文档文本内容
专题五 物质结构 元素周期律
考 点 高考年 考频解密 考点分布
2022年河北卷〔6，8，10〕；2022年山东
卷〔3，5〕；2022年湖北卷〔7,8,9，10，
元素周期律〔16次〕，原子
11〕；2022年湖南卷〔2，5〕；2022年广
物质结构 结构 化学键〔8次〕，原
东卷〔2，7〕；2022年江苏卷〔2，3,5，
2022 年 子结构与性质〔5次〕，分
7〕；2022年辽宁卷〔2，3，5，7，8〕；
元素周期律 子结构与性质〔18次〕，晶
2022年海南卷〔5，11〕；2022年北京卷
体结构与性质〔8次〕
〔1，2，3，7，8，9，11，13〕；2022年
全国甲卷〔6〕；2022年全国乙卷〔5〕等
一、元素、核素、同位素
1.“三素”关系
2.同位素的“六同三不同”3.几种重要的核素及其应用
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
4．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
二、元素周期表与元素周期律
1．元素周期表的结构
①“七横七周期，三短三长一不全；十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ一0”。
②从左到右族的分布：
ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
Ⅷ族：包括8、9、10三个纵列。
③0族：第18纵列，该族元素又称为稀有气体元素。
其原子序数为He 2，Ne 10，Ar 18，Kr 36，Xe 54，Rn 86。
④同周期第ⅡA和第ⅢA原子序数的差值可能为：1、11、25。
2．分区
①分界线：沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋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。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
3．元素周期表中的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。
②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。
③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。
④超铀元素：在锕系元素中92号元素轴(U)以后的各种元素。
4．主族元素的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子结 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
构
阳离子逐渐减小阴离子逐渐减
离子半径 逐渐增大
小r(阴离子)＞r(阳离子)
最高正化合价由＋1→＋7(O、F
相同，最高正化合价＝主
化合价 除外)负化合价＝－(8－主族序
族序数(O、F除外)
数)(H为－1价)
元素的金属性和 金属性逐渐增强 金属性逐渐减弱
非金属性 非金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强
性质 离子的氧化性、 阳离子氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐减弱
还原性 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳
逐渐增强 逐渐减弱
定性
最高价氧化物对 碱性逐渐减弱 碱性逐渐增强
应的水化物的酸
碱性 酸性逐渐增强 酸性逐渐减弱
5．元素金属性和非金属性强弱的判断方法
本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
①在金属活动性顺序表中越靠前，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
金属性比
③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
较
判断方法
④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
①与H 化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
2
非金属性
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
比较
判断方法
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
三、微粒间的相互作用力
1．共价键与离子键的比较
共价键
离子键
非极性键 极性键
阴、阳离子通过静电作
概念 原子间通过共用电子对而形成的化学键
用所形成的化学键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子
形成条件 活泼金属元素与活泼非 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键
金属元素经电子得失，形成离子键
非金属单质；某些共价化合
形成的物质 离子化合物 共价化合物或离子化合物
物或离子化合物
2．分子间作用力：将分子聚集在一起的作用力。范德华力与氢键是两种最常见的分子间作用力。分子间
作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质。
3．范德华力：存在于由共价键形成的多数共价化合物和非金属单质分子之间。一般来说，对于组成和结
构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔沸点也越高，如熔沸点：I>Br >Cl>F 。
2 2 2 2
4．氢键
(1)定义：既可以存在于分子之间又可以存在于分子内部的作用力，比范德华力稍强。
(2)形成条件：非金属性强、原子半径小的O、F、N原子与H原子之间。
