——元素周期律
【分点突破】
元素原子结构的周期性变化
1．元素原子核外电子排布的周期性变化
周期序数 一 二 三 原子序数 电子层数 最外层电子数 1～2 3～10 11～18 1 2 3 1→2 1→8 1→8 结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现1从1递增到8的周期性变化(H、He除外) 2.元素原子半径的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现2由大到小的周期性变化。
【归纳总结】
微粒半径大小比较方法
(1)电子层数相同(即同周期)时，随原子序数的递增，原子半径逐渐减小。 (2)最外层电子数相同(即同主族)时，随电子层数(原子序数)的递增，原子半径逐渐增大。
(3)电子层结构相同的不同离子，原子序数越大，离子半径越小。
元素性质的周期性变化
1．元素化合价的周期性变化 周期序数
原子序数 化合价(最高价、最低价)的变化 1
一 1～2 ＋1→0 最高正价：1＋1→＋5 二 3～10 最低负价：2－4→－1 最高正价：3＋1→＋7 三 11～18 最低负价：4－4→－1 结论：随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现5＋1→＋7、最低负价呈现6－4→－1的周期性变化 【归纳总结】 元素化合价的三个“二”
(1)二“等式”(主族元素)
①最高正价＝最外层电子数；②|最低负价数值|＋最高正价数值＝8。 (2)二“特殊”：氧元素和氟元素只有负价没有正价。 (3)二“只有”：金属只有正价，只有非金属才有负价。 2．元素金属性和非金属性的周期性变化 (1)钠、镁、铝金属性强弱的比较 实验探究
现象 与冷水反应 化学方程式 102Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 与酸反现象 11剧烈反应 12迅速反应 Na 7剧烈反应 Mg Al 与冷水缓慢反应，沸与冷水很难反应，水8迅速反应 热水9缓慢反应 2
应 离子方程式 13Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 142Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ Al(OH)3两性氢氧化物 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 结论 NaOH 15强碱 Mg(OH)216中强碱 金属性17减弱 钠、镁、铝与水(或酸)反应的剧烈程度逐渐18减弱，置换出氢越来越19难；最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐20减弱，因此元素的金属性逐渐21减弱。
(2)Si、P、S、Cl 4种非金属元素的性质比较 非金属元素 单质与氢气反应的条件 最高价氧化物对应水化物(含氧酸)的酸性强弱 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中强酸 H2SO4 强酸 硅 高温 磷 磷蒸气与氢气能发生反应 硫 加热 氯 光照或点燃时发生爆炸 HClO4 强酸(比 H2SO4 酸性强) 硅、磷、硫、氯的单质与氢气化合的能力越来越22强；最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐23增强，因此元素的非金属性逐渐24增强。
(3)同周期元素金属性、非金属性强弱的变化规律
同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐25减弱，非金属性逐渐26增强。通过大量事实，人们归纳出一条规律，元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增呈现27周期性变化。
(4)元素的金属性、非金属性与元素在周期表中位置的关系
①同一周期，从左向右，原子半径逐渐28变小，最外层电子数逐渐29增多，元素的原子失电子能力逐渐30减弱，得电子能力逐渐31增强；元素金属 3
性逐渐32减弱，非金属性逐渐33增强；
②同一主族，从上到下，原子半径逐渐34增大，元素的原子失电子能力逐渐35增强，得电子能力逐渐36减弱；元素金属性逐渐37增强，非金属性逐渐38减弱。
3．元素周期律
(1)内容：元素的39性质随着元素40原子序数的递增而呈41周期性的变化。
(2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的42核外电子排布的周期性变化的必然结果。
【归纳总结】
1．金属性强弱的判断依据
(1)元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。 (2)元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则其金属性越强。 (3)金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的金属性强于B。
(4)在金属活动性顺序表中，前面的金属性强于后面的金属性。
(5)金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。
2．非金属性强弱的判断依据
(1)非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。
(2)非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。 (3)元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则其非金属性越强。 (4)非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。
(5)非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。
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【对点训练】
1．已知下列原子的半径：
原子 N S O Si 半径r/10－10 m 0.75 1.02 0.74 1.17 根据以上数据，P原子的半径可能是( ) A．1.10×10－10 m C．1.20×10－10 m
B．0.80×10－10 m D．0.70×10－10 m
解析：选A 根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。
2．在前20号主族元素中，原子半径最大的是________，原子半径最小的是________。
答案：K H
3．结合元素周期律的知识分析下列说法，其中错误的是( )
A．Al的氧化物的水化物可能具有两性
B．At2为有色固体，HAt不稳定，AgAt感光性很强，既不溶于水也不溶于稀酸
C．HClO的酸性一定比H2SO4强
D．H2Se是无色、有毒、不如H2S稳定的气体
