PAGEPAGE16第2節元素周期表和元素周期律[考試說明]1.駕馭元素周期律的實質。2.了解元素周期表的結構及應用。3.了解金屬元素、非金屬元素在元素周期表中的位置及其性質遞變規律。4.以第ⅠA族和第ⅦA族為例，駕馭同一主族內元素性質的遞變規律與原子結構的關系。5.以第三周期為例，駕馭同一周期元素性質的遞變規律與原子結構的關系。[命題規律]元素周期律及其應用是每年必考的熱點，主要利用“位、構、性”的關系考查元素推斷及元素化合物的性質，結合元素周期律考查元素的金屬性及非金屬性強弱、微粒半徑、最高價氧化物對應水化物酸堿性的比較、氣態氫化物的穩定性和元素周期表的結構，以及常見元素單質和化合物的性質特點，以選擇題型為主。考點1元素周期表學問梳理1.原子序數依據元素在周期表中的依次給元素所編的序號。原子序數＝eq\o(□,\s\up1(01))核電荷數＝eq\o(□,\s\up1(02))質子數＝eq\o(□,\s\up1(03))核外電子數。2．元素周期表的編排原則(1)把eq\o(□,\s\up1(04))電子層數相同的元素按eq\o(□,\s\up1(05))原子序數遞增依次從左到右排成一橫行，共有eq\o(□,\s\up1(06))7個橫行。(2)把不同橫行中eq\o(□,\s\up1(07))最外層電子數相同的元素按eq\o(□,\s\up1(08))電子層數遞增的依次從上到下排成一縱行，共有eq\o(□,\s\up1(09))18個縱行。3．元素周期表的結構(1)周期(7個橫行，7個周期)(2)族(18個縱行，16個族)①主族：由eq\o(□,\s\up1(21))短周期元素和eq\o(□,\s\up1(22))長周期元素共同組成的族。②副族：僅由eq\o(□,\s\up1(30))長周期元素組成的族(第8、9、10列除外)。③Ⅷ族：包括eq\o(□,\s\up1(38))8、9、10三個縱列。④0族：第eq\o(□,\s\up1(39))18縱列，該族元素又稱為eq\o(□,\s\up1(40))稀有氣體元素。(3)元素周期表中元素的分區①分界線：如上圖所示，沿著元素周期表中B、Si、As、Te、At與Al、Ge、Sb、Po的交界處畫線，即為eq\o(□,\s\up1(41))金屬元素和eq\o(□,\s\up1(42))非金屬元素的分界線(氫元素除外)。②金屬元素：位于分界線的eq\o(□,\s\up1(43))左面區域，包括全部的eq\o(□,\s\up1(44))過渡元素和部分eq\o(□,\s\up1(45))主族元素。③非金屬元素：位于分界線的eq\o(□,\s\up1(46))右面區域，包括部分主族元素和eq\o(□,\s\up1(47))0族元素。④分界線旁邊的元素，既能表現出肯定的eq\o(□,\s\up1(48))金屬性，又能表現出肯定的eq\o(□,\s\up1(49))非金屬性。⑤過渡元素：元素周期表中部從eq\o(□,\s\up1(50))ⅢB族到eq\o(□,\s\up1(51))ⅡB族10個縱列共六十多種金屬元素。(1)周期表18個縱行共16個族，第8、9、10縱行為一族，稱為第Ⅷ族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在第Ⅷ族時，不要寫成第ⅧA族或第ⅧB族。(2)主族是由長、短周期元素共同構成的族，但由長、短周期元素共同構成的族不肯定是主族，還有零族；同樣地，副族是僅由長周期元素構成的族，而僅由長周期元素構成的族不肯定是副族，還有第Ⅷ族。(3)同主族元素的原子序數差的關系①位于過渡元素左側的主族元素，即第ⅠA族、第ⅡA族，同主族、鄰周期元素原子序數之差為上一周期元素所在周期所含元素種數。②位于過渡元素右側的主族元素，即第ⅢA～ⅦA族，同主族、鄰周期元素原子序數之差為下一周期元素所在周期所含元素種數。例如，氯和溴的原子序數之差為35－17＝18(溴所在第4周期所含元素的種數)。(4)形成元素種類最多的族是第ⅢB族，共有32種元素，形成化合物種類最多的族為第ⅣA族。推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。(1)最外層電子數是2的元素，都是第ⅡA族元素。(×)錯因：He是最外層電子數為2的元素，但屬于零族。(2)鐵位于元素周期表的第四周期第ⅧB族。(×)錯因：鐵位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族。(3)每個周期都是從堿金屬起先到稀有氣體結束。(×)錯因：第一周期從H元素起先。