文档内容
原子结构与元素周期表
重难点 题型 分值
1. 掌握原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素
周期表的结构。
重点 2. 能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。
3. 能够对元素周期表和原子结构的关系进行分析和推 选择题 2-4分
断。
难点 能够对元素周期表和原子结构的关系进行分析和推断
一、元素周期系
1. 含义
元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。元素周期表是呈元素周期系
的表格。
2. 元素周期表的结构
（1）周期：具有相同的 电子层数 的元素按照原子序数 递增 的顺序排列成一
横行。
第1页（2）族：周期表中，有__18__个纵列，除__ 8 、 9 、 10 __三个纵列叫第Ⅷ族，其余15
个纵列每一个纵列标作一个族。
2. 元素周期系的形成
（1）各周期第ⅠA族和0族元素原子的电子排布式
第Ⅰ A 族元素基
第ⅠA族元素 0 族元素基态原子
周期 态原子核外电子 0族元素原子序数
原子序数 核外电子排布式
排布式
一 1 1s1 2 1s2
二 3 [He]2s1 10 [He]2s22p6
三 11 [Ne]3s1 18 [Ne]3s23p6
四 19 [Ar]4s1 36 [Ar]3d104s24p6
五 37 [Kr]5s1 54 [Kr]4d105s25p6
六 55 [Xe]6s1 86 [Xe]4f145d106s26p6
七 87 [Rn]7s1 118 [Rn] 5f146d107s27p6
【总结提升】
1. 除第一周期外，其余各周期均以最后一个核外电子填充 s能级原子轨道的元素开始，
并以最后一个核外电子填充p能级原子轨道的元素结束。
2. 除第一周期外，其余各周期从左到右主族元素的原子最外层电子数为1~7。
（2）核外电子排布与周期的关系
①由构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。元素周期系中
每一周期的第一种元素（除第一周期外）都是碱金属元素，原子核外最外层电子排布式为
ns1；每一周期的最后一种元素都是稀有气体元素，原子核外最外层电子排布式为 ns2np6
第2页（He除外）。随着元素原子的核电荷数递增，每到出现碱金属元素（除第一周期外），就
开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子数逐渐增多，最后达到 8个电子，出现稀
有气体元素；然后又开始由碱金属元素到稀有气体元素，如此循环往复——这就是元素周
期系中的一个个周期。
②元素周期系形成的原因：元素原子核外电子排布的周期性变化。
③元素周期系中周期所含元素种类的变化规律：由于随着元素原子核电荷数的递增，
电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素，
其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束，而从ns能级开始以np结束递增的核电荷
数（或电子数）等于每个周期里的元素数。
（3）核外电子排布与族的关系
族的划分与原子的价电子数目和价层电子排布密切相关，一般情况下，同族元素的价
电子数目相同。当第n能层是原子核外最外层时：
① 同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在 ns 和np轨道上，
价电子数与族序数相同。
主族元素原子的价电子数=该元素的主族序数=最高正价（O、F除外）
表1：主族元素的价电子排布
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
② 过渡元素原子价层电子排布式为（n-1）d1~10ns1~2（镧系、锕系元素一般除外）；第
ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数与族序数相同（镧系、锕系元素一般除外）；第ⅠB、
ⅡB族元素原子的 （n-1） d轨道是全充满状态，其族序数与最外层ns轨道上的电子数目
相同；第Ⅷ族元素原子的价层电子排布式为 （n-1）d6~9ns0~2（钯除外，为4d10）。由此可
得，从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素全部是金属元素，因为它们的最外层
电子数始终不超过2。
表2：副族和Ⅷ族元素的价电子排布（除镧系、锕系）
族数 ⅠB ⅡB ⅢB~ⅦB Ⅷ
价电子排布 （n－1）d10ns1 （n－1）d10ns2 （n－1）d1~5ns1~2 （n-1）d6~9ns1~2
【注意】a. ⅢB→ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层（ns）电子数＋次外层（n
－1）d电子数＝最高正价。
b. Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层（n－1）d电子数之和分别为8、9、10。
c. ⅠB和ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。
第3页③ 0族元素（稀有气体元素）
