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专题十三 元素电负性、电离能与元素推断
1.掌握元素周期表的编排原则和整体结构，掌握元素周期律的内容和本质。
2.掌握元素的原子半径、金属性、非金属性、第一电离能、电负性等的变化规律。
3.对“位－构－性”有充分的认识，并能将元素周期表、原子的电子层结构、元素单质及其化合物的性质
等内容结合起来进行综合运用。
考点一 元素周期律 电离能 电负性
1．主族元素周期性变化规律
项目
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
原子
结构
电子层数
相同
依次增加
最外层电子数
依次增加
相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素
性质
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
化合价
最高正化合价：＋1→＋
7(O、F 除外)，负化合价
＝主族序数－8(H 为－1
价)
相同，最高正化合价＝主族
序数(O、F 除外)
化合
物性
质
最高价氧化物对应水化物
的酸碱性
酸性逐渐增强，碱性逐渐
减弱
酸性逐渐减弱，碱性逐渐增
强
简单气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
2.电离能
(1)概念：气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量，通常用I 表示，单位：kJ·mol－
1。其中，元素原子失去一个电子的电离能称为第一电离能，用符号I1表示。
(2)规律
1
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①同周期元素：从左往右，元素第一电离能呈增大的趋势，其中第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能出
现反常。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐变小。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之金属性越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素的I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就
可能发生变化。
3．电负性
(1)概念：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在形成化学键时吸
引电子的能力越强。
(2)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，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
①在元素周期表中，同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐变大，同主族元素从上至下，元素的电负性
逐渐变小。
②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。
(4)应用
2
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4．定性判断金属性、非金属性的一般方法
金属性
①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
非金属性
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
【归纳总结】电子层结构相同的微粒半径大小规律
电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小，如O2－>F－
>Na＋>Mg2＋>Al3＋。可归纳为电子层排布相同的离子，(表中位置)阴离子在阳离子前一周期，原子序数大的
半径小，概括为“阴前阳下，序大径小”。
1．元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( )
2．元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强，碱性越强，金属性越强( )
3．元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱( )
4．元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强( )
5．同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小( )
1.[2023·湖南卷]日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z 和W 为原子序
数依次增大的前20 号元素，W 为金属元素。基态X 原子s 轨道上的电子数和p 轨道上的电子数相等，基态
X、Y、Z 原子的未成对电子数之比为2 1 3
∶∶。下列说法正确的是( )
A．电负性：X>Y>Z>W
3
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B．原子半径：X<Y<Z<W
C．Y 和W 的单质都能与水反应生成气体
D．Z 元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
2．[2023·辽宁卷]某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q 是核电荷
数依次增大的短周期元素，W、Y 原子序数之和等于Z，Y 原子价电子数是Q 原子价电子数的2 倍。下列
说法错误的是( )
A．W 与X 的化合物为极性分子
B．第一电离能Z>Y>X
C.Q 的氧化物是两性氧化物
D．该阴离子中含有配位键
3．[2023·湖北卷]W、X、Y、Z 为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z 相邻，W 的核外电
子数与X 的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4 种元素可形成离子化合物(XY)＋(WZ4)－。下列说
法正确的是( )
A．分子的极性：WZ3<XZ3
B．第一电离能：X<Y<Z