(3)存在：氢键存在广泛，如蛋白质分子、HO、NH 、HF等分子之间，有的物质分子内也存在氢键。分子
2 3
间氢键会使物质的熔点和沸点升高。
四、原子结构与元素的性质
1．电子层与原子轨道
原子轨道
2．基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于
最低状态。
(2)泡利不相容原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
(3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且
自旋状态相同。
如2p3的电子排布为： ，不能表示为 或
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体
系的能量最低，如： Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
24
3．原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系
每周期第一种元素 每周期最后一种元素
电子
周期
层数 原子序 基态原子的电子排布
原子序数 基态原子的电子排布式
数 式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
三 3 11 [Ne]3s1 18 1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p6
四 4 19 [Ar]4s1 36
3d104s24p6
1s22s22p63s23p63d10
五 5 37 [Kr]5s1 54
4s24p64d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
六 6 55 [Xe]6s1 86
4d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的电子排布特点
①主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 ns2np3 ns2np4 ns2np5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
(3)元素周期表的分区（根据核外电子排布分区）
4．元素周期律
(1)原子半径
①影响因素
②变化规律：元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子
半径逐渐增大。(2)电离能规律
a.同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大
的变化趋势。
b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。
c.同种原子：逐级电离能越来越大(即I<I<I…)。
1 2 3
(3)电负性
①含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸
引键合电子的能力越强。
②标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4．0和锂的电负性为1．0作为相对标准，计算得出其他元素的
电负性(稀有气体元素未计)。
③变化规律
金属元素的电负性一般小于1．8，非金属元素的电负性一般大于1．8，而位于非金属三角区边界的“类金
属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性又有非金属性。
在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性呈现减小的
趋势。
五、分子结构与性质
1．共价键
分类依据 类型
σ键 电子云“头碰头”重叠
形成共价键的原子轨道重
叠方式
π键 电子云“肩并肩”重叠
极性键 共用电子对发生偏移
形成共价键的电子对是否
偏移
非极性键 共用电子对不发生偏移
单键 原子间有一对共用电子对
原子间共用电子对的数目 双键 原子间有两对共用电子对
叁键 原子间有三对共用电子对
2．等电子原理
(1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N 和CO、O 与SO 是等电子
2 3 2
体，但N 与C H 不是等电子体。
2 2 2
(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如
CO和N 的熔、沸点、溶解性等都非常相近。
2
(3)常见的等电子体：N 与CO，CO 与NO，O 、NO与SO ，CO、NO与SO ，PO、SO与ClO， 与
2 2 2 3 2 3B NH(硼氮苯)等。
3 3 6
3．分子的立体结构
(1)价层电子对互斥模型：
把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO 、CHO、CH 等分子中的C原
2 2 4
子。另一类是中心原子上有孤对电子(未用于形成共价键的电子对)的分子。如HO和NH 中心原子上的孤
2 3
对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而HO分子呈V型，NH 分子呈三角锥型。
2 3
(2)杂化轨道理论：
①中心原子杂化轨道数、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数 =孤电子对数＋与之相
连的原子数。杂化前后轨道总数不变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道
所在的平面垂直，可用来形成π键。
②几种常见的杂化轨道类型的比较如下表：
杂化类型 夹角 分子空间构型 实例
C H、CO、
等性sp杂化 180 o 直线形 2 2 2
BeCl
2
等性sp2杂化 120 o 平面三角形 C H、BF、C H
2 4 3 6 6
CH、CCl 、NH
等性sp3杂化 109．5o 正四面体 4 4 4
＋
不等性杂化轨道类型(杂化轨道中有孤对电子存在)
不等性sp3杂
104．5o V型 H
2