表3：0族元素的价电子排布
0 族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
价电子排布 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 ……
稀有气体元素原子的价层电子排布式为1s2或ns2np6（n≥2），原子轨道处于全充满的
稳定状态。
【思考】
原子序数1～36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，该元素可能属于哪一族？
【提示】0族（He）、ⅡA族、ⅡB族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅦB族、Ⅷ族。
【即时练】已知某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中位
于（ ）
A. 第VB族 B. 第ⅡB族
C. 第Ⅷ族 D. 第ⅡA族
【答案】D
【解析】根据+2价离子比原子少2个电子可写出该元素基态原子的电子排布式，为
1s22s22p63s23p64s2，则该元素在周期表中位于第ⅡA族。
二、元素周期表的分区
1. 按照电子排布分区
（1）分区依据
按构造原理最后填入电子的能级的符号可将元素周期表（第IB、ⅡB族除外）分为s、
p、d、f 4个区，而第IB、ⅡB族中元素原子的核外电子先填满了（n-1）d能级而后再填
充ns能级，因而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
【注意】区的命名：除ds区外，区的名称是按构造原理最后填入电子的能级符号进行
第4页命名的。
区的种类有：
①s区：ns1～2，最后的电子填在s能级上， 包括IA～IIA族，属于活泼金属，为碱金
属和碱土金属
【思考】
（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素？该元素原子的价电子
的电子云什么形状？
【提示】s 区为第Ⅰ A 族、第Ⅱ A 族，符合条件的元素为 Be，其电子排布式为
1s22s2，价电子的电子云形状为球形。
②p区：ns2np1～6，最后的电子填在p能级上， 包括IIIA～VIIA族、零族元素， 为非
金属和少数金属
③d区：（n－1）d1～9ns1～2，最后的电子填在d能级上， 包括IIIB～VIIB族、VIII族
元素， 为过渡金属。
【思考】
Fe元素处于周期表中的哪个区？Fe2＋、Fe3＋的电子排布式怎样书写？两种离子更稳定
的是谁？为什么？
【 提 示 】 Fe 位 于 d 区 ， 常 见 离 子 为 Fe2 ＋ 、 Fe3 ＋ ， 电 子 排 布 式 分 别 为
1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d轨道“半充满”，
其稳定性强于Fe2＋。
④ds区：（n－1）d10ns1～2，（n-1）d全充满，最后的电子填在d能级上， 包括IB～
IIB族元素， 为过渡金属
⑤f区：（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2，包括镧系元素和锕系元素
⑥ds区的命名：ds区只有两列，第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞，由于该区
开始的第11列铜、银、金按构造原理进行电子排布时，电子排布式中最后两个能级的电子
排布应为（ｎ—1）d9ns2，而事实上却为（ｎ—1）d10ns1，可理解为先填满了（ｎ—1）d能
级而后再填充ns能级，因而得名ds区
【思考】某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素位于周期表中
的哪一区？是何种元素？
【提示】该元素为Zn，位于ds区。
【注意】d区、ds区、f区全是金属元素，非金属元素主要集中p区。主族主要含s区、
p区，副族主要含d区、ds区、f区，过渡元素主要含d区、ds区、f区
【总结提升】各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别
元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点
第5页ns1～2（最后的电子填在ns 除氢外，都是活泼金属元素（碱金
s区 第ⅠA、ⅡA族
上） 属和碱土金属元素）
第Ⅲ A～Ⅶ A ns2np1～6（最后的电子填在 随着最外层电子数目的增加，非金
p区
族、0族 np上） 属性增强，金属性减弱
均为过渡金属，由于d轨道都未充
第ⅢB～ⅦB、 （n－1）d1～9ns1～2[最后的
d区 满电子，因此d轨道可以不同程度
Ⅷ族 电子填在（n－1）d上]
地参与化学键的形成
均为过渡金属，d 轨道已充满电
（n－1）d10ns1～2[（n－1）
ds区 第ⅠB、ⅡB族 子，因此d轨道一般不再参与化学
d全充满]
键的形成
（n－2）f0～14 镧系元素的化学性质非常相近，锕
f区 镧系、锕系
（n－1）d0～2ns2 系元素的化学性质也非常相近
2. 按照金属与非金属元素分区
（1）金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置
沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋的交界处画一条线，线的左
侧是金属元素区（H元素除外），右侧是非金属元素区。
【问题探究】元素周期表中非金属元素主要集中在哪块区域内？
同周期元素由左向右非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱；同主族元素从上到下非金
属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，则元素周期表中非金属元素主要集中在右上角区域。
（2）金属与非金属交界处元素的性质特点
位于金属与非金属分界线附近的元素，既能表现金属元素的某些性质，又能表现非金
属元素的某些性质，如金属元素Be、Al形成的单质能与NaOH溶液反应，体现出非金属性；
非金属元素Si，形成的硅单质具有金属光泽、能导电，体现出金属性。
【拓展提升】对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相
似性称为对角线规则。
第6页三、元素在周期表中位置的判断方法
1. 由基态原子价层电子排布式给元素定位
（1）主族元素
基态原子价层电子排布式为ns1（第IA族）、ns2
（第ⅡA族）、ns2np1-5（第ⅢA~ⅦA族）。
根据电子层数=周期序数→确定周期
根据价电子数=最外层电子数=族序数→确定族
（2）0族元素
基态原子价层电子排布式为ns2np6（He为1s2），再根据周期数=电子层数可确定元素
位置。
（3）副族元素
电子层数=周期序数→确定周期
第IB、ⅡB族：最外层电子数=族序数，第ⅢB~ⅦB族（镧系、锕系除外）：价电子
数=族序数
（4）第Ⅷ族元素：价层电子排布式为（n-1）d6~10ns0~2，价电子总数为8、9或10，再
根据电子层数=周期序数来确定周期。
【即时练】基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所在的区、周期和族为（
）
A. p区、第五周期、第 I B 族
B. ds区、第五周期、第 Ⅷ 族
C. d区、第四周期、第I B族
D. ds区、第五周期、第I B族
【答案】D
【解析】按照构造原理，该元素基态原子的核外电子排布式应为[Kr]4d95s2，实际上是
[Kr]4d105s1，可认为是电子先填满4d能级再填充5s能级，故该元素位于ds区。位于元素周
期表第11列，即第IB族。该元素基态原子中能量最高的能层为O层，故位于第五周期。
【点拨】本题解答时也可以以稀有气体元素Kr为参照，核外电子排布式为[Kr]4d105s1
的元素位于第五周期。该原子的价层电子排布式与Cu类似，属于第I B族元素，位于ds区。
2. 根据稀有气体元素的原子序数判断其他元素的位置
（1）稀有气体元素在周期表中的位置
稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
周期 一 二 三 四 五 六 七
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
第7页（2）判断方法：减数定位法，即由与稀有气体元素的原子序数之差确定元素在周期表
中的位置。
①确定族
对于长周期元素（镧系、锕系除外），原子序数-稀有气体元素原子序数（相近且小）
=元素的纵列数。第1、2纵列为第IA、ⅡA族，第3~7纵列为第ⅢB~VIB族，第8~10纵
列为第Ⅷ族，第11、12纵列为第IB、IB族，第13~17纵列为第ⅢA~ⅦA族，第18纵列
为0族。
【注意】若为第六、七周期第ⅢB族（分别含有镧系、锕系元素）后的元素，纵列数
需再减去14，才能确定族序数。
②确定周期
该元素的周期数=稀有气体元素所在周期数（相近且小）+1
例如，判断31号元素在周期表中的位置，根据31-18=13，即可确定该元素位于第四周
期第ⅢA族。
【即时练】据报道，科学家制得一种新原子 ，它属于一种新元素，是116号元素
（元素符号用X代替），关于它的推测正确的是（ ）
A. 这种原子的中子数为167
B. 它位于元素周期表中第六周期
C. 它属于第ⅣA族元素
D. 这种元素一定是过渡元素
【答案】A
【解析】中子数=质量数-质子数=283-116=167，A正确；116-86-14=16，该元素位于第
七周期第ⅥA族，B、C、D错误。
【点拨】由原子序数确定元素在周期表中的位置，可直接利用减数定位法，平时练习
时需要记住稀有气体元素对应的原子序数和周期表的列数对应的族序数。
【归纳总结】①周期表上的外围电子排布称为“价电子排布”，这是由于这些能级上
的电子数可在化学反应中发生变化
②s区元素价电子特征排布为ns1~2，价电子数等于族序数。
p区元素特征电子排布为ns2np1~6；价电子总数等于主族序数。
d区元素价电子排布特征为（ｎ-1）d1~8ns1~2；价电子总数等于列序数。
ds区元素特征电子排布为（n-1）d10ns1~2，价电子总数等于所在的列序数。
③每个纵行价电子总数相等。
⃗确定
④根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置电子排布式 价电子排布
⃗确定
式
第8页例题 1 下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是
（ ）
