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第 04 讲 元素周期律
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知识精讲
知识点一:
一、原子半径
1.影响因素
2.递变规律
(1)同周期:从左到右,核电荷数越大,半径 (稀有气体除外)。
(2)同主族:从上到下, 越多,半径 。
【答案】越小 电子层数 越大
【即学即练1】
1.下列关于粒子半径的说法正确的是
①
②
③④
A.①②④ B.①③ C.③④ D.①④
【答案】D
【解析】①. Li、Na、K、Rb、Cs原子失去一个电子后,其电子层数分别为1、2、3、4、5,电子层数越多
的半径越大,则半径:Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+,故①正确;
②. F、Cl、Br、I原子得到一个电子后,其电子层数分别为2、3、4、5,则离子半径:F -< Cl- < Br- < I-,故
②错误;
③. Na、Mg、Al、F、O形成8电子结构时,离子外所含电子层数相同。根据元素周期律,核电荷数越大
的其半径越小,因此离子半径:Al3+ < Mg2+ < Na+ < F- < O2-,故③错误;
④. Fe3+、Fe2+、Fe的核电荷数相同,失电子数越多,其半径越小,即半径大小:Fe3+ < Fe2+ < Fe,故④正确。
根据分析可知,①④正确。
故答案选D。
2.下列元素的原子半径最小的是
A.Na B.Mg C.Al D.Cl
【答案】D
【解析】同一周期元素从左到右,原子半径逐渐增大,Cl原子半径最大;
故选D。
3.下列微粒半径的大小顺序不正确的是
A.F->O2->Na+>Mg2+ B.Fe>Fe2+>Fe3+
C.S2->Cl->K+>Ca2+ D.S>O>F
【答案】A
【解析】A.具有相同电子层结构的粒子,核电荷数越大,粒子半径越小;O2->F->Na+>Mg2+,A项错误;
B.阳离子半径小于相应的原子半径,同种元素的阳离子,离子电荷越高离子半径越小,故微粒半径:Fe
>Fe2+>Fe3+,B项正确;
C.电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,C项正确;
D.同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,D项正确;
答案选A。
知识点二:
二、电离能
1.电离能的概念失去一个电子转化为 所需要的 能量叫做第一电离能。
【答案】气态电中性基态原子 气态基态正离子 最低
2.元素的第一电离能变化规律
(1)对同一周期的元素而言, 元素的第一电离能最小, 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 到 的变化趋势,表示元素原子越来越
难失去电子。
(2)同族元素,自上而下第一电离能 ,表明自上而下原子越来越 失去电子。
【答案】第一种(碱金属和氢) 最后一种(稀有气体) 小 大 变小 易
3.电离能的应用
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 ,原子越容易失去一个电子,元
素金属性越 。
【答案】小 强
【即学即练2】
1.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A.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
B.对于同一元素而言,原子的电离能I Na>K> Rb B.电负性: P>N>O>C
C.第一电离能: NaN>P>C,故B错误;
C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但IIA和VA族为全满和半满稳定状态,第一电离能反常的比相邻
下一主族大,故第一电离能Na①>②
B.原子半径:③>②>①
C.第一电离能:③>①>②
D.电负性:③>②>①
【答案】C
【解析】①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p63s23p5分别为S、P、Cl元素,这三种元素位于同
一周期,且原子序数依次增大,
A.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性P<S<Cl,所以其最高价氧化物的水化物
酸性:③>①>②,但其含氧酸的酸性不一定遵循该规律,如酸性:H PO >H SO >HClO,故A错误;
3 3 2 3
B.同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,S、P、Cl元素位于同一周期,且原子序数依次增
大,则半径依次减小,原子半径:②>①>③,故B错误;
C.同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大
于其相邻元素,S、P、Cl依次位于第ⅥA族、第ⅤA族、第ⅦA族,所以第一电离能:③>①>②,故C
正确;
D.同一周期元素,随着原子序数增大,电负性增大,所以电负性:③>①>②,故D错误;
故选:C。
知识点三:
三、电负性
1.键合电子和电负性的含义
(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。
(2)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。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力
越大。【答案】
2.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(稀有气体未计)。
【答案】
3.递变规律(一般情况)
(1)同周期,自左到右,元素的电负性逐渐变大。
(2)同主族,自上到下,元素的电负性逐渐变小。
【答案】
4.应用:判断金属性、非金属性强弱
【即学即练3】
1.下列有关电负性的说法中正确的是
A.主族金属元素的电负性比过渡金属元素的电负性更小
B.主族元素原子的电负性越大,其第一电离能也越大
C.在元素周期表中,同一周期主族元素电负性从左到右递增
D.形成化合物时,元素的电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显示正价
【答案】C
【解析】A.主族金属元素的电负性不一定比过渡金属元素的电负性小,如锗的电负性大于Fe,故A错误;
B.同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,但第一电离能有增大的趋势,故并不是电负性越大其
第一电离能也越大,故B错误;
C.同周期元素从左到右(零族元素除外),元素电负性逐渐增强,对键合电子的吸引力逐渐增强,故C正确;
D.电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显负价,故D错误;
故选:C。
2.处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D.
