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【基础知识】原子结构与性质
考点三 元素周期表 粒子半径
【必备知识】
一、元素周期表的结构
1、口诀：七横十八纵，三短四长，七主八副一零。
2、定位：第117号元素在元素周期表中的 第二周期第Ⅶ A 族 ，第54元素在元素周期表中 第五周期 O 族 。
3、作用：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
二、元素周期表中的特殊位置
(1)金属与非金属的分界线
①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、 与硼、硅、砷、碲、砹、 的交界处画一条虚线，即为
金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区，氟、氯、磷、硫探索研制农药
的材料。
③分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性，寻找半导体材料。
(2)过渡元素：都是金属元素，寻找优良催化剂和耐高温耐腐蚀的合金材料。
(3)镧系：元素周期表第6 周期中：57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系：元素周期表第7 周期中：89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
例1、请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题：
(1)标出族序数、周期序数。
(2)将主族元素前六周期的元素符号补充完整。
(3)画出金属与非金属的分界线，并用阴影表示出过渡元素的位置。
(4)标出镧系、锕系的位置。
(5)写出各周期元素的种类（数目）。
(6)写出稀有气体元素的原子序数，标出113号～117号元素的位置。
【答案】
三、原子结构与元素周期表的关系
1、元素周期表分区2、各区价电子排布特点
①主族元素的价电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 n s 1 n s 2 n s 2 n p 1 n s 2 n p 2 n s 2 n p 3 n s 2 n p 4 n s 2 n p 5
②0族元素的价电子排布：He为1s2；其他为ns2np6。
③过渡元素(镧系、锕系元素除外)的价电子排布：(n－1)d1～10ns1～2。
例2、指出下列元素在元素周期表中的位置。
(1)1s22s22p63s23p5 (2)[Kr]4d105s25p2 (3)[Ar]3d34s2 (4) [Ar]3d104s1 (5) [Ar]4s1
【答案】(1)第三周期第ⅦA族 (2)第五周期第ⅣA族 (3)第四周期第ⅤB族 (4)第四周期第ⅠB族 (5)第四
周期第ⅠA族
四、化合价、粒子半径
1、主族化合价
最高正价=主族序数，最低负价=主族序数-8（金属无负价，F无正价，O无最高正价）
例3、图中为短周期主族元素化合价与原子序数的关系，写出下图元素符号。
a： b： c： d： e： f：
【答案】C N O Na Al Si S
2、粒子半径大小的比较方法
①原子半径同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)<r(S)>r(Cl)
同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大，如：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
例4、图中为短周期主族元素原子半径与原子序数的关系，写出下图元素符号。
X： Y： Z： M： N： R：
【答案】O F Na Al Si Cl
例5、X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径关系如图
所示。X、Y、Z、W、P、Q分别是 。
【答案】Na Be Si N S Cl
②粒子半径
一看电子层数，电子层数越多，微粒半径越大；
二看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越大；
三看最外层电子数，最外层电子数越多，微粒半径越小。例6、比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“＜”填空)：
(1)Si________N________F。 (2)Li________Na________K。
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋。 (4)F－________Cl－________Br－。
(5)Cl－________O2－________Na＋。 (6)H－________Li＋________H＋。
【答案】 (1)＞ ＞ (2)＜ ＜ (3)＞ ＞ (4)＜ ＜ (5)＞ ＞ (6)＞ ＞
五、对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
例6、铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似。下列说法错误的是( )
A．Be溶于NaOH溶液生成H B．BeO、Be(OH) 均难溶于水
2 2
C．BeCl 与过量的NaOH溶液反应生成Be(OH) D．BeSO 溶液呈酸性
2 2 4
【答案】 C
【概念辨析】
1、所有非金属元素都分布在p区( )
2、价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期第ⅤA族，是p区元素( )
3、价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期第ⅠA族，是s区元素( )
4、最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S( )
5、正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族。( )
6、第二周期主族元素的原子半径随核电荷数的增大依次减小。( )
7、s区分部是金属元素。（ ）
8、过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素。（ ）
9、第ⅠA族全是金属，第ⅦA族全是非金属。（ ）
10、第四、五周期的第ⅡA与第ⅢA族原子序数之差都为11，第六周期为25。（ ）
11、除0族元素外，非金属元素全部是主族元素。（ ）
【答案】 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.√ 6.√ 7.× 8.× 9.× 10.√ 11.√
【跟踪练习】
1、部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法不正确的是(
)A．B只能得电子，不能失电子 B．原子半径：Ge＞Si
C．As可作半导体材料 D．Po处于第6周期第ⅥA族
【答案】 A
【解析】 B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，又能失电子，故A错误；同一