解析：选C 对于不熟悉的元素及其化合物的性质，要以熟悉的元素及其化合物的知识为参照，然后利用元素周期律的有关知识进行推断。在比较元素非金属性或金属性强弱的时候，如果用酸性或碱性强弱来比较，都用元素最高价氧化物对应的水化物的酸碱性强弱来比较。
4．下列各组元素性质递变情况错误的是( ) A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多 B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高 C．N、P、F原子半径依次增大 D．Na、K、Rb的金属性依次增强
解析：选C 熟练掌握元素周期律的具体内容是解答本题的关键。根据元素周期律可知：元素性质随原子序数的递增，原子结构、原子半径、元素的化合价、
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元素的金属性或非金属性呈现周期性变化，不难确定答案。
5 X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强 B．X的非金属性比Y的强
C．X的阴离子比Y的阴离子还原性强 D．X的气态氢化物比Y的稳定
[解析] X原子半径比Y的大，说明周期表中X的位置在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。
[答案] C
6．下列叙述中，能肯定A金属比B金属活泼性强的是( ) A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 B．A原子的电子层数比B原子电子层数多
C．1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多 D．常温时，A能从冷水中置换出H2，而B不能
解析：选D 选项A中只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，不能确定A、B的金属性强弱；选项B中指出了A、B原子的电子层数的多少，但电子层数少的原子的金属性不一定比电子层数多的金属性弱；选项C中说明了等物质的量的金属A、B与酸反应生成氢气的多少，而没有说明反应的剧烈程度，与酸反应生成氢气多的金属活泼性不一定强，如1 mol Al比1 mol Na与足量稀盐酸反应时，Al生成的氢气多，但Al不如Na活泼；选项D正确，只有很活泼的金属在常温下能与冷水反应。
7．根据元素的单质和化合物的性质，判断元素非金属性强弱的依据一般是( )
A．元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 B．元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱 C．元素的单质跟酸反应置换出氢的难易 D．元素的单质跟氢气生成气态氢化物的沸点高低 答案：B
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8．下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A．随元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现 B．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C．随元素原子序数的递增，元素的最高正价从＋1到＋7，负价从－7到－1重复出现
D．元素性质的周期性变化的根本原因是：原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
解析：选B A项错误，随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数在第一周期从1到2，而不是从1到8；B项正确，是元素周期律的内容；C项错误，负价一般是从－4到－1，而不是从－7到－1；D项错误，核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的根本原因。
9．下列说法正确的是( )
A．第ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强 B．第ⅣA族元素的氢化物中，稳定性最好的是CH4
C．同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强 D．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
解析：选B 同周期的第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强，但并不是所有第ⅠA族元素的金属性都比第ⅡA族元素的金属性强，A项错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，而碳是第ⅣA族的第一种元素，故同主族的氢化物中最稳定的是CH4，B项正确；同周期非金属最高价氧化物的水化物的酸性从左到右依次增强，C项错误；第三周期中的阳离子半径自左到右逐渐减小，阴离子半径自左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D项错误。
10．下列各组元素中，按最高正化合价递增顺序排列的是( ) A．C、N、F C．F、Cl、Br
B．Na、Mg、Al D．Cl、S、P
解析：选B 由于F无正化合价，而Cl、Br最高正化合价相同，故A、C项错误；B项中Na、Mg、Al的最高正化合价分别为＋1、＋2、＋3，D项Cl、S、P的最高正化合价分别为＋7、＋6、＋5，故B项正确，D项错误。
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11．X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物为( )
A．HX C．XH4
B．H2X D．XH3
解析：选D H3XO4中X的最高正化合价为＋5，则其最低负价为－3，故其氢化物的化学式为XH3。
12．元素周期律揭示的规律包括以下内容： ①元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性的变化 ②元素的性质是元素原子序数的周期性函数 ③事物的量变可以引起质变
④元素性质的递变只取决于其核电荷数的递变，与原子结构无关 其中正确的说法是( ) A．①② C．②③ 答案：C
13．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是( ) A．H3BO3的酸性比H2CO3的强 B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强 C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R>M
解析：选B B、C同周期，B在C左边，故硼酸酸性弱于碳酸，A项错误；Mg、Be同主族，镁在下方，Mg(OH)2的碱性强些，B项正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C项错误；阴、阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数小些，D项错误。