O
化 107．3o 三角锥形 NH
3
(3)键的极性与分子极性的关系
两个键之间的夹
类型 实例 键的极性 分子的极性 空间构型
角
X H、N － 非极性键 非极性分子 直线型
2 2 2
XY HCl、NO － 极性键 极性分子 直线型
CO、CS 180° 极性键 非极性分子 直线型
2 2
XY (X Y) SO 120° 极性键 极性分子 三角形
2 2 2
HO、HS 104．5° 极性键 极性分子 V形
2 2
BF 120° 极性键 非极性分子 平面三角形
3
XY
3
NH 107．3° 极性键 非极性分子 三角锥形
3
XY CH、CCl 109．5° 极性键 非极性分子 正四面体
4 4 4
六、晶体结构与性质
1．晶体类型及性质比较
晶体类型 离子晶体 原子晶体 分子晶体 金属晶体
金属离子和自由电
组成晶体的粒子 阳离子和阴离子 原子 分子
子组成晶体粒子间 范德华力(有的还
离子键 共价键 金属键
的相互作用 有氢键)
金刚石、晶体 冰(H O)、干冰
典型实例 NaCl 2 镁、铝
硅、SiO、SiC (CO)
2 2
无分子，是网状
是否有分子存在 无 无 无
结构
不破坏化学键，破
熔化时键的变化 断开离子键 破坏共价键 减弱
坏分子间力
熔点较高、沸点
晶 熔点、沸点 熔、沸点高 熔、沸点低 变化无规律
高
体
导热性 不良 不良 不良 良好
的
固态不导电，熔
差[来源:学科网
物 导电性 化或溶于水能导 差 良好
ZXXK]
电
理
机械加工性
特 不良 不良 不良 良好
能
性
硬度 略硬而脆 高硬度 硬度较小 变化无规律
2．均摊法计算晶体中粒子数目
在做由晶体结构确定物质的化学式或各质点所拥有的化学键时，一般利用均摊法，如由立方结构晶体
的晶胞确定晶体化学式的方法：
(1)处于立方体顶点上的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有1/8属于该晶胞。
(2)处于立方体棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有1/4属于该晶胞。
(3)处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有，每个粒子有1/2属于该晶胞。
3．四种晶体熔、沸点对比规律
(1)做这类题时首先要判断物质的晶体类型，不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是：原子晶体＞离
子晶体＞分子晶体。金属晶体熔沸点差距加大，如钨是熔点最高的金属，汞在常温下为液态。
(2)同一类型晶体的物质，粒子间的作用力越强，熔沸点越高，如：
①离子晶体：结构相似且化学式中各离子个数比相同的离子晶体中，离子半径小(或阴、阳离子半径之和越
小的)，键能越强的熔、沸点就越高。如NaCl、 NaBr、Nal；NaCl、KCl、RbCl等的熔、沸点依次降低。
离子所带电荷大的熔点较高。如：MgO熔点高于 NaCl
②分子晶体：在组成结构均相似的分子晶体中，相对分子质量越大，分子间的作用力越大，熔沸点越高，
如O＞N、HI＞HBr＞HCl(HF除外)。但结构相似的分子晶体，有氢键存在熔、沸点较高。
2 2
③原子晶体：在原子晶体中，只要成键原子半径小，键能大的，熔点就高。如金刚石、金刚砂(碳化硅)、
晶体硅的熔、沸点逐渐降低。
④金属晶体：金属阳离子半径越小，带的电荷越多，其熔、沸点也就越高。如ⅢA的Al， ⅡA的Mg，
IA的Na，熔、沸点就依次降低。而在同一主族中，金属原子半径越小的，其熔沸点越高。4．典型晶体模型
晶体 晶体结构 晶体详解
(1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cl－(Na＋)有6
NaCl(型) 个，每个Na＋周围等距且紧邻的Na＋有12个；(2)每
个晶胞中含4个Na＋和4个Cl－
每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有8个，每个Cs＋(Cl
离子晶体 CsCl(型) －)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－)有6个；如图为8个晶
胞，每个晶胞中含1个Cs＋、1个Cl－
在晶体中，每个F－吸引4个Ca2＋，每个Ca2＋吸引8
CaF (型)
2
个F－，Ca2＋的配位数为8，F－的配位数为4
简单立方
典型代表Po，空间利用率52%，配位数为6
堆积
体心立方 典型代表Na、K、Fe，空间利用率68%，配位数为
堆积 8
金属晶体
六方最密 典型代表Mg、Zn、Ti，空间利用率74%，配位数为
堆积 12
面心立方 典型代表Cu、Ag、Au，空间利用率74%，配位数
最密堆积 为12
8个CO 分子构成立方体且在6个面心又各占据1个
2
分子晶体 干冰 CO 分子；每个CO 分子周围等距紧邻的CO 分子有
2 2 2
12个
层与层之间的作用是分子间作用力，平均每个正六
混合型
石墨晶体 边形拥有的碳原子个数是2，C采取的杂化方式是
晶体
sp2杂化每个碳原子与相邻的4个碳原子以共价键结合，形
成正四面体结构；键角均为109°28′；最小碳环由6
金刚石
个C组成且六原子不在同一平面内；每个C参与4
条C—C键的形成，C原子数与C—C键数之比为1∶2
原子晶体
每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结
SiO 构；每个正四面体占有1个Si,4个“O”，n(Si)∶n(O)
2
＝1∶2；最小环上有12个原子，即6个O，6个Si
5．金属晶体模型常见的三种结构
三种典型结构类型 体心立方晶格 面心立方晶体 密排六方晶格
配位数 8 12 12
常见金属晶体结构 Li、Na、K、Rb、 Ca、Sr、Cu、Au、 Be、Mg、Ca、Sr、
Cs、Ca、Sr、Ba、 A1、Pb、NiPd、Pt Co、Ni、Zn、Cd、Ti
(有些金属晶体可能有
Ti、V、Nb、Ta、Cr、
两种或三种晶格)
Mo、W、Fe
空间利用率 68．02％ 74．05％ 74．05％
堆积形式 体心立方密堆积 面心立方最密堆积 六方最密堆积
6．常见晶体类型的判断方法