则下列说法正确的是
A.元素的非金属性:A<B<C<D
B.元素的电负性:A<B<C<D
C.元素的第一电离能:A<B<C<DD.最高价氧化物对应水化物的酸性:A>B>C>D
【答案】D
【解析】处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C
>D,说明非金属性:A>B>C>D,则四种元素从左到右的顺序为A、B、C、D。
A.气态原子获得一个电子所放出的能量越多,非金属性越强,则元素的非金属性A>B>C>D,A错误;
B.一般非金属性越强,电负性越大则A、B、C、D元素的电负性依次减小,B错误;
C.一般非金属性越强,对应元素的第一电离能越大,C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则A、B、C、D四种元素最高价氧化物对应水化
物的酸性依次减弱,D正确;
故答案选D。
3.下列各组元素的电负性大小顺序正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】同一周期从左到右,元素的电负性增大,同一主族从上至下电负性呈现减小的趋势。
A.PC>Si。
5.根据铝元素和氯元素的电负性差值判断,AlCl 是离子化合物还是共价化合物?为什么?
3
【细剖精析】
共价化合物。Cl元素的电负性为3.0,Al元素的电负性为1.5,二者电负性的差值小于1.7,形成共价键,
故AlCl 是共价化合物。
3
能力拓展
电负性的应用
1.判断元素的金属性和非金属性
(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,而位于金属、非金属界线两侧的元
素的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有非金属性。
(2)金属元素的电负性越小,金属元素越活泼;非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼。
2.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。
3.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。
4.解释元素“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
2 2 3
物;B、Si的含氧酸都是弱酸等。
电负性是不同元素的原子对键合电子吸引力大小的量度,电负性越大,非金属性越强。电负性的大小能用
来判断元素之间的成键类型,也可以用来判断元素化合价的正负。电负性相同或差值小的非金属元素的原
子之间形成的化学键主要是共价键,当电负性差值为零时通常形成非极性共价键;差值不为零时,形成极
性共价键;而且差值越小,形成的共价键极性越弱。
分层提分
题组A 基础过关练
1.关于氟、氯的性质递变规律,描述不正确的是
A.原子半径:F<Cl B.原子得电子能力:F<Cl
C.单质氧化性:F >Cl D.热稳定性:HF>HCl
2 2
【答案】B
【解析】氟、氯均为ⅦA元素,F原子序数小于Cl、在元素周期表中F位于Cl的上方,同主族元素从上到
下非金属性递减,据此回答;
A. 同主族元素电子层数少者原子半径小,则原子半径: ,A正确;
B. F非金属性强则原子得电子能力强,故原子得电子能力: ,B错误;
C.非金属性强通常单质氧化性强,则单质氧化性:F Cl ,C正确;
2 2
D.非金属性强则简单氢化物稳定,故热稳定性:HF>HCl,D正确;
答案选B。
2.下列叙述中正确的是
A.同一周期中,ⅦA族元素的原子半径最大
B.ⅥA族元素的原子,其半径越大,越难失去电子
C.室温时,0族元素的单质都是气体
D.同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大
【答案】C
【解析】A.同周期,原子电子层数相同,从左往右,由于核电荷数逐渐增多,原子核引力增强,故半径
逐渐减小,则ⅦA元素的原子半径最小,A错误;
B.同一主族中原子半径越大,最外层离原子核越远,受到引力越弱,故越易失电子,B错误;C.室温时,0族元素的单质都是气体,又称稀有气体,C正确;
D.同一周期中,碱金属元素最容易失电子,故第一电离能最小,D错误。
故答案选C。
3.下列曲线表示卤族元素或其单质性质随核电荷数的变化趋势,正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.电负性与非金属性变化规律一致,非金属性:F>Cl>Br,故电负性:F>Cl>Br ,A正确;
B.卤素最外层电子数均为7个,按照化合价形成规律最高价为+7价,但F元素无正价,B错误;
C.同主族元素的原子半径越小,原子核对核外电子引力越强,不容易失去电子,第一电离能越大,故第
一电离能:F>Cl>Br ,C错误;
D.卤素单质均为分子构成,且无分子间氢键,故相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,
所以熔点:Br >Cl >F ,D错误。
2 2 2
故答案选A。