14．根据元素周期表和元素周期律分析，下列推断中错误的是( ) A．铍的原子失去电子能力比镁弱 B．砹的氢化物不稳定 C．硒化氢比硫化氢稳定
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B．①④ D．①②③④
D．氢氧化锶比氢氧化钙的碱性强
解析：选C 同主族从上到下金属性增强，因此铍的失电子能力比镁弱，故说法A正确；同主族从上到下非金属性减弱，其氢化物的稳定性降低，因此砹的氢化物不稳定，故说法B正确；非金属性越强，其氢化物越稳定，同主族从上到下非金属性减弱，其氢化物的稳定性降低，硒化氢比硫化氢不稳定，故说法C错误；金属性越强，其最高氧化物对应水化物的碱性越强，氢氧化锶比氢氧化钙的碱性强，故说法D正确。
15．某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断( )
A．R一定是第四周期元素 B．R一定是第ⅣA族元素
C．R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定 D．R气态氢化物的化学式为H2R
解析：选D 由信息“R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4”，可推出元素R为第ⅥA族元素，故B错误；而第ⅥA族元素，可以是S、Se、Te等，不一定是第四周期，故A错误；第ⅥA族元素气态氢化物稳定性弱于同周期第ⅦA族，故C错误；因R最高正价为＋6，则最低负化合价为－2，则气态氢化物的化学式为H2R，故D正确。
16．元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n－2，在其气态氢化物中，R元素的化合价为( )
A．－10＋3n C．－(12－3n)
B．－6＋3n D．－(4－2n)
解析：选C 根据HnRO2n－2知最高价为(2n－2)×2－n＝3n－4，最低负价为－(8－3n＋4)＝－(12－3n)。
17．下列元素中原子半径最大的是( ) A．钠 C．铝
B．氯 D．氟
解析：选A 同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小(原子半径钠＞铝＞氯)；同一主族元素，原子半径随着原子序数的增大而增大(原子半径氟＜氯)。故原子半径最大的是钠。
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18．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A．同周期元素中X的金属性最强 B．原子半径X>Y，离子半径X＋>Z2－ C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高
D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
解析：选B 分析题给条件可推知：X是钠(Na)、Y是氯(Cl)、Z是氧(O)。X(Na)与Y(Cl)同周期，原子半径X>Y，但X＋(Na＋)与Z2－(O2－)电子层结构相同，根据电子层结构相同，核电荷数越小的，半径越大，故离子半径X A．若X、Y均为金属元素，则X失电子的能力强于Y B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强 C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定 D．若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y的强于X的 解析：选B ＋ 2－ 20．(2019·福建莆田检测)短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( ) A．最简单气态氢化物的热稳定性：R>Q B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q D．T的最高价氧化物的水化物只能与酸反应 10 解析：选D 结合元素周期表结构可知，四种元素应为第二、第三周期元素。T为第三周期第ⅢA族的铝元素。Al(OH)3为两性氢氧化物。 21.如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是( ) A．元素的简单离子半径大小：④>⑤>② B．气态氢化物的稳定性：⑤>② C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥>⑤ D．元素的最高正化合价：③＝⑥ 解析：选C 元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2－＞O2－ ＞Al3＋，A错；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：H2O>H2S，酸性：HClO4>H2SO4，B错，C正确；F无正价，D错。 22．a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、d同周期；c、d同主族；a的原子结构示意图为 ，b与c形成的化合物的化学式为b3c，且b、c离子有 相同的电子层结构。下列比较中，正确的是( ) A．原子序数：a>b>c B．单质的活泼性：a>c>d C．原子半径：c>a>d D．最高价含氧酸的酸性：d>c>a 解析：选A 由题意知a为Si，b为Na，c为N，d为P。由上述分析可知，原子序数a>b>c，A正确；白磷在空气中能够自燃，性质最活泼，B错误；同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，故原子半径a>d>c，C错误；非金属性c>d>a，故最高价含氧酸的酸性c>d>a，D错误。 23．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是( ) 11 A．X的非金属性是同周期中最强的 B．对应气态氢化物的稳定性：Y>Z C．对应简单离子半径：X>W D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应 解析：选D 根据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素，又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠，Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅，Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：Z>Y，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：W>X，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠溶液反应，D正确。 －2－ 24．