文档文本内容
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第01 讲 元素周期表 元素周期律
目录
01
考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视...........................................................................................................................
03 核心突破·靶向攻坚...........................................................................................................................
考点一 元素周期表..............................................................................................................................
知识点1 元素周期表的编排与结构..............................................................................................
知识点2 元素周期表的应用..........................................................................................................
知识点3 元素周期表与元素的推断..............................................................................................
考向1 考查元素周期表的结构与元素推断..................................................................................
【思维建模】利用稀有气体元素确定主族元素位置
考向2 考查元素周期表的分区......................................................................................................
考向3 考查元素周期表的应用......................................................................................................
考点二 元素周期律..............................................................................................................................
知识点1 元素周期律.............................................................................................................................
知识点2 电离能和电负性..............................................................................................................
知识点3 元素“位、构、性”关系及应用..................................................................................
考向1 考查元素性质的递变规律..................................................................................................
【思维建模】元素周期律的四个“不一定”
考向2 电离能、电负性的应用与比较..........................................................................................
考向3 微粒半径大小的比较..........................................................................................................
【思维建模】比较原子(或离子)半径大小的思维模型
考向4 元素“位、构、性”关系的综合应用..............................................................................
【思维建模】解答短周期主族元素推断题的突破口
04 真题溯源·考向感知............................................................................................................................
1
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考点要求
考察形式
2025 年
2024 年
2023 年
元素周期表的
结构
选择题
非选择题
安徽卷T9，3 分
安徽卷T15，1 分
安徽卷T15，3 分
同周期、同主
族元素性质
选择题
非选择题
重庆卷T5，3 分
广东卷T9，3 分
河北卷T7，3 分
广东卷T12，4 分
天津卷T5，3 分
浙江卷T11，3 分
元素“位、
构、性|关系及
推断
选择题
非选择题
甘肃卷T5，3 分
云南卷T9，3 分
天津卷T8，3 分
甘肃卷T5，3 分
辽宁卷T2，3 分
考情分析：
1．从命题题型和内容上看，试题以选择题为主，考查元素种类的推断、同周期同主族元素性质递变、
最简单氢化物的沸点及稳定性比较、常见元素“位、构、性”的关系。
2．从命题思路上看：
（1）常见元素推断：通过1-36 号原子序数、位置关系、结构特征（如最外层电子数、电子层结构）的
了解，构建以原子结构为核心的系统性认知框架。
（2）性质递变规律: 包括原子半径、离子半径、金属性、非金属性等，揭示元素性质变化的可预测
性。
（3）化合物性质：最高价氧化物水化物的酸碱性、氢化物稳定性与沸点、化学键类型等，凸显化学解
释实际物质行为的能力。
（4）“位、构、性” 构建“三位一体”知识网络：通过位置→结构→性质互推预测未学元素性质，体
现化学整合微观与宏观、理论与应用的学科架构。
预测2026 年四川卷可能会更加注重考查考生对知识的综合应用能力和创新思维能力，将元素周期表和
元素周期律与更多的化学知识、实际问题等结合起来，设置更加复杂的情境和问题，引导考生注重知识
的内在联系和实际应用，提高对化学学科核心素养的考查力度。
复习目标：
1．知道元素周期表的结构，了解同周期和同主族元素性质的递变规律。
2．认识原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化。
3．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中分区、周期和族的划分，了解元素
周期律(表)的应用价值。
4．建构思维模型(“位—构—性”的关系)，基于证据(原子结构、元素及其化合物的性质等)，推断未知
元素及其性质。
5．能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
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考点一 元素周期表
知识点1 元素周期表的编排与结构
1．编排原则
（1）周期：把电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排列成一横行，每一个横行叫作一个周
期。周期序数＝原子核外电子层数。
（2）族：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行，每一个
纵列叫作一个族。主族序数＝原子最外层电子数(即价层电子数)＝最高正价数(O、F 除外)。
2．元素周期表的结构
（1）周期（横行）：每个横行为一个周期，共七个周期。1～3 周期叫短周期；4～7 周期叫长周期。
（2）族（纵行）：18 个纵行，共16 个族。由短周期元素和长周期元素共同构成的族为主族，共7 个主族
(ⅠA～ⅦA 族)；完全由长周期元素构成的族为副族，共8 个副族(ⅠB～ⅦB 族和Ⅷ族)。
得分速记
①碱金属元素位于Ⅰ
A 族，氢元素不属于碱金属元素。
②元素周期表中第8、9、10 三列是Ⅷ族，而第18 列是0 族，不是ⅧA 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Ⅲ
B 族(含有锕系、镧
系元素)，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。
3．元素周期表的分区
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（1）按元素的种类分区
（2）按价层电子排布分区：
①各区表示方法：按电子排布式中最后填入电子的 能级 符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4 个区，而