离子晶体的构成微粒是阴、阳离子，微粒间的作用是离子键。
原子晶体的构成微粒是原子，微粒间的作用是共价键。
依据构成晶体的微粒和
微粒间的作用判断
分子晶体的构成微粒是分子，微粒间的作用为分子间作用力。
金属晶体的构成微粒是金属阳离子和自由电子，微粒间的作用是金属键。
离子晶体的熔点较高，常在数百至一千摄氏度以上。
原子晶体熔点高，常在一千摄氏度至几千摄氏度。
依据晶体的熔点判断
分子晶体熔点低，常在数百摄氏度以下至很低温度。
金属晶体多数熔点高，但也有相当低的。
离子晶体溶于水形成的溶液及熔融状态时能导电。
原子晶体一般为非导体。
依据导电性判断 分子晶体为非导体，而分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)
溶于水，使分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。
金属晶体是电的良导体。
离子晶体硬度较大且脆。
依据硬度和机械性能判 原子晶体硬度大。
断 分子晶体硬度小且较脆。
金属晶体多数硬度大，但也有较低的，且具有延展性。
7．常见晶体熔沸点高低的判断规律
原子晶体>离子晶体>分子晶体。
不同类型晶体的熔、沸金属晶体的熔、沸点差别很大，如钨、铂等沸点很高，如汞、镓、铯等沸点很
点高低一般规律
低，金属晶体一般不参与比较。
由共价键形成的原子晶体中，原子半径小的键长短，键能大，晶体的熔、沸点
原子晶体
高。如熔点：金刚石>碳化硅>硅。
一般地说，阴、阳离子所带电荷数越多，离子半径越小，则离子间的作用就越
离子晶体
强，其离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgO>MgCl >NaCl>CsCl。
2
分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；具有氢键的分子晶体，熔、沸点反
常地高。如HO>HTe>H Se>H S。
2 2 2 2
组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，晶体的熔、沸点越高，如
SnH >GeH>SiH >CH ，F<Cl<Br <I 。
4 4 4 4 2 2 2 2
分子晶体
组成和结构不相似的物质(相对分子质量相近)，分子的极性越大，其晶体的
熔、沸点越高，如CO>N，CHOH>CH CH。
2 3 3 3
同 分 异 构 体 分 子 中 ， 支 链 越 少 ， 其 熔 沸 点 就 越 高 ， 如
CH(CH)CH>CH CHCH(CH )>C(CH )。
3 2 3 3 3 2 3 2 3 4
金属离子半径越小，离子电荷数越多，其金属键越强，金属熔、沸点就越高，
金属晶体
如熔、沸点：Na<Mg<Al，Li>Na>K>Rb>Cs。
探究一 金属性和非金属性强弱的判断
下列方案设计、现象和结论有不正确的是（ ）
目的 方案设计 现象和结论
氯化铬化学式的 氯化铬 在水溶 产生 沉淀，则此氯化铬化学
A
测定 液中用过量硝酸银溶液处理，观察现
式的
象
探究B、C、S
分别向饱和酸 溶液和稀硫酸 前者无气泡冒出，后者有气泡冒出，非金
B 三种元素的非金
属性：
属性 溶液中加入少量 粉末
向碳酸钠溶液中加入稀硫酸，反应产
检验碳酸与苯酚
C 生的气体通入苯酚钠溶液中，观察现 溶液变浑浊，说明酸性：碳酸>苯酚
的酸性强弱
象
向含 的 溶液中通入
检验 与 的
D 溶液变蓝色，不能说明还原性：
还原性强弱 ，再滴加淀粉溶液，观察现
象
A．A B．B C．C D．D
规律总结：解答元素的金属性和非金属性强弱的比较题，要抓住其本质，依据元素及其化合物的性质与元素的金属
性、非金属性的关系进行判断。
1.元素金属性强弱的比较方法
分类 判断依据 规律
单质与水或酸反应置换出金属单质与水或酸（非氧化性酸）反应置换出氢气越容易（反应
氢气的难易 越剧烈），表明元素金属性越强
单质的还
一种金属能把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，表明前一种
元素金 原性 金属单质之间的置换反应
金属元素的金属性较强
属性强
与同一种非金属单质反应 反应越剧烈，金属元素的金属性越强，反之越弱
弱的
金属阳离子的氧化性 金属阳离子的氧化性越弱，其对应金属元素的金属性越强
判断
最高价氧化物对应水化物的碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，表明元素的金属性越强
同一周期，从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族，从上到下，
元素在周期表中的位置
金属性逐渐增强
2.元素非金属性强弱的比较方法
分类 判断依据 规律
单质与氢气化合的难易程度 非金属单质与氢气化合越容易，元素的非金属性越强
一种非金属单质能把另一种非金属单质从它的盐溶液或酸溶
非金属单质之间的置换反应
单质的
液中置换出来，表明前一种元素的非金属性较强
氧化性
与同一种金属单质反应 反应越剧烈，非金属元素的非金属性越强，反之越弱
与同种变价金属反应 被氧化后的金属元素价态越高，非金属元素的非金属性越强
元素非
金属性
气态氢化物的稳定性 气态氢化物越稳定，元素的非金属性越强
强弱的
气态氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，表明元素的非金
判断 气态氢化物或非金属阴离子的还原性
属性越强
最高价氧化物对应水化物的酸性越强，表明元素的非金属性
最高价氧化物对应水化物的酸性
越强
同一周期元素，从左到右，非金属性逐渐增强；同一主族元
元素在周期表中的位置
素，从上到下，非金属性逐渐减弱
【变式练习】
1．（2022·湖南郴州·一模）由实验操作和现象可得出相应正确结论的是（ ）
选
实验操作 现象 结论
项
A 往 溶液中通入 有透明凝胶生成 非金属性：
向两支均盛有 的 溶液的试管中分别加入 前者产生气泡较 催化能力：
B
快
2滴 溶液和 溶液该无色溶液中一定
C 铂丝蘸取某无色溶液后再火焰上灼烧 火焰呈黄色
含有
产生有刺激性气 该无色溶液中一定
D 向某无色溶液中滴入盐酸 味的气体和淡黄
色沉淀 含有
A．A B．B C．C D．D
