文档内容
第 2 讲 元素周期表 元素周期律
课 程 标 准 知 识 建 构
1.能说出元素电离能、电负性的含义，能描述主族元
素第一电离能、电负性变化的一般规律，能从电子排
布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小
与原子在化合物中吸引电子能力的关系，能利用电
负性判断元素的金属性与非金属性的强弱，推断化
学键的极性。
2．能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解
释元素周期表的分区、周期和族的划分。能列举元素
周期律(表)的应用。
3．能说明建构思维模型在人类认识原子结构过程中
的重要作用，能论证证据与模型建立及其发展之间
的关系。简要说明原子核外电子运动规律的理论探
究对研究元素性质及其变化规律的意义。
一、元素周期表
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．元素周期表编排原则
3．元素周期表
(1)结构元素周期表
4．原子结构与周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系
原子的最大能层数＝周期序数
(2)原子结构与族的关系
①主族元素的价层电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 n s 1 n s 2 n s 2 n p 1 n s 2 n p 2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 n s 2 n p 3 n s 2 n p 4 n s 2 n p 5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系
①周期表的分区
②各区价层电子排布特点
分区 价层电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6(除He外)
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外)
ds区 (n－1)d10ns1～2
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
5.元素周期表的三大应用
(1)科学预测：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。
(2)寻找新材料(3)用于工农业生产。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素( )
(2)第ⅠA族全部是金属元素( )
(3)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1( )
(4)s区全部是金属元素( )
(5)第四周期元素中，锰原子价层电子中未成对电子数最多( )
(6)价层电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素( )
(7)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( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√
二、元素周期律
1．原子半径
(1)影响因素
(2)变化规律
①同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；
②同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
2．电离能
(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所
需要的最低能量，符号：I ，单位：kJ·mol－1。
1
(2)规律
①同周期从左至右第一电离能总体呈现增大的趋势。
②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
【特别提醒】
第二、三、四周期中，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素都大。
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 作为相对标准，计算得出其他
元素的电负性(稀有气体未计)。
(3)变化规律
①同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大；
②同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。
【特别提醒】
①金属元素的电负性一般小于1.8；
②非金属元素的电负性一般大于1.8；
③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。
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)
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除外)负化合价＝ 相同，最高正化合价＝主
化合价
－ ( 8 －主族序数 )(H显－1 族序数(O、F除外)
价)
元素的金属性、非 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强
性 金属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱
质 第一电离能 增大的趋势 逐渐减小
电负性 逐渐增大 减小
气态氢化物的稳定
逐渐增强 逐渐减弱
性
最高价氧化物对应 碱性逐渐减弱 碱性逐渐增强
的水化物的酸碱性 酸性逐渐增强 酸性逐渐减弱