ⅠB、ⅡB 族这2 个纵行的元素的核外电子因先填满了 ( n －
1)d
能级而后再填充n s 能级而得名 ds
区。5
个区的位置关系如下图所示。
②各区元素分布及价层电子排布特点：
分区
元素分布
价层电子排布
s 区
Ⅰ
A 、
Ⅱ
A 族
ns1～2
p 区
Ⅲ
A 族～
Ⅶ
A 族、
0 族
ns2np1～6
(He 除外)
d 区
Ⅲ
B 族～
Ⅶ
B 族、
Ⅷ
族
( 除镧系、锕系外
)
(n－1)d1～9ns1～2(Pd 除外)
ds 区
Ⅰ
B 族、
Ⅱ
B 族
(n－1)d10ns1～2
f 区
镧系、锕系
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
得分速记
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：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
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。
知识点2 元素周期表的应用
1．对角线规则
（1）含义：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)的有些性质是相似的(如锂
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和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“ 对角线规则 ”。
处于“对角线”位置的元素，它们的 性质 具有相似性。
（2）常见组合及相似性：
①锂和镁：沸点较为接近（Li1 341℃、Mg1 100℃）、在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物（Li2O 和
MgO）、与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物都为弱碱，且均 难 溶于水、都能直接与氮气反应
生成相应的氮化物（Li3N 和Mg3N2）、氟化物、碳酸盐和磷酸盐，均 难 溶于水的。
②铍和铝：铍与铝都可与酸、碱反应放出 氢气 、二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱
溶液（如Al(OH)3＋NaOH== NaAlO2＋
2H
2O 、Be(OH)2＋2NaOH== Na2BeO2＋
2H
2O ）、二者的氧化物
Al2O3和BeO 的熔点和硬度都很高、BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易 升华 。
③硼和硅：自然界中B 与Si 均以化合物的形式存在、B 与Si 的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应（
2B＋2KOH＋2H2O== 2KBO2＋
3H
2↑ ，Si＋2KOH＋H2O== K2SiO3＋
2H
2↑ ）、硼烷和硅烷的稳定性都比较
差，且都易 水解 、硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。
2．根据元素周期表中的位置寻找未知元素
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。
3．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)2＞
Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，则Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2）推测未知元素的某些性质：如已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难
溶；根据卤族
元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt 不稳定，水溶液呈酸性（强
酸），AgAt 不溶于水等。
4．启发人们在一定区域内寻找新物质
知识点3 元素周期表与元素推断
1．相邻周期同主族元素的原子序数之间的关系
元素
相互关系
周期表的左侧元素(第 Ⅰ A 族、第 Ⅱ A
族)
同主族相邻两种元素：Z(下)＝Z(上)＋上一周
期元素所在周期的元素种类总数
周期表的右侧元素(第 Ⅲ A 族～第ⅦA 族)
同主族相邻两种元素：Z(下)＝Z(上)＋下一周
期元素所在周期的元素种类总数
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2．元素周期表中特殊位置元素的原子序数之间的关系
（1）元素周期表的右侧中第 Ⅲ A 族～0 族区域内满足“┻”型、“┻”型结构片段，元素的原子序数之
间的关系如图所示：
（2）元素周期表的右侧中第 Ⅲ A 族～0 族区域内满足“╋”型结构片段，元素的原子序数之间的关系如
图所示：
考向1 考查元素周期表的结构与元素推断
例1 （2024·四川乐山·一模）X、Y、Z、W 四种短周期元素在周期表中的位置如图所示，元素 Z 的核电
荷数是元素
Y 的两倍，下列有关说法不正确的是
X
Y
Z
W
A．原子半径：X> Y
B．简单阴离子还原性：Z> W
C．元素 X、Y 的单质在放电条件下生成红棕色气体
D．四种元素的简单氢化物中，Y 的氢化物沸点最高
【答案】C
【解析】由题干信息结合四种元素在周期表中的位置可知，元素 Z 的核电荷数是元素 Y 的两倍，则 Y
是 O，Z 为 S,X 为 N，W 为 Cl，据此分析解答。A．X 为 N，Y 是 O，原子半径：N＞O，故 A 错误；
B．Z 的简单阴离子：S2-、W 的简单阴离子：Cl-还原性：S2-> Cl-，故 B 正确；C．元素 X、Y 的单质即
氮气和氧气，在放电条件下生成一氧化氮，为无色气体，故 C 错误；D．四种元素的简单氢化物分别为：
NH3、H2O、H2S、HCl，其中 H2O 中存在氢键，沸点最高，故 D 正确；故答案选 C。
思维建模 利用稀有气体元素确定主族元素位置
①第一～第七周期稀有气体元素的原子序数依次为：2、10、18、36、54、86、118。
②确定主族元素在周期表中位置的方法：原子序数−最邻近的稀有气体元素的原子序数=△Z。
若△Z<0，则与稀有气体元素同周期，族序数为8—∣△Z∣
若△Z>0，则在稀有气体元素下一周期，族序数为△Z
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例如：①35 号元素(相邻近的是36Kr)，则35−36=−1，故周期数为四，族序数为8−|−1|=7，即第四周期第
ⅦA 族，即溴元素；②87 号元素(相邻近的是 86Rn)，则87−86=1，故周期数为7，族序数为1，即第七周
期第ⅠA 族，即钫元素。
【变式训练1·变载体】（2025·四川达州·模拟）元素X、Y、Z 和Q 在周期表中的位置如表所示，其中元素
Q 位于第四周期，X、Y、Z、Q 原子的最外层电子数之和为18，下列说法不正确的是
X
Y
Z
Q
A.原子半径(r)：r(Q)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)
B．元素Z 有－2、＋4、＋6 等多种价态
C．X 和Z 可形成共价化合物XZ2
D．可以推测Q 的最高价氧化物的水化物的化学式是H3QO4
【答案】A
【解析】选A。元素Q 位于第四周期，结合元素X、Y、Z 和Q 在周期表中相对位置，可知X 处于第二周
期，Y 与Z 处于第三周期，四元素原子的最外层电子数之和为18，设X 元素原子最外层电子数为a，则
Y、Q、Z 的最外层电子数依次为a－1、a＋1、a＋2，则a－1＋a＋a＋1＋a＋2＝18，解得a＝4，故X 为
C、Y 为Al、Q 为As、Z 为S。A.同周期自左而右原子半径减小，故原子半径：r(Y)＞r(Z)，故A 错误；B.
元素Z 为硫元素，有－2、＋4、＋6 等多种价态，故B 正确；C.X 为C 元素，Z 为S 元素，二者形成共价
化合物CS2，故C 正确；D.Q 为As 元素，结合磷酸的分子式，可推测As 的最高价氧化物的水化物的化学
式是H3AsO4，故D 正确。
【变式训练2·变考法】已知某些元素在元素周期表中的位置如图所示：
下列说法正确的是
A．表中五种元素均为金属元素
B．元素4 的基态原子的价层电子排布式为3d104s2，与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds 区
C．元素1、2、3 的基态原子中，未成对电子数之比为1 3 5
∶∶
D．元素5 的原子结构示意图为
【答案】D
【解析】根据元素在元素周期表中的位置，可判断1 为H，2 为O，3 为Mn，4 为Zn，5 为Ge。H 和O 均
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为非金属元素，A 错误；元素4 为Zn，其基态原子的价层电子排布式为3d104s2，最外层电子排布式为
4s2，与它具有相同最外层电子数的元素可能处于ds 区或s 区、d 区，B 错误；元素1、2、3 的基态原子中，
未成对电子数分别为1、2、5，其比为1 2 5
∶∶，C 错误；元素5 为Ge，核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2，则原子结构示意图为
，D 正确。
【变式训练2·变思维】（2025·四川泸州·三模）2020 年 12 月 17 日凌晨，嫦娥五号返回器携