4.下列变化规律不正确的是
A.硬度:Al>Mg>Na B.沸点:HI>HBr>HCl>HF
C.酸性:HClO >H SO >H PO D.原子半径:O>F>H
4 2 4 3 4
【答案】B
【解析】A.半径Al<Mg<Na,价电子数Al>Mg>Na,所以金属键Al>Mg>Na,硬度Al>Mg>Na,A正
确;
B.HF分子间存在氢键,沸点最高,所以沸点HF>HI>HBr>HCl,B错误;
C.同周期元素自左至右非金属性增强,最高价氧化物对应水化物的酸性增强,所以酸性:
HClO >H SO >H PO ,C正确;
4 2 4 3 4
D.电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越小半径越大,所以原子半径:O>F>H,D正
确;
综上所述答案为B。
5.下列说法中,正确的是
A.原子序数为38的元素处于周期表的第四周期ⅡA族
B.第一电离能的大小可以作为判断金属性强弱的依据C.共价化合物中,电负性大的成键元素通常表现为负价
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】A.原子序数为38的元素的基态原子的价电子为5s2,位于第五周期ⅡA族,A错误;
B.第一电离能:Mg>Al,金属性Mg>Al,而第一电离能Na<Mg,但金属性Na>Mg,可见第一电离能的
大小关系与金属性强弱关系并不一致,B错误;
C.电负性越大吸引电子的能力越强,电子带负电,所以共价化合物中,电负性大的成键元素通常表现为
负价,C正确;
D.第四周期的金属元素包含副族元素,Zn比Cu靠右,但Zn金属性强于Cu,D错误;
综上所述答案为C。
6. 为两种元素的原子, 的阴离子与 的阳离子具有相同的电子层结构,则
A.原子半径: B.电负性:
C.离子半径: D.第一电离:
【答案】B
【解析】 元素的阴离子和 元素的阳离子具有相同的电子层结构, 离子核外电子数目相等,则 元素
处于 元素的下一周期, 为非金属元素,最外层电子数较多, 为金属元素,最外层电子数相对较少。
A.Y元素处于 元素的下一周期, 为非金属元素, 原子 半径小于同周期与 处于同族的元素, 故原
子半径 , A错误
B.X为非金属元素, 为金属元素,故X的电负性高于Y的电负性,B正确;
C.核外电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,Y元素处于X元素的下一周期, 的核电荷数更
大,故X阴离子半径更大,C错误;
D.X为非金属元素,Y为金属元素, 故X的第一电离能大于Y的第一电离能,D错误;
故选B。
7.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用 、 ……表示,单位为 )。
…
…
R 740 1500 7700 10500
下列关于元素R的判断正确的是A.R的最高正价为 价 B.R元素位于元素周期表中第
Ⅱ族C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D.R元素基态原子的电子排布式为
【答案】C
【解析】A.由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,最高
正价为+2价,故A错误;
B.由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,位于第ⅡA族,
故B错误;
C.第ⅡA族(ns2np0)的元素,因s轨道处于全满状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元
素,故C正确;
D.由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,位于第ⅡA族,
可能为Be或Mg元素,电子排布式为 或 ,故D错误;
故选C。
8.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
Y Z W
元素最高价氧化物的水化
X
物
分子式 H ZO
3 4
0.1 mol·L-1溶液对应的pH 1.00 13.00 1.57 0.70
A.元素电负性: ZZ
【答案】A
【解析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,0.1mol/LX的最高价含氧酸的pH为1.00,Y对应的
pH为13.00,可知X为N、Y为Na;Z的分子式为H ZO ,结合原子序数可知Z为P;W的最高价含氧酸的
3 4
pH小于1,W为S。
由上述分析可知,X为N、Y为Na、Z为P、W为S,
A.非金属性越强、电负性越大,则元素电负性:Z<W,故A正确;
B.电子层越多、离子半径越大,则简单离子半径:W>Y,故B错误;C.P的3p电子半满为稳定结构,则元素第一电离能:Z>W,故C错误;
D.非金属性越强,简单氢化物的还原性越弱,因而相简单氢化物的还原性:X<Z,故D错误;
故选:A。
题组B 能力提升练
1.处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D.