(2019·福建三明检测)在水溶液中，YOn发生反应的离子方程式3和S 如下： －2－＋－ YOn3＋3S＋6H===Y＋3S↓＋3H2O － (1)YOn3中Y元素的化合价是________。 (2)Y元素原子的最外层电子数是________。 (3)比较S2－和Y－的还原性强弱________________。 －2－解析：由离子方程式：YOn＋6H＋===Y－＋3S↓＋3H2O，离子方程式遵3＋3S－ 守电荷守恒：可知n＝1，故YO－3中Y的化合价为＋5，由还原产物Y可知Y元素 原子的最外层电子数是7，结合氧化还原反应中还原剂的还原性大于还原产物的还原性，故可确定S2－与Y－还原性的相对强弱。 答案：(1)＋5 (2)7 (3)S2－＞Y－ 25．有A、B、C、D、E五种短周期元素，A、E同周期，A元素的阳离子所带电荷数等于其所在周期数减1，常温常压下，B、C、D、E的单质都为双原子分子，它们之间有如下关系： (1)2A＋C2===2AC (2)3A＋D2===A3D2 12 (3)A＋E2===AE2 (4)3B2＋D2===2DB3 (5)2B2＋C2===2B2C 请回答下列问题： (1)A、B、C、D、E五种元素符号是 A：__________，B：__________，C：__________，D：__________，E：__________。 (2)写出A3D2与B2C反应的化学方程式： __________________________________________________________________ ____________________________________________________________。 答案：(1)Mg H O N Cl (2)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑或Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2＋2NH3·H2O 26．元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价： 元素代号 A B C 0.102 ＋6、 －2 D 0.099 ＋7、 －1 E 0.074 －2 原子半径/nm 0.160 0.143 主要化合价 ＋2 ＋3 (1)用元素代号标出它们在下图所示部分元素周期表中的相应位置。 (2)B元素位于元素周期表中第________周期第________族。 (3)C、E两元素非金属性强弱的比较：C________(填“>”或“<”)E。 (4)上述五种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的化合物是________(填化学式)。 解析：(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。 (2)B元素位于元素周期表中第三周期第ⅢA族。 (3)C为硫元素，E为氧元素，二者位于同一主族，非金属性O>S。 (4)五种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中HClO4的酸性最强。 13 答案：(1) (2)三 ⅢA (3)< (4)HClO4 27．在第三周期元素中，除稀有气体元素外： (1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。 (2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。 (3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。 (4)最不稳定的气态氢化物是________。 (5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。 (6)氧化物中具有两性的是________。 解析：(1)同一周期，自左到右，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，第三周期原子半径最小的为Cl。 (2)同一周期，自左到右，金属性逐渐减弱，第三周期中金属性最强的为Na。 (3)第三周期中，Cl的非金属性最强，Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性最强。 (4)第三周期中，Si的非金属性最弱，Si的氢化物(SiH4)的稳定性最差。 (5)第三周期中，Na的金属性最强，故其最高价氧化物对应水化物的碱性最强。 (6)Al2O3具有两性。 答案：(1)Cl (2)Na (3)HClO4 (4)SiH4 (5)NaOH (6)Al2O3 28．随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： (1)f在周期表中的位置是________。 (2)比较d、e常见离子的半径大小(用化学式表示，下同)：________>________；比较g、h的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：________>________。 14 解析：由图中信息可知，x是H、y是C、z是N、d是O、e是Na、f是Al、g是S、h是Cl。 答案：(1)第三周期第ⅢA族 (2)r(O2－) r(Na＋) HClO4 H2SO4 28．A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增加，它们的离子电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。回答下列问题： (1)这4种元素的符号依次是A________，B______，C________，D________。它们的原子半径由大到小的顺序是______________________。 (2)分别写出这4种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式：__________，分别比较酸性和碱性的强弱：______________。 (3)写出气态氢化物的化学式：________。比较其稳定性：________，理由是________________。 解析：由A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，得A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，并都形成离子，可知B为氯元素，C为钾元素。 答案：(1)S Cl K Ca r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl) (2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2 酸性：HClO4>H2SO4、碱性：KOH>Ca(OH)2 (3)H2S、HCl HCl>H2S 氯的原子半径小于硫，氯的非金属性强 15 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容