带月球样品返回地球。月壤元素 X、Y、 Z 和 M 均属于短周期主族元素，其原子序数依次增大。X 与
Z 同主族，Y、Z 和 M 同周期。Y 在短周期中原子 半径最大，淡黄色的 M 单质常出现在地球火山口
附近。四种元素的最外层电子数之和为 15。下列说法正确的是
A．简单氢化物热稳定性： X＞Z，且都比 NH3 弱
B．最高价氧化物的熔点： M＞Z＞X
C．与 M 同周期相邻的元素的最高价含氧酸均为强酸
D．含 Y 和 M 的简单化合物中阴阳离子半径之比小于 1
【答案】A
【解析】月壤元素 X、Y、Z 和 M 均属于短周期主族元素，其原子序数依次增大。Y 在短周期中原子半
径最大，故 Y 是 Na；淡黄色的 M 单质常出现在地球火山口附近，故 M 是 S；由于四种元素的最外层
电子数之和为 15，设 X 的最外层电子数为 x，则 Z 最外层也是 x，则有 2x+7=15，x=4，故 X 元素是
C，Z 元素是 Si。A．据分析，X 元素是 C，Z 元素是 Si，其非金属性强弱顺序为：N>C>Si，故其简单
氢化物稳定性为： NH3＞CH4＞SiH4，故 A 项正确；B．M、Z、X 的最高价氧化物分别是 SO3、SiO2、
CO2；SO3、CO2 是分子晶体且三氧化硫的相对分子量大于二氧化碳，SiO2 是原子晶体，故其熔点排序为
SiO2＞SO3＞CO2，即 Z>M>X，故 B 项错误；C．与 M 同周期相邻的元素有 P、Cl，最高价含氧酸分别
为：H3PO4、HClO4，H3PO4 不是强酸，HClO4 是强酸，故 C 项错误；D．含 Y 和 M 的简单化合物
Na2S，硫离子半径大于钠离子，故阴阳离子半径之比大于 1，故 D 项错误；故答案选 A。
考向2 元素周期表的分区
例2 (2025·四川成都实验中学·月考)下列说法正确的是
A．某元素基态原子的最外层有2 个电子，则该元素一定处于第 Ⅱ A 族
B．短周期中某基态原子最外层有2 个未成对电子，该元素一定是C 或Si
C．某基态原子的价层电子排布式为4s24p2，则该元素处于第四周期第ⅣA 族，属于p 区元素
D．两种短周期元素的原子序数相差8，则两种元素一定处于不同主族
【答案】C
【解析】某基态原子的最外层有2 个电子，该元素可能处于第 Ⅱ A 族，也可能处于0 族(He)，或副族(如
Zn 等)，A 错误；短周期中某基态原子最外层有2 个未成对电子，其价层电子排布式可能为ns2np2 或
ns2np4，该元素可能是C、Si、O 或S，B 错误；某基态原子的价层电子排布为4s24p2，最高能层序数为4，
价电子总数为4，故该元素处于第四周期第ⅣA 族，最后1 个电子填充在4p 轨道，故属于p 区元素，C 正
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确；原子序数相差8 的两种短周期元素也可能处于同主族，如O 和S，D 错误。
【变式训练1·变载体】（2025 高三上·内蒙古包头市第四中学·期中）科技发展与化学密切相关。下列说法
正确的是
A．福建舰舰体材料无磁镍铬钛合金钢硬度高于纯铁
B．钍核反应堆的主要原料是
，
与
互为同位素
C．制造5G 芯片材质之一氮化镓(GaN)为金属晶体
D．嫦娥5 号带回的月壤中含有Al 元素，Al 属于s 区元素
【答案】A
【解析】一般情况下，合金的硬度比各组分都高，所以无磁镍铬钛合金钢硬度高于纯铁，故A 正确；
232Th
与
232U 的质子数不同，不可能互为同位素，故B 错误； 氮化镓是熔沸点高、硬度大的共价晶体，故C 错
误；铝元素的原子序数为13，基态原子的价电子排布式为3s23p1，处于元素周期表p 区，属于p 区元素，
故D 错误；故选A。
【变式训练2·变考法】（2025·江苏省无锡澄宜六校12 月联考）前4 周期元素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3 倍；在同周期元素中，第一电离能数值比Y 大的
元素有2 种；Z 是金属性最强的短周期元素；W 元素基态原子最外层只有2 个电子，且内层轨道均排满电
子。下列说法中正确的是
A．Y 在周期表中位于第二周期VIA 族
B．电负性大小：χ(Z)＜χ(X)＜χ(YX)
C．X 的最高价氧化物的水化物酸性比Y 的强
D．W 元素在元素周期表中的s 区
【答案】B
【解析】基态X 原子的电子总数是其最高能级电子数的3 倍则X 的电子排布为1s22s1或1s22s22p2，X 为Li
或C。Z 是金属性最强的短周期元素，Z 为Na。在同周期元素中，第一电离能数值比Y 大的元素有2 种，
Y 为N。W 元素基态原子最外层只有2 个电子，且内层轨道均排满，W 可能为Mg 或Zn。
A 项，Y 为第二周期ⅤA 族，错误；B 项，同周期从左往右电负性增强，同族元素从下往上电负性增强，
则电负性Z＜X＜Y，正确；C 项，同周期从左往右非金属性增强，最高价氧化为的水化物酸性增强，即X
的最高价氧化物的水化物酸性比Y 的弱，错误；D 项，若W 为Zn，则属于ds 区元素，错误。
【变式训练3·变考法】(2025·河南安阳模拟)元素X、Y、Z 在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y
元素原子的价层电子排布式为nsn－1npn＋1，下列说法不正确的是
A．Y 元素原子的价层电子排布式为3s23p4
B．Y 元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA 族
C．X 元素所在周期中所含非金属元素最多
D．Z 元素在元素周期表中处于p 区
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【答案】 B
【解析】Y 元素原子的价层电子排布式中出现了np 能级，故其ns 能级已经充满且只能为2 个电子，则n－
1=2，n=3，即Y 元素原子的价层电子排布式为3s23p4，Y 元素位于第三周期第ⅥA 族，A 正确，B 错误；
Y 为S 元素，X 为F 元素，第二周期所含非金属元素最多，C 正确；Z 为As 元素，属于p 区元素，D 正
确。
考向3 元素周期表的应用
例3 白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有
少量S、P、As 等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法正确的是
A．基态Ni 原子的简化电子排布式为：
B．基态As 原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C．第一电离能：S>P>Cu
D．S、P 为p 区元素，Cu、Zn 为d 区元素
【答案】B
【解析】A．基态Ni 原子的简化电子排布式为：[Ar]3d84s2，故A 错误；B．基态As 原子最高能级为4p，
其轨道为哑铃形，故B 正确；C．第一电离能：P＞S＞Cu，故C 错误；D．S、P 为p 区元素，Cu、Zn 为
ds 区元素，故D 错误；故答案选：B。
【变式训练1·变考法】（2025·四川眉山市·一模）某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、
X、Y、Z、Q 组成(结构如图)。X 的最外层电子数等于内层电子数，Y 是有机物分子骨架元素，Q 和W 能
形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A．第一电离能：
B．该化合物中Q 和W 之间可形成氢键
C．X 与Al 元素有相似的性质
D．W、Z、Q 三种元素可形成离子化合物
【答案】A
【解析】X 的最外层电子数等于内层电子数，则X 的核外电子排布式为1s22s2，X 为Be 元素，W 只能形成
一条共价键，结合W 的位置可知W 为H 元素，Y 是有机物分子骨架元素，则Y 为C 元素，Q 和W 能形成
两种室温下常见的液态化合物，则Q 为O 元素，则Z 为N 元素，据此解答。A．同一周期，从左到右，元
素的第一电离能呈增大的趋势，N 原子中2p 能级上电子为半满结构，较为稳定，第一电离能大于同周期
Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性，故C 正确；D．H、N、O 可以形成离子化合物，如NH4NO3，故D 正确；
故选A。
【变式训练2·变思维】（2024·福建厦门模拟）由于元素周期表中位置靠近的元素性质相近，在一定区域内
寻找元素、发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。下列说法正确的是
A. 在周期表中金属与非金属的分界处可以找到催化剂材料
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B. 对氟、氯、硫、磷、砷等元素的研究，有助于制造出新品种的农药
C. 在过渡元素中可寻找制造半导体的元素
D. 可在第ⅠA 族、第ⅡA 族元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素
【答案】B
【解析】在周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，A错误；对氟、氯、硫、磷、砷等元素
的研究，有助于制造出新品种的农药，B正确；在过渡元素中寻找制造耐高温、耐腐蚀合金的元素，C、
D错误。
【变式训练3·变载体】（2025·安徽六校·素质检测）一种由短周期四种元素W、X、Y、Z 组成
化合物Q
有广泛应用，其结构示意图如图。其中X 和Y 位于同一主族，W 和Z 可形成一种常见的碱性气体。下列
有关说法正确的是
A. Q 中X 与Y 的杂化方式完全相同
B. Q 分子间可形成较强的氢键作用
