV]。
符号 I I I I I I
1 2 3 4 5 6
电离能 7.64 15.03 80.12 109.3 141.2 186.5
符号 I I I I I
7 8 9 10 11
电离能 224.9 226.0 327.9 367.4 1 761
(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离子电荷数越多，在失去电子时，电
离能越_______ (填“大”或“小”)。
(2)上述11个电子分属_______个电子层。
(3)去掉11个电子后，该元素还有_______个电子。
(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是_______。
【答案】小 大 3 1 Mg(OH)
2【分析】
同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电
子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，据此解答。
【详解】
同一种元素的原子，其电离能随着失电子个数的增多而增大，当原子失去电子变为稳定状态时，如果继续失电
子，则其电离能会出现突兀性变化，据此判断该元素最外层电子数，
(1)外层电子离核越远，能量越高，失去外层电子越容易，电离能越小；阳离子电荷数越高，再失去电子就越因
难，电离能越大，
因此，本题正确答案是：小；大；
(2)根据核外电子排布可以知道11个电子应排为：1s22s22p63s1，则这11个电子分属3个电子层，
因此，本题正确答案是：3；
(3)根据失去第一个、第二个电子的能量比失去第三个电子的能量小很多，得知该元素易失去2个电子，又因该
元素可以失去的电子能达到12个，故在前18号中只有镁符合要求，镁是12号元素，失去11个电子后，还有1
个电子，
因此，本题正确答案是：1；
(4)镁的最高价氧化物对应水化物的化学式是Mg(OH) ，
2
因此，本题正确答案是：Mg(OH) 。
2
