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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 元素周期表的结构.............................................................................................................................................
知识点2 元素周期表的应用.............................................................................................................................................
考向1 元素周期表的结构.................................................................................................................................................
考向2 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....................................................................................................................................................................
知识点2 电负性....................................................................................................................................................................
考向1 考查金属性和非金属性强弱...............................................................................................................................
【思维建模】判断元素金属性、非金属性强弱的思维建模
考向2 考查电离能、电负性递变规律...........................................................................................................................
考点三 综合应用...........................................................................................................................
知识点1 元素周期表中的规律........................................................................................................................................
知识点2 元素位构性的关系.............................................................................................................................................
考向1 考查半径大小比较.................................................................................................................................................
【思维建模】微粒半径大小比较的思维建模
考向2 考查位构性的综合应用.........................................................................................................................................
【思维建模】位构性综合应用思维建模
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
2022 年
2021 年
元素周期表
选择题
非选择题
辽宁卷T2，
3 分
元素周期律
选择题
非选择题
甲卷T5，6
分
辽宁卷T5，
3 分
位构性综合推断
选择题
非选择题
黑吉辽蒙卷
T7，3 分
辽宁卷T9，3
分
辽宁卷
T14，3 分
考情分析：
1．从考查题型和内容上看，考查内容主要有以下两个方面：
（1）运用元素周期律进行分析和判断。
（2）根据提供的信息和图示，运用元素周期律、元素周期表推断元素。
2.从命题思路上看，以选择题的形式，考查元素、物质的推断，化学键类型和化合物类型，结合元素周期
律第一电离能、电负性大小、粒子半径、金属性非金属性强弱。从命题趋势来看，2026 会更加注重考综合
应用能力和创新思维能力，以新的情境，将元素周期表和元素周期律与实际问题结合起来进行考查。
复习目标：
1.掌握元素周期律的实质；了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。
2.了解金属、非金属元素在元素周期表中的位置及其性质递变规律。
3.认识元素性质与元素在周期表中位置的关系，体会元素周期律(表)在学习元素化合物知识和科学研究中的
重要作用。
4.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。
5.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈现周期
性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
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考点一 元素周期表
知识点1 元素周期表的结构
1．编排原则