A. 1s22s1 B. 1s22s22p5
C. 1s22s22p63s2 D. 1s22s22p63s23p64s1
【答案】C
【解析】元素所在的周期数与最高能层序数 n有关，原子的核外电子的最高能层序数
为n时，该元素属于第n周期。故第三周期元素的最高能层序数为3，故选C。
例题2 如下图所示是元素周期表的一部分（表中数字和 X代表原子序数），其中X
的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是（ ）
【答案】A
【解析】[Ar]3d104s24p5代表35号元素。根据周期表的结构可知，同主族相邻两周期的
元素，原子序数之差可以是2，8，18，32。A项中X上方的原子序数为17，与X相差
18，X的序数为35；B项中X上方的原子序数为27，处在第四周期与X相差18，X应为
第9页45；C项中X下方的原子序数为75，X为43；D项中X下方的原子序数为52，因此X应
为34。
例题3 原子结构与元素周期表存在内在联系，按要求回答下列问题：
（1）根据元素在周期表中的位置，写出元素基态原子的价电子排布式。
①第四周期ⅥB族__________________________________________；
②第五周期ⅠB族__________________________________________；
③第五周期ⅣA族__________________________________________；
④第六周期ⅡA族__________________________________________。
（2）根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。
①具有（n－1）d10ns2电子排布的元素位于周期表中的________族。
②基态金原子的价电子排布式为 5d106s1，试判断金元素在元素周期表中位于第
____________________________________________周期第________族。
③已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期
表________（填序号）。
A. 第二周期第ⅡB族
B. 第四周期第ⅡA族
C. 第四周期第ⅤB族
D. 第五周期第ⅡB族
④某元素原子的核电荷数为33，则其原子的价电子排布式为________，其位于元素周
期表中的____________________，属于________区的元素。
（3）根据元素核外电子排布可以推知元素的性质。
①被誉为“21 世纪金属”的钛（Ti）元素，基态原子价电子排布 式为
________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为________价。
②日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素基态原子
的价电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________。
【答案】（1）①3d54s1 ②4d105s1 ③5s25p2
④6s2 （2）①ⅡB ②六 ⅠB ③C ④4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
3d24s2 ②铬
【解析】（1）ⅢB族～ⅦB族元素的价电子排布式分别为（n－1）dxns2（x＝1～
5），且价电子数等于族序数。故①为3d44s2，但据洪特规则应为3d54s1。ⅠB族和ⅡB族
的价电子排布式分别为（n－1）d10ns1和（n－1）d10ns2，故②为4d105s1。主族元素的价电
第10页子全都排布在最外层的ns或np上，且价电子数等于族序数。故③为5s25p2，④为6s2。
（2）①具有（n－1）d10ns2电子排布的元素位于周期表第ⅡB族。
②元素基态原子价电子排布为5d106s1，位于第六周期第ⅠB族。
③该元素基态原子价电子排布式为3d34s2，该元素为d区副族元素（价电子排在d轨道
和s轨道上），根据周期数＝能层序数，族序数＝价电子数，可知该元素位于第四周期第
ⅤB族。
④根据构造原理可知该元素基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元
素原子价电子排布在ns和np轨道，故为主族元素，价电子数为5，故该元素在周期表中位
于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。
（3）①钛位于第四周期第ⅣB族，价电子排布为3d24s2。Ti的最高化合价＝价电子数
＝4。
②原子价电子排布式为3d54s1的元素为铬元素。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是（ ）
A. 稀有气体 B. 过渡元素
C. 主族元素 D. 卤族元素
2. 具有以下结构的原子，一定属于主族元素原子的是（ ）
①最外层有3个电子的原子 ②最外层电子排布为ns2的原子 ③最外层有3个未成对
电子的原子 ④次外层无未成对电子的原子
A. ①② B. ②③
C. ①③ D. ②④
3. 元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为