(4)元素周期表中鑭系、錒系都占據同一格，它們都是同位素。(×)錯因：同位素是同種元素的不同原子，要求質子數相同而質量數不同，明顯，鑭系、錒系不符合。(5)位于同一周期的甲、乙兩種元素，甲位于第ⅡA族，原子序數為x，乙位于第ⅢA族，則乙原子序數可能為x＋19。(×)錯因：位于其次周期，乙原子序數可為x＋1；第四、五周期，乙原子序數為x＋11；第六、七周期，乙原子序數為x＋25。(6)位于同一主族的甲、乙兩種元素，甲的原子序數為x，則乙的原子序數可能為x＋4。(×)錯因：同主族相鄰兩周期原子序數差值可能為2、8、18、32，故同一主族的甲、乙兩種元素，甲的原子序數為x，則乙的原子序數不行能為x＋4。題組訓練題組一元素周期表的結構1．已知X、Y、Z三種主族元素在元素周期表中的位置如圖所示，設X的原子序數為a。則下列說法不正確的是()A．Y與Z的原子序數之和可能為2B．Y的原子序數可能為a－17C．Z的原子序數可能為a＋31D．X、Y、Z肯定為短周期元素答案D解析由于X、Y、Z均為主族元素，結合其位置關系和元素周期表的結構，可推斷Y元素肯定不在第一周期，即X、Y、Z不行能都在短周期，D錯；若Y、X、Z分別位于第三、四、五周期的右側，則Y、Z的原子序數之和為2a，A正確；若Y、X、Z分別位于第三、四、五周期(或分別位于第四、五、六周期)的右側，則Y的原子序數為(a－17)，B正確；若Y、X、Z分別位于四、五、六周期的右側，則Z的原子序數為(a2．結合如圖所示元素周期表，回答下列問題：(1)表中所列元素，屬于短周期元素的有________(填字母，下同)，屬于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族，i元素位于第________周期第________族。(2)f元素位于第________周期第________族，請按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數、元素符號、元素名稱、相對原子質量：____________。(3)簡述元素在元素周期表中的位置與元素原子結構的關系。_______________________________________________________。答案(1)a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f三0四ⅡB(2)三ⅥA(3)元素所在周期數等于原子的電子層數，元素所在的主族序數等于原子的最外層電子數題組二元素周期表中所含的信息3．元素周期表是學習化學的重要工具。下列關于元素周期表的說法不正確的是()A．第七周期的最終一種元素為118號元素B．元素周期表中第2縱行全部為金屬元素C．元素周期表中第ⅠA族是包含元素種類最多的縱行D．依據元素周期表可以預料元素的存在及其性質答案C解析依據元素周期表的結構分析可得第七周期的最終一種元素為118號元素，A正確；元素周期表中第2縱行全部為金屬元素，B正確；元素周期表中第ⅢB族是包含元素種類最多的縱行，C錯誤；依據元素周期表可以預料元素的存在及其性質，D正確。4．下列有關元素周期表結構的說法中正確的是()A．原子最外層電子數為2的元素肯定處于周期表第ⅡA族B．在元素周期表中金屬元素和非金屬元素分界線旁邊可以找尋合金材料C．某元素原子核外的電子數為63，則它是第六周期副族元素D．除短周期外，其他周期均為18種元素，副族沒有非金屬元素答案C解析原子最外層電子數為2的元素不肯定處于周期表第ⅡA族，如He，A錯誤；在元素周期表中金屬元素與非金屬元素分界線旁邊可找尋半導體材料，B錯誤；63－2－8－8－18－18＝9，該元素處于第六周期，屬于副族元素，C正確；第六周期有32種元素，D錯誤。考點2元素周期律及其應用學問梳理1.元素周期律元素的性質隨著eq\o(□,\s\up1(01))原子序數的遞增而呈周期性改變的規律。2．元素周期律的實質元素原子eq\o(□,\s\up1(02))核外電子排布的周期性改變的結果。3．主族元素的周期性改變規律4．元素周期表、元素周期律的應用(1)為新元素的發覺及預料它們的原子結構和性質供應線索。(2)啟發人們在肯定區域內找尋新物質(3)預料元素的性質①預料同主族元素的性質：如堿金屬元素的一般性質。②比較不同周期、不同主族元素的性質：如金屬性Mg>Al、Ca>Mg，則金屬性Caeq\o(□,\s\up1(37))>Al，堿性Ca(OH)2eq\o(□,\s\up1(38))>Al(OH)3。③推想未知元素的某些性質a．