（1）周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。
（2）族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。
2．元素周期表的结构
（1）结构
（2）周期(7 个横行，7 个周期)
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
周期类别
短周期
长周期
本周期元素种数
2
8
8
18
18
32
32
本周期稀有气体原子序数
2
10
18
36
54
86
118
（3）族(18 个纵列，16 个族)
族序数
ⅠA、ⅡA
ⅢB～Ⅷ
ⅠB、ⅡB
ⅢA～ⅦA
0
纵列序数
1、2
3～10
11、12
13～17
18
价电子通
式
ns1、ns2
(n－1)d1～9ns1 或2
(n－1)d10ns1、(n－1)d10ns2
ns2np1～5
ns2np6
族类别
主族
副族
主族
0 族
【特别提醒】
①碱金属元素位于ⅠA 族，氢元素不属于碱金属元素。
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②元素周期表中第18 列是0 族，不是ⅧA 族，第8、9、10 三列是Ⅷ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ⅢB 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。
（4）分区
①按价层电子排布分区(一)
说明：各区价层电子排布特点
分区
元素分布
价层电子排布
元素性质特点
s 区
ⅠA 族、ⅡA 族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素
p 区
ⅢA 族～ⅦA 族、0 族
ns2np1～6(He 除外)
最外层电子参与反应(0 族元素一般不考虑)
d 区
ⅢB 族～Ⅷ族(镧系、锕系除
外)
(n－1)d1～9 ns1～2
(Pd 除外)
d 轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds 区
ⅠB 族、ⅡB 族
(n－1)d10 ns1～2
金属元素
f 区
镧系、锕系
(n－2)f0～14
(n－1)d0～2ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性
质相近
②根据元素的金属性与非金属性分区(二)
说明：a.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)。
b.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。
c.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。
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【特别提醒】元素周期表中的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中从ⅢB 族到ⅡB 族10 个纵列元素，都是金属元素。
②镧系：元素周期表第6 周期第ⅢB 族中，57 号元素镧到71 号元素镥共15 种元素。
③锕系：元素周期表第7 周期第ⅢB 族中，89 号元素锕到103 号元素铹共15 种元素。
④超铀元素：在锕系元素中，92 号元素铀(U)以后的各种元素。
知识点2 元素周期表的应用
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线索。
2.寻找新材料
3.用于工农业生产
对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。
考向1 元素周期表的结构
例1 （24-25 高三·黑龙江嫩江县高级中学·期末）长式周期表共有18 个纵列，从左到右排为1～18 列，即
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9 列元素中没有非金属元素
B.只有第2 列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第四周期第9 列元素是铁元素
D.第10、11 列为ds 区
【答案】A
【解析】第9 列元素是第Ⅷ族元素，都是金属元素，没有非金属元素，A 项正确；第2 列元素原子的最外
层电子排布式为ns2，此外He 的核外电子排布式是1s2，B 项错误；第四周期第9 列元素是Co 元素，C 项
错误；第11、12 列元素为ds 区，D 项错误。
【变式训练1】（24-25 高三上·吉林省长春市第二中学·期中）镓、锗是战略性物质，主要应用于光电子、
通信等。下列说法错误的是( )
A.镓、锗单质均能导电
B.镓、锗均属于副族元素
C.镓、锗处于同一周期
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D.镓、锗单质均能被氧化
【答案】B
【解析】A.镓、锗属于金属，具有导电性，A 项正确；B.镓、锗分别为第ⅢA 族、第ⅣA 族元素，均属于
主族元素，B 项错误；C.镓、锗均在第四周期，C 项正确；D.镓、锗均能与氧气反应生成相应氧化物，D
项正确。
【变式训练2】（2025·辽宁省沈阳铁路实验中学·一模）下列各表中数字(表示原子序数)所表示的元素与它
们所在元素周期表中位置相符的一组是( )
【答案】D
【解析】A 项，第ⅠA 族元素中，第一周期是1 号元素H，第二周期是3 号元素Li，不相符；B 项，5 号
元素是B，其为第二周期ⅢA 族元素，第三周期ⅢA 族元素为13 号Al 元素，不相符；C 项，4 号元素是
Be，它是第二周期ⅡA 族元素，与其同主族的第三周期元素是12 号元素Mg，不相符；D 项，8 号元素O
是第二周期ⅥA 族元素，与它同主族的第三周期元素是16 号元素S，与S 同周期的17 号元素为Cl、18 号
元素为Ar，与Ar 同族的第一周期0 族元素为He，这几种元素的相对位置都正确，相符。
考向2 考查元素周期表的应用
例2 （24-25 高三上·吉林省四平一中·期中）元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应
用错误的是( )
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以寻找合适的超导材料、磁性材料
D.可以预测未知元素的结构和性质
【答案】B
