文档内容
第 16 讲 元素周期律和元素周期表
目录
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查元素周期表的结构及应用
高频考点2 考查元素在周期表中的位置推断
高频考点3 考查元素金属性、非金属性的强弱比较
高频考点4 考查微粒半径大小比较
高频考点5 考查元素周期律、周期表的应用
高频考点6 考查位、构、性关系的综合推断
正文
第一部分：网络构建（总览全局）
第二部分：知识点精准记忆
知识点一 元素周期表的结构
1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子
数＝核外电子数。
2.编排原则
(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。
3.元素周期表的结构
1)结构
(1)周期(7个横行，7个周期)
短周期 长周期
周期序数 一 二 三 四 五 六 七
元素种数 2 8 8 18 18 32 32
(2)族(18个纵列，16个族)
列 1 2 13 14 15 16 17
主族
族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
列 3 4 5 6 7 11 12
副族
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB
Ⅷ族 第8、9、10列，共3个纵列
0族 第18纵列
【特别提醒】①碱金属元素位于ⅠA族,氢元素不属于碱金属元素。
②元素周期表中第18列是0族,不是ⅧA族,第8、9、10三列是Ⅷ族。
③根据元素周期表的构成特点,可分析每个族的元素种类,含元素种类最多的族是ⅢB族,共有32种元素。
④过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。
⑤最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。
⑥电子层数=周期序数,主族序数=价电子数。
2)分区①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条线，即为金属元素区
和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。
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：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列元素，都是金属元素。
②镧系：元素周期表第6周期第ⅢB族中，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周期第ⅢB族中，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号元素铀(U)以后的各种元素。
知识点二 元素周期律及应用
1.元素周期律
2.主族元素的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
原 电子层数 相同 逐渐增多
子 原子半径 逐渐减小 逐渐增大
结 阳离子逐渐减小
构 离子半径 阴离子逐渐减小 逐渐增大
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
性 除外)负化合价＝－(8－主族序数) 族序数(O、F除外)
质 元素的金属性和非金 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强
属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱离子的氧化性、还原 阳离子氧化性逐渐增强 阳离子氧化性逐渐减弱
性 阴离子还原性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的 碱性逐渐减弱 碱性逐渐增强
水化物的酸碱性 酸性逐渐增强 酸性逐渐减弱
3.元素周期表、元素周期律的应用
(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素
(2)预测元素的性质(由递变规律推测)
①比较不同周期、不同主族元素的性质
如：金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH) ＞Al(OH) 、Ca(OH) ＞Mg(OH) ，则 Ca(OH) ＞
2 3 2 2 2
Al(OH) (填“＞”“＜”或“＝”)。
3
②推测未知元素的某些性质
如：已知Ca(OH) 微溶，Mg(OH) 难溶，可推知Be(OH) 难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可
2 2 2
推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
知识点三 元素周期表中的有关规律
1、原子序数规律
(1)同主族、邻周期元素的原子序数差
同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期
元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)
元素所在周期的元素种类数目
同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期
元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)
元素所在周期的元素种类数目
(2)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
原子序数差 无 1 1 11 11 25 25
2、元素化合价规律
(1)主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数),但要注意F无正价,O一般不显正
价。
(2)只有非金属元素才有负价,非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。
(3)若某原子的最外层电子数为奇数(m),则正常化合价为奇数,从+1价到+m价,若出现偶数则为非正常化合价,
其氧化物为不成盐氧化物,如NO、NO 。
2(4)若某原子的最外层电子数为偶数(n),则元素的正常化合价为一系列偶数,例如-2 +4 +6。