C. Q 中第一电离能最大的是Z 原子
D. Q 可用于制作阻燃剂和防火材料
【答案】C
【解析】W 和Z 可形成一种常见的碱性气体，则为NH3，根据结构示意图，W 为H，Z 为N；X 和Y 均能
形成4 个化学键，且位于同一主族、Y 能与H 成键，则X 为Si，Y 为C。据此解答：A．Q 中Si 为正四面
体结构，为sp3杂化，C 有正四面体和直线型两种结构，为sp3和sp 两种杂化方式，故A 错误；B．Q 中没
有正电性强的H 原子，故无法形成较强的氢键作用，故B 错误；C．同周期元素从左到右第一电离能呈增
大的趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，四种元素中第一电离能最大的是N 原子，故C 正
确；D．Q 中包含大量C—H 键，以及C≡N 键，均可以燃烧，不可用于防火，故D 错误；
考点二 元素周期律
知识点1 元素周期律
1．元素周期律的内容及实质
（1）内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。
（2）实质：元素性质的周期性变化是核外电子排布周期性变化的必然结果。
2．主族元素的变化规律
（1）原子结构的变化规律：
名称
同周期(左→右)
同主族(上→下)
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核电荷数
逐渐 增大
逐渐 增大
电子层数
均相同
逐渐 增大
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
阳离子(或阴离子)逐渐 增大
（2）元素主要性质的变化规律：
内容
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F 除
外)
负化合价＝主族序数-8
最高正化合价＝主族序数
(O、F 除外)
得电子能力
逐渐增强
逐渐减弱
失电子能力
逐渐减弱
逐渐增强
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
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
非金属元素气态氢化
物的形成及稳定性
气态氢化物的形成越来越容易，其
稳定性逐渐增强
气态氢化物的形成越来越困
难，其稳定性逐渐减弱
第一电离能
呈增大趋势
逐渐 减小
电负性
逐渐 增强
逐渐 减弱
3.元素金属性、非金属性的比较方法
三表
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”
金属活动性顺序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、
Pt、Au 的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S 的顺序，非金属性减弱
三反应
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，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
两池
原电池负极材料的金属性强于正极
电解池在阳极首先放电的阴离子其对应的元素非金属弱
在阴极极首先放电的阳离子其对应的元素金属弱
4.微粒半径大小比较
（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。例
如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。
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（2）能层结构相同的离子：核电荷数越大 ，半径越 小 。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3
＋)。
（3）带相同电荷的离子：能层数越 多 ，半径越 大 。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋) ＜
r(Rb＋)＜r(Cs
＋)，
r(O2－)＜r(S2－) ＜
(Se2－)＜r(Te2－)。
（4）核电荷数、能层数均不同的离子：可选一种离子参照比较。例如：比较r(K＋)与r(Mg2＋)，可选r(Na
＋)为参照，r(K＋) ＞
r(Na＋) ＞
r(Mg2＋)。
得分速记
①影响原子半径的因素：能层数和核电荷数。能层数越多，原子半径越大；能层数相同，核电荷数越大，
原子半径越小(0 族除外)。
②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。
③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。
④同周期第ⅡA 族和第ⅢA 族元素原子序数差的关系
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数差
无
1
1
11
11
25
25
原因
——
增加了过渡元素
增加了过渡元素和
镧系或锕系元素
⑤含元素种类最多的族是第ⅢB 族，共有32 种元素，所含元素形成化合物种类最多的族为第ⅣA 族。
知识点2 电离能和电负性
1．电离能
（1）含义：第一电离能：气态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：
I1，单位：kJ·mol－1。
（2）规律：
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Ⅱ
A 族、第Ⅴ
A 族元素的第一电离能出
现反常。
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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。
得分速记
①电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。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，不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。
②第二、三、四周期的主族元素，第 ⅡA族(ns
2np
0)和第ⅤA族(ns
2np
3)，因p轨道处于全空或半充满状
态，比较稳定，所以其第一电离能分别大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素，如第一电离能：Mg>Al
，P>S。
③根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价，如K：I1≪I2＜I3，表明该原子易失去一个电子形成＋
1
价阳离子。
2．电负性
（1）含义：不同元素的原子对键合电子吸引力的标度。元素的电负性越大，表示其原子对键合电子的吸
引力越大。
（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：
①判断金属性和非金属性的强弱：金属元素的电负性越大，非金属性越强，金属元素的电负性越小，金属
性越强；
②判断元素在化合物中的化合价：电负性大的元素呈现负价，电负性小的元素呈现正价；
③判断化学键的类型：电负性差值（Δχ）大于1.7，一般为离子键，电负性差值（Δχ）小于1.7，一般为共
价键。
知识点3 元素的“位、构、性”关系及推断
1．“位、构、性”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。
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2．元素推断
（1）掌握四个关系：
①电子层数＝周期数；
②质子数＝原子序数；
③最外层电子数＝主族序数；
④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）熟悉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、SO2、
Na
2O2、双氧水等。
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。
⑩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 。
考向1 考查元素性质的递变规律
例1（2025·四川宜宾叙州区·一诊）如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息
判断以下叙述错误的是
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.186
0.143
0.110
0.102
0.099
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最高正化合
价
+1
+3
+5
+6
+7
最低负化合
价
-3
-2
-1
A. 上述五种元素形成的单质中沸点最低的是T2
B. Q 与T 形成的化合物中各原子均达到8 电子稳定结构
C. R、T 形成的简单离子的还原性：R2->T—
D. L、M 的最高价氧化物对应的水化物之间可反应生成盐
【答案】B
【解析】根据表格中的数据可知，L 的半径最大，最高正价为+1 价，则L 为Na，M 的半径比L 小，且最
高正价为+3 价，则M 为Al，Q 的半径较小，主要化合价有+5 价和-3 价，则Q 为P，R 的半径比Q 略小，