5.元素周期律6．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 。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( )
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C( )
(3)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于
Ⅷ族( )
(4)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素( )
(5)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( )
(6)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( )
(7)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)×
考点一 元素周期表的结构及应用
【典例1】 (2020·福建南平市高三质检)某同学设计了如图所示元素周期表，
已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍。空格中均有对应的元素填充。下列
说法正确的是( )
A．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素
B．X、Y分别与Z形成的化合物都只有两种
C．X、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X＞Y
D．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物
答案 C
解析 按照图示，白格填充的为主族元素和稀有气体元素，灰格填充的为副族元素，A错误； X和Z可以形成NO、NO 、N O 等氮氧化物，不止2种，B错误；
2 2 5
X的最高价氧化物对应的水化物为 HNO ，Y的最高价氧化物对应的水化物为
3
H PO ，则酸性HNO ＞H PO ，C正确；非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，
3 4 3 3 4
同主族元素，从上到下非金属性减弱，同周期元素，从左到右，非金属性增强，则
非金属性强弱顺序为O＞N＞P，氢化物最强的是Z的氢化物，H O，D错误。
2
【对点练1】 (依据元素周期表结构推断原子序数)如图为元素周期表中前四
周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为 (
)
A．5x＋10 B．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
答案 A
解析
【对点练2】 (周期表的片段在元素推断题中的应用)元素周期表短周期的一
部分如表所示。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，正确的是( )
A．D在过量的B中燃烧的主要产物为DB
3
B．C的氢化物的水溶液酸性比E的强
C．A与B形成的阴离子可能有AB、A B
2
D．E单质中由于形成了氢键，所以很容易液化
答案 C
解析 根据五种元素在元素周期表中的相对位置，可以确定A为碳、B为氧、
C为氟、D为硫、E为氯。A项，硫在氧气中燃烧生成SO ，错误；B项，氢氟酸为弱
2
酸，其酸性比盐酸的弱，错误；C项，碳与氧形成的阴离子较多，AB为碳酸根离子，
A B为草酸根离子，正确；D项，氯气单质分子中没有氢原子，也就不存在氢键，
2
错误。【对点练3】
(异形元素周期表的分析)(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．O X、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
答案 D
解析 O点代表氢元素，按照原子序数由小到大由里往外延伸，由图可知，W
为N元素，X为O元素，Y为Na元素，Z为P元素，根据元素的种类可知虚线相
连的元素处于同一族。A.NaH中氢元素为－1价，具有较强的还原性，故A错误；
B.随原子序数增大距离O点的距离增大，而同周期主族元素，随原子序数增大原
子半径减小，图中离 O点越远的元素，其原子半径不一定越大，故 B错误；
C.H O、NH 分子间都含有氢键，所以沸点都较高，而分子内为共价键，故C错误；
2 3
D.As与N元素处于同主族，性质具有相似性，该 As元素最有可能取代了普通
DNA链中的Z元素，故D正确。
直接相邻的“┳”型、“┻”型、“╋”型原子序数关系
(1)
(2)
(3)
(4)
考点二 元素周期律及其应用【典例2】 下列实验不能达到实验目的的是( )
选项 实验操作 实验目的
比较氯、溴的非金属性强
A Cl 、Br 分别与H 反应
2 2 2
弱
向MgCl 、AlCl 溶液中分
2 3
B 比较镁、铝的金属性强弱
别通入NH
3
测定相同物质的量浓度的 比较碳、硫的非金属性强
C
Na CO 、Na SO 溶液的pH 弱
2 3 2 4
D Fe、Cu分别与稀盐酸反应 比较铁、铜的金属性强弱
答案 B
解析 单质越易与氢气反应，元素的非金属性越强，故A正确；向MgCl 、
2
AlCl 溶液中分别通入NH ，都生成白色沉淀，故B错误；碳酸钠溶液水解呈碱性
3 3
说明碳酸是弱酸，硫酸钠溶液呈中性，说明硫酸是强酸，故C正确；铁与稀盐酸反
应放出氢气，铜与稀盐酸不反应，故D正确。
元素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、
两序 Hg、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
三反应 物的碱性越强，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
