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考点一:元素周期表的结构与价电子排布
1.元素周期表的编排原则
(1)周期:把 相同的元素,按 的顺序从左到右排成的横行。
(2)族:把不同横行中 相同的元素,按 的顺序从上而下排成的纵列。
2.元素周期表的结构
(1)周期(7 个横行,7 个周期)
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
(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 列,共3 个纵列
0 族
第 纵列
3.原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系
原子的最大电子层数=周期序数。
(2)原子结构与族的关系
①主族元素的价电子排布特点
第27 讲 元素周期表、元素的性质
01 掌握元素周期表的编排原则和整体结构。
02 掌握元素周期律的内容和本质。
03 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。
重点·夯基易错
1
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主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
②0 族元素的价电子排布:He 为1s2;其他为ns2np6。
③过渡元素(镧系、锕系元素除外)的价电子排布:(n-1)d1~10ns1~2。
(3)原子结构与元素周期表分区的关系
①元素周期表分区
②各区价电子排布特点
分区
价电子排布
s 区
ns1~2
p 区
ns2np1~6(除He 外)
d 区
(n-1)d1~9ns1~2(除钯外)
ds 区
(n-1)d10ns1~2
f 区
(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
4.元素周期表中的特殊位置
(1)金属与非金属的分界线
①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、
与硼、硅、砷、碲、砹、
的交界处画一条虚线,即为
金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置:分界线左下方为 ,分界线右上方为 。
③分界线附近元素的性质:既能表现出一定的 ,又能表现出一定的 。
(2)过渡元素:元素周期表中从第 族到第 族10 个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元
2
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素。
(3)镧系:元素周期表第 周期中:57 号元素镧到71 号元素镥共15 种元素。
(4)锕系:元素周期表第 周期中:89 号元素锕到103 号元素铹共15 种元素。
(5)超铀元素:在锕系元素中,92 号元素铀(U)以后的各种元素。
5.元素周期表应用
(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了线索。
(2)寻找新材料
1.所有非金属元素都分布在p 区( )
2.价电子排布式为4s24p3的元素位于第4 周期第ⅤA 族,是p 区元素( )
3.价电子排布式为5s25p1的元素位于第5 周期第ⅠA 族,是s 区元素( )
4.最外层有2 个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si 和O、S( )
5.元素周期表中ⅠA 族是包含元素种类最多的纵行。( )
6.元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。( )
7.短周期元素中,若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素。( )
8.原子的最外层电子数是2 的元素,一定是ⅡA 族元素。( )
9.第ⅠA 族全部是金属元素。( )
10.根据最高正化合价与族序数的关系可知,氧元素的最高正价为+6 价。( )
元素周期表中原子序数差的关系
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差=族序数差。
②长周期元素,两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差=族序数差;两元素分布在过渡元素两侧时,
第4 或5 周期元素:原子序数差=族序数差+10,第6 或7 周期元素:原子序数差=族序数差+24。
(2)同主族、邻周期元素原子序数差的关系
①第ⅠA 族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第 ⅡA 族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第 ⅢA~ⅦA 族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32、32。
方法·规律总结
3
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④0 族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
1.请在下表中画出元素周期表的轮廓,并在表中按要求完成下列问题:
(1)标出族序数、周期序数。
(2)将主族元素前六周期的元素符号补充完整。
(3)画出金属与非金属的分界线,并用阴影表示出过渡元素的位置。
(4)标出镧系、锕系的位置。
(5)写出各周期元素的种类。
(6)写出稀有气体元素的原子序数,标出113 号~117 号元素的位置。
2.部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是(
)
A.B 只能得电子,不能失电子
B.原子半径:Ge>Si
C.As 可作半导体材料
D.Po 处于第6 周期第ⅥA 族
1.(2024·江苏·高考真题)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe 等元素的磷酸盐,下列元素
位于元素周期表第二周期的是
A.O
B.P
C.Ca
D.Fe
点拨·能力培养
真题·明考向
4
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2.(2023·重庆·高考真题)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由
和
(钇,原子序数比
大13)组成,下列说法正确的是
A.Y 位于元素周期表的第ⅢB 族
B.基态
原子的核外电子填充在6 个轨道中
C.5 种元素中,第一电离能最小的是
D.5 种元素中,电负性最大的是
3.(2023·广东·高考真题)科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂
气,
是第
族元素
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的
与
互为同位素
D.“深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
4.(2024·江苏·高考真题)明矾
可用作净水剂。下列说法正确的是
A.半径:
B.电负性:
C.沸点:
D.碱性:
5.(2024·广东·高考真题)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y
为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z 和Y 同族,则
A.沸点:
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.第一电离能:
D.
和
空间结构均为平面三角形
5
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6.(2024·贵州·高考真题)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
7.(2024·湖北·高考真题)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是
A.