且主要化合价为+6 价和-2 价，则R 为S，T 的半径最小，存在+7 价和-1 价，则T 为Cl，即L 为Na，M 为
Al，Q 为P，R 为S，T 为Cl，以此解题。A．根据分析可知，T 为Cl，其单质为氯气，沸点最低，A 正
确；
B．由分析可知，Q 为P，T 为Cl，两者形成的PCl5中，P 原子没有达到8 电子稳定结构，B 错误；C．由
分析可知，R 为S，T 为Cl，两者形成的简单离子的电子排布相同，其中S 的原子序数小，半径大，C 正
确；D．由分析可知，L 为Na，M 为Al，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝，两者
可以形成偏铝酸钠，D 正确；故选B。
思维建模 元素周期律的四个“不一定”
①最高正价和最低负价绝对值相等的元素不一定只有第ⅣA 族的元素，因第ⅠA 族的H 的最高正价为＋
1，最低负价为－1。
②主族元素的最高正价不一定等于其族序数，因氧元素无最高正价，氟元素无正价。
③失电子难的原子得电子的能力不一定强，因稀有气体元素的原子失电子难，得电子也难。
④得(失)电子数的数目越多，元素的非金属性(金属性)不一定越强，因元素原子得失电子数目的多少与元素
的非金属性、金属性强弱没有必然的联系。
【变式训练1·变考法】（2025·四川乐山·联考）四种短周期元素X、Y、Z 和W 在元素周期表中的位置如
图所示，其中X 原子的最外层电子数是次外层电子数的3 倍。下列说法正确的是
A．X 位于第二周期第ⅣA 族
B．Y 的非金属性比Z 的强
C．Z 的原子半径比X 的大
D．W 的含氧酸一定是强酸
【答案】C
【解析】由图可知，X 处于第二周期，其余元素位于第三周期。X 原子的最外层电子数是次外层电子数的
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3 倍，则X 是O，结合四种元素的相对位置关系推知，Y、Z、W 分别为Si、P、Cl。X 是O，处于第二周
期第ⅥA 族，A 错误；非金属性：Si<P，B 错误；P 原子比O 原子多一个电子层，P 原子半径大于O，C 正
确；W 是Cl，其含氧酸有多种，如HClO 等是弱酸，D 错误。
【变式训练2·变题型】(2025·安徽舒城中学·一模)W、X、Y、Z、Q 为原子序数依次增大的前四周期元素，
相关信息如下：
W
原子的核外电子的运动状态只有1 种
X
X 的最高价氧化物的水化物可与其简单氢化物反应生成盐
Y
原子的s 能级和p 能级电子数相等，且为非金属元素
Z
原子最外层电子数是内层电子总数的1/5
Q
其能量最高的能级，电子云呈花瓣形，且容纳了两个电子
下列结论正确的是
A．第一电离能：Z>Q
B．X 形成的化学键的键能(E)大小关系：E(X≡X)<E(X＝X)<3E(X－X)
C．化合物的熔沸点：XW3>QY2
D．Z 的单质可以通过电解化合物ZY 制得
【答案】A
【解析】原子核外电子的运动状态只有1 种的元素是H 元素；最高价氧化物的水化物可与其简单氢化物反
应生成盐的是N 元素；原子的s 能级和p 能级电子数相等，O 元素1s22s22p4，Mg 元素
1s22s22p63s2 ，符合题意的是O 元素；原子最外层电子数是内层电子总数的1/5 ，Mg 元素
；能量最高的能级，电子云呈花瓣形，且容纳了两个电子,d 能级呈花瓣型，且有两个
电子，Ti 元素1s22s22p63s23p63d24s2。总结：W 是H 元素，X 是N 元素，Y 是O 元素，Z 是Mg 元素，Q 是
Ti 元素；第一电离能：Mg>Ti，A 选项正确；氮氮三键由于构成了稳定结构，其能量大于单键能量的三
倍,E(N≡N)>3E(N－N)，所以B 选项错误；化合物的熔沸点：NH3<TiO2,所以C 选项错误；Mg 单质通常是
电解熔融MgCl2得到的，所以D 选项错误。
因此答案选A。
【变式训练3·变载体】（2025·四川遂宁射洪中学·二模）M、W、X、Y、Z 是五种原子序数依次增大的短
周期主族元素，其原子序数之和为31；其中Y 的核外s 能级电子数等于p 能级电子数，X 的核外电子有4
种空间运动状态；五种主族元素组成的化合物Q 的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 原子半径：X>Y>Z
B. Y 元素组成的最常见单质和M 的单质，在加热条件下生成的化合物中只含离子键
C. Q 的结构存在配位键，除M 外的原子最外层均满足8 电子稳定结构
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D. 含X、Y、Z 等元素的化合物
具有较高的熔沸点
【答案】D
【解析】M、W、X、Y、Z 是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y 的核外s 能级电子数等于
p 能级电子数，电子排布式为1s22s22p4，Y 为O；X 的核外电子有4 种空间运动状态，电子排布式为
1s22s22p2，X 为C；M 形成+1 价阳离子，故为Li；Z 形成1 对共用电子对， W 形成4 对共用电子对，但Q
中阴离子带1 个单位负电荷，W 为B，原子序数之和为31，31-3-5-6-8=9，Z 为F，据此分析；A．同周期
从左到右原子半径依次减小，故原子半径：X(C)>Y(O)>Z(F)，A 正确；B．Y 元素组成的最常见单质O2和
M 的单质Li，在加热条件下生成的化合物Li2O 中只含离子键，B 正确；C．Q 的阴离子中硼原子与O、F
原子形成的4 个共价键中有1 个是配位键，M 为Li 满足2 电子稳定结构，其他原子最外层均满足8 电子稳
定结构，C 正确；D．含X、Y、Z 等元素的化合物属于有机化合物，具有较低的熔沸点，D 错误； 故选D
考向2 电离能、电负性的应用与比较
例2 （2025•四川南充第一中学•二模）由X、Y、Z、M 四种短周期主族元素组成的化合物ZX2MY4可用于
食品工业和发酵工业。已知X、Y、Z、M 的原子序数依次增大，X 与Z 同主族且不相邻，Y 原子的最外层
电子数是Z、M 原子的最外层电子数之和，基态M 原子有3 个未成对电子，下列说法正确的是
A. 原子半径：Z>Y>M
B. 第一电离能：M>X>Y
C. 单质沸点：Y>Z>M>X
D. 电负性：Y>X>Z
【答案】D
【解析】四种短周期主族元素X、Y、Z、M 的原子序数依次增大，基态M 原子有3 个未成对电子，则M
为P 元素；X 与Z 同主族且不相邻，Y 原子的最外层电子数是Z、M 原子的最外层电子数之和，则X 为H
元素、Y 为O 元素、Z 为Na 元素。A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下
原子半径依次增大，则原子半径的大小顺序为Na>P>O，故A 错误；B．氢元素和氧元素的第一电离能均
大于磷元素，故B 错误；C．氧元素的单质氧气和臭氧都是分子晶体，而金属钠是金属晶体，所以钠的沸
点高于氧气和臭氧，另外单质磷的沸点也高于氧气的，故C 错误；D．金属元素的电负性小于非金属元素，
非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氧元素的非金属性强于氢元素，则电负性大小顺序为
O>H>Na，故D 正确；故选D。
【变式训练1·变载体】（2025•四川雅安•二模）一种新型微孔材料由三种短周期元素X、Y、Z 组成。X、
Y 的质子数之和等于Z 的质子数，X 与Y 同周期，X 的第一电离能比同周期相邻两元素的小，基态Y 原子
s 能级上的电子总数与p 能级上的电子总数相等。下列说法正确的是
A. 原子半径：
B. 电负性：
C. Z 的氯化物属于离子化合物
D. Y 的氢化物既具有氧化性又具有还原性
【答案】D
【解析】X、Y、Z 三种短周期元素，X 与Y 同周期，Y 原子核外s 能级上的电子总数与p 能级上的电子总
数相等，则Y 可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，为氧元素或镁元素，X、Y 的质子数之和等于Z 的质子数，
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若Y 为三周期，由于第三周期两种元素的原子序数和最小为11+12=23，X、Y 的质子数之和等于Z 的质子
数，则对应的元素Z 不是短周期元素，所以Y 为第二周期的氧元素，X 的第一电离能比同周期相邻两原子
小，Y 为氧元素，则X 为硼，那么Z 为铝元素。A．一般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，则原子半径：Al>B>O，A 错误；B．同一周期，从左到右元素电负性递增；同一主
族，自上而下元素电负性递减，故电负性大小为：O>B>Al，B 错误；C．Z 的氯化物为氯化铝，属于共价
化合物，C 错误；D．Y 的氢化物为过氧化氢或水，水中氢元素化合价能降低、氧元素化合价能升高，水既
具有氧化性又具有还原性，过氧化氢中氧元素化合价处于中间价，既能升高又能降低，过氧化氢既具有氧
化性又具有还原性，D 正确；故选D。
【变式训练2·变题型】（2025·陕西、山西、宁夏、青海卷）一种高聚物(XYZ)n被称为“无机橡胶”，
可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y 和Z 都是短周期元素，X、Y 价电子数相等，X、Z 电子层数相同，
基态Y 的2p 轨道半充满，Z 的最外层只有1 个未成对电子，下列说法正确的是
A．X、Z 的第一电离能：X＞Z
B．X、Y 的简单氢化物的键角：X＞Y
C．最高价含氧酸的酸性：Z＞X＞Y
D．X、Y、Z 均能形成多种氧化物
【答案】D
【解析】X、Y 价电子数相等，X、Y 属于同一主族，且X 形成5 个键，Y 形成3 个键，基态Y 的2p 轨道