S、S、S
3、微粒半径大小比较的一般规律
(1)同周期(除0族外)，随原子序数的递增,原子半径由大到小，如Na>Mg>Al；
(2)同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如LiZ(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非
金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C等。m
n
8、“ 定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：
m m
n n
① ＜1时为金属， 值越小，金属性越强；
m m
n n
② ＞1时是非金属， 越大非金属性越强；
m
n
③ ＝1时多为两性元素
知识点四 金属性和非金属性强弱的判断方法
元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性
“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”
一表
金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、
两序 Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱
置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或非氧化性酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，
三反应 则金属性越强
与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对
应水化物的酸性越强，则非金属性越强
氧化性 金属离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强
还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强
原电池：一般情况下，负极材料的金属性强于正极
两池
电解池：在阳极首先放电的阴离子，其对应元素的非金属性弱；在阴极首
先放电的阳离子，其对应元素的金属性弱；
知识点五 元素位—构—性的关系
元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素
的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。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HO或酸反应的难易程度。
2
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。
4．元素推断的一般思路5．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)熟记常见元素及其化合物的特性
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、SO 、NaO、双氧水等。
2 2 2
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。
○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。
第三部分：典型例题剖析
高频考点1 考查元素周期表的结构及应用
例1.（2021·全国·高三专题练习）1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元
素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族
B．在过渡元素中寻找半导体材料
C．俄罗斯专家首次合成了X原子，116号元素位于元素周期表中第7周期ⅥA族
D．ⅠA族的元素全部是金属元素【方法技巧】元素周期表结构巧记口诀
横行叫周期,现有一至七,四长三个短,全部已填满。
纵列称为族,共有十六族,一八依次现①,一零再一遍②。
一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三纵算一族,占去8、9、10。
镧系与锕系,蜗居不如意,十五挤着住,都属ⅢB族。
说明:①指ⅠA族、ⅡA族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅥB族、ⅦB族、Ⅷ族;
②指ⅠB族、ⅡB族、ⅢA族、ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族、0族。
【变式训练】(2021·湖南汨罗市高三检测)某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如下图所示的
“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点(最中心的点)代表起点元素。下列正确的是( )
A．物质YO可能具有较强的氧化性
B．图中离O点越远的元素，其原子半径一定越大
C．OX、WO 分子内都含有氢键，所以沸点都较高
2 3
D．科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素
高频考点2 考查元素在周期表中的位置推断
例2.（2021·全国·高三专题练习）国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称
缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是( )
A．两种元素位于同一周期
B．116号元素位于第ⅥA族
C．两种元素都是活泼的非金属元素
D．114号元素的原子半径比116号元素的大
【名师点睛】判断第七周期元素所在周期表中的位置时，常采用倒推法，从118号元素为0族元素开始倒
推，比书写电子排布式更简单。由稀有气体元素的原子序数确定元素在周期表中位置
①原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝ΔZ。
②若ΔZ＜0，则与稀有气体元素同周期，族序数为8－|ΔZ|；
③若ΔZ＞0，则在稀有气体元素下一周期，族序数为ΔZ。