理论认为
模型与分子的空间结构相同
B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D.
杂化轨道由1 个s 轨道和3 个p 轨道混杂而成
8.(2024·全国·高考真题)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.非金属性:
C.气态氢化物的稳定性:
D.原子半径:
9.(2024·湖北·高考真题)主族元素W、X、Y、Z 原子序数依次增大,X、Y 的价电子数相等,Z 的价电
子所在能层有16 个轨道,4 种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是
6
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A.电负性:
B.酸性:
C.基态原子的未成对电子数:
D.氧化物溶于水所得溶液的
考点二:元素周期律 电离能 电负性
1.元素周期律
2.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
最外层电子数
依次增加
原子半径
元素
性质
金属性
非金属性
化合价
最高正化合价:+1→+
7(O、F 除外),负化合价
=
(H 为-1 价)
相同,最高正化合价=
(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 ,碱性
酸性 ,碱性
简单气态氢化物的
稳定性
3.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 ,通常用I 表示,单位: 。其中,元
重点·夯基易错
7
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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同周期元素:从左往右,元素第一电离能呈 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 。
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。
4.电负性
(1)概念:元素的原子在化合物中 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 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 ,同主族元素从上至下,元素的电负性
逐渐 。
②金属元素的电负性一般 ,非金属元素的电负性一般 ,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
5.定性判断金属性、非金属性的一般方法
8
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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
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( )
6.元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大( )
7.电负性大的元素非金属性强( )
8.主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大( )
9.在元素周期表中,同周期元素电负性从左到右越来越大( )
10.金属元素电负性一定小于非金属元素电负性( )
电离能规范答题的两个类型
1.电离能与原子结构
答题策略:从原子核对最外层电子的吸引力来判断。
答题模板:A 原子比B 原子的半径大,且A 原子的核电荷数比B 原子的小,所以A 原子对最外层电子的吸
引力小于B, 故第一电离能A 小于B。
2.电离能与半充满、全充满
答题策略:能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时,比较稳定,难失电子。
答题模板:A 原子的价电子排布式为×××,处于半充满(全充满),比较稳定,难失电子,×××电离能
大。
1.请结合核外电子排布相关知识解释,第一电离能:C 小于O,原因是:碳原子半径比氧原子半径大,且
核电荷数比氧的小,故碳原子对最外层电子的吸引力小于氧,第一电离能也小于氧。
2.(1)第一电离能N 大于O,原因是:N 原子的价电子排布式为
2s
2 2p
3 ,处于半充满,比较稳定,难失电子
,
第一电离能大。
(2)已知电离能:I2(Ti)=1 310 kJ·mol-1,I2(K)=3 051 kJ·mol-1。I2(Ti)<I2(K),其原因为:K + 失去的是全充
方法·规律总结
9
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满的
3p
6 上的电子,
Ti
+ 失去的是
4s
1 上的电子,相对较易失去
。
1.比较下列微粒半径的大小(用“>”或“<”填空):
(1)Si________N________F。
(2)Li________Na________K。
(3)Na+________Mg2+________Al3+。
(4)F-________Cl-________Br-。
(5)Cl-________O2-________Na+。
(6)H-________Li+________H+。
2.根据元素周期律比较下列各组性质(用“>”或“<”填空):
(1)金属性:K________Na________Mg;
非金属性:F________O________S。
(2)碱性:Mg(OH)2________Ca(OH)2______KOH。
(3)酸性:HClO4________H2SO4________HClO。
(4)热稳定性:CH4________NH3________H2O。
(5)还原性:HBr________HCl,I-________S2-。
(6)氧化性:Fe3+________Cu2+________Fe2+。
3.A、B、C 为三种短周期元素,A、B 同周期,A、C 的最低价离子分别为A2-、C-,B2+与C-具有相同
的电子层结构,下列叙述不正确的是( )
A.原子序数:A>B>C
B.原子半径:C>B>A
C.离子半径:A2->C->B2+
D.原子最外层电子数:C>A>B
1.(2024·上海·高考真题)下列关于氟元素的性质说法正确的是
A.原子半径最小
B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强
D.最高正化合价为+7
2.(2023·天津·高考真题)下列性质不能用于判断C、
的非金属性强弱的是
点拨·能力培养
真题·明考向
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A.元素的电负性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
3.(2023·江苏·高考真题)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
1.(2024·重庆·模拟预测)制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al 和Fe,还含有少量的Mg、Ca、
Mn 和P 等元素,下列说法正确的是
A.金属性:Ca<Al
B.第一电离能:P>Si
C.Fe 和Mn 都属于ds 区元素
D.基态时O 和Mg 的单电子数相同
2.(2024·四川雅安·模拟预测)X、Y、Q、M、N 均为短周期主族元素,这五种元素在周期表中的相对位
置如下图所示。已知X、Q、M 三种元素的核电荷数之和比Y 和N 的核电荷数之和多10。下列说法正确的
是
X
Y
Q
M
N
A.Q、M、N 形成的单质硬度都很大
B.