ns（n－1）np（n＋1），则下列说法不正确的是（ ）
X
Y
Z
A. Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
B. Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C. X元素位于元素周期表的p区
D. Z元素原子的核外电子排布式为
第11页1s22s22p63s23p63d104s24p3
4. 元素周期表长周期共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气
体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A. 第9列元素中没有非金属
B. 第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C. 最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列
D. 第11、12列为d区的元素
二、非选择题
5. 某元素原子共有三个价电子，其中一个价电子位于第三能层d能级。
（1）该原子的电子排布式为__________________________________________。
（2）该元素的原子序数为________，在周期表中处于第________周期________族，属
于________区。该元素为________（填“金属”或“非金属”）元素，其最高化合价为
________。
第12页1.【答案】B
【解析】由该原子的电子排布知该原子核外共有25个电子，即为25号元素Mn，是第
ⅦB族元素。
2.【答案】C
【解析】最外层有3个电子的原子，其最外层电子排布为ns2np1，属于第ⅢA族，①
正确；如Fe的最外层电子排布为4s2，He为1s2，它们都不是主族元素，②错误；因最外层
电子数最多不超过8，故最外层有3个未成对电子的原子其最外层电子排布应为ns2np3，该
元素一定为主族元素，③正确；有些过渡元素的次外层也可以达到饱和状态，如 Cu：
1s22s22p63s23p63d104s2，所以④错误。
3.【答案】A
【解析】Y元素原子的价电子排布式为ns（n－1）np（n＋1），由n－1＝2可得n＝3，Y元
素原子的价电子排布式为3s23p4，则Y元素位于第三周期第ⅥA族，Z位于第四周期第
ⅤA族，价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层
电子填充在p轨道上，故X、Y、Z均位于p区。
4.【答案】A
【解析】第9列元素是过渡元素，没有非金属，A项正确；第15列元素的最外层电子
排布是ns2np3，B项错误；最外层电子排布为ns2的元素也可能是过渡元素或0族元素He，
C项错误；11、12列为ds区元素，D项错误。
5.【答案】（1）1s22s22p63s23p63d14s2
（2）21 四 ⅢB d 金属 ＋3
【解析】此题的关键是根据外围电子排布写出核外电子排布式。有三个价电子其中一
个价电子在3d能级，则其他两个价电子必在4s上，外围电子排布为3d14s2，原子序数是
21，在第四周期第ⅢB族，处于d区，是金属元素，最高化合价是＋3。
第13页元素周期律
重难点 题型 分值
1. 了解元素电离能、电负性的含义。
2. 能运用元素的电离能说明元素的某些性质。
重点
3. 理解原子半径、第一电离能、电负性的周期性变
化。 选择题 2-4分
能运用元素的电离能说明元素的某些性质。
难点
理解原子半径、第一电离能、电负性的周期性变化。
第14页一、原子半径
1. 影响原子半径大小的因素
2. 原子半径的递变规律
【拓展提升】离子半径大小的比较
1. 同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳
离子。如r（Cl－）>r（Cl），r（Fe）>r（Fe2＋）>r（Fe3＋）。
2. 电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如r（O2－）>r（F－）>r（Na
＋）>r（Mg2＋）>r（Al3＋）。
3. 带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r（Li＋）r（Na＋）>r（Mg2＋）。
【技法大招】“三看”法快速判断简单微粒半径大小，“一看”电子层数：最外层电
子数相同时，电子层数越多，粒子半径越大。“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：当核电荷数相同时，核外电子数越多，
半径越大。
二、电离能
1. 定义
①电离能：气态电中性基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最低能量，常
用符号I表示。
②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
低能量叫做第一电离能，常用符号I 表示，常用单位为kJ/mol。
1
2. 意义
可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去
一个电子。
3. 元素第一电离能变化规律