【解析】A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料，故A 正确；B.可以在过渡元素区域寻找
优良的催化剂材料，故B 错误；C.利用元素周期表可以寻找合适的超导材料、磁性材料，故C 正确；D.根
据元素周期律，可以预测未知元素的结构和性质，故D 正确。
【变式训练1】（24-25 高三上·辽宁省东港一中·期中）某元素基态原子的价层电子排布为3d74s2，该元素
在周期表中的位置及分区是( )
A.第三周期，第ⅡB 族，ds 区
B.第四周期，第ⅡB 族，d 区
C.第三周期，第ⅦA 族，s 区
D.第四周期，第Ⅷ族，d 区
【答案】D
【解析】某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素是27 号元素Co，该元素在周期表中的位置是第
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四周期第Ⅷ族，分区为d 区。
【变式训练2·变考法】（2025·内蒙古包头·一模）150 多年里，科学家根据元素间的规律创造了各式各样
的元素周期表。以下为螺旋式元素周期表的部分结构，下列说法正确的是( )
A.由于非金属性：②>⑤，因此②的简单氢化物的熔、沸点与热稳定性均高于⑤
B.⑧的单质与化合物广泛应用于半导体工业
C.③的单质不能通过置换反应得到①的单质
D.③④⑤⑥元素的原子半径依次减小，形成的简单阴阳离子半径依次增大
【解析】B
【解析】由螺旋式元素周期表的部分结构可知，同一圆圈沿顺时针原子序数逐渐增大，纵向位于同一主族，
则①～⑧分别为C、O、Mg、Al、S、Cl、Ar、Ge，A.氢化物的熔、沸点与非金属性无关，与相对分子质
量和氢键有关，故A 错误；B.Ge 位于金属与非金属分界线附近，是良好的半导体材料，Ge 的单质与化合
物广泛应用于半导体工业，故B 正确；C.镁和二氧化碳反应生成碳单质，故C 错误；D.离子半径大小：S2-
>Cl->Mg2+>Al3+，故D 错误。
考点二 元素周期律
知识点1 元素周期律
1．内容和实质：
（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．主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原
子
结
构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小(稀有气体元素除外)
逐渐增大
离子半径
阳离子半径逐渐减小，阴离子半径逐渐减
小，r(阴离子)>r(阳离子)
逐渐增大
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)(H 显－1 价)
相同，最高正化合价＝主族序数
(O、F 除外)
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元素的金属
性、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
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
气态氢化物的
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
3．元素金属性和非金属性强弱的判断
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，金属性逐渐减弱(其中Pb>Sn)
非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S 的顺序，非金属性逐渐减弱
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
氧化性
金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越强
还原性
非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应单质的非金属性越强
知识点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：I1，单位：kJ·mol
－ 1 。
2．电离能的变化规律
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 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．电离能的应用
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。
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知识点3 电负性
1．电负性的定义：元素的原子吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子吸引键合电子
的能力越强。
2．电负性的标准：以最活泼的非金属元素氟的电负性为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．电负性的变化规律
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。
②在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变
小。
4．电负性的应用
①判断元素金属性与非金属性的强弱：金属元素的电负性一般小于1.8，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一般大于1.8，非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
②判断元素在化合物中的价态：电负性大的元素易呈现负价；电负性小的元素易呈现正价。
③判断化学键类型：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键；电负性差值小的元素原子
之间形成的化学键主要是共价键。
考向1 考查金属性和非金属性强弱
例1 （24-25 高三·辽宁省营口市高级中学·期末）甲、乙两种非金属元素：①甲比乙容易与氢气化合；②
甲原子能与乙的阴离子发生置换反应；③甲的最高价氧化物对应的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的
水化物酸性强；④与某金属反应时，甲原子得电子数目比乙的多；⑤甲的单质熔、沸点比乙的低。能说明
甲比乙的非金属性强的是( )
A.只有④
B.只有⑤
C.