非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的
还原性
非金属性越强
电负性数值越大，非金属性越强
电负性
电负性数值越小，金属性越弱【对点练4】 (元素性质递变规律的应用)(2021·1月辽宁普高校招生考试适应性测
试，3)短周期元素X、Y、Z、M原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，
M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，它们组成的一种分子结构如图。下列
说法正确的是( )
A.电负性：X>Y>Z
B.原子半径：Y>Z>X
C.分子中Z原子的杂化方式均为sp2
D.Y、Z、M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
答案 B
解析 由题意分析可知，X为H元素，Y为C元素，Z为N元素，M为S元素，
则电负性：N>C>H，A错误；H原子核外有1个电子层，而C、N原子核外均有2个
电子层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，则原
子半径：C>N>H，B正确；分子中N原子均形成共价单键，为sp3杂化，C错误；C
元素的最高价氧化物对应的水化物为H CO ，H CO 为弱酸，D错误。
2 3 2 3
【对点练5】 (金属性和非金属性强弱的判断)(2020·陕西渭南市富平县第一
次摸底考试)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大，其简单氢化物中甲、
乙、丙、丁的化合价如表所示，下列说法正确的是( )
元素 甲 乙 丙 丁
化合价 －2 －3 －4 －2
A.氢化物的热稳定性：甲＞丁
B．元素非金属性：甲<乙
C．最高价含氧酸的酸性：丙＞丁
D．丙的氧化物为离子化合物
答案 A
解析 由短周期元素氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价可知，乙处于ⅤA族，
甲、丁处于ⅥA族，丙处于ⅣA族，且甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大，则甲为
O元素、乙为N元素、丙为C元素、丁为S元素。甲形成的氢化物是水，丁形成的
氢化物是硫化氢，所以氢化物的稳定性是：甲＞丁，故A正确；同周期自左而右非金属性逐渐增强，故非金属性：甲(O)＞乙(N)，故B错误；最高价含氧酸的酸性：
碳元素形成碳酸，硫元素形成硫酸，故酸性丙<丁，故C错误；丙的氧化物是CO、
CO ，均属于共价化合物，故D错误。
2
【对点练 6】 (微粒半径大小的比较)比较下列微粒半径大小(用“＞”或
“＜”填空)：
(1)Na________Mg________Cl
(2)Li________Na________K
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋
(4)F－________Cl－________Br－
(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋
(6)Fe2＋________Fe3＋
答案 (1)＞ ＞ (2)＜ ＜ (3)＞ ＞ (4)＜ ＜ (5)＞ ＞ ＞ (6)
＞
“三看”法快速判断简单微粒半径的大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越大，半径
越大。
【对点练7】 (电离能与电负性的应用)现有四种元素的基态原子的电子排布
式如下：①1s22s22p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是( )
A．最高正化合价：④＞①＞③＝②
B．电负性：④＞①＞③＞②
C．原子半径：④＞③＞②＞①
D．第一电离能：④＞①＞③＞②
答案 B
解析 根据①、②、③、④核外电子排布式知，这几种元素分别是O、P、N、F
元素；A.在主族元素中，元素的最高化合价与其族序数相等(O、F没有正化合价)，
N、P同主族，最高正化合价均为＋5价，即③＝②，故A错误；B.元素的非金属性
越强，其电负性越大，同一周期中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，四
种元素的非金属性F＞O＞N＞P，这几种元素电负性大小顺序是④＞①＞③＞②故B正确；C.原子的电子层数越多，其原子半径越大，同一周期元素中，原子半径
随着原子序数增大而减小，所以原子半径大小顺序是②＞③＞①＞④，故C错误；
D.元素的非金属性越强，其第一电离能越大，同一周期中，元素的第一电离能随
着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻
元素，所以这几种元素第一电离能大小顺序是：④＞③＞①＞②，故D错误。
1．(2020·山东学业水平等级考试，3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数
依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡
黄色化合物Z X ，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是( )
2 2
A．第一电离能：W>X>Y>Z
B．简单离子的还原性：Y>X>W
C．简单离子的半径：W>X>Y>Z
D．氢化物水溶液的酸性：Y>W
答案 C
解析 根据Z与X可形成淡黄色化合物Z X ，即该化合物为Na O ，结合原
2 2 2 2
子序数关系可知，X为O元素，Z为Na元素；基态O原子核外有8个电子，是最
高能级2p上排布的电子数的2倍；由原子序数关系可知Y为F元素，则与其同主
族的 W 为 Cl 元素。根据第一电离能递变规律，可知其相对大小顺序为：
F>O>Cl>Na，A项错误；根据非金属性：F>O>Cl，可知简单离子的还原性：Cl－>O2