2．硫元素的几种化合物在一定条件下可发生下列转化。下列说法错误的是（ ）。
A．反应①高温煅烧时，另外一种产物为
B．反应②可以说明S元素的非金属性强于C元素
C．做反应③实验后附着在试管壁上的硫可以用 清洗
D．反应④中当生成1mol硫时，转移电子为2mol
3．我国“祝融号”火星车成功着陆火星，其矿脉中含有原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、
Z。已知W、Z同主族，且Z的原子序数是W的2倍，X的氢化物可用于蚀刻玻璃，Y与Z最外层电子数
之和等于8，下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Z＞Y＞W＞X B．简单氢化物的稳定性：X＞W＞Z
C．X与Z可形成离子化合物 D．工业上电解Y的氧化物得到单质Y
探究二 微粒半径大小的比较
元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。
下列判断不正确的是（ ）
A． 的分子空间结构为直线形B．简单离子半径顺序为：
C．Z与Q的单质分别与铁燃烧后的产物化学式分别为 和
D．R的最高价氧化物对应的水化物的碱性比Y的强
规律总结：解答原子（或离子）半径大小的比较题，要考虑电子层数、核电荷数、核外电子数等因素对原
子（或离子）半径的影响。
【变式练习】
1．“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，它由Q、W、
X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表：
元
信息
素
Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键
W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子
X 最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应
Y 在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族
Z 焰色反应为紫色
下列说法正确的是（ ）A．电负性：Q＜W＜Y B．第一电离能：W＜X＜Z
C．简单离子半径：X＜W＜Z＜Y D．这种物质只含离子键
2．世界资源储量最大的滑石矿位于江西上饶，经分析发现滑石中含有4种短周期元素W、X、Y、Z，它
们的原子序数依次增大，最外层电子数之和为13，且位于不同的主族，X的某种气体单质被喻为“地球的
保护伞”，WX 分子中含有18个电子，下列说法正确的是（ ）
2 2
A．原子半径大小顺序为Z＞Y＞X＞W
B．化合物YX是一种很好的耐火材料
C．Y单质只能与空气中的主要成分氧气反应
D．Z的最高价氧化物的水化物的酸性强于碳酸
3．（2022·山西临汾·高三期中）短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表的相对位置如图所示，它们
的原子序数之和为39。下列说法错误的是（ ）
A．常温常压下，X单质为固态 B．Z和W的主要化合价相同
C．原子半径： D．Y的氢化物与W的氢化物相遇产生白烟
探究三 元素周期表中“位-构-性”的关系及应用
（2022·四川雅安·模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是地壳中含量最高的
元素，Z与X同主族，W的最外层电子数等于Y与Z的最外层电子数之和。下列说法错误的是（ ）
A．简单离子的还原性：X>W>Z
B．简单氢化物的沸点：X>Z
C．X、Y形成的化合物一定含离子键
D．X、Y、W形成的一种化合物可用于消毒杀菌
规律总结：解答元素周期表中“位-构-性”的关系及应用题，要明确原子结构、元素在周期表中的位置和
元素性质的“三角关系”，掌握三者之间互推的方法。
1.结构与位置的互推是解题的核心
(1)掌握四个基本关系(对于原子)：
①质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数；②电子层数=周期序数；
③最外层电子数=主族序数；
④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外)，最低负价=主族序数-8(H除外)。
(2)掌握周期表中“序、层”规律：若一种阳离子和阴离子的电子层结构相同，则“阴前右” “阳后
左”，即阴离子对应元素在前一周期右侧，阳离子对应元素在后一周期左侧。
(3)根据原子序数推断元素在周期表中的位置：按照原子核外电子排布规律画出原子结构示意图，根据电子
层数和最外层电子数确定其周期序数和主族序数。
2.性质与位置的互推是解题的关键
(1)根据元素的金属性和非金属性变化规律，推断元素在周期表中处于同周期、同主族的相对位置关系。
(2)根据元素在周期表中的位置关系，推断元素的性质变化，如金属性和非金属性、简单气态氢化物的稳定
性、最高价氧化物对应水化物的酸性(或碱性)。
3.结构与性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素的金属性和非金属性。
(2)同主族元素原子的最外层电子数相同，其化学性质具有相似性。
(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点。
【变式练习】
1．五种短周期主族元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大，甲和丙同族。乙和丁同族。乙和丁的
原子序数之和是甲和丙的2倍。下列判断错误的是（ ）
A．上述元素中原子半径最大的是丙
B．元素的电负性大小为戊>丁>甲
C．甲和乙、丁、戊均只能形成一种共价型化合物
D．乙和戊形成的某种化合物是常用的消毒剂
2．某化合物可用于制造激光器，其结构如图所示。已知元素X、Y、Z、W原子序数依次递增，且均不大
于20，X与W同族，元素W的原子比Z原子多4个电子。下列说法错误的是（ ）
A．该化合物中，X、Y、Z之间均为共价键
B．W的单质既能与水反应，也能与甲醇反应
C．Y的氟化物 中，Y的化合价为 价D．Z的氧化物对应的水化物均是强酸