C．氧化性：X2Y3<W2Y3
D．键能：X2<Y2<Z2
4. （2023·江苏卷第4 题）元素C、Si、Ge 位于周期表中ⅣA 族。下列说法正确的是
A. 原子半径：
B. 第一电离能：
C. 碳单质、晶体硅、SiC 均为共价晶体 D. 可在周期表中元素Si 附近寻找新半导体材料
5.（2023·北京卷第10 题）下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A. F-F 键的键能小于Cl-Cl 键的键能
B. 三氟乙酸的Ka 大于三氯乙酸的Ka
C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D. 气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl 分子
4
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1．（2023·海南·模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z、R 的主要化合价和原子半径的关系如图所示。基态
X 原子的价层电子排布式为
。下列叙述错误的是
A．简单氢化物的沸点：
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：
C．第一电离能：
D．化合物
为非极性分子
2．（2023·黑龙江·校联考模拟预测）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：
B．电负性：
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
3．（2023·浙江宁波·统考模拟预测）某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q 为原子序数依次增
大的短周期元素，Z 的原子序数等于X、Y 原子序数之和，Q 为非金属性最强的元素。
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下列说法正确的是
A．氢化物的沸点：
B．基态原子未成对电子数：
C．简单离子半径：
D．基态原子第一电离能由大到小的顺序为：
4．（2023·湖南郴州·统考一模）中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量含
氧橄榄石矿物(ZxW2-xRX4)。已知前四周期元素X、Y、Z、R、W 的原子序数依次增大，Y 的氢化物常用于
雕刻玻璃，R 元素的一种氧化物可制作光导纤维，W 的合金材料是生活中用途最广泛的金属材料，基态Z
原子核外s，p 能级上电子总数相等。下列叙述正确的是
A．原子半径：Z＞R＞Y＞X
B．X 的第一电离能比同周期相邻元素小
C．X 的简单氢化物的热稳定性强于Y 的简单氢化物
D．熔点：ZY2＞RX2
5．（2023·浙江·校联考一模）短周期主族元素W、X、Y、Z、Q 原子序数依次增大，W 的核外电子数等于
其周期数；X 与W 不相邻，与Y 相邻；基态Y 原子的电子总数是其最高能级电子数的2 倍；Z 的最外层电
子数为K 层的一半；Q 的s 能级电子总数比p 能级电子总数少5 个，下列说法正确的是
A．元素的电负性：Y>Q>W>Z
B．简单离子半径：Z>X>Y
C．W 与Y 形成的10 电子微粒有2 种
D．由W、X、Y 三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
考点二 物质结构与元素推断
一、根据原子结构及物质结构推断
1.常考短周期主族元素原子的核外电子排布特点
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(1)最外层电子数为1 的原子有H、Li、Na。
(2)最外层电子数为2 的原子有He、Be、Mg。
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be。
(4)最外层电子数是次外层电子数2 倍的原子是C。
(5)最外层电子数是次外层电子数3 倍的原子是O。
(6)次外层电子数是最外层电子数2 倍的原子有Li、Si。
(7)内层电子总数是最外层电子数2 倍的原子有Li、P。
(8)电子层数(周期数)与最外层电子数(族序数)相等的原子有H、Be、Al。
(9)电子层数为最外层电子数2 倍的原子有Li。
(10)最外层电子数是电子层数2 倍的原子有C、S。
(11)最外层电子数是电子层数3 倍的原子有O。
2．巧记10e－微粒和18e－微粒
10e－微粒和18e－微粒是元素推断题的重要突破口之一。
(1)以Ne 为出发点记忆10e－微粒
若10e－微粒满足关系：
，则一定是NH 4
+
＋OH－≜NH3↑＋H2O。
(2)以Ar 为出发点记忆18e－微粒
3．短周期主族元素原子的成键数目和成键方式
元素原子
H
Be
B
C
N(P)
O(S)
F(Cl)
Si
成键数目
1
2
3
4
3
2
1
4
成键方式
单键
单键
单键
单键、双
键、三键
单键、双键
单键
单键
二、根据元素及物质性质推断
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1.常考短周期主族元素及其重要化合物的物理性质
(1)颜色：①常温下，单质为有色气体的元素是F、Cl。②单质为淡黄色固体的元素是S。③焰色试验呈黄
色的元素是Na，呈紫色的元素是K(透过蓝色钴玻璃观察)。
(2)状态：常温下，单质呈液态的非金属元素是Br。
(3)气味：能形成有臭鸡蛋气味的化合物的非金属元素是S。
(4)熔点：单质熔点最高的非金属元素是C。氧化物熔点最高的非金属元素是Si。
(5)硬度：单质为天然物质中硬度最大的元素是C。
(6)密度：单质最轻的金属元素是Li；单质最轻的非金属元素是H。
(7)溶解性：气态氢化物最易溶于水的元素是N。
(8)导电性：单质能导电的非金属元素是C；单质属于半导体材料的是Si。
(9)晶体类型：单质及其最高价氧化物都是共价晶体的元素是Si。
(10)地壳中元素含量排名：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁。
2．常考短周期主族元素及其重要化合物的化学性质
(1)空气中含量最多的元素、气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是氮(N)。
(2)最高价氧化物及对应水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的元素是铝(Al)。