－>F－，B项错误；根据离子半径的变化规律，可知简单离子半径：Cl－>O2－>F－>Na
＋，C项正确；氢化物水溶液的酸性：HFNa＋，B项错误；磷的3p轨道为半满稳定状态，其第一电离能大于硫，C
项错误；NH 分子间存在氢键，导致其沸点高于PH ，D项错误。
3 3
3．(高考组合题)电离能大小的比较及原因。
(1)(2020·全国Ⅰ)Li 及其周期表中相邻元素的第一电离能(I )如表所示。
1
I (Li)>I (Na)，原因是_________________________。
1 1
I (Be)>I (B)>I (Li)，原因是_____________________________。
1 1 1
I /(kJ·mol－1)
1
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
(2)(2018·全国卷Ⅲ)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。
第 一 电 离 能 I (Zn)________I (Cu)( 填 “ 大 于 ” 或 “ 小 于 ” ) 。 原 因 是
1 1
___________________________。
(3)(2017·全国卷Ⅲ)元素Mn与O中，第一电离能较大的是________。
答案 (1)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离
能更小 Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大
的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故
其第一电离能大于B的 (2)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电
子 (3)O
4．(高考组合题)电负性大小的比较判断。
(1)(2019·全国卷Ⅲ)NH H PO 中，电负性最高的元素是________。
4 2 4
(2)(2016·全国Ⅰ)光催化还原CO 制备CH 反应中，带状纳米Zn GeO 是该反
2 4 2 4
应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_____________。
(3)(2015·全国卷Ⅱ)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是________(填元素
符号)。
答案 (1)O (2)O＞Ge＞Zn (3)O
5．(高考组合题)原子半径或离子半径大小的判断及原因。
(1)(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)(2018·全国卷Ⅰ)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是
_________________________________。
(3)(2020·全国卷Ⅲ)氨硼烷(NH BH )含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力
3 3
的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是________。
答案 (1)小于 (2)Li＋核电荷数较大 (3)B
6．(高考组合题)对角线规则的应用。
(1)(2020·全国Ⅲ)根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似
(2)(2019·全国卷Ⅲ)在周期表中，与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是
________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或
“相反”)。
答案 (1)Si (2)Mg 相反
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．价电子排布为5s25p1的元素在周期表中的位置是( )
A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族
答案 B
2．长式周期表共有18个纵行，碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按
这种规定下列说法正确的是( )
A．第四周期第9列元素是铁元素
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第9列中元素中没有非金属元素
D．第10、11列为ds区
答案 C
解析 第四周期第9列元素是钴元素，铁元素处于第四周期第8列，A项错
误；氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B项错误；第9列属于
Ⅷ族，都是金属元素，没有非金属元素，C项正确；第10列属于Ⅷ族，为d区；第
11列属于ⅠB族，为ds区，D项错误。
3．(2020·烟台一模)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是( )
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．基态原子最外层电子排布为ns2的元素都位于周期表ⅡAC．某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第四周期
ⅢA族
D．基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能一定大于p能级有一对成
对电子的
答案 C
解析 A．电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；B.