3．物质W常用作漂白剂和氧化剂，其组成元素均为短周期主族元素，各元素原子半径与原子序数的关系
如图所示，实验室中常用CS 洗涤残留在试管壁上的N单质。下列说法正确的是（ ）
2
A．X、Z形成的化合物与M、N形成的化合物不能发生氧化还原反应
B．实验室中用CS 洗涤残留在试管壁上的N单质，利用了N单质的还原性
2
C．Z的氢化物的沸点一定大于Y的氢化物的沸点
D．化合物W常用作氧化剂，不宜在高温下使用
探究四 基态原子核外电子排布
已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素。B元素原
子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同。C元素原子的价层电子排布式nsnnp2n。D元素原子
中只有三个能层，最外层只有一种自旋方向的电子。E元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所
有轨道的电子均成对。下列说法正确的是（ ）
A．元素A与B形成化合物，均为气态
B．B、C、D元素第一电离能：C>B>D
C．元素C、D形成的化合物中，阴阳离子个数比为1∶2
D．元素C、E只能形成一种黑色化合物
规律总结：解答基态原子核外电子排布题，要明确核外电子排布“三原则”，考虑电子在能级轨道上的填
充顺序，确定原子核外电子排布情况。
1.基态原子核外电子排布式书写的思维流程
(1)简化电子排布式的书写方法：用“[X]+价电子排布式”来表示，X是上周期稀有气体的元素符号。
(2)基态离子电子排布式的书写方法：先写出基态原子核外电子排布式，再根据电子得失数目，确定基态离
子电子排布式。
注意：第四周期过渡金属元素原子失电子变成离子时，要先失去4s轨道电子，后失去3d轨道电子。
2.基态原子(价层电子)电子排布图(轨道表示式)书写的思维流程注意：电子排布图(轨道表示式)中，用“□”或“◯”表示原子轨道，用“↑” “↓”表示自旋方向不同
的电子。
【变式练习】
1．关于硅原子核外电子的描述错误的是（ ）
A．有5种运动状态不同的电子 B．有4种空间伸展方向
C．有5种能量不同电子 D．占据了8个轨道
2．《明会典》中记载：“嘉靖中则例，通宝钱六百万文，合用二火黄铜四万七千二百七十二斤……”这
里黄铜是铜锌合金。下列说法错误的是（ ）
A．锌、铜均位于元素周期表的 区
B．在铜、锌中，第二电离能与第一电离能相差较大的是锌
C．在潮湿空气中，与黄铜中的铜相比，纯铜中的铜更容易被腐蚀
D．用黄铜不用铁铸造“通宝钱”，主要因为黄铜的化学性质比铁稳定
3．下列有关化学用语中错误的是（ ）
A． 的结构示意图：
B．乙醇的空间填充模型：
C．用电子式表示 的形成过程：
D．镍的基态原子的价电子排布式：
探究五 中心原子杂化轨道问题根据下列实验现象和有关数据，推断错误的是（ ）
A．原混合物中含0.03molCuO B．白色沉淀M为CuI
C．CCl 和I 都是非极性分子 D．气体R分子是V形分子
4 2
规律总结：中心原子杂化轨道类型的判断题，常根据σ键和孤对电子的数进行确定，思维流程如下：
1.分析分子(或离子)中心原子形成σ键的数目，看是否含有孤对电子。
2.杂化轨道用于形成σ键和容纳孤对电子，则有：杂化轨道数目=σ数+孤对电子对数，故用杂化轨道数目
减去1个参与杂化的s轨道，剩余为参与杂化的p轨道数目。
杂化类型 用于杂化的原子轨道 杂化轨道数 杂化轨道间的夹角
sp杂化 1个ns轨道和1个np轨道 2 180°
sp²杂化 1个ns轨道和2个np轨道 3 120°
sp³杂化 1个ns轨道和3个np轨道 4 109°28′
【变式练习】
1．中国科学院制备出超小铜纳米晶嵌入的氮掺杂碳纳米片催化剂，该催化剂可用来实现高效电催化CO
2
转化为所期望的新能源产物。下列说法正确的是（ ）
A．基态Cu原子外围电子排布式为3d94s2 B．中子数为8的N原子可表示为
C．第一电离能大小： D． CO 是非极性分子
2
2．氯气及其化合物在生产和生活中具有重要应用。下列有关说法正确的是（ ）
A． 中氯原子的杂化轨道类型为
B．为了增强 溶液的氧化性，可选用浓盐酸进行酸化
C．氯气有毒，在通风棚中制备氯气可以消除氯气的污染
D．50mL 12 浓盐酸与足量 共热反应，可生成0.15mol
3．类比是学习化学的重要方法，下列类比结果合理的是（ ）选项 已知 结论
A 沸点： 沸点：HF<HCl<HBr
B 酸性： 酸性：HCl>HI
C 的分子构型为V形 二甲醚的分子骨架(C—O—C)构型为V形
溶解度：
D 溶解度：
A．A B．B C．C D．D
探究六 晶胞结构及计算题
砷化镓与金刚石结构相似，其晶胞结构如下图1所示，图2为晶胞沿z轴的1：1平面投影图，已知图中A
球的原子坐标参数为 ，B球为 ，(设 代表阿伏加德罗常数的值)下列说法错误的是（ ）
A．1mol砷化镓中配位键数是
B．晶胞参数为
C．晶胞中离A球距离最近的黑球的坐标参数为
D．晶胞中离As原子距离最近且相等的As原子有8个
规律总结：解晶胞的结构及计算题，要理解“均摊法”原理，并结合晶体中粒子所处位置确定所含粒子的
数目，利用数学知识(如三角函数、勾股定理等)进行分析、计算。
1.确定晶体的化学式2.计算晶体的密度
3.计算晶体中粒子间的距离
4.计算空间利用率
【变式练习】
1．（2022·广东佛山·一模）钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是（ ）
钙钛矿晶胞
A．工业上通过电解法制备CaB． 可用于海水提镁，其阴离子空间构型为平面三角形
C．钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8
D．钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3：1：1
2．几种离子晶体的晶胞如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．熔沸点：NaCl<CsCl
B．NaCl晶胞中， 做面心立方最密堆积， 填充正四面体空隙
C．若ZnS的晶胞边长为a pm，则 与 之间的最近距离为