①②③
D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】元素非金属性强弱与原子得电子数多少无关，得电子数目多并不一定非金属性强，如非金属性
Cl>S；熔、沸点是物理性质，不是判断元素非金属性强弱的依据。因此，④⑤不能说明甲比乙的非金属性
强。
思维建模 判断元素金属性、非金属性强弱的思维建模
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
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
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属性
②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，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
【变式训练1】（24-25 高三上·吉林·期中）以下进行元素性质比较的方案中可行的是( )
A.铁投入CuSO4溶液中能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，可以比较Fe 与Na 的金属性强弱
B.H2SO3的酸性比H2CO3强，可以比较S 与C 的非金属性强弱
C.Cl2和S 分别与铁反应，可以比较Cl 与S 的非金属性强弱
D.向MgCl2溶液和AlCl3溶液中分别通入NH3，可以比较Mg 与Al 的金属性强弱
【答案】C
【解析】A.铁投入CuSO4 溶液中，发生置换反应生成铜，钠投入CuSO4 溶液中，Na 先和水反应生成
NaOH，NaOH 再和CuSO4反应生成氢氧化铜沉淀，钠不能置换出铜，这两个反应说明Na、Fe 都比Cu 活
泼，但不能比较钠与铁的金属性强弱，故A 错误；B.H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强，但亚硫酸不是S 的
最高价含氧酸，则不能说明S 的非金属性比C 强，故B 错误；C.氯气和铁反应生成氯化铁，硫和铁反应生
成硫化亚铁，说明氯气的氧化性比硫强，故C 正确；D.氯化镁或氯化铝通入氨气都生成沉淀，不能比较金
属性强弱，故D 错误。
【变式训练2】（24-25 高三·内蒙包头北重三中·期末）下列实验所涉及的操作或叙述正确的是( )
选项
实验
操作或叙述
A
探究C 和Si 的非金属性强弱
用湿润的pH 试纸分别测定Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液的pH
B
探究S 和P 的非金属性强弱
将质量和颗粒大小相同的铁粒，分别投入质量分数均为98%的硫
酸和磷酸中
C
探究Na 和K 的金属性强弱
将切割剩余的金属钠、钾放回试剂瓶
D
探究Mg 和Al 的金属性强弱
利用Al2(SO4)3溶液与过量NaOH 溶液反应制备Al(OH)3
【答案】C
【解析】选C。A.不能用湿润的pH 试纸测量溶液的pH，且应该测量等浓度的溶液的pH，故A 错误；B.A.
不能用湿润的pH 试纸测量溶液的pH，且应该测量等浓度的溶液的pH，故A 错误；B.常温下，铁遇到浓
硫酸会钝化，故B 错误；C.金属Na 和K 容易与空气中的氧气以及水蒸气发生反应，为防止其氧化变质，
用小刀切割金属钠、钾后，剩余的钠、钾应及时放回煤油中保存，故C 正确；D.Al2(SO4)3 溶液与过量
NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠，不会生成氢氧化铝沉淀，故D 错误。
考向2 考查电离能、电负性递变规律
例2（2025·吉林·一模）下表列出了某短周期元素R 的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－
1)。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
下列关于元素R 的判断中一定正确的是( )
A.R 的最高正价为＋3 价
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B.R 元素位于元素周期表中第ⅡB 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1s22s2
【答案】C
【解析】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最大，故最外层有2 个电子，最高正
价为＋2 价，位于第ⅡA 族，可能为Be 或Mg 元素，故A、B、D 错误；短周期第ⅡA 族(ns2np0)的元素，
因ns 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，C 正确。
【变式训练1】（24-25 高三上·辽宁省鞍山·期中）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
【答案】A
【解析】F 原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F 键不稳定，因此F—F 键的键能小
于Cl—Cl 键的键能，与电负性无关，A 符合题意；氟的电负性大于氯的电负性。F—C 键的极性大于Cl—
C 键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出
氢离子，酸性更强，B 不符合题意；氟的电负性大于氯的电负性，F—H 键的极性大于Cl—H 键的极性，
导致HF 分子极性强于HCl，C 不符合题意；氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与
另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在(HF)2，D 不符合题意。
【变式训练2】（24-25 高三·黑龙江哈尔滨市第五中学·期末）我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现，
月壤中存在一种含“水”矿物Ca5(PO4)3(OH)。下列说法正确的是( )
A.电离能大小：I1(Na)＜I1(Mg)
B.电负性大小：χ(O)＜χ(P)
C.半径大小：r(O2－)＜r(Na＋)
D.碱性强弱：Ca(OH)2＜Mg(OH)2
【答案】A
【解析】同周期从左往右，第一电离能逐渐增大即I1(Na)＜I1(Mg)，A 项正确；同周期从左往右电负性增强，
而同族从上往下电负性减弱即O>S>P，所以电负性大小：χ(O)>χ(P)，B 项错误；离子半径：电子层相同时，
核电荷数越多半径小，即r(O2－)>r(Na＋)，C 项错误；同主族元素，从上往下金属性增强，最高价氧化物的
水化物碱性增强，即Ca(OH)2>Mg(OH)2，D 项错误。
考点三 综合应用
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知识点1 元素周期表中的规律
1．原子序数规律
（1）同主族、邻周期元素的原子序数差
元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA 族)
同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的
元素种类数目
元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA 族)