基态原子最外层电子排布为ns2的元素，位于周期表ⅡA、0族、过渡元素，如第Ⅱ
A元素原子为ns2，氦最外层1s2，过渡元素中3d14s2，故B错误；C.某基态原子的
电子排布式为[Ar]3d104s24p1，核电荷数31，为Ga元素，位于周期表中的第四周期
第ⅢA族，故C正确；D.基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能，不一定
大于p能级有一对成对电子的，p能级有一对成对电子的为四个电子，如P的第
一电离能小于C的第一电离能，故D错误。
4．(2020·山东模考)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2
B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8
C．第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D．基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
答案 B
解析 选项A，ⅡA族元素基态原子最外层电子排布均为ns2，正确；选项B，
第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA族、ⅡA族均相差8，ⅢA～ⅦA族
均相差18，错误；选项C，第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11，正
确；选项D，基态原子3d轨道上有5个电子的元素是Cr和Mn两种元素，它们分
别位于ⅥB族和ⅦB族，正确。
5．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( )
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na比Mg强烈 金属性：Na＞Mg
B Ca(OH) 的碱性强于Mg(OH) 金属性：Ca＞Mg
2 2
C SO 与NaHCO 溶液反应生成CO 非金属性：S＞C
2 3 2
t ℃时，Br ＋H 2HBr K＝5.6×107
2 2
D 非金属性：Br＞I
I ＋H 2HI K＝43
2 2
答案 C
解析 C项，根据事实可知，H SO 比H CO 酸性强，但H SO 不是最高价含
2 3 2 3 2 3氧酸，故不能说明非金属性：S＞C。
6．(2020·青岛三模)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A．位于同一轨道内电子的运动状态也不相同
B．位于d区和ds区的元素都是金属元素
C．前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D．基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在ⅠA族或ⅠB族
答案 D
解析 A．同一轨道内电子自旋方向相反，位于同一轨道内电子的运动状态
也不相同，故A正确；B.d区和ds区的元素包括副族和第Ⅷ族元素，副族和第Ⅷ
族元素全部是金属元素，故B正确；C.1～36号元素，未成对电子数最多的元素外
围电子排布为3d54s1，共有6个未成对电子，该元素是铬，处于周期表中第四周期
第ⅥB族，故C正确；D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素如铬、铑等，则基
态原子最外层电子排布为ns1的元素并不全在ⅠA族或ⅠB族，故D错误。
7．下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A．NaOH的碱性比Mg(OH) 的强
2
B．Cl 得到电子的能力比Br 的弱
2 2
C．原子半径r：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)
D．原子的最外层电子数n：n(Na)Z>YB.简单氢化物的沸点：W>Z
C.Z与X、Y、R、W均可形成多种化合物
D.Z、R、W三种元素形成的化合物的水溶液呈中性
答案 C
解析 R的原子半径是同周期主族元素中最大的，则R为第ⅠA族元素，根
据题意可知R元素之前至少还有3种短周期元素，所以R为Na元素；Y和X可
以形成阳离子[YX ]＋，可推测X为H元素，Y为N元素，[XWZ ]－为酸式盐的阴
4 4
离子，Z、W为同族元素，不难推出Z为O元素，W为S元素；综上所述X为H、Y
为N、Z为O、R为Na、W为S。电子层数越多原子半径越大，电子层数相同核电
荷数越小半径越大，所以原子半径：S>N>O，即W>Y>Z，故A错误；W和Z的简
单氢化物分别为H S、H O，水分子间存在氢键，所以沸点：H SSe>As Br>As>Se
(5)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu＋，能量较低，结构稳定，所
以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[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。或Cu原子失去一个电
子后，核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去1个电子后的核外电子排
解析 (1)Mn的原子序数为25，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，位于第
四周期第ⅦB族，属于d区元素。(2)基态铬原子核外有24个电子，电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，第四周期最外层电子数为1的原子还有K、
Cu。(3)基态Fe原子核外有4个电子层，电子占据的最高能层为第四层，符号为
N。该能层有s、p、d、f四个能级，原子轨道数为1＋3＋5＋7＝16。其价层电子排布