已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2eq\o(□,\s\up1(39))難溶。b．已知鹵族元素的性質遞變規律，可推知元素砹(At)應為eq\o(□,\s\up1(40))黑色固體，與氫eq\o(□,\s\up1(41))很難化合，HAteq\o(□,\s\up1(42))不穩定，水溶液呈eq\o(□,\s\up1(43))酸性，AgAteq\o(□,\s\up1(44))難(或不)溶于水。元素金屬性和非金屬性強弱的比較(1)最外層電子數越少，電子層數越多，元素金屬性越強；最外層電子數越多，電子層數越少，元素非金屬性越強。(2)依據在“兩表”中的位置比較(3)依據“三反應”和“兩池”比較推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，錯誤的指明錯因。(1)依據最高正化合價與族序數的關系可知，氧元素的最高正價為＋6價。(×)錯因：氧元素一般無正價。(2)氫化物穩定性：H2S>SiH4>PH3。(×)錯因：元素非金屬性：Si<P<S；氫化物穩定性：SiH4<PH3<H2S。(3)第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增加。(×)錯因：應為非金屬元素最高價含氧酸的酸性從左到右依次增加。(4)常溫下Cl2是氣體，I2是固體，說明Cl的非金屬性大于I。(×)錯因：單質的狀態不能作為非金屬性強弱的依據。(5)H2SO3的酸性強于H2CO3，所以S的非金屬性強于碳的非金屬性。(×)錯因：H2SO3不屬于S元素的最高價含氧酸。題組訓練題組一元素金屬性和非金屬性強弱的比較1．不能作為推斷硫、氯兩種元素非金屬性強弱的依據是()A．單質氧化性的強弱B．單質沸點的凹凸C．單質與氫氣化合的難易D．最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱答案B解析A項，元素的非金屬性越強，其單質氧化性越強；B項，單質沸點是物理性質，元素的非金屬性是化學性質，物理性質不能作為推斷化學性質的依據；C項，元素的非金屬性越強，其單質與H2化合越簡潔；D項，元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強。2．元素周期表中第ⅦA族元素的單質及其化合物的用途廣泛。(1)與氯元素同族的短周期元素的原子結構示意圖為____________________。(2)能作為氯、溴、碘元素非金屬性(原子得電子實力)遞變規律的推斷依據是________(填序號)。①Cl2、Br2、I2的熔點②Cl2、Br2、I2的氧化性③HCl、HBr、HI的熱穩定性④HCl、HBr、HI的酸性答案(1)(2)②③解析(1)F元素的核電荷數為9，其原子結構示意圖為。(2)元素非金屬性的強弱可通過比較其最高價氧化物對應水化物的酸性、氣態氫化物的穩定性以及單質的氧化性得出，故本題選②、③。題組二微粒半徑大小的比較及應用3．下列各組粒子中粒子半徑由大到小的是()A．O、Cl、S、PB．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋D．Li、Na、K、Cs答案C解析比較粒子半徑有以下原則：①同周期元素原子半徑從左到右漸漸減小，A為P>S>Cl，②同主族元素原子半徑從上到下漸漸增大，D為Cs>K>Na>Li，③核外電子排布相同時，核電荷數越大，微粒半徑越小，Mg2＋>Al3＋，④各層排布都飽和，一般電子層數越多，微粒半徑越大。故只有C正確。4．幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價如下表：下列說法不正確的是()A．由元素X和Q組成的化合物不行能含有共價鍵B．X、Z、R的最高價氧化物對應水化物可兩兩反應C．Y－半徑比Q2－半徑大D．M(OH)2的堿性比XOH的堿性弱答案A解析依據供應信息，可以推斷X為Na，Y為Cl，Z為Al，M為Mg，R為N，Q為O。Na和O形成的Na2O2中含有共價鍵，A錯誤；Na、Al、N的最高價氧化物對應的水化物分別為NaOH、Al(OH)3、HNO3，兩兩之間可發生反應，B正確；離子半徑：Cl－>O2－，C正確；金屬性：Na>Mg(同周期)，則Mg(OH)2的堿性比NaOH的堿性弱，D正確。題組三元素周期表、元素周期律的綜合應用5．元素周期表和元素周期律可以指導人們進行規律性的推想和推斷。下列說法不合理的是()A．若X＋和Y2－的核外電子層結構與Ne原子相同，則離子半徑：X＋<Y2－B．