同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的
元素种类数目
（2）同周期第ⅡA 族和第ⅢA 族元素原子序数差
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数差
无
1
1
11
11
25
25
2．元素化合价规律
（1）主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数)，但要注意F 无正价，O 一般
不显正价。
（2）只有非金属元素才有负价，非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。
（3）若某原子的最外层电子数为奇数(m)，则正常化合价为奇数，从+1 价到+m 价，若出现偶数则为非正
常化合价，其氧化物为不成盐氧化物，如NO、NO2。
（4）若某原子的最外层电子数为偶数(n)，则元素的正常化合价为一系列偶数，例如S
-2
、S
+ 4
、S
+6
。
3．对角线规律
金属与非金属分界线对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3 周期（如Li 和
Mg、Be 和Al、B 和Si）。
4．相似规律
（1）相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不大，俗称相邻相似规律；
（2）同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。
（3）对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向（
），对角相邻的两主族元素（都是金属或非金
属）性质（金属性或非金属性）相近．②元素周期表中左上右下（
）相邻的两金属元素的离子半径相
近．
5．递变规律
（1）同周期递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增多，原子半径
逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐
渐增强。
（2）同主族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增多，原子半径逐渐
增大，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减
弱。
知识点2 元素位构性的关系
1．元素“位构性”综合关系
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
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的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。
2．位构性的推断关系
（1）结构与位置的互推
①明确四个关系式
a．电子层数＝周期序数。
b．质子数＝原子序数。
c．最外层电子数＝主族序数。
d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。
最低负价＝－|8－最外层电子数|。
②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律
a．各周期所能容纳元素种数。
b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。
c．同族上下相邻元素原子序数的关系。
（2）性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，
根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：
①元素的金属性、非金属性。
②气态氢化物的稳定性。
③最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
④金属与H2O 或酸反应的难易程度。
（3）结构和性质的互推
①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要因素。
②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
3．元素推断的一般思路
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4．推断题要点总结
（1）结构与位置互推是解题的核心
①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.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熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律
a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期
表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。
（2）熟记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、Na2O2、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 考查半径大小比较
例1（24-25 高三上·黑龙江牡丹江市第二中学·期中）下列粒子半径大小的比较正确的是( )
A.Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－
B.S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C.Na<Mg<Al<S
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D.Cs<Rb<K<Na
【答案】B
【解析】A 项中的离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大，离子半径越小，故A 项错误；B 项中S2
－和Cl－的电子层数比Na＋和Al3＋大，再根据核外电子排布相同的离子的半径比较规律可知，B 项正确；C
项都是同周期主族元素的原子，核电荷数越大，半径越小，故C 项错误；D 项是同主族元素原子，核电荷
数越大，半径越大，故D 项错误。
思维建模 微粒半径大小比较的思维建模
类别
微粒半径的变化
举例
同周期(除0 族外)
随原子序数的递增，半径由大到
小
Al<Mg<Na
同主族
随原子序数的递增，原子半径、
离子半径由小到大
Li<Na<K；Li＋<Na＋<K＋
具有相同核外电子排布的微粒
核电荷数越大，微粒的半径越小
Al3＋<Mg2＋<Na＋<F－<O2－
同种元素形成的微粒
阳离子<原子<阴离子，价态越
高，微粒的半径越小
H＋<H<H－；Fe3＋<Fe2＋<Fe
【变式训练1】（24-25 高三·吉林省舒兰市第一中学·期末）下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正
确的是( )
①基态X 的原子结构示意图：
②基态Y 的价层电子排布式：3s23p5
③基态Z2－的轨道表示式：
W
④
基态原子有2 个能层，电子式为
A.
>
>
>
①②③④
B.
>
>
>
③④①②
C.
>
>
>
③①②④
D.