式为3d64s2，故N层的电子数为2。(4)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故
电负性：Br>Se>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于As的4p
能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于Se，故第一电离能：Br>As>Se。(5)
根据Cu、Zn失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较Cu、
Zn的第二电离能。
14．下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素 原子半径(10－10m) 最高价态(价) 最低价态(价)
① 1.02 ＋6 －2
② 2.27 ＋1 －
③ 0.74 － －2
④ 1.43 ＋3 －
⑤ 0.77 ＋4 －4
⑥ 1.10 ＋5 －3
⑦ 0.99 ＋7 －1
⑧ 1.86 ＋1 －
⑨ 0.75 ＋5 －3
⑩ 1.17 ＋4 －4
请回答下列问题：
(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填序号)。
(2)上述⑤⑥⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足
8电子稳定结构的物质可能是________(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________，元素①的原子价层电子排布式是________。
(3)①⑥⑦⑩ 四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是
____________________________________________________________________
(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的
结论的是下列中的________。
A．气态氢化物的挥发性和稳定性
B．单质中的键能
C．两元素的电负性
D．含氧酸的酸性
E．氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)
F．两单质在自然界的存在形式
答案 (1)② (2)PCl 、CCl Si N 3s23p4
3 4 3 4
(3)HCl>H S>PH >SiH (4)氮元素 CE
2 3 4
解析 由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出
①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，从
第ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元
素的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。(2)C、
P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl 或CCl 分子中的每一个原子都满足
3 4
8电子稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si N ；硫元素的原子价层电子
3 4
排布式是3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱
为Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H S>PH >SiH 。(4)氧元素和氮元素相
2 3 4
比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。
15．表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题：
表1
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子电子排布式：
________________________。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_______________________________。
(3)o、p两元素的部分电离能数据如表2：
元素
o p
电离能/kJ·mol－1
I 717 759
1
I 1 509 1 561
2
I 3 248 2 957
3
表2
比较两元素的I 、I 可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子
2 3
难。对此，你的解释是___________________________________。
(4)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示，其中电负性最大的是
________(填图1中的序号)。
图1
(5)表 1 中所列的某主族元素的电离能情况如图 2 所示，则该元素是
________(填元素符号)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能
量 (3)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定 (4)2 (5)Al
解析 (2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量
较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光(子)的形式释放能量。(2)o元素为Mn，
其基态原子电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其失去第3个电子
