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第17 讲 元素周期律 元素周期表
目录
考情分析
网络构建
考点一 元素周期表
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 元素周期表的结构
知识点2 周期表的应用
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查元素周期表的结构
考向2 考查元素周期表的应用
考点二 元素周期律
【夯基·必备基础知识梳理】
知识点
1 元素周期律
知识点2 电离能
知识点3 电负性
知识点4 元素周期表中的有关规律
知识点5 元素位—构—性的关系
【提升·必考题型归纳】
考向1 考查金属性和非金属性相关的递变
规律
考向2 考查原子半径、离子半径相关的递
变规律
考向3 考查第一电离能、电负性相关的递
变规律
考点4 考查位、构、性关系的综合推断
真题感悟
考点要
求
考题统计
考情分析
元素周
期表
2023 浙江1 月卷2 题，2
分
2022 湖南卷2 题，3 分
2021 辽宁卷7 题，3 分
分析近三年全国卷高考试题，高考命题在本讲有以下规律：
1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题呈现，考查内容
主要有以下几个方面：
(1)运用元素周期律知识判断元素的金属性、非金属性强弱或比
较微粒的半径大小，比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性的
强弱比较第一电离能、电负性大小等。
(2)根据原子核外电子排布判断元素种类、化学键类型、化合物
类型。
2.从命题思路上看，主要以选择题的形式，利用“位－构－性”
的关系考查元素、物质的推断，化学键类型和化合物类型，结
合元素周期律比较元素的金属性、非金属性强弱或比较微粒的
元素周
期律
2023 全国乙卷10 题，6 分
2022 海南卷11 题，2 分
2021 全国甲卷11 题，6 分
1
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半径大小，比较最高价氧化物对应水化物的酸碱性的强弱、气
态氢化物的稳定性，比较第一电离能、电负性大小等。
3.根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：
(1)以元素周期表的结构和元素周期律的递变规律为考
查对象的试题，或对一组元素加以比较或对一种元素进行多方
面分析，具有一定的综合性。在解答该类试题时先确定该元素
在元素周期表中的位置，然后根据该族元素性质的递变规律进
行推测判断。
(2)稳打双基，归纳总结原子结构及核外电子排布特性，系统整
合元素推断的突破口，规范化学术语的书写(如原子或离子结构
示意图的书写、电子式的书写、元素在周期表中的位置)等。
考点一 元素周期表
知识点1 元素周期表的结构
1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子
数＝核外电子数。
2.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。
3.元素周期表的结构
2
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1)结构
(1)周期(7 个横行，7 个周期)
短周期
长周期
周期序数
一
二
三
四
五
六
七
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
(2)族(18 个纵列，16 个族)
主族
列
1
2
13
14
15
16
17
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
副族
列
3
4
5
6
7
11
12
族
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
Ⅷ族
第8、9、10 列，共3 个纵列
0 族
第18 纵列
【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。
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,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)分区
①周期表的分区(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
________
________
除氢外都是活泼金属元
3
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素
p 区
ⅢA 族～ⅦA 族、0 族
________ (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
________
(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周期表的分区(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：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。
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。
(4)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 周期表的应用
1.根据元素周期表中的位置寻找未知元素
2.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；再如：已知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，AgAt 不溶于水等。
3.启发人们在一定区域内寻找新物质
4
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①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga 等。
②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As 等。
③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd 等。
考向1 考查元素周期表的结构
例1.（2023·天津河西·统考二模）已知：用中子轰击
原子的核反应：
。下列说法正
确的是
A．X 是金属元素
B．Y 位于ⅠA 族
C．
和
互为同素异形体
D．
位于元素周期表的d 区