半充满，则X 为P 元素，Y 为N 元素，X、Z 电子层数相同，Z 的最外层只有1 个未成对电子，Z 形成1 个
键，Z 为Cl 元素，以此分析。A 项，第一电离能同周期从左到右有增大趋势，第一电离能：Cl＞P，错误；
B 项，X、Y 的简单氢化物分别为：PH3和NH3，电负性：N＞P，共用电子对距N 近，成键电子对斥力N-
H 大于P-H，键角：NH3＞PH3，错误；C 项，元素的非金属性越强，其最高价含氧酸酸性越强，非金属性：
Cl＞N＞P，酸性：HClO4＞HNO3＞H3PO4，错误；D 项，P、N、Cl 均能形成多种氧化物，正确。
【变式训练3·变考法】（2025·安徽江淮十校·一模）元素W、Q、X、Y、Z 位于不同主族且原子序数依次
增大，Z 的价电子所在能层有9 个轨道。灰黑色晶体Y 的导电性介于导体和绝缘体之间，一种制备晶体Y
的路线如图所示，通常状态下YW4呈气态。
YQ2
X2Y
YW4
Y
下列说法不正确的是
A. 简单离子半径：Z＞Q＞X B. 元素
电负性：Q＞Z＞W
C. 酸性：W2YQ3＞WZQ4 D. 简单氢化物的稳定性：Q＞Z＞Y
【答案】C
【解析】Z 的价电子所在能层有9 个轨道，说明Z 有三个能层。根据“灰黑色晶体Y 的导电性介于导体和绝
缘体之间”可判断Y 是硅元素，硅元素的常见化合价为+4 价，则“YQ2”中的Q 元素显-2 价，结合Q 的原子
序数小于硅可判断Q 是氧元素；硅元素还可以显-4 价，则“X2Y”中X 元素显+2 价，结合X 的原子序数介于
氧和硅之间可判断X 是镁元素；由“通常状态下YW4呈气态”和W 的原子序数小于氧，判断W 是氢元素；
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结合“WZ 溶液”和Z 的原子序数大于硅判断Z 是氯元素；A．电子层数越多，半径越大，电子层结构相同
时，序大径小，则离子半径：Cl->O2->Mg2+，故A 正确；B．根据分析可知Q 为氧元素，Z 为氯元素，W 为
氢元素，元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性：O>Cl>H，故B 正确；C．同周期从左至右元素
非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则酸性：H2SiO3<HClO4，故C 不正确；D．
元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，简单氢化物的稳定性：O＞Cl＞Si，故D 正确；答案
选C。
考向3 微粒半径大小的比较
例3 五种主族元素在周期表中的位置如图所示。L 的单质在常温常压下呈液态，且保存时需要用水液封。
下列推断正确的是
X
Y
Z
T
L
A．原子半径：X<Y<Z<T<L B．气态氢化物的还原性：L>Z>T
C．X 的电负性是五种元素中最小的 D．Y 和T 组成的化合物是离子化合物
【答案】C
【解析】选C。L 的单质在常温常压下呈液态，且保存时需要用水液封，则L 为溴，再根据其他元素在周
期表中的位置可以推出T 为Cl、Z 为S、Y 为Si、X 为Al。L 电子层最多，原子半径最大，其他元素位于
同一周期，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：T＜Z＜Y＜X＜L，故A 错误；
非金属性越强，气态氢化物的还原性越弱，L、Z、T 分别为Br、S、Cl，非金属性：Cl＞Br＞S，所以气态
氢化物的还原性：Z＞L＞T，故B 错误；非金属性越弱，电负性越小，X(Al)在五种元素中非金属性最弱，
电负性最小，故C 正确；Y 和T 组成的化合物为四氯化硅，四氯化硅为共价化合物，故D 错误。
思维建模 比较原子(或离子)半径大小的思维模型
【变式训练1·变题型】（2025·合肥一中·一模）某纳米酶含有原子序数依次增大的X、Y、Z、M 四种短周
期元素。基态X 原子有3 个未成对电子，Y、M 位于同一主族，且Y、Z、M 原子最外层电子数之和为
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13。下列叙述正确的是
A．简单离子半径：Z>X B．简单氢化物的沸点：Y>X>Z
C．XY2是导致酸雨的主要物质之一 D．基态M 原子核外电子有9 种运动状态
【答案】C
【解析】基态X 原子有3 个未成对电子，则X 为N，Y、M 位于同一主族，且Y、Z、M 原子最外层电子
数之和为13，则Y 为O、Z 为Na、M 为S。A．Z 为Na、X 为N，电子层数越多，半径越大，电子层数相
同时，核电荷数越多，半径越小，即Na+＜N3-，故A 错误；B．Y 为O、X 为N、Z 为Na、常温下NH3为
气态、H2O 为液态，NaH 为固态，即简单氢化物的沸点：Z＞Y＞X，故B 错误；C．XY2是NO2，可与水
反应生成HNO3和NO，NO 与氧气可迅速生成NO2，会导致硝酸型酸雨，故C 正确；D．M 为S，基态M
原子核外电子有16 运动状态，故D 错误；故选C。
【变式训练2·变载体】（2024·四川·成都七中模拟预测）X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族
元素，其中 X、Z 位于同一主族。X 原子的最外层电子数是其电子层数的 3 倍，Y 原子的电子总数是其
最外层电子数的 3 倍。W 与 X 形成的一种气体常用于漂白和消毒，下列有关说法可能错误的是
A．含氧酸的酸性：W>Z
B．X 与 Y、Z、W 可分别形成两种或两种以上化合物
C．简单氢化物沸点：X>Z D．简单离子半径：Y>Z>W>X
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中 X、Z 位于同一主族。X 原子的最
外层电子数是其电子层数的 3 倍，X 是 O 元素、Z 是 S 元素；Y 原子的电子总数是其最外层电子数的
3 倍，Y 是 P 元素； W 与 O 形成的一种气体常用于漂白和消毒，W 是 Cl 元素。A．W 是 Cl，Z
是 S，两者对应的含氧酸有多种，不能比较其酸性，故 A 错误；B．O 与 P 形成化合物 P2O3、P2O5；O
与 S 形成化合物 SO2、SO3；O 与 Cl 形成化合物 Cl2O、ClO2 等两种或两种以上化合物，故 B 正确；
C．X、Z 简单氢化物分别为 H2O、H2S，水分子间能形成氢键，简单氢化物沸点：H2O>H2S，故 C 正
确；D．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：P3->S2->Cl->O2-，
故 D 正确；选 A。
【变式训练3·变考法】（2025·安徽省皖北协作区·27 届联考）X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期
p 区元素，由这四种元素形成的微粒Q 可作为溶剂离子液体的阴离子，Q 的结构如图所示。下列说法错误
的是
A. 常温下Z 的单质与水反应生成两种酸 B. X 的单质可能为共价晶体
C. 简单离子半径：W>Y>Z D. Z、Y 的最简单氢化物均能形成分子间氢键
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期p 区元素，Z 形成1 个共价键，X 形成4 个共价键，Y
可形成2 个共价键，W 形成6 个共价键，则X、Y、Z、W 依次为C、O、F、S。A．Z 为F 元素，F2和水
反应生成HF 和O2，只能生成一种酸，A 错误；B．X 为C 元素，形成的单质如金刚石为共价晶体，B 正
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确；C．电子层数越多，离子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小。S2−有3 个电子
层，O2−和F−都有2 个电子层，且O 的核电荷数小于F，所以离子半径S2−>O2−>F−，C 正确；D．F、O 的最
简单氢化物为HF、H2O，HF、H2O 均能形成分子间氢键，D 正确；故选A。
考向4 元素“位、构、性”关系的综合应用
例4
（2025•四川泸县五中•二模）被誉为“矿石熊猫”的香花石，是由我国地质学家首次发现，
它由前20 号元素中的6 种主族元素组成，其化学式为Y2X3(ZWR4)3T2，其中X、Y、Z 为金属元素，Z 的
最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z 位于同一主族，Y、Z、R、T 位于同一周期，R 元素原子的最
外层电子数是次外层电子数的3 倍，T 无正价，X 与R 的原子序数之和是W 的2 倍。下列说法错误的是
A. 原子半径：Y＞Z＞R＞T B. 气态氢化物的稳定性：W＜R＜T
C. 最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞Z D. XR2、WR2两种化合物中R 的化合价相同
【答案】D
【解析】根据题给信息可知，X、Y、Z、R、W、T 分别为钙、锂、铍、氧、硅、氟。A．Y、Z、R、T 位
于同一周期，元素的原子半径从左向右逐渐减小，故A 正确；B．非金属性：F＞O＞Si，则气态氢化物的
稳定性：SiH4＜H2O＜HF，故B 正确；C．钙元素比铍元素的金属性强，则最高价氧化物对应水化物的碱
性：Ca(OH)2＞Be(OH)2，故C 正确；D．CaO2、SiO2中氧(即R)的化合价分别为−1、−2，故D 错误。综上
所述，答案为D。
思维建模 解答短周期主族元素推断题的突破口
①族序数与周期数相同的元素是氢(H)、被(Be)、铝(Al);族序数是周期数2 倍的元素是碳(C)、硫(S);
族序数是周期数3 倍的元素是氧(O);原子中没有中子的元素是氢(H)。