【变式训练】（2022·上海青浦·一模）在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素
A．是非金属元素 B．是稀有气体元素 C．是金属元素 D．无法确认为哪一类元素
高频考点3 考查金属性、非金属性的强弱比较例3.（2022·辽宁·东北育才学校三模）下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的有
①气态HCl比气态HS稳定
2
②HCl溶液的酸性比HS溶液强
2
③沸点：HS>HCl
2
④HS的还原性比HCl强
2
⑤Cl 转化为Cl-得电子的数目比S转化为S2-得电子的数目多
2
⑥铁与Cl 反应生成FeCl ，铁与S反应生成FeS
2 3
⑦Cl 可以和NaS反应生成S
2 2
⑧根据S和Cl 化合生成SCl 中元素化合价判断
2 2
⑨HClO的氧化性比HSO 强
2 4
A．3项 B．4项 C．5项 D．6项
【易错提醒】规避金属性和非金属性判断中的易错点：(1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水
化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。(2)关注关键
词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得
失电子的多少。
【变式训练】（2022·上海市杨浦高级中学高三阶段练习）不能说明碳的非金属性比硅强的是
A．同浓度溶液碱性： NaSiO＞NaCO
2 3 2 3
B．键的极性： C-H＞Si-H
C．高温下C和SiO 反应生成Si和CO
2
D．SiC中Si是+4价，C是-4价
高频考点4 考查微粒半径大小比较
例4．（2021·全国·高三专题练习）下列粒子半径大小的比较正确的是（ ）
A．Na+＜Mg2+＜Al3+＜O2-
B．S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+
C．Na＜Mg＜Al＜S
D．Cs＜Rb＜K＜Na
【方法技巧】微粒半径大小的比较规律：①层数相同，核大半径小。即电子层数相同时，结构相似的微粒
中核电荷数大的微粒半径小；②层异，层大半径大。即当微粒的电子层数不同时，结构相似的微粒中，电
子层数大的微粒半径大；③核同，价高半径小。即对同一种元素形成的不同的简单微粒中，化合价高的微
粒的半径小；④电子层结构相同，核电荷数大，则半径小。
【变式训练】（2021·全国·高三专题练习）下列粒子半径大小比较正确的是
A．Mg＞Na＞Li B．P＞S＞OC．Na+＜Mg2+＜Al3+ D．O2－＜F－＜Cl－
高频考点5 考查元素周期律、周期表的应用
例5.（2021·全国·高三专题练习）下列关于元素周期表应用的说法正确的是
A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
B．在金属与非金属的交界处，寻找可做催化剂的合金材料
C．在IA、IIA族元素中，寻找制造农药的主要元素
D．在过渡元素中，可以找到半导体材料
【名师点睛】本题主要考查了周期表的意义，元素周期表在生产方面的应用表现在以下几个方面：①农药
多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。
②半导体材料都是周期表里金属与非金属交接界处的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。
③催化剂的选择：人们在长期的生产实践中，已发现过渡元素对许多化学反应有良好的催化性能。
④耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：在周期表里从ⅢB到ⅣB的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，
具有耐高温、耐腐蚀等特点。它们是制作特种合金的优良材料，是制造火箭、导弹、宇宙飞船、飞机、坦
克等的不可缺少的金属。
⑤矿物的寻找：地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。科学实验发现如下规
律：相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少；偶数原子
序数的元素较多，奇数原子序数的元素较少。处于地球表面的元素多数呈现高价，处于岩石深处的元素多
数呈现低价；碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的最上部；熔点、离子半径、电负性大小
相近的元素往往共生在一起，同处于一种矿石中。
【变式训练】（2021·全国·高三专题练习）下列关于元素周期表应用的说法正确的是（ ）
A．在过渡元素中，可以找到半导体材料
B．在元素周期表金属和非金属分界线附近可以寻找优良的催化剂
C．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
D．在金属与非金属的交界处，寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料
高频考点6 考查位、构、性关系的综合推断
例6．（2022·福建省福州第一中学模拟预测）有M、A、B、D、N、E六种短周期元素原子序数依次增大，
M元素的单质是自然界最轻的气体，N元素的原子半径是所在周期中最大的，A、B、D、E四种元素在周
期表中的相应位置如图所示，E的核电荷数是D的2倍。下列说法不正确的是A．沸点：MD>BM>AM
2 3 4
B．离子半径：r >r >r >r
E B D N
C．化合物AM 分子中既含有极性键又含有非极性键
n 2n
D．B元素的氢化物与D元素的单质在一定条件下能发生置换反应，且氧化剂与还原剂的物质的量之比为
4：3
【方法归纳】直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系
(1)
(2)
(3)
(4)
【变式训练】（2022·江西·上饶市第一中学模拟预测）短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，
在元素周期表中的相对位置如表所示，其中W元素(非氢元素)最高化合价与最低化合价代数和为0，Y元
素的原子最外层电子数是电子层数的2倍。下列说法不正确的是
A．原子半径大小：XY
C．W元素和氢元素形成的化合物可能与Z的氢化物反应
D．W的氢化物的熔沸点可能高于X的氢化物的熔沸点