>
>
>
①②④③
【答案】C
【解析】由题意可知：X、Y、Z2－、W 分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F 粒子半径大小顺序为r(S2
－)>r(S)>r(Cl)>r(F)，故C 项正确。
【变式训练2】（2025·辽宁抚顺·一模）已知短周期元素的四种离子A
2+、B+、C
3-、D-具有相同的电子层
结构，则下列叙述正确的是( )
A.原子序数：D>C>B>A
B.原子半径：B>A>C>D
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C.离子半径：C
3->D->A
2+>B+
D.氧化性：A
2+>B+，还原性：C
3-<D-
【答案】B
【解析】A
2+、B+、C
3-、D-具有相同电子层结构，则A、B 在下一周期，为金属元素，且原子序数：
A>B，C、D 在上一周期，为非金属元素，且原子序数：D>C。由电子层数越多的原子序数越大，同周期
从左向右原子序数增大，所以原子序数为A>B>D>C，故A 错误；电子层数越多，半径越大，同周期原子
序数越大，半径越小，则原子半径为B>A>C>D，故B 正确；具有相同电子层结构的离子，原子序数大的
离子半径小，原子序数为A>B>D>C，则离子半径为C
3->D->B+>A
2+，故C 错误；金属性越强，其阳离子
的氧化性越弱，金属性为B>A，则氧化性：A
2+>B+，非金属性：C<D，则还原性：C
3->D-，故D 错误。
考向2 考查位构性的综合应用
例2（2025·黑龙江牡丹江·二模）已知S、Cl、Se、Br 在元素周期表中的位置如图所示。下列对事实解释正
确的是( )
选项
事实
解释
A
常温下，Cl2为气体，Br2为液体
键能：Cl2>Br2
B
BrCl 中Br 显正价
电负性：Cl>Br
C
原子半径：S>Cl
最外层电子数：S<Cl
D
稳定性：H2S>H2Se
H2S 中有氢键
【答案】B
【解析】本题考查的是位构性的相关知识点；硫和氯同周期，硒和溴同周期；硫和硒同主族，氯和溴同主
族；A.常温下，Cl2是气体，Br2是液体，可以得到Br2的沸点高，与键能无关，A 错误；B.BrCl 中Br 显正
价，说明Br 和Cl 间共用电子对向Cl 偏移，Cl 对键合电子的吸引力大，电负性大，B 正确；C.S 和Cl 电子
层数相同，核电荷数Cl 大，对核外电子吸引力Cl 大，半径小，故半径：S 大于Cl，C 错误；D.硫的非金
属性强于硒，故稳定性硫化氢强于硒化氢，与氢键无关，D 错误。
思维建模 位构性综合应用思维建模
1.依据物质结构式(原子的成键方式)推断元素
短周期元素
H
F、
Cl
C、Si
N、P
O、S
B
族
ⅠA
ⅦA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅢA
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成键方式
—X
2.依据元素周期表中的位置推断元素
元素特征
推断元素
族序数等于周期数的短周期元素
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 倍的短周期元素
Li
周期数是族序数3 倍的短周期元素
Na
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
(3)依据元素及其化合物的性质推断元素
【变式训练1 】（2025· 辽宁东港· 一模）侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR ＋YW3 ＋XZ2 ＋
W2Z===QWXZ3＋YW4R，其中W、X、Y、Z、Q、R 分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
物质特性
推断元素
形成化合物种类最多的元素；单质是自然界中硬度最大的物质的元素；简单气态氢
化物中氢的质量分数最大的元素
C
空气中含量最多的元素；氢化物的水溶液呈碱性的元素
N
地壳中含量最多的元素；简单氢化物的沸点最高的元素；简单氢化物在通常情况下
呈液态的元素
O
最活泼的金属元素；最高价氧化物对应水化物碱性最强的元素；阳离子的氧化性最
弱的元素(放射性元素除外)
Cs
单质最易着火的非金属元素
P
焰色呈黄色的元素
Na
焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)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反应的元素
S
常见的存在几种单质的元素
C、O、P、S
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A．原子半径：W<X<Y
B．第一电离能：X<Y<Z
C．单质沸点：Z<R<Q
D．电负性：W<Q<R
【答案】C
【解析】侯氏制碱法主反应的化学方程式为NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3＋NH4Cl，故可推出W、
X、Y、Z、Q、R 分别为H 元素、C 元素、N 元素、O 元素、Na 元素、Cl 元素。电子层数越多，原子半径
越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径：H<N<C，故A 错误；同周期元素从
左到右，第一电离能呈增大趋势，ⅡA 族、ⅤA 族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的，则第一电离
能：C<O<N，故B 错误；O2(O3)、Cl2为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，二者在常温下均为气
体，Na 在常温下为固体，则沸点：O2(O3)<Cl2<Na，故C 正确；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，
同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：Na<H<Cl，故D 错误。
【变式训练2】（2025·吉林梅河口·二模）前四周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是地
壳中含量最多的元素，Y 原子最外层只有1 个电子，基态Z 原子的3s 和3p 轨道上电子数相同，Y 与W 同