【变式训练】（2023·重庆·重庆南开中学校考三模）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
考向2 考查元素周期律、周期表的应用
例2.下列关于元素周期表应用的说法正确的是
A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
B．在金属与非金属的交界处，寻找可做催化剂的合金材料
C．在IA、IIA 族元素中，寻找制造农药的主要元素
D．在过渡元素中，可以找到半导体材料
【变式训练】下列关于元素周期表应用的说法正确的是（ ）
A．在过渡元素中，可以找到半导体材料
B．在元素周期表金属和非金属分界线附近可以寻找优良的催化剂
C．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
D．在金属与非金属的交界处，寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料
考点二 元素周期律
知识点
1 元素周期律
1.内容：元素的性质随着________的递增而呈周期性变化。
2.实质：元素性质的周期性变化是________________周期性变化的必然结果。
3. 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
核电荷数
逐渐________
逐渐________
5
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子
结
构
电子层数
________
逐渐________
原子半径
逐渐________
逐渐________
离子半径
阳离子逐渐________
阴离子逐渐________
r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐________
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________
非金属性逐渐________
金属性逐渐________
非金属性逐渐________
第一电离能
有逐渐________的趋势
逐渐________
电负性
逐渐________
逐渐________
离子的氧化性、还原
性
阳离子氧化性逐渐________
阴离子还原性逐渐________
阳离子氧化性逐渐________
阴离子还原性逐渐________
气态氢化物的稳定性
逐渐________
逐渐________
最高价氧化物对应的
水化物的酸碱性
碱性逐渐________
酸性逐渐________
碱性逐渐________
酸性逐渐________
4.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
三表
元素周期表：金属性“右弱左________，上弱下________，右上弱左下
________”；非金属性“左________右强，下________上强，左下________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________ (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________
三反应
置换反应：强的置换________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________
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________
氧化性
金属离子的氧化性越弱，对应单质的金属性越________
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________
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________。符号：
________，单位：________。
(2)规律
①同周期：第一种元素的第一电离能________，最后一种元素的第一电离能________，从左到右总体呈现
6
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________的变化趋势。
【易错提醒】与元素金属性、非金属性变化规律并不完全一致，如同一周期，随原子序数的递增，元素金
属性减弱，非金属性增强，第一电离能增大，但金属性Mg>Al，本来第一电离能应该是Al>Mg，但实际是
Mg>Al，非金属性N<O，但第一电离能N>O。
②同族元素：从上到下第一电离能________。
③同种原子：逐级电离能越来越________ (即I1<I2<I3…)。
知识点3 电负性
(1)含义：元素的原子________能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子________的能力越强。
(2)标准：以最活泼的非金属元素氟的电负性为________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)变化规律
金属元素的电负性一般________1.8，非金属元素的电负性一般________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。
在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐________，同主族从上到下，元素的电负性逐渐
________。
知识点4 元素周期表中的有关规律
1、原子序数规律
(1)同主族、
周期元素的原子序数差
邻
元素周期表中左
元素
侧
(ⅠA、ⅡA 族)
同主族相
两元素中，
邻
Z(下)＝Z(上)＋上一周期
元素所在周期的元素种
数目
类
元素周期表中右
元素
侧
(ⅢA～ⅦA 族)
同主族相
两元素中，
邻
Z(下)＝Z(上)＋下一周期
元素所在周期的元素种
数目
类
(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、微粒半径大小比较的一般规律
(1)同周期(除0 族外)，随原子序数的递增,原子半径由大到小，如Na>Mg>Al；
(2)同主族，随原子序数的递增,原子半径、离子半径由小到大，如Li<Na<K;Li+<Na+<K+；
(3)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（阴前阳下，径小序大），如
7
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Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-；
(4)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，如H+<H<H-;Fe3+<Fe2+<Fe。