硅、鍺都位于周期表中金屬與非金屬的交界處，都可以作半導體材料C．由水溶液的酸性：HCl>H2S，可推斷出元素的非金屬性強弱：Cl>SD．Cs和Ba分別位于第六周期第ⅠA族和第ⅡA族，則堿性強弱：CsOH>Ba(OH)2答案C解析依據“相同電子層結構，陰上陽下”可知，陽離子的原子序數大，核內質子數多，對外層電子吸引力強，其離子半徑小，A正確；金屬元素和非金屬元素交界處的元素可用作半導體材料，B正確；比較元素的非金屬性的依據是最高價氧化物對應水化物的酸性，不是氫化物的酸性，C錯誤；同一周期元素，隨原子序數遞增，金屬性漸漸減弱，由金屬性Cs>Ba知最高價氧化物對應水化物的堿性：CsOH>Ba(OH)2，D正確。6．四種短周期元素在周期表中的位置如圖，其中只有M為金屬元素。下列說法不正確的是()A．原子半徑：Z<MB．Y的最高價氧化物對應水化物的酸性比X的弱C．X的最簡潔氣態氫化物的熱穩定性比Z的弱D．Z位于元素周期表中其次周期第ⅥA族答案B解析因為是短周期元素，且只有M是金屬元素，則M是Al元素、X為Si元素、Y為N元素、Z為O元素。Al在O的下一周期，Al的原子半徑大于O，A正確；N的最高價氧化物對應的水化物是硝酸，屬于強酸，Si的最高價氧化物對應的水化物為H2SiO3，屬于弱酸，B錯誤；非金屬性：O>Si，則穩定性：H2O>SiH4，C正確；O元素位于其次周期第ⅥA族，D正確。“三看”法快速推斷簡潔粒子半徑大小一看電子層數：電子層數越多，半徑越大。二看核電荷數：當電子層數相同時看核電荷數，核電荷數越大，半徑越小。三看核外電子數：當電子層數、核電荷數都相同時看核外電子數，核外電子數越多，半徑越大。高考真題實戰1.(2024·全國卷Ⅰ)主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外層電子數之和為10；W與Y同族；W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應，其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是()A．常溫常壓下X的單質為氣態B．Z的氫化物為離子化合物C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性D．W與Y具有相同的最高化合價答案B解析主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加，且均不大于20。W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應，其生成物可腐蝕玻璃，生成物是HF，因此W是F，W與Y同族，則Y是Cl。W、X、Z的最外層電子數之和為10，則X、Z應分別是Mg、K或Na、Ca，金屬鈉或鎂常溫常壓下是固態，A錯誤；CaH2或KH中含有離子鍵，屬于離子化合物，B正確；Y與Z形成的化合物是氯化鉀或氯化鈣，其水溶液都呈中性，C錯誤；F是最活潑的非金屬，沒有正價，Cl元素的最高價是＋7價，D錯誤。2．(2024·全國卷Ⅱ)W、X、Y和Z為原子序數依次增大的四種短周期元素。W與X可生成一種紅棕色有刺激性氣味的氣體；Y的周期數是族序數的3倍；Z原子最外層的電子數與W的電子總數相同。下列敘述正確的是()A．X與其他三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物B．Y與其他三種元素分別形成的化合物中只含有離子鍵C．四種元素的簡潔離子具有相同的電子層結構D．W的氧化物對應的水化物均為強酸答案A解析依據以上分析可知W、X、Y和Z分別是N、O、Na、Cl。則氧元素與N、Na、Cl三種元素均可形成兩種或兩種以上的二元化合物，例如NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、ClO2等，A正確；過氧化鈉中含有離子鍵和共價鍵，B錯誤；N、O、Na三種元素的簡潔離子具有相同的電子層結構，均是10電子微粒，氯離子是18電子微粒，C錯誤；亞硝酸為弱酸，D錯誤。3．(2024·全國卷Ⅰ)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，W的簡潔氫化物可用作制冷劑，Y的原子半徑是全部短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后，加入稀鹽酸，有黃色沉淀析出，同時有刺激性氣體產生。下列說法不正確的是()A．