②地壳中含量最高的元素是氧(O),其次是硅(Si),含量最高的金属元素是铝(Al)；单质为天然物质中硬度最大
的元素是碳(C)；气态氢化物最易溶于水或气态氢化物溶于水显碱性的元素是氮(N)；对应氢化物沸点最高
的非金属元素是氧(O)；最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的元素是氯(Cl)。
③单质与水反应最剧烈的非金属元素是氟(F)；简单气态氢化物与最高价氧化物对应的水化物能发生化合反
应的元素是氮(N) 。
【变式训练1·变题型】（2025•四川乐山第一中学•二模）X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族
元素，且X、Z 的原子序数之和是Y、W 的原子序数之和的
。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元
化合物，M 是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N 是具有
漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物略去)。下列说法正确的是
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A. 沸点：丁<丙，热稳定性：丁>丙
B. X、Y、Z、W 四种元素能够形成两种常见的酸式盐，且能反应生成N
C. Y 与Z 形成的化合物中，阴、阳离子个数比可以为1∶1
D. 基态Y 原子核外未成对电子数为3
【答案】B
【解析】乙是一种“绿色氧化剂”，乙是H2O2，H2O2会分解生成氧气与氢气，据转化关系易知M 是O2；乙
和丁的组成元素相同，则丁是H2O；化合物N 是具有漂白性的气体(常温下)，N 是SO2，丙是H2S，则甲是
硫化物；X、Z 的原子序数之和是Y、W 的原子序数之和的1/2，Z 是Na 元素；X、Y、Z、W 分别是H、
O、Na、S。A．沸点：H2O>H2S，热稳定性：H2O>H2S，选项A 错误；B．NaHSO4能和NaHSO3反应生成
SO2，选项B 正确；C．Na2O、Na2O2两种化合物中，阴、阳离子个数比均为1∶2，选项C 错误；D．基态氧
原子核外未成对电子数为2，选项D 错误；答案选B。
【变式训练2·变考法】(2025·安徽池州·二模)某种物质广泛应用于硅橡胶、硅树脂的交联剂，其分子结构如
下，其中X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期元素，Y、W 同主族。下列有关说法正确的是
A．氢化物沸点Z>Y
B．电负性：Z>W>Y>X
C．该分子为非极性分子
D．Y、Z 元素基态原子核外均有2 个未成对电子
【答案】D
【解
】
析物质中X、Y、Z、W 形成的共价键数目分别为1、4、2、4，又因为Y、W 同主族，Y 的原子序数
比W 小，因此Y 为C，W 为Si，由X、Y、Z、W 原子序数依次增大，故X 为H，Z 为O。A．题目没有说
明是简单氢化物，因此无法比较沸点，A 错误； B
：
．电负性大小顺序为
O>C>H>Si，B 错误；C．由结
构可知，该分子的中心原子Si 连接的4 个基团不完全相同，故该物质的空间构型为非正四面体形，正电中
分
心与负电中心不重合，为极性
子，C 错误； D．基态C 原子的价层电子排布式为2s22p2，基态O 原子
的价层电子排布式为2s22p4，核外均有2 个未成对电子，D 正确；故选D。
【变式训练3·变载体】【科技技术发展+元素性质】X、Y、Q、W、Z 是原子序数依次增大的短周期主族
元素，其中Y 原子最外层电子数是其内层电子数的2 倍，W 与Y 位于同一主族，X、Y、Z 三种元素可组
成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q 元素的单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确
的是
A．同一周期中，第一电离能比Q 小的只有一种
B．电负性：Y>W>X
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C．物质R 吸收微波时，分子内的σ 键会断裂
D．简单气态氢化物的还原性：W>Y
【答案】 D
【解析】X、Y、Q、W、Z 是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y 原子最外层电子数是其内层电
子数的2 倍，则Y 为C 元素；W 与Y 位于同一主族，则W 为Si 元素；Q 元素的单质可用作铝热反应的引
燃剂，则Q 为Mg 元素；结合物质R 的结构式可知，X 可形成1 个共价单键，则X 为H 元素，Z 可形成2
个共价单键，则根据8 电子稳定原则可知，Z 最外层电子数为6，且位于第三周期，所以Z 为S 元素。同周
期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3p 轨道为稳定的全空结构，元素的第一电离能大于
相邻元素，则钠元素、铝元素的第一电离能小于镁元素的，故A 错误；硅元素的电负性小于氢元素，故B
错误；σ 键比π 键牢固，所以物质R 吸收微波时，分子内的π 键会断裂，故C 错误；元素的非金属性越强，
简单氢化物的热稳定性越强，还原性越弱，碳元素的非金属性强于硅元素的，所以硅烷的还原性强于甲烷
的，故D 正确。
1.(2025·安徽卷，9)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素，其中
X、Z 位于同一主族。下列说法错误的是
A. 元素电负性：X > Z >Y B. 该物质中Y 和Z 均采取即sp3杂化
C. 基态原子未成对电子数：W<X<Y D. 基态原子的第一电离能：X>Z>Y
【答案】D
【解析】W、X、Y、Z 是原子序数依次增大的短周期元素，其中X、Z 位于同一主族，且X、Z 均形成2
个共价键，则X 为O，Z 为S；Y 形成5 个共价键且原子序数位于O、S 之间，则Y 为P；W 形成1 个共价
键，原子序数最小，则W 为H；A．同周期从左向右电负性逐渐增大，同主族从上向下电负性逐渐减小，
故元素电负性O>S>P ，即X>Z>Y ，A 项正确；B ．该物质中，P 原子的价层电子对数为
，为sp3杂化，S 原子的价层电子对数为
，为sp3杂化，B 项正确；
C．基态H 原子未成对电子数为1，基态O 原子的价电子排布式为2s22p4，未成对电子数为2，基态P 原子
的价电子排布式为3s23p3，未成对电子数为3，则基态原子未成对电子数H<O<P，即W<X<Y，C 项正确；
D．基态原子的第一电离能同周期从左向右逐渐增大，由于VA 族原子的p 轨道处于半充满状态，第一电离
能大于同周期相邻主族元素，即P>S，D 项错误；故选D。
2. （2025·广东卷）元素a~i 为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
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A. a 和g 同主族 B. 金属性：
C. 原子半径：
D. 最简单氢化物沸点：
【答案】B
【解析】同周期中第一电离能中第IIA 族和第VA 族比相邻元素的第一电离能大，0 族元素的第一电离能在
同周期中最大，可以推断a~i 分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。A．a 是B，g 是Na，二者不同
主族，A 错误；B．Na、Mg、Al 属于同周期，从左到右金属性依次减弱，B 正确；C．e、d、c 分别是N、
O、F，属于同周期元素，同周期从左到右原子半径依次减小，原子半径c>d>e，C 错误；D．b 为C，c 为
N，NH3分子间存在氢键，沸点高，沸点NH3>CH4，D 错误；答案选B。
3．(2025·河南卷，6)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料，其由原子序数依次增大的五种短周
期元素
和Z 组成。基态X 原子的s 轨道中电子总数比p 轨道中电子数多
所在族的族
序数等于Q 的质子数，基态Y 和Z 原子的原子核外均只有1 个未成对电子，且二者核电荷数之和为Q 的4
倍。下列说法正确的是
A. QY3为极性分子 B. ZY 为共价晶体
C. 原子半径：
D. 1 个
分子中有2 个
键
【答案】D
【解析】Q、W、X、Y 和Z 为原子序最依次增大的短周期元素，基态X 原子的s 轨道中电子总数比P 轨道
中电子数多1，X 是N；X 所在族的族序数等于Q 的质子数，Q 是B，所以W 是C；基态Y 和Z 原子的原
子核外均只有1 个未成对电子，且二者核电荷数之和为Q 的4 倍，即质子数之和为20，所以Y 是F，Z 是
Na。A．BF3为平面正三角形结构，结构对称，属于非极性分子，A 错误；B．NaF 是离子晶体，B 错误；
C．同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径C＜Li＜Na，C
错误；D．N2分子中含有三键，所以含有2 个π 键，D 正确；答案选D。
4．（2025·湖北卷，6）某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z 三种元素位于同一短周期且原子序数依次增
大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，Z 是周期表中电负性最大的元素。下列说法
正确的是
A. 三者中Z 的原子半径最大 B. 三者中Y 的第一电离能最小
C. X 的最高化合价为
D.