D．上述三种晶胞中，阳离子的配位数：ZnS<NaCl<CsCl
3．已知：由镍、镁、碳三种元素组成的一种物质，晶胞如图所示，其中面心上的镍原子构成正八面体，
正八面体的边长为 ，设 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A． 的价层电子排布式为
B．该物质可表示为
C．该晶体的摩尔体积为D．处于 状态的 原子跃迁到基态时产生吸收光谱
1．部分含硫物质的分类与相应硫元素的化合价关系如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．a的稳定性比HO的强 B．a与c一定条件下反应可得到b
2
C．d的酸性较HClO 的弱 D．e既有还原性又有氧化性
4
2．下列叙述正确，且能用元素周期律解释的是（ ）
A．原子半径：F＞N B．还原性：Se2-＞S2-
C．第一电离能：K＞Fe D．元素的非金属性：S＞Cl
3．下列说法不正确的是（ ）
A．同种原子的原子轨道能量：1s＜2s＜3s＜4s
B．在电子云图中，用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子
C．原子中，电子从 的状态跃迁到 的状态时，将释放能量
D． 和 的VSEPR模型相同
4．（2022·四川雅安·模拟预测）科学家发现某些生物酶体系可促进 和 的转移(如a、b和c)，能将海洋
中的 转化为 进入大气层，反应过程如图所示。下列说法错误的是（ ）A．过程Ⅰ中 体现还原性
B．过程Ⅱ中有极性键的断裂和形成
C．过程Ⅲ生成 的半反应为：
D．过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为：
5．下列化学用语正确的是（ ）
A．中子数为9的氮原子：
B．基态Cr原子价层电子排布图
C． 分子的结构式：Cl-Cl
D． 的结构示意图：
6．下列化学用语使用正确的是（ ）
A．砷原子的简化电子排布式： B．二氧化碳分子的结构模型：
C．氯化铵的电子式： D．中子数比质子数多1的氯原子：
7．漂白粉加水发生反应： 。下列说法正确的是（ ）A．半径大小： B．沸点高低：
C．电离能大小： D．酸性强弱：
8．周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。 水溶液的光谱分析可以检测到 、 和痕量的
， 水溶液吸收溴蒸气后生成两种强酸。 在高温时能将 氧化为 。液态 是一种溶
剂，其燃烧热为 。含 、 的烟气用水吸收后，硒元素全部变为单质硒。工业上制备碲
用 还原 溶液或者以石墨为电极，电解强碱性 溶液。下列说法不正确的是（ ）
A． 中 夹角比 中的大 B． 分子中含有 键
C． 空间构型是V形 D． 在 中的溶解度大于在 的溶解度
9．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原
子，Z是地壳中含量最多的元素，W原子的价电子排布为 ，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，
下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Z>Y>X
B．氢化物的沸点：Z>Y
C．常温下可以用铁制容器盛装Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液
D．两种配体中的键角：
10．（2022·广西南宁·模拟预测）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W的简单氢化物与Z的单质相遇可产生白烟；W与X的最外层电子数之和为Y与Z最外层电子数之和的一半。下列叙述正确的
是（ ）
A．简单离子半径：Z>X>W
B．含氧酸的酸性：Z>W>Y
C．W、X形成的化合物是离子化合物
D．Y、Z形成的化合物中各原子均满足8电子稳定结构
1．（2022·安徽师范大学附属中学模拟预测）一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好
的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是（
）
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF 中原子均为8电子稳定结构
3
2．（2022·浙江·金华市曙光学校模拟预测）现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增
大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：
元素 相关信息
X 最外层电子数是核外电子总数的一半
Y 最高化合价和最低化合价之和为零
Z 单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近
Q 同周期元素中原子半径最小
下列说法正确的是（ ）
A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应
B．Y与Q元素组成的YQ 分子，空间构型为正四面体
4C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱
D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态
3．（2022·安徽黄山·二模）一种药物原料的分子结构式如图所示。其中W、X、Y、Z均为短周期主族元
素，且仅X、Y位于同一周期；Z原子的核外电子数比X原子的多10。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：r(Y)>r(X)>r(W)
B．XZ 中X的化合价为+2
2
C．X的最简单氢化物的沸点比Y的高
D．X、Y、Z均可形成至少两种常见的含氧酸
14．（2022·辽宁·阜新实验中学一模）近日，科学家研究利用CaF 晶体释放出的Ca2+和F-脱除硅烷，拓展
2
了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法错误的是（ ）