则下列说法正确的是
A.元素的非金属性:A<B<C<D
B.元素的电负性:A<B<C<D
C.元素的第一电离能:A<B<C<D
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:A>B>C>D
【答案】D
【解析】处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C
>D,说明非金属性:A>B>C>D,则四种元素从左到右的顺序为A、B、C、D。
A.气态原子获得一个电子所放出的能量越多,非金属性越强,则元素的非金属性A>B>C>D,A错误;
B.一般非金属性越强,电负性越大则A、B、C、D元素的电负性依次减小,B错误;
C.一般非金属性越强,对应元素的第一电离能越大,C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则A、B、C、D四种元素最高价氧化物对应水化
物的酸性依次减弱,D正确;
故答案选D。
2.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
① ;② ;③ ;④
则下列有关比较中正确的是
A.最高正化合价:④>③=②>① B.电负性:④>③>②>①
C.原子半径:④>③>②>① D.第一电离能:④>③>②>①
【答案】D
【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4为S元素; ②1s22s22p63s23p3为P元素;
③1s22s22p3为N元素; ④1s22s22p5为氟元素;
A.最高正化合价等于最外层电子数,但O元素没有最高正化合价,所以最高正化合价:①>③=②,故A
错误;
B.同周期自左而右电负性增大,同主族从上到下电负性减弱,电负性P<S<N<F,即④>③>①>②,故B错误;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;所以原子半径P> S>N>F,即
②>①>③>④,故C错误;
D.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但N、P元素原子np能级容纳3个电子,为半满稳定状态,
能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能S<P,故S<P I > I > I …
1 2 3 4
D.同一周期中,碱金属元素的第一电离能最小
【答案】D
【解析】A.同周期主族元素自左而右原子半径减小,同周期主族元素中,IA族元素的原子半径最大,ⅦA
族原子半径最小,A错误;
B.同主族自上而下原子半径增大、非金属性减弱,ⅥA族元素的原子,其原子半径越大,越难得到电子,
B错误;
C.同种元素的逐级电离能逐渐增大,故对于同一元素而言,电离能:I <I <I <…<I ,C错误;
1 2 3 n
D.越易失去一个电子,则第一电离能越小,同一周期中,碱金属元素最易失去一个电子,所以其第一电
离能最小,D正确;
故答案选D。
4.下列各组比较正确的是
A.第一电离能:B>Al>Ga B.电负性:F>N>O
C.离子半径:K+>Cl->S2- D.原子半径:P>O>N
【答案】A
【解析】A.同一主族,从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,所以第一电离能:B>Al>Ga,故A正确;
B.同周期,从左到右,元素的电负性逐渐增大,所以电负性:F>O>N,故B错误;
C.具有相同核外电子排布的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:K+②>③>① B.简单离子半径:①>③>②>④
C.原子半径:①>④>③>② D.元素的电负性:④>③>①>②
【答案】A
【解析】①为Na;②为O;③为N;④为F。
A.金属的非金属性弱于非金属,同周期从左往右非金属性逐渐增强,故非金属性:F>O>N>Na,A正确;
B.四种元素对应的简单离子均为10电子微粒,核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,故简