(3)最高价氧化物对应水化物与其气态氢化物可形成一种离子化合物的元素是氮(N)。
(4)单质(O3)及其氢化物(H2O2)均具有漂白性的元素是氧(O)。
(5)盐溶液加入NaOH 溶液并加热，产生使红色石蕊试纸变蓝的气体，该元素是氮(N)。
(6)最高价氧化物对应水化物的酸性(碱性)最强的元素是Cl(Na)。
(7)与水反应最剧烈的金属单质是Na，非金属单质是F。
(8)气态氢化物最稳定的元素是F，只有负价而无正价的元素也是F。
三、根据位—构—性推断及比较
1.强化记忆元素周期表的结构
2．核外电子的排布规律与元素位置关系
(1)最外层电子规律
最外层电
3≤N<8
N＝1 或2
N>次外层电子数
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子数(N)
元素在周期
表中的位置
第ⅢA 族～第ⅦA
族
第ⅠA 族、第ⅡA 族、
第Ⅷ族、副族、0 族元素
氦
第二周期(Li、Be
除外)
(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．识记元素周期律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子
结构
核电荷数
逐渐增多
逐渐增多
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小
r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
元素
性质
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F 除
外)，负化合价＝－(8－主族序数)
相同
最高正化合价＝主族序数
(O、F 除外)
元素的金属性
和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化
性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳
定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物
对应的水化物
的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
1. （2023·重庆卷第13 题）化合物X3Y7WR 和X3Z7WR 所含元素相同，相对分子质量相差7，1molX3Y7WR
含40mol 质子，X、W 和R 三种元素位于同周期，X 原子最外层电子数是R 原子核外电子数的一半。下列
说法正确的是
A. 原子半径：W＞R
B. 非金属性：X＞R
C. Y 和Z 互为同素异形体
D. 常温常压下X 和W 的单质均为固体
2. [2023·全国乙卷]一种矿物由短周期元素W、X、Y 组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y
原子序数依次增大。简单离子X2－与Y2＋具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A．X 的常见化合价有－1、－2
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B．原子半径大小为Y>X>W
C．YX 的水合物具有两性
D．W 单质只有4 种同素异形体
3．[2022·广东卷]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
4．[2022·海南卷]短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X、Y 同周期并相邻，Y 是组成水
的元素之一，Z 在同周期主族元素中金属性最强，W 原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正
确的是( )
A．XW3是非极性分子
B．简单氢化物沸点：X>Y
C．Y 与Z 形成的化合物是离子化合物
D．X、Y、Z 三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
1．（2024·辽宁沈阳·统考一模）已知W、X、Y、Z 均为短周期元素，常温下它们的最高价氧化物对应的
水化物溶液(浓度均为
)
和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法中错误的是
A．氧化物的熔点：
B．气态氢化物的热稳定性：
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C．简单离子半径：
D．第一电离能：
2．（2024·陕西西安·校联考模拟预测）
为原子序数依次增大的同周期主族元素。常温下，Z
的最高价氧化物对应的水化物的水溶液浓度为
时，
。
原子的最外层电子
数之和为17，下列说法错误的是
A．
的单质都能形成氧化物保护膜
B．金属活动性强弱：
C．
分子中各原子均满足8 电子稳定结构
D．最简单氢化物的稳定性：
3．（2024·四川绵阳·统考一模）短周期主族元素Q、X、Y、Z 质子数之和为37，Q 与X、Y、Z 位于不同
周期，Q 与Z 位于同一主族。X、Y、Z 最外层电子数分别为x、y、z，且依次增大，x、y、z 之和为15，
。下列说法正确的是
A．Q 是原子半径最小的元素
B．最高正价含氧酸的酸性：
C．
分子中各原子最外层达到8 电子结构D．Z 的氢化物不可能含有非极性共价键
4．（2024·广西·校联考模拟预测）短周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，Y 和W 位于同主
族，一种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．最高价含氧酸的酸性Z 大于W
C．简单氢化物的还原性Y 大于W
D．X、Y 形成的化合物只有5 种
5．（2024·四川宜宾·校考一模）短周期主族元素X、Y、Z 位于同一周期，它们的原子最外层电子数之和
为11，Y 的族序数等于其周期序数，Z 的阳离子半径在同周期元素的阳离子中最大。下列说法正确的是
A．化合物Z2O2是只含离子键的离子化合物
B．工业上制备Y 的单质可以电解熔融的YX3
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>Y
D．常温下，Y 和Z 的单质均能溶于浓硫酸
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1．（2024·安徽·统考模拟预测）某含铜催化剂的阴离子的结构如图所示。