主族。下列说法错误的是( )
A．原子半径：r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)
B．X 的第一电离能比同周期相邻元素的小
C．Y 的最高价氧化物对应水化物的碱性比W 的强
D．Z 单质形成的晶体属于共价晶体
【答案】C
【解析】前四周期主族元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，则X 为O
元素；基态Z 原子的3s 和3p 轨道上电子数相同，则基态Z 原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p2，Z 为Si 元
素；Y 原子最外层只有1 个电子，且Y 的原子序数比X 大，比Z 小，则Y 为Na 元素；Y 与W 同主族，则
W 为K 元素，综上所述，X、Y、Z、W 依次为O、Na、Si、K 元素。同周期主族元素从左到右，原子半径
逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径：K>Na>Si>O，故A 正确；同周期主族元
素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但N 的2p 轨道处于半充满稳定状态，所以N 的第一电离能大于O
的，因此O 的第一电离能比相邻的N、F 小，故B 正确；金属性越强，元素最高价氧化物对应的水化物碱
性越强，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，K 的金属性强于Na 的，所以Na 的最高价氧化物对应水
化物的碱性比K 的弱，故C 错误；Si 单质形成的晶体属于共价晶体，故D 正确。
【变式训练3】（2025·黑龙江·二模）某饲料添加剂的结构如下图所示，M、X、Y、Z、W 是前四周期元
素，原子序数递增。X、Y、Z 处于同一周期，X 基态原子各能级电子数相同，W 基态原子价电子排布式为
3d104s2。下列说法错误的是( )
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A．W 元素位于元素周期表的ds 区
B．由M、X、Y、Z 四种元素组成的共价化合物有多种
C．M3Z＋、YM3两种微粒的空间结构相同
D．同周期基态原子中，第一电离能大于Z 的元素共有2 种
【答案】D
【解析】M、X、Y、Z、W 是前四周期元素，原子序数递增。X、Y、Z 处于同一周期，X 基态原子各能级
电子数相同，故X 为碳，Z 形成2 个共价键，故Z 为氧，Y 为氮；W 基态原子价电子排布式为3d104s2，故
W 为锌；M 原子只形成1 个共价键且在五种元素中原子序数最小，故M 为氢。基态Zn 原子的价电子排布
式为3d104s2，位于元素周期表的ds 区，A 正确；由H、C、N、O 四种元素组成的共价化合物可以是多种氨
基酸，B 正确；H3O＋的中心O 原子的价电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，故H3O＋的空间结构为三角
锥形；NH3的中心N 原子的价电子对数为3＋＝4，孤电子对数为1，故NH3的空间结构为三角锥形，C 正
确；同周期元素从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但N 的2p 轨道为半充满稳定状态，第一电离
能大于同周期相邻元素，故同周期基态原子中，第一电离能大于O 的元素共有N、F、Ne 3 种，D 错误。
1. （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；
甲为NH4OCN，NH4
+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；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
键、1 个π 键，
键与π 键的数目比为7：1，故C 错误； 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，
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
键，即
键电子对数为3，无孤对电子，C 原子采取sp2杂化，故D 正确；故选
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D。
2.（2024·甲卷）W、X、Y、Z 为原子序数依次增大
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：
C.气态氢化物的稳定性：
D.原子半径：
【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。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；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；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；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。
3.（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Y 的化合物为极性分子
B. 第一电离能
C. Q 的氧化物是两性氧化物
D. 该阴离子中含有配位键
【答案】B
【解析】W、X、Y、Z、Q 是核电荷数依次增大的短周期元素，W 形成1 条单键且核电荷数最小，W 为
H，X 形成4 条键，核电荷数大于H，且小于其他三种元素，X 为C，Y 形成2 条单键，核电荷数大于C，
Y 为O，W、Y 原子序数之和等于Z，Z 为F，Y 原子价电子数为Q 原子价电子数的2 倍，Q 为Al。W 与X
的化合物不一定为极性分子，如H2O 是极性分子，A 正确；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F>O>C，B 错误；Q 为Al，Al2O3为两性氧化物，C 正确；该阴离子中L 与Q 之间形成配位
键，D 正确；故选B。
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4. （2022·辽宁卷）下列符号表征或说法正确的是
A.