时比较困难，而Fe2＋的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，故其失去第3个电子比较容易。(4)第三周期8种元素分
别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升
高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、
氩为气体，8种元素熔点最低的为氩，其次为氯，其中电负性最大的为氯。(5)由图
可知，该元素的电离能I 远大于I ，故为第ⅢA族元素，应为Al。
4 3
微专题18 “位—构—性”综合推断题的解题方法
一、依据原子结构或物质结构推断元素
1．根据核外电子的排布三大规律推断元素
(1)最外层电子规律
最外层电子数(N) 3≤N<8 N＝1或2 N＞次外层电子数
第ⅠA族、第ⅡA
元素在周期表中的 ⅢA族～ⅦA 第二周期(Li、Be)除
族、第Ⅷ族、副族、0
位置 族 外
族元素氦
(2)“阴三、阳四”规律
某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相等，该元素位于第三周期；若
为阳离子，则位于第四周期。如S2－、K＋最外层电子数与次外层电子数相等，则S
位于第三周期，K位于第四周期。
(3)“阴上、阳下”规律
电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子
位于阴离子的下一周期。如O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，则Na、
Mg、Al位于O、F的下一周期。
2．依据物质结构推断元素
突破口是元素的价态。
(1)常见非金属元素。H、Cl、F：一价，形成一个共价键；O、S：二价，形成两个
共价键；N、P：三价，形成三个共价键；C、Si：四价，形成四个共价键。
(2)常见金属元素。K、Na、Li：形成＋1价阳离子；Ca、Mg：形成＋2价阳离子。
【典例1】 (2020·课标全国Ⅱ，13)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
答案 D
解析 由题意，4种短周期元素中，Z的原子序数最大，且能形成Z＋，则Z为
Na元素，W的原子序数最小，且形成一个化学键，则W为H元素，再由4种元素
的原子序数之和为24，可知X与Y的原子序数之和为12，结合题给化合物中X
与Y的成键数，可知X为B元素，Y为N元素。从该化合物的成键情况可确定H、
B、N之间均为共价键，A项正确；Na为活泼金属，既能与水反应，又能与CH OH
3
发生置换反应生成H ，B项正确；氮元素的最高价氧化物对应的水化物为HNO ，
2 3
是典型的强酸，C项正确；BF 中B原子不满足8电子稳定结构，D项错误。
3
二、依据元素周期表结构片段推断元素
族序数等于周期数的元素 H、Be、Al
族序数等于周期数2倍的元素 C、S
族序数等于周期数3倍的元素 O
周期数是族序数2倍的元素 Li、Ca
周期数是族序数3倍的元素 Na、Ba
最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素 H、C、Si
最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素 S
除H外，原子半径最小的元素 F
【典例2】 (2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，16)2019年诺贝尔化学奖
颁给研究锂电池的科学家，一种用作锂电池电解液的锂盐结构如图所示。其中，X
位于第三周期，X原子的电子数为Z原子的两倍，W、Z、Y位于同一周期。下列叙
述正确的是( )
A.原子半径：X>Z>W
B.非金属性：X>Z>W
C.Y的氢化物可用于刻蚀玻璃
D.X的氧化物对应的水化物均为强酸
答案 C解析 据图可知X可以形成6个共价键，X原子的电子数为Z原子的两倍，
则原子序数为偶数，且位于第三周期，所以为S元素，则Z为O元素；W、Z、Y位
于同一周期，Y可以形成一个共价键，则Y为F元素，整个离子带一个单位负电
荷，则W为N元素。A.电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越
小原子半径越大，所以原子半径S>N>O，即X>W>Z，故A错误；B.同主族自上而
下非金属性减弱，所以非金属性O>S，即Z>X，故B错误；C.Y为F元素，其氢化
物为HF，可以与SiO 反应从而刻蚀玻璃，故C正确；D.X为S元素，其＋4价氧化
2
物对应的水化物H SO 为弱酸，故D错误。
2 3
三、依据元素及其化合物性质和转化关系推断元素
物质特性 推断元素
形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的
C
元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素
空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 N
地壳中含量最多的元素或氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通
O
常情况下呈液态的元素
最活泼的金属元素或最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素或
Cs
阳离子的氧化性最弱的元素
单质最易着火的非金属元素 P
焰色试验呈黄色的元素 Na
焰色试验呈紫色(透过蓝色钴玻璃)的元素 K
单质密度最小的元素 H
单质密度最小的金属元素 Li
常温下单质呈液态的非金属元素 Br
常温下单质呈液态的金属元素 Hg
最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素 Al
元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原