【问题探究】前四周期元素第一电离能的变化如图所示。
问题1：据图可知，第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能比同周期的相邻元素都高，
解释原因。
【提示】同周期中，第ⅡA族元素的价电子排布为ns2，第ⅤA族元素的价电子排布
为ns2np3，分别为全充满和半充满状态，比较稳定，所以失去一个电子需要的能量大，所
以第一电离能比同周期相邻元素的要高。
第16页问题2：根据Na、Mg、Al的电离能数据，回答：
①为什么同一元素的电离能逐级增大？
②为什么Na、Mg、Al的化合价分别为＋1、＋2、＋3?
【提示】①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即 I ＜I ＜I ＜……这是由于原子失
1 2 3
去一个电子变成＋1价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对电子的
吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子
需要更多的能量。同理I＞I、I＞I……I ＞I。
3 2 4 3 n＋1 n
②Na的I 比I 小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易
1 2
得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I 和I 相差不多，而I 比I 小很
1 2 2 3
多，所以Mg容易失去两个电子形成＋2价离子；Al的I 、I 、I 相差不多，而I 比I 小很
1 2 3 3 4
多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。
（1）同一原子的各级电离能逐渐增大：I＜I＜I……
1 2 3
（2）同周期元素从左向右，元素的第一电离能I 有增大的趋势。原因是原子半径逐渐
1
减小，原子核对电子的引力越来越大，越来越难失去电子。
每一周期的第一种元素（氢和碱金属元素）的第一电离能最小，稀有气体元素的第一
电离能最大；从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，表示元素
原子越来越难失去电子。
（3）同一主族从上到下，元素的第一电离能I 逐渐减小。
1
同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越易失去电子。
【即时练】下列元素第一电离能的大小顺序中，正确的是（ ）
A. Be>B>Mg B. B>Mg>Be
C. B>Al>Mg D. AlB>Mg，A正确、B错误、D错误；Mg的第一电离能比Al大，C错误。
4. 电离能的应用
（1）判断元素的金属性、非金属性强弱
一般情况下，元素的第一电离能越小，气态金属原子越易失去电子，元素的金属性越
强；第一电离能越大，气态非金属原子越难失去电子，元素的非金属性越强（稀有气体除
外）。
【易错】金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属
活动性顺序判断电离能的大小。
第17页（2）根据电离能数据，确定原子核外电子层排布
由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难失去，因此元素的电离能会发生突变。
例如：Li的逐级电离能I I I ，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层
1 2 3
（K、L能层上）且最外层只有一个电子。
（3）根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价
如K：I I＜I，表明K原子易失去一个电子形成+1价阳离子。
1 2 3
I I
n+1>> n
I I
如果 n n−1，即电离能在I
n
与I
n＋1
之间发生突变，则元素的原子易形成＋n价离
子，并且主族元素的最高化合价为＋n价（或只有＋n价、0价）（O、F除外，O无最高正
价，F无正价）。某元素的逐级电离能，若I I ，则该元素通常显＋1价；若I I ，则该
2 1 3 2
元素通常显＋2价；若I I，则该元素通常显＋3价。
4 3 ≫ ≫
【易错】过渡元素的价电子数较多，且各级电离能之间相差不大，所以常表现多种化
≫
合价。如锰元素通常有+2～+7多种化合价。
【即时练】某元素X的各级电离能（kJ/mol）分别为740、1 500、7 700、10 500、13
600、18 000、21 700，当其单质与氯气反应时最可能形成的阳离子是（ ）
A. X+ B. X2+ C. X3+ D. X4+
【答案】B
【解析】该元素电离能在第二、第三电离能间发生突变，则其原子最外层有 2个电子，
最可能形成+2价阳离子，故选B项。
三、电负性
1. 键合电子
元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。
2. 电负性
电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。
电负性的意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大；电负性越小的原子，