A．F、Si和Ca 电负性依次减小，原子半径依次增大
B．OF 与 SiO 中含有化学键类型和氧原子杂化方式均相同
2 2
C．图中A处原子分数坐标为(0，0，0)，则B 处原子分数坐标为
D．脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力，脱硅能力
5．（2022·湖北·随州市曾都区第一中学二模）下列有关物质性质与应用的对应关系正确的是（ ）
选项 性质 实际应用
A 小苏打不稳定，受热分解生成CO 用于泡沫灭火器
2
B 聚乙炔是无限延伸的线状结构 用于导电材料C Al(OH) 受热分解，生成高熔点物质和水 用作塑料的阻燃剂
3
D 石墨是混合型晶体，含大π键 用作润滑剂
A．A B．B C．C D．D
6．（2022·辽宁·东北育才学校三模）下表是周期表中5种元素的相关信息，其中Q、W、X位于同一周
期。
元
信息 元素 信息
素
位于周期表的第3周期第ⅢA
Q Y 焰色反应为紫色
族
W 最高正化合价为+7价 原子结构示意图为
Z
X 本周期中原子半径最大
下列说法正确的是（ ）
A．Q在地壳中含量最高
B．元素的金属性：
C．气态氢化物的稳定性：
D．Q的最高价氧化物对应的水化物既能与NaOH反应，又能与HCl反应
7．（2022·广东深圳·一模）亚铁氰化铁又名普鲁士蓝，化学式为 ，是一种配位化合物，可
以用来上釉、用作油画染料等。下列有关普鲁士蓝构成微粒的符号表征正确的是（ ）
A．基态 的价电子排布图为
B．氮原子的结构示意图为
C． 的电子式为D．阴离子的结构式为
8．（2022·江苏·启东中学模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增加，X、Y、W
位于不同周期，原子序数：3Y=Z+R，常温下，X与Y可组成两种液体二元化合物。某种缓冲溶液的主要
成分结构如图。下列有关说法错误的是（ ）
A．电解WZ溶液可制得WYX、
B．简单离子半径：Y>Z>W
C．W分别与X、Y组成的化合物均含离子键
D．简单氢化物的沸点：Y>Z
9．（2022·辽宁·模拟预测）已知A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，其原子半径与原子序数的关系
如图1，且A、B、C、D可形成化合物X如图2，C与E同主族。下列说法错误的是（ ）
A．A、B、D均可与C形成常见的两种二元化合物
B．简单离子的半径：E>D>C
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：E>B
D．化合物X在低温的碱性溶液中更加稳定
10．（2022·山东临沂·一模）氯元素有多种化合价，可形成 等离子.下列说
法错误的是（ ）
A．基态 原子核外电子的空间运动状态有9种B．键角：
C． 提供孤电子对与 可形成
D． 中 的杂化方式相同
1．（2022·河北·高考真题）中子轰击 X原子的核反应为 X+ n→ Y+ H，其中 Y可用于测定文物年
代。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：Y＞X B．YH 的电子式为：
C．最高价含氧酸的酸性：Y＞X D．X与Y均能形成多种氢化物
2．（2022·北京·高考真题）我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导
发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．分子中N原子有 、 两种杂化方式
B．分子中含有手性碳原子
C．该物质既有酸性又有碱性
D．该物质可发生取代反应、加成反应
3．（2022·北京·高考真题）由键能数据大小，不能解释下列事实的是（ ）
化学键
键能/ 411 318 799 358 452 346 222
A．稳定性： B．键长：
C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅4．（2022·湖北·高考真题）磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为 。下列关于该分子的说法
正确的是（ ）
A．为非极性分子 B．立体构型为正四面体形
C．加热条件下会分解并放出 D．分解产物 的电子式为
5．（2022·湖北·高考真题） 在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关
于该碳玻璃的说法错误的是（ ）
A．具有自范性 B．与 互为同素异形体
C．含有 杂化的碳原子 D．化学性质与金刚石有差异
6．（2022·江苏·高考真题）工业上电解熔融 和冰晶石 的混合物可制得铝。下列说法正确的
是（ ）
A．半径大小： B．电负性大小：
C．电离能大小： D．碱性强弱：
7．（2022·江苏·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．金刚石与石墨烯中的 夹角都为
B． 、 都是由极性键构成的非极性分子
C．锗原子( )基态核外电子排布式为
D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同
8．（2022·湖北·高考真题）某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
（ ）A． 的配位数为6 B．与 距离最近的是
C．该物质的化学式为 D．若 换为 ，则晶胞棱长将改变
9．（2022·辽宁·高考真题）短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大。基态X、Z、Q原子均有两
个单电子，W简单离子在同周期离子中半径最小，Q与Z同主族。下列说法错误的是（ ）
A．X能与多种元素形成共价键 B．简单氢化物沸点：
C．第一电离能： D．电负性：
10．（2022·广东·高考真题）甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价
氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