电离：
B.
位于元素周期表p 区
C.
空间结构：平面三角形
D.
电子式：
【答案】C
【解析】
是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为
，A 错误；基态
原子的价电子排布式是
，最后一个电子填充在s 能级，位于元素周期表s 区，B 错误；
中心碳原
子的价层电子对数为
，故其空间结构为平面三角形，C 正确；
是离
子化合物，电子式为
，D 错误；故选C。
5. （2022·辽宁卷）短周期元素X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大。基态X、Z、Q 原子均有两个单电子，
W 简单离子在同周期离子中半径最小，Q 与Z 同主族。下列说法错误的是
A. X 能与多种元素形成共价键
B. 简单氢化物沸点：
C. 第一电离能：
D. 电负性：
【答案】B
【解析】短周期元素X、Y、Z、W、Q 原子序数依次增大，W 简单离子在同周期离子中半径最小，说明
W 为第三周期元素Al。短周期元素的基态原子中有两个单电子，可分类讨论：①为第二周期元素时，最外
层电子排布为2s22p2或2s22p4，即C 或O；②为第三周期元素时，最外层电子排布为3s23p2或3s23p4，即Si
或S。Q 与Z 同主族，结合原子序数大小关系可知，则X、Z、Q 分别为C、O 和S，则Y 为N。X 为C，
能与多种元素(H、O、N、P、S 等)形成共价键，A 正确；Z 和Q 形成的简单氢化物为H2O 和H2S，由于
H2O 分子间能形成氢键，故H2O 沸点高于H2S，B 错误；Y 为N，Z 为O，N 的最外层p 轨道电子为半充满
结构，比较稳定，故其第一电离能比O 大，C 正确；W 为Al，Z 为O，O 的电负性更大，D 正确；故选
B。
6．（2021·辽宁卷）某多孔储氢材料前驱体结构如图，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。下列说法正确的是
A．氢化物沸点：
B．原子半径：
C．第一电离能：
D．阴、阳离子中均有配位键
【答案】D
【解析】由题干信息可知，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，故Z 为C 或者
O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y 周围形成了4 个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z 五种元素
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原子序数依次增大，故Y 为N，故Z 为O，M 只形成一个单键，M 为H，X 为C，则W 为B，据此分析解
题。由分析可知，X、Y 的氢化物分别为：CH4和NH3，由于NH3存在分子间氢键，故氢化物沸点：
，A 错误；根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小，同一主族从上往下依次增大，故原子半
径：
，B 错误；根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA 与IIIA，VA 与VIA
反常，故第一电离能：
，C 错误；由于阳离子中的Y 原子是N 原子，形成了类似于铵根离子的
阳离子，故存在配位键，阴离子中的W 为B，最外层上只有3 个电子，能形成3 个共价键，现在形成了4
个共价键，故还有一个配位键，D 正确；故选D。
23