4、元素种类判断规律
（1）周期元素种类：设n 为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为
；偶数周期为
。如第3 周期为
种，第4 周期为
种。
（2）族“m-2” 非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝（族序数－2）的绝对值
5、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）。
6、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．
7、递变规律：
（1）同周递变：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。
（3）三角递变；所谓“三角递变”，即A、B 处于同周期，A、C 处于同主族的位置，可排列出三者原子
结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C 若为非
金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氧化性B>A>C 等。
8、“
m
n 定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：
①
m
n ＜1 时为金属，
m
n 值越小，金属性越强；
②
m
n ＞1 时是非金属，
m
n 越大非金属性越强；
③
m
n ＝1 时多为两性元素
知识点5 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
的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。
8
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2．三者的推断关系
(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.应用——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 考查金属性和非金属性相关的递变规律
例1．（2023·福建泉州·统考模拟预测）下列实验所涉及的操作或叙述正确的是
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
10
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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
【变式训练】（2023 秋·吉林长春·高三校考期末）下列各组元素，金属性或非金属性强弱比较正确的是
A．金属性：Na＞K
B．非金属性:O＞S
C．金属性：Mg＜Al
D．非金属性：F＜Cl
考向2 考查原子半径、离子半径相关的递变规律
例4．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
D．Cs＜Rb＜K＜Na
【变式训练】下列粒子半径大小比较正确的是
A．Mg＞Na＞Li
B．P＞S＞O
C．Na+＜Mg2+＜Al3+
D．O2－＜F－＜Cl－
考向3 考查第一电离能、电负性相关的递变规律
6．（2023·湖南岳阳·统考二模）
常用作沉淀滴定分析试剂。X 是原子半径最小的元素，Y 的
基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Z 元素的电负性仅次于氟元素，W 原子电子总数与Z 原子的
最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．简单氢化物的稳定性：
B．电负性：
C．第一电离能：
D．Y 原子核外电子有7 种空间运动状态
【变式训练】（2023 春·广东·高三校联考开学考试）绿柱石(
)是一种重要的矿物。X、Y、Z、W
为短周期元素，原子序数依次增加，且价电子数和为15，X、Z、W 处于相邻的主族，
和
的电荷与
半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法正确的是
A．第一电离能：Z<W，第二电离能：Z>W
B．原子半径：Z>W>Y>X
C．XY 是碱性氧化物，
是酸性氧化物
D．已知W、Y 都可与氢气生成氢化物，电负性Y>W>H
考点4 考查位、构、性关系的综合推断
例4.（2023·福建莆田·统考模拟预测）X、Y、Z、W 为原子半径依次减小的短周期主族元素。Z、W 为同
周期元素，X、Y 的最外层电子数之和等于W 的最外层电子数，Z 的核外电子总数等于Y 的最外层电子数，
Y 的单质常温下为黄色固体且可用于处理泄漏的水银。下列说法正确的是
A．简单离子半径：X＞Y
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B．最简单氢化物的沸点
C．Z 的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．
的空间结构为直线形
【变式训练】（2023·四川成都·校联考三模）X、Y、Z、W 是原子序数依次递增的短周期主族元素，其最
外层电子数之和为21。其中X、W 同族，Y、Z 相邻，W 与X、Y、Z 位于不同周期。下列说法正确的是
A．原子半径：W > X > Y > Z
B．简单氢化物的沸点：Y < Z
C．最高价含氧酸的酸性：Z > W
D．X、Y、W 在自然界中均存在游离态
1．（2023·浙江·高考真题）硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是
A．
元素位于周期表p 区
B．硫酸铜属于强电解质
C．硫酸铜溶液呈酸性
D．硫酸铜能使蛋白质变性
2．（2023·全国·统考高考真题）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
与
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
、
B．原子半径大小为
C．YX 的水合物具有两性
D．W 单质只有4 种同素异形体
3．（2023·全国·统考高考真题）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
4．（2023·全国·统考高考真题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为
，部分
晶体结构如下图所示，其中
为平面结构。
下列说法正确的是
A．该晶体中存在N-H…O 氢键
B．基态原子的第一电离能：
C．基态原子未成对电子数：
D．晶体中B、N 和O 原子轨道的杂化类型相同
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