高一化学《元素周期表》

第1讲元素周期表
1.1 元素周期表
知识点睛
一、元素周期表
二、元素周期表的编排原则
1.按原子序数（质子数）递增的顺序排列；
2.将电子层数相同的元素排成一个横行（周期）；
3.将最外层电子数相同的元素排成一个纵行（族）。

三、元素周期表的结构
⎧⎧⎧⎪⎪⎪
⎨⎪⎪
⎪⎪⎪
⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎧⎪
⎪⎨
⎪⎪⎩
⎩:2:8:8:18:18:32::IA ~VIIA 7:IIIB ~VIIB IB ~IIB 7VIII VIIB IB 第一周期种元素短周期第二周期种元素第三周期种元素周期第四周期种元素
第五周期种元素长周期第六周期种元素第七周期未填满(又称不完全周期)主族共个主族副族、共个副族族第族：三个纵行，位于第族和第族之间零族：稀有气体⎪
⎪⎪⎪⎪⎪⎪ 【总结】
1．周期表中的相等关系 周期序数=电子层数
主族族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数
元素的原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数 2．元素周期表（记忆口诀）：
3．周期和族的表示方法
(1)周期用大写数字直接表示即可，如：第四周期。

(2)主族：用罗马数字加A 表示，如：第IIA 族； 副族：用罗马数字加B 表示，如：第IVB 族。

4．由原子序数确定元素位置的规律
记住每周期的元素的种数(2、8、8、18、18、32)以及稀有气体元素的原子序数（He 2、Ne 10、Ar 18、Kr 36、Xe 54、Rn 86），便于确定元素在元素周期表中的位置。

具体如下：
①若比相应的稀有气体元素的原子序