主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ge＞Si，故B正确；As元素位于金属元素与非金属
元素的分界线附近，可作半导体材料，故 C正确；Po为主族元素，原子有6个电子层，最外层电子数为
6，处于第6周期第ⅥA族，故D正确。
2、下列说法中正确的是( )
A．所有非金属元素都分布在p区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区
C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D．第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱
【答案】 C
【解析】 非金属除氢元素位于S区外，其余都是P区，选项A不正确；最外层电子数为2的元素也可能
位于P区或，例如He，B不正确；第四周期的金属元素从左到右，主族元素的金属性依次减弱，选项D不
正确。
3、下列说法正确的是( )
A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B．d区元素的原子一定都有d轨道电子
C．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素
【答案】 B
【解析】 最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素不一定位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，
如副族的Zn或0族的He，故A错误；d区元素的基态原子都含有d轨道电子，故B正确；最外层电子排
布式为ns1的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如H，故C错误；基态原子价电子排布式为nsnnpn的
元素，s能级上最多排列2个电子，则n＝2，所以该原子价电子排布式为2s22p2，为C元素，是非金属元
素，故D错误。
4、元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在
周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是( )
A．该元素位于d区 B．该元素为金属元素
C．该元素位于第4周期第ⅢA族 D．该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3【答案】 D
【解析】 33号元素，根据原子序数＝质子数＝原子核外电子数，则该元素基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，最外层5个电子，则该元素位于第4周期第ⅤA族，为
非金属元素，故D正确。
5、(2023年重庆卷) “嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇，原子
序数比Fe大13)组成，下列说法正确的是（ ）
A. Y位于元素周期表的第ⅢB族 B. 基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C. 5种元素中，第一电离能最小的是Fe D. 5种元素中，电负性最大的是P
【答案】A
【解析】A．钇原子序数比Fe大13，为39号元素，为元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；
B．钙为20号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，基态Ca原子的核外电子填充在10个轨道
中，B错误；
C．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，5种元素中，钙第一电离能比铁小，C错误；
D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，
非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；5种元素中，电负性最大的是O，D错误；
6、A、B、C为三种短周期元素，A、B同周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，B2＋与C－具有相同
的电子层结构，下列叙述不正确的是( )
A．原子序数：A>B>C B．原子半径：C>B>A
C．离子半径：A2－>C－>B2＋ D．原子最外层电子数：C>A>B
【答案】 B
【解析】 由题意可推出A为S、B为Mg、C为F。原子序数：S>Mg>F，故A项正确；不同周期元素，
电子层数越多，原子半径越大，同一周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径：
Mg>S>F，故B项错误；S2－的电子层数为3，离子半径最大，Mg2＋与F－的电子层数为2，且具有相同的核
外电子数，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径：S2－>F－>Mg2＋，故C项正确；F原子最外层电
子数为7，S原子最外层电子数为6，Mg原子最外层电子数为2，因此原子最外层电子数：F>S>Mg，故D
项正确。
【解题技巧】电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，
如O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋。可归纳为电子层排布相同的离子，(表中位置)阴离子在阳离子前一周期，原
子序数大的半径小，概括为“阴前阳下，序大径小”。
7、几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列说法不正确的是( )
A．由元素X和Q组成的化合物不可能含有共价键
B．X、Z、R的最高价氧化物对应水化物可两两反应
C．Y－半径比Q2－半径大
D．M(OH) 的碱性比XOH的碱性弱
2
【答案】 A
【解析】 X为Na，Y为Cl，Z为Al，M为Mg，R为N，Q为O。
8、结合如图所示元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有_________________________________(填字母，下同)，属于主族元
素的有_______________________；g元素位于第______周期______族，i元素位于第____周期第_____族。
(2)f元素位于第________周期第________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素
名称、相对原子质量：____________。
(3)简述元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系。____________________________。
【答案】(1)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 三 0 四 ⅡB
(2)三 ⅥA
(3)元素所在周期数等于原子的电子层数，元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数