与
键角相等
【答案】B
【解析】Z 是周期表中电负性最大的元素，Z 为F，电子层数为2，未成对电子数为1；X、Y、Z 三种元素
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位于同短周期且原子序数依次增大，三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等，则X 和Y 未
成对电子数之和为5，X 为C 和Y 为N 或X 为N 和Y 为O；化合物分子式为XY2Z，则X 和2 个Y 总化合
价为+1 价，NO2F 符合，故X 为N，Y 为O，Z 为F。A．X 为N，Y 为O，Z 为F，N、O、F 位于同周期，
F 在最右边，F 的原子半径最小，A 错误；B．X 为N，Y 为O，Z 为F，同周期从左往右，第一电离能呈增
大趋势，N 的2p 轨道半充满，第一电离能大于O，故三者中O 的第一电离能最小，B 正确；C．X 为N，
N 的最高正化合价为+5，C 错误；D．X 为N，Z 为F，NF3和NH3的中心原子均为sp3杂化，孤电子对数均
为1，前者成键电子对离中心N 较远，成键电子对之间的斥力较小，键角较小，D 错误；答案选B。
5.（2025·黑吉辽蒙卷）化学家用无机物甲
成功制备了有机物乙
，开创了有机化学
人工合成的新纪元。其中W、X、Y、Z 原子序数依次增大，X、Y、Z 同周期，基态X、Z 原子均有2 个单
电子。下列说法正确的是
A．第一电离能：Z>Y>X
B．甲中不存在配位键
C．乙中
键和
键的数目比为
D．甲和乙中X 杂化方式分别为
和
【答案】D
【解析】(YW2)2XZ 为有机物，基态X、Z 原子均有2 个单电子，X、Z 分别为IVA 族和VIA 族元素，X、
Y、Z 同周期、原子序数依次增大，若X、Y、Z 为第三周期元素，则X、Y、Z 分别为Si、P、S；若X、
Y、Z 为第二周期元素，则X、Y、Z 分别为C、N、O；又YW4ZXY 为无机物，(YW2)2XZ 为有机物，所以
X、Y、Z 分别为C、N、O，W、X、Y、Z 原子序数依次增大，能形成YW4ZXY，则W 为H，综上所述，
W、X、Y、Z 分别为H、C、N、O。A．C、N、O 同周期，同一周期主族元素，从左到右第一电离能有逐
渐增大的趋势，第VA 族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，则第一电离能N＞O＞C，故A 错误；
B．甲为NH4OCN，NH 中有N 原子提供孤对电子、H+提供空轨道形成的N→H 配位键，故B 错误；C．乙
为
，其中有4 个N-H、2 个C-N、碳氧原子之间1 个σ 键，则一个
中有7 个σ
键、1 个π 键，σ 键与π 键的数目比为7：1，故C 错误； D．甲为NH4OCN，其中的C 原子与N 原子形成
三键、与O 原子形成单键，σ 键电子对数为2，无孤对电子，C 原子采取sp 杂化，乙为
，其
中的C 原子形成3 个σ 键，即σ 键电子对数为3，无孤对电子，C 原子采取sp2杂化，故D 正确；故答案
为：D。
6.（2025·陕晋青宁卷）一种高聚物
被称为“无机橡胶”，可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y
和Z 都是短周期元素，X、Y 价电子数相等，X、Z 电子层数相同，基态Y 的
轨道半充满，Z 的最外层
只有1 个未成对电子，下列说法正确的是
A．X、Z 的第一电离能：
B．X、Y 的简单氢化物的键角：
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C．最高价含氧酸的酸性：
D．X、Y、Z 均能形成多种氧化物
【答案】D
【解析】X、Y 价电子数相等，X、Y 属于同一主族，且X 形成5 个键，Y 形成3 个键，基态Y 的2p 轨道
半充满，则X 为P 元素，Y 为N 元素，X、Z 电子层数相同， Z 的最外层只有1 个未成对电子，Z 形成1
个键，Z 为Cl 元素，以此分析。A．第一电离能同周期从左到右有增大趋势，第一电离能：Cl>P，A 错
误；B．X、Y 的简单氢化物分别为：PH3和NH3，电负性：N>P，共用电子对距N 近，成键电子对斥力N-
H 大于P-H，键角：NH3>PH3，B 错误； C．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸酸性越强，非金属
性：Cl>N>P，酸性：HClO4>HNO3>H3PO4，C 错误；D．P、N、Cl 均能形成多种氧化物，D 正确；答案选
D。
7．（2024·福建·高考真题）某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q 为原子序数依序增大的同周期元
素，Z 的单质为空气的主要成分之一。下列说法错误的是
A．第一电离能：
B．最简单氢化物沸点：
C．键长：
D．Y 的最高价氧化物对应水化物在水中电离：
【答案】A
【解析】由该阴离子结构可知Z 形成2 条共价键，Z 的单质为空气的主要成分之一，可知Z 为O；Y 形成4
条共价键，Y 为C，Q 形成1 条共价键，Q 为F，X 得1 个电子后形成4 条共价键，则X 最外层电子数为
3，X 为B，据此分析解答。A．B、C、O 为同周期元素，从左到右，第一电离能呈增大趋势，则第一电离
能：B<C<O，故A 错误；B．CH4不能形成分子间氢键，H2O 可以形成分子间氢键，沸点CH4<H2O，故B
正确；C．原子半径：C>O>F，原子半径越小键长越短，则键长：C-C>C-O>C-F，故C 正确；D．Y 为C，
其最高价氧化物的水化物为H2CO3，碳酸为二元弱酸，分步电离，电离方程式为：H2CO3
HCO+H+，
故D 正确；故选A。
8．（2024·全国甲卷）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素。W 和X 原子序数之和等于
的
核外电子数，化合物
可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A．X 和Z 属于同一主族 B．非属性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：Z>Y D．原子半径：Y>X>W
【答案】A
【解析】W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，且能形成离子化合物
，则W 为Li 或
Na；又由于W 和X 原子序数之和等于Y-的核外电子数，若W 为Na，X 原子序数大于Na，则W 和X 原子
序数之和大于18，不符合题意，因此W 只能为Li 元素；由于Y 可形成Y-，故Y 为第Ⅶ主族元素，且原子
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序数Z 大于Y，故Y 不可能为Cl 元素，因此Y 为F 元素，X 的原子序数为10-3=7，X 为N 元素；根据
W、Y、Z 形成离子化合物
，可知Z 为P 元素；综上所述，W 为Li 元素，X 为N 元素，Y 为F 元
素，Z 为P 元素。A．由分析可知，X 为N 元素，Z 为P 元素，X 和Z 属于同一主族，A 项正确；B．由分
析可知，X 为N 元素，Y 为F 元素，Z 为P 元素，非金属性：F＞N＞P，B 项错误；C．由分析可知，Y 为
F 元素，Z 为P 元素，非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化物的稳定性：HF＞
PH3，C 项错误；D．由分析可知，W 为Li 元素，X 为N 元素，Y 为F 元素，同周期主族元素原子半径随
着原子序数的增大而减小，故原子半径：Li＞N＞F，D 项错误；故选A。
9．（2023·全国甲卷）W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y
的最外层电子数与其K 层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．简单氢化物的沸点：
C．
与
可形成离子化合物
D．
的最高价含氧酸是弱酸
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z 为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，根据原子序
数的规律，则W 为N，X 为O，Y 的最外层电子数与其K 层电子数相等，又因为Y 的原子序数大于氧的，
则Y 电子层为3 层，最外层电子数为2，所以Y 为Mg，四种元素最外层电子数之和为19，则Z 的最外层
电子数为6，Z 为S，据此解答。A．X 为O，W 为N，同周期从左往右，原子半径依次减小，所以半径大
小为W＞X，A 错误；B．X 为O，Z 为S，X 的简单氢化物为H2O，含有分子间氢键，Z 的简单氢化物为
H2S，没有氢键，所以简单氢化物的沸点为X＞Z，B 错误；C．Y 为Mg，X 为O，他们可形成MgO，为离
子化合物，C 正确；D．Z 为S，硫的最高价含氧酸为硫酸，是强酸，D 错误；故选C。答案为A。
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