S
反应的元素
常见的一种元素存在几种单质的元素 C、P、O、S
【典例3】 (2020·威海二模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元
素，只有W为金属元素。甲、乙、丙分别为X、Z、W三种元素所对应的单质。A、
B、C、D均为由X、Y、Z三种元素组成的化合物，化合物B的稀溶液常用于保存
动物标本。它们的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )A．X与Z可组成非极性分子
B．原子半径大小关系是：r(X)＜r(Z)＜r(Y)＜r(W)
C．四种化合物中B的沸点最低
D．四种化合物中Y原子的杂化方式有2种
答案 A
解析 化合物B的稀溶液常用于保存动物标本，B为HCHO，则X、Y、Z分别
为H、C、O；甲、乙、丙分别为X、Z、W三种元素所对应的单质，可确定甲、乙分别
为H 、O ；由转化关系可知，A为CH OH，C为HCOOH，D为HCOOCH ；A与丙
2 2 3 3
反应可生成甲，则丙为Na，W为Na。A.X与Z分别为H和O，二者可组成H O、
2
H O ，它们都是极性分子，故A错误；B.H的核外只有1个电子层，半径最小，C、
2 2
O同周期，C在O的左边，原子半径C比O大，Na的电子层数最多，半径最大，所
以原子半径大小关系是：r(H)＜r(O)＜r(C)＜r(Na)，故B正确；C.四种化合物中，B
为HCHO，常温下呈气态，而另三种物质都呈液态，所以B的沸点最低，故C正确；
D.四种化合物中Y原子的杂化方式有：含－CH 的物质，碳原子发生sp3杂化，含
3
碳氧双键的物质，碳氧双键中碳原子发生sp2杂化，故D正确。
1.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试，6)短周期主族元素W、X、Y、Z
的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，X的单质在空气中含量
最多，Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，Z的最高正价与最低负价代数
和为4。下列说法错误的是( )
A.W与X形成的最简单化合物极易溶于水
B.Y和Z可形成化合物Y Z
2 3
C.最外层电子数Z>X>Y>W
D.Y和Z的简单离子的电子层结构相同
答案 D
解析 W为氢元素，X为氮元素，Y为铝元素，Z为硫元素。A项，NH 极易溶
3
于水，正确；B项，铝与硫可形成Al S ，正确；C项，最外层电子数S>N>Al>H，正
2 3
确；D项，Al3＋为10电子离子，S2－为18电子离子，电子层结构不同，错误。2．(2020·滨州二模)M、W、X、Y、Z是同周期主族元素，X原子的最外层电子
数是W原子次外层电子数的3倍。它们形成的化合物可用作新型电池的电极材
料，结构如图所示，化合物中除M＋外其它原子均满足8电子稳定结构。下列说法
正确的是( )
A．M的单质通常保存在煤油中
B．W的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸
C．简单气态氢化物稳定性X＞Y
D．上述五种元素中Z的电负性最大
答案 B
解析 M为Li元素，W为B元素，X为O元素，Y为F元素，Z为C元素。A.
金属Li的密度比煤油小，所以金属Li不能保存在煤油中，故A错误；B.B的最高
价氧化物对应的水化物为硼酸，硼酸为一元弱酸，故B正确；C.非金属性越强，气
态氢化物的稳定性越强，非金属性O＜F，则气态氢化物稳定性X＜Y，故C错误；
D.非金属性越强电负性越强，上述五种元素中F的非金属性最强，则Y(F)的电负
性最大，故D错误。
3．(2020·济南模拟)已知M是短周期金属元素，X和Y是短周期非金属元素，
且X、M、Y的原子序数依次增大。三者组成的物质M XY(可视为M X·MY)是一
3 2
种良好的离子导体。研究者在常压下利用下列反应合成 M XY：2M＋2MXA＋
3
2MY===2M XY＋A .其中常温常压下A 是无色无味气体，已知上述反应中消耗
3 2 2
0.92 g M的单质可得到标准状况下448 mL的A 。下列有关说法正确的是( )
2
A．X位于第二周期第ⅣA族
B．简单离子半径：Y＞M＞X
C．MXA是共价化合物
D．M XY溶于水后溶液呈碱性
3
答案 D
解析 A为H元素，X为O元素，M为Na元素，Y为Cl元素。A.O的原子序
数为8，位于元素周期表中第二周期第ⅥA族，故A错误；B.电子层越多离子半径
越大，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径：Y＞X＞M，
故B错误；C.NaOH含有离子键，属于离子化合物，故C错误；D.M XY可视为
3Na O·NaCl，溶于水生成氢氧化钠，其水溶液呈碱性，故D正确。
2
4．(2020·山东模考)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素，
A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物。已知A的相对
分子质量为28，B分子中含有18个电子，五种化合物间的转化关系如图所示。下
列说法错误的是( )
A．X、Y组成化合物的沸点一定比X、Z组成化合物的沸点低
B．Y的最高价氧化物的水化物为弱酸
C．Y、Z组成的分子可能为非极性分子
D．W是所在周期中原子半径最小的元素
答案 A
解析 由转化关系并借助A的相对分子质量为28和B是18电子的分子推
知：A为乙烯、B为氯化氢、C为氯乙烷、D为水、E为乙醇；X、Y、Z、W分别对应
元素为H、C、O、Cl，A.X、Y组成的化合物为烃类物质，沸点可能高于X、Z组成
的化合物H O，故A错误；B.Y的最高价氧化物的水化物为H CO 属于弱酸，故B
2 2 3
正确；C.Y、Z组成的分子可能为非极性分子CO ，故C正确；D.W是Cl，是所在
2
周期中原子半径最小的元素，故D正确。