是原子序数依次
增大的短周期元素，其中
位于同一周期，基态
原子的价电子排布式为
。下列说法错误
的是
A．该阴离子中铜元素的化合价为
B．元素电负性：
C．基态原子的第一电离能：
D．
均位于元素周期表的
区
2．（2024·贵州·统考模拟预测）磷酸聚合可以生成链状多磷酸和环状多磷酸，三分子磷酸聚合形成的链状
三磷酸结构如图所示。下列说法正确的是
A．键能：
B．元素的电负性：
C．
的空间构型：平面四边形
D．六元环状三磷酸的分子式：
3．（2024·湖南株洲·统考一模）某储氢材料前驱体结构如下图，M、W、X、Y、Z 五种元素原子序数依次
增大，基态Z 原子的电子填充了3 个能级，其中有2 个未成对电子。下列说法错误的是
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A．简单氢化物沸点高低：
B．Y 和W 位于同一主族
C．第一电离能大小：
D．阴、阳离子中均有配位键
4．（2024·吉林·统考模拟预测）某离子液体结构如下图所示。W、X、Y、Z 原子序数依次增大，W、X 和
Y 的原子序数之和为14，X 和Y 基态原子的核外未成对电子数之和为5，Z 是第四周期元素。下列说法错
误的是
A．X、Z 的简单氢化物均可溶于水
B．电负性：
C．第一电离能：
D．W、Y、Z 可形成既含离子键又含共价键的化合物
5．（2023·江苏南通·统考模拟预测）元素P、S、Cl 位于元素周期表中第三周期。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．
为共价晶体
C．第一电离能大小：
D．Cl 的最高价含氧酸的酸性比S 强
6．（2024·河南·联考模拟预测）某物质的结构如图所示。短周期元紫X、Y、Z、W、M、Q 的原子序数依
次增大，已知X 和W 同周期，W 和Q 同主族。下列说法错误的是
A．第一电离能：
B．Y、Z、W 的简单氢化物的键角依次减小
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C．常温下，M 的单质可以在水溶液中置换出W 的单质
D．W 的单质一定为非极性分子
7．（2024·广西·校联考模拟预测）M、T、X、Y、Z 为原子序数依次增加的短周期元素，其中M 为周期表
中原子半径最小的元素，T、X 为同一周期且相邻，XM3的空间构型为三角锥形，Y 是地壳中含量第三的
元素，Z 是同周期元素中原子半径最小的元素。下列说法正确的是
A．粒子键角：TM4>
B．电负性：M<T<Z
C．XZ3和YZ3中Z 的化合价相同
D．XM4Z 和YZ3形成的晶体类型相同
8．（2024·浙江温州·统考一模）X、Y、Z、W 四种短周期元素，原子序数依次增大。X 原子半径最小。
Y、Z 同周期，且两者的基态原子核外均有2 个未成对电子。W 元素与X 的同族元素相邻。下列说法不正
确的是
A．W 的第一电离能大于同周期相邻元素
B．
的水溶液呈酸性
C．W 单质与
晶体可发生置换反应
D．简单氧化物熔点：
9．（2024·广西北海·统考一模）X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z 位于同
周期且相邻，X 与W 同族，W 的核外电子总数等于X 和Z 的核外电子总数之和。下列说法正确的是
A．元素的第一电离能：
B．简单氢化物的稳定性：
C．
中有
键
D．
的空间结构为V 形，属于含有极性键的极性分子
10．（2024·河北·统考一模）
(俗称铵铁蓝)是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质的
说法错误的是
A．电负性：
B．铵铁蓝中铁元素有两种化合价
C．
中
的键角比
中的
的键角大
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D．铵铁蓝中的配体是
，该配体中
键与
键的数目之比是
11．（2023·山东·联考模拟预测）某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q 为原子序数依次增大
的短周期元素，Z 的原子序数等于X、Y 原子序数之和，Q 为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是
A．氧化物对应水化物的酸性：Z<M
B．MQ3分子的VSEPR 模型为三角锥形
C．Z、M、Q 三种元素均能与氢元素形成含非极性键的二元化合物
D．电负性：Q>M>Z>X>Y
12．（2023·吉林·统考模拟预测）离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂，由同一短周期的非金属元素
X、Y、Z 及碳、氢元素组成的离子液体，其结构如图所示，下列说法正确的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．Y 的最高价氧化物的水化物是强酸
C．第一电离能大小：X>Z>Y
D．阳离子中含有的大π 键为
13．（2023·广东·惠州一中校联考三模）X、Y、Z、M、Q 五种短周期元素，原子序数依次增大。X 的2s
轨道全充满，其中基态Y、M 原子的电子有两个未成对电子，Q 在短周期主族元素中半径最大。下列说法
正确的是
A．X 的最高价氧化物的水化物一定是
B．Y 的单质熔点都很低
C．Z 的第一电离能在五种元素中最大
D．Q 与M 形成的化合物只含有离子键
14．（2023·浙江·校联考模拟预测）LDFCB 是电池的一种电解质，该电解质阴离子由同周期元素原子W、
X、Y、Z 且原子序数依次增大，其结构如下图，Y 的最外层电子数等于X 的核外电子总数，四种原子最外
层电子数之和为20，下列说法正确的是
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A．X 的杂化方式是
B．四种元素形成的简单氢化物中Z 的沸点最高
C．电负性：
D．元素Z 的最高价氧化物的水化物为一元强酸
15．（2023·广东·校联考一模）已知：X、Y、Z、W 为前四周期主族元素，基态X 的原子最外层有3 个未
成对电子，次外层电子仅有1 种空间运动状态；Y 的单质在空气中的含量位居第二，Z 是短周期主族元素
中原子半径最大的元素；基态W 的原子最外层电子排布式为
。下列有关说法正确的是
A．第一电离能：X>Y>Z
B．电负性：W>X>Y
C．氢化物的沸点：X>Y
D．W 与Y 形成的化合物为分子晶体
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