不能从溶液中制得
C.X、Q、M、N 的所有氧化物都能与氢氧化钠溶液反应
D.含氧酸酸性由大到小的顺序为
3.(2024·河南南阳·二模)硒元素具有防癌作用,已知硒元素在元素周期表中的信息如图所示,则下列说
法正确的是
演练·提能力
11
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A.硒原子核内有34 个中子
B.硒元素是非金属元素
C.硒原子的相对原子质量是78.96g
D.富硒茶中的“硒”指的是硒原子
4.(2024·江苏·模拟预测)W、X、Y、Z、M 五种短周期元素,原子序数依次增大。X 元素焰色反应呈黄
色,Z 是地壳中含量最多的金属元素,M 元素原子最外层电子数比次外层少一个,W 是电负性最大的元素。
下列说法正确的是
A.X 元素在周期表中位于p 区
B.第一电离能:I1(M)> I1(Y)> I1(Z)
C.元素Y 在周期表中位于第3 周期IIIA 族
D.W 的气态氢化物和M 元素最高价氧化物对应的水化物都是强酸
5.(2024·重庆·模拟预测)硒代半胱氨酸(含 C、H、N、O、Se 5 种元素)是一种氨基酸,其分子空间结构
如图。下列说法不正确的是
A.Se 位于元素周期表中第四周期第ⅥA 族
B.该分子结构中存在极性键和非极性键
C.5 种元素中,电负性最大的是氧元素
D.基态O 原子中有8 种空间运动状态不同的电子
6.(2024·四川雅安·三模)四种短周期元素X、Y、Z 和W 在周期表中的位置如下图所示,Z 的原子序数
是Y 的2 倍。下列说法正确的是
X
Y
12
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Z
W
A.原子半径:
B.X 只能形成一种含氧酸
C.Y、Z、W 元素在自然界中均不能以游离态存在
D.X、Z、W 分别能与Y 形成共价化合物
7.(2024·山东·模拟预测)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由Ca、Fe、P、O 和Y
(钇,原子序数比Fe 大13)组成。下列说法正确的是
A.基态Ca 原子的核外电子填充在6 个轨道中
B.Y 位于元素周期表的第ⅢB 族
C.5 种元素中,电负性最大的是P
D.5 种元素中,第一电离能最小的是Fe
8.(2024·江苏宿迁·一模)Ga、As、Se 位于元素周期表第四周期。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.第一电离能:
C.元素电负性:
D.可在周期表中Se 附近寻找优良的催化剂材料
9.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
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
10.确定下列指定元素的原子序数
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(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第 ⅡA 族和第ⅦA 族元素,原子序数分别为m、n,则m、n 的关系
为________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期),若甲的原子序数为x,则乙
的原子序数可能是___________________________________________________。
(3)若A、B 是相邻周期同主族元素(A 在B 的上一周期),A、B 所在周期分别有m 种和n 种元素,A 的原子
序数为x,B 的原子序数为y,则x、y 的关系为______________________。
(4)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M 的原子序数为37 的是________(填字
母)。
11.A+、B+、C-、D、E 五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10 个电子,已知:
①A++C-===D+E↑;②B++C-===2D。
回答下列问题:
(1)C-的电子式是________。
(2)分别写出A+和D 反应、B+和E 反应的离子方程式:___________________、___________。
(3)除D、E 外,请再写出两种含10 个电子的分子的分子式:______________________。
(4)除A+、B+外,请再写出两种含10 个电子的阳离子:________________________。
12.(1)C、N、O、S 四种元素中,第一电离能最大的是__________________。
(2)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3 价的元素是____________(填元素名称)。
几种镧系元素的电离能(单位:kJ·mol-1)
元素
I1
I2
I3
I4
Yb(镱)
604
1 217
4 494
5 014
Lu(镥)
532
1 390
4 111
4 987
La(镧)
538
1 067
1 850
5 419
Ce(铈)
527
1 047
1 949
3 547
13.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出14 种元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知:两成键元素间电负性差值大于1.7 时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7 时,形成共价
键。
14
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(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是_______________________________。
(2)通过分析电负性值变化规律,确定镁元素电负性值的最小范围是________。
(3)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:
A.Li3N B.BeCl2 C.AlCl3 D.SiC
属于离子化合物的是________;
属于共价化合物的是________;
请设计一个实验方案证明上述所得到的结论:________________________________________________。
(4)在P 与Cl 组成的化合物中,Cl 元素显______________(填“正”或“负”)价,理由是_________。
15