单离子半径:N3->O2->F->Na+,B错误;
C.电子层数越多,半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,故原子半径:Na>N>O>F,
C错误;
D.金属的电负性弱于非金属,同周期从左往右电负性逐渐增强,故电负性:F>O>N>Na,D错误;
故选A。
8.a~e为短周期元素,其原子序数与其某种化合价的关系如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:b>c
B.c与e的原子半径:c<e
C.气态氢化物的稳定性:a<d
D.d和e都不存在同素异形体
【答案】A
【解析】从图中可以看出,a显-3价,则为N元素;b显+2价,则为Mg元素;c为+3价,则为Al元素;d
显+5价,则为P元素;e显+7价,则为Cl元素。
A.由分析可知,b、c分别为Mg、Al元素,Al的最外层电子排布为3s23p1,失去的是能量较高的3p上的电
子,所以第一电离能:Mg>Al,A正确;
B.c与e分别为Mg、Cl,二者为同周期元素,Mg在Cl的左边,原子半径:Mg>Cl,B不正确;
C.a、d分别为N、P,二者为同主族元素,非金属性N>P,则气态氢化物的稳定性:NH >PH ,C不正确;
3 3D.d为P元素,存在白磷、红磷、黑磷、紫磷等同素异形体,D不正确;
故选A。
9.已知X、Y元素同周期,且电负性X > Y,下列说法错误的是
A.X与Y形成化合物时,X显负价,Y显正价
B.第一电离能可能Y小于X
C.原子半径:X > Y
D.X元素气态氢化物的稳定性大于Y元素气态氢化物的稳定性
【答案】C
【解析】X、Y元素同周期,且电负性X > Y,则X的非金属性比Y强,X的原子序数比Y大。
A.由分析可知,X的非金属性比Y强,X与Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,A正确;
B.同一周期的主族元素,从左到右,元素的第一电离能依次增大,但是IIA族和VA族的元素的第一电离
能高于与其相邻的两种元素,X、Y元素同周期,X的原子序数比Y大,则第一电离能可能Y小于X,B正确;
C.X、Y元素同周期,X的原子序数比Y大,则原子半径:X<Y,C错误;
D.由分析可知,X的非金属性比Y强,则X元素气态氢化物的稳定性大于Y元素气态氢化物的稳定性,D
正确;
故选C。
10.根据下列五种元素的电离能数据(单位: ),判断下列说法正确的是
元素代号
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
A.元素的电负性最大的可能是U元素
B.R和S均可能与U在同一主族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.原子的价电子排布为ns2np3的可能是T元素
【答案】C【解析】Q的第一电离能较大,说明Q结构稳定,Q元素可能为稀有气体,R、U的第一电离能与第二电离
能相差较大,可知R、U最外层有1个电子,可能是ⅠA族元素,S的第二电离能与第三电离能相差较大,
S最外层有2个电子,可能是ⅡA族元素,T的第三电离能与第四电离能相差较大,T最外层有3个电子,
可能ⅢA族元素;
A.根据分析,U可能是ⅠA族元素,同一周期从左到右电负性依次增强,因此U的电负性可能小于S或
T,A错误;
B.根据分析,R、U最外层有1个电子,可以在同主族,S最外层有2个电子,与R、U不再同一主族,B
错误;
C.根据分析,U最外层有1个电子,可能是ⅠA族元素,ⅠA族元素在s区,C正确;
D.价电子排布为ns2np3的原子最外层为5个电子,而T最外层有3个电子,D错误;
故选C。
11.下列基态原子所对应的元素中,电负性最大的是
A.电子排布式:1s22s22p63s2 B.外围电子排布式:4s24p3
C.电子排布式:[Ne]3s23p1 D.电子排布式:1s22s22p63s23p5
【答案】D
【解析】电子排布式为1s22s22p63s2的元素是Mg;外围电子排布式为4s24p3的元素是As元素;电子排布式
为[Ne]3s23p1的元素是Al;电子排布式为1s22s22p63s23p5的元素是Cl元素,非金属性:Mg