X的簡潔氫化物的熱穩定性比W的強B．Y的簡潔離子與X的具有相同的電子層結構C．Y與Z形成化合物的水溶液可使藍色石蕊試紙變紅D．Z與X屬于同一主族，與Y屬于同一周期答案C解析四種主族元素都在短周期，W的簡潔氫化物可用作制冷劑，則W為N元素。Y的原子半徑是全部短周期主族元素中最大的，則Y為Na元素。一種鹽與稀鹽酸反應既有黃色沉淀生成也有刺激性氣體產生，則該鹽為硫代硫酸鈉，X為O元素，Z為S元素。非金屬性O強于N，所以水的熱穩定性強于氨氣，A正確；Y的簡潔離子為Na＋，X的簡潔離子為O2－，Na＋與O2－具有相同的電子層結構，B正確；硫化鈉水解顯堿性，不能使藍色石蕊試紙變紅，C錯誤；O元素與S元素屬于同一主族(第ⅥA族)，S元素與Na元素都在第三周期，D正確。4．(2024·全國卷Ⅱ)a、b、c、d為原子序數依次增大的短周期主族元素，a原子核外電子總數與b原子次外層的電子數相同；c所在周期數與族數相同；d與a同族。下列敘述正確的是()A．原子半徑：d>c>b>aB．4種元素中b的金屬性最強C．c的氧化物的水化物是強堿D．d單質的氧化性比a單質的氧化性強答案B解析a原子核外電子總數與b原子次外層的電子數相同，b原子次外層的電子數為2或8，若b原子次外層的電子數為2，則a為He，不是主族元素，不符合題意；則b原子次外層的電子數為8，則b為第三周期元素，a為O；d與a同族，則d為S；c所在周期數與族數相同，則c為Al，b為Na或Mg。原子半徑：a<d<c<b，A錯誤；b為Na或Mg,4種元素中b的金屬性最強，B正確；c的氧化物的水化物是Al(OH)3，屬于兩性氫氧化物，不是強堿，C錯誤；a、d同主族，同主族元素從上到下原子半徑漸漸增大，得電子實力漸漸減弱，氧化性漸漸減弱，D錯誤。5．(2024·北京高考)2024年IUPAC命名117號元素為Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外層電子數是7。下列說法不正確的是()A．Ts是第七周期第ⅦA族元素B．Ts的同位素原子具有相同的電子數C．Ts在同族元素中非金屬性最弱D．中子數為176的Ts核素符號是eq\o\al(176,117)Ts答案D解析Ts的原子序數為117，其原子核外最外層電子數是7，則Ts元素處于周期表的第七周期第ⅦA族，A正確；Ts元素的同位素原子具有相同的電子數和不同的中子數(或質量數)，B正確；Ts元素與F、Cl、Br、I、At元素同處于第ⅦA族，從上到下，原子半徑漸漸增大，元素的非金屬性漸漸減弱，故Ts在同族元素中非金屬性最弱，C正確；核電荷數為117、中子數為176的Ts核素，其質量數為117＋176＝293，該核素應表示為eq\o\al(293,117)Ts，D錯誤。6．(2024·全國卷Ⅰ)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物。n是元素Z的單質，通常為黃綠色氣體，q的水溶液具有漂白性，0.01mol·L－1r溶液的pH為2，s通常是難溶于水的混合物。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法正確的是()A．原子半徑的大小W<X<YB．元素的非金屬性Z>X>YC．Y的氫化物常溫常壓下為液態D．X的最高價氧化物的水化物為強酸答案C解析依據題意，不難推出n為Cl2，m為H2O，q為HClO，r為HCl，p為烷烴，s為一氯代烷、二氯代烷等的混合物，從而推出W、X、Y、Z四種元素分別為H、C、O、Cl。A項，原子半徑大小為H<O<C(即W<Y<X)，錯誤；B項，元素的非金屬性為O>Cl>C(即Y>Z>X)，錯誤；C項，Y的氫化物有H2O2、H2O，二者在常溫常壓下均為液態，正確；D項，X的最高價氧化物的水化物為H2CO3，屬于弱酸，錯誤。7．(2024·全國卷Ⅱ)a、b、c、d為短周期元素，a的原子中只有1個電子，b2－和c＋離子的電子層結構相同，d與b同族。下列敘述錯誤的是()A．a與其他三種元素形成的二元化合物中其化合價均為＋1B．b與其他三種元素均可形成至少兩種二元化合物C．c的原子半徑是這些元素中最大的D．d與a形成的化合物的溶液呈弱酸性答案A解析由題中信息可知，a、b、c、d分別是H、O、Na、S。H與Na形成的二元化合物NaH中，H元素的化合價為－1，A錯誤；O與其他三種元素可分別形成H2O、H2O2，Na2O、Na2O2，SO2、SO3等，B正確；Na元素位于第三周期第ⅠA族，在四種元素中原子半徑最大，C正確；氫硫酸是一種弱酸，D正確。8．(2024