对键合电子的吸引力越小。
电负性最大的元素是氟元素，其次是氧元素，再次是氮和氯元素，电负性最小的是铯
元素（非放射性元素）
3. 电负性大小的衡量标准
以氟的电负性为4. 0和锂的电负性为1. 0作为相对标准，得出各元素的电负性。
4. 电负性的递变规律
①随原子序数的递增，元素原子的电负性呈周期性变化。
②同周期，从左到右，元素原子的电负性逐渐变大。
第18页同主族，从上到下，元素原子的电负性逐渐变小。
【问题探究】
下表给出了16种元素的电负性数值。
元素 H Li Be B C N O F
电负性 2. 1 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0 3. 5 4. 0
元素 Na Mg Al Si P S Cl K
电负性 0. 9 1. 2 1. 5 1. 8 2. 1 2. 5 3. 0 0. 8
问题：利用表中数据估测钙元素的电负性范围。
【提示】由于元素金属性强弱为K＞Ca＞Mg，所以Ca的电负性取值范围为0. 8～1.
2。
5. 电负性的应用
（1）判断元素的属性
①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。
②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。
【易错】不能将电负性1. 8作为划分金属和非金属的绝对标准。
（2）判断元素的活泼性
①金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；
②非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
（3）判断元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。
②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。
总结：化合物中电负性大的显负价，电负性小的显正价。
（4）判断化学键的类型
一般认为：
①如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1. 7，它们之间通常形成离子键。
②如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1. 7，它们之间通常形成共价键。
【易错】也不是所有电负性差值大于1. 7的元素都形成高子化合物，如Na的电负性为
0. 9，H的电负性为2. 1，F的电负性为4. 0，Na与H电负性差值为1. 2，NaH是离子化合
物，H与F电负性差值为1. 9，但HF为共价化合物。
【即时练】利用元素的电负性不能判断的是（ ）
A. 元素的得电子能力
B. 化学键的类别（离子键和共价键）
第19页C. 元素的活泼性
D. 元素稳定化合价的数值
【答案】D
【解析】元素电负性是元素原子在化合物中吸引键合电子能力的标度，所以利用元素
电负性能判断元素得电子能力（电负性越大，元素原子得电子能力越强）、化学键的类别
（两种成键元素电负性差值小于1. 7，它们之间通常形成共价键，大于1. 7通常形成离子
键）、元素的活泼性（金属元素的电负性越小，金属性越强，非金属元素的电负性越大，
非金属性越强）、元素稳定化合价的正、负（电负性大的元素通常显负价，电负性小的元
素通常显正价），但不能判断元素稳定化合价的数值。
（5）元素的“对角线”规则
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素（如图所示）的有些性质是相
似的，被称为“对角线规则”。
这可以由元素的电负性得到解释：Li、Mg的电负性分别为1. 0、1. 2；Be、Al的电负
性分别为1. 5、1. 5；B、Si的电负性分别为2. 0、1. 8。它们的电负性接近，说明它们对键
合电子的吸引力相当，它们表现出的性质相似，如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为
LiO和MgO；Be（OH） 、Al（OH） 均属于难溶的两性氢氧化物；B、Si的含氧酸都是
2 2 3
弱酸等。
【总结提升】电负性、第一电离能与金属性和非金属性的关系
【注意】
1. 稀有气体元素第一电离能为同周期中最大；
2. 第一电离能：第ⅡA族＞第ⅢA族，第ⅤA族＞第ⅥA族；
3. 比较电负性大小时，一般不考虑稀有气体元素。
第20页例题1 X元素的阳离子与Y元素的阴离子具有相同的电子层结构，下列叙述正确的
是（ ）
A. 原子序数XY，D错。
例题2 下列有关电离能的说法中，正确的是（ ）
A. 第一电离能是原子失去核外第一个电子需要的能量
B. 在元素周期表中，主族元素原子第一电离能从左到右一定越来越大
C. 可通过各级电离能的数值，判断元素可能有的化合价
D. 第一电离能越大的元素，元素的电负性一定越大
【答案】C
【解析】第一电离能是基态的气态原子失去核外第一个电子需要的最低能量，A项错
误；总体趋势：同一周期中，第一电离能从左到右越来越大，其中有反常，如 N>O，B项
错误；电离能和电负性是元素的两种不同的性质，二者变化规律不完全一致，D项错误。
例题3 （1）光催化还原CO 制备CH 反应中，带状纳米ZnGeO 是该反应的良好催
2 4 2 4
化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。
（2）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子构型；
C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对
电子。四种元素中电负性最大的是________（填元素符号）。
（3）CH 和CO 所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________。
4 2
（4）电负性N________O（用“＞”或“＜”填空）。
（5）Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电
负性最小的元素是________。
【答案】（1）O＞Ge＞Zn （2）O （3）H＜C＜O
（4）＜ （5）C
【解析】（1）Zn和Ge为同周期元素，Ge在Zn的右边，因此Ge的电负性比Zn的强；
O为活泼的非金属元素，电负性强于 Ge和Zn，因此三者电负性由大至小的顺序为 O、
第21页Ge、Zn。（2）A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子
构型，则A为O元素，B为Na元素；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子
数的3倍，则C为P元素，D为Cl元素；非金属性越强，元素的电负性越大，则四种元素
中电负性最大的是O元素。（3）非金属性越强，则电负性越大，故H、C、O三种元素的
电负性依次增大。（4）同周期元素，原子序数越大，电负性越大，故电负性 N＜O。
（5）Ni的外围电子排布为3d84s2，3d能级上有2个未成对电子。第二周期中未成对电子数
为2的元素有C、O，其中C的电负性小。
（答题时间：40分钟）
一、选择题
1. 下列关于微观粒子半径的说法正确的是（ ）
A. 电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B. 核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同
C. 质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大
D. 原子序数越大，原子半径越大
2. 下列各组原子中，第一电离能前者大于后者的是（ ）
A. S和P B. Mg和Al
C. Na和Mg D. Ne和He
3. 下列有关电离能的说法中，正确的是（ ）
A. 第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B. 第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量
C. 同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D. 可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价
4. 应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下
列预测中不正确的是（ ）
①Be的氧化物可能具有两性
②Tl能与盐酸和NaOH溶液作用，均产生氢气
③At单质为有色固体，At不溶于水也不溶于稀硝酸
④Li在氧气中剧烈燃烧，产物是LiO，其溶液是一种强碱
2 2
⑤SrSO 是难溶于水的白色固体
4
⑥HSe是无色、有毒，比HS稳定的气体
2 2
A. ①②③④ B. ②④⑥
第22页C. ①③⑤ D. ②④⑤
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IO、Mg>Al，B项错误；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离
能都较大。
6.【答案】D
【解析】Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，则质子数：X＞Y，在元素周期表中，X应
在Y的下一周期的左边，所以原子半径X＞Y，X比Y更易失电子，第一电离能X小于
Y，电负性X小于Y。
7.【答案】（1）Na Ar （2）F Cs （3）Cs （4）F
（5）N、P、As
【解析】同周期中从左到右，元素的第一电离能（除第ⅡA族、第ⅤA族反常外）逐
渐增大，同周期中ⅠA族元素最小，稀有气体最大，故第三周期中第一电离能最小的为
Na，最大的为Ar。电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减
第25页小。故元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的为铯。
8.【答案】（1）O Ca Na Cl （2）1s22s22p4 4s2
（3）Na＜Ca＜Cl＜O Na＜Ca＜Cl＜O
【解析】A是氧元素，B的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，是钙元素，C是钠元素，
D是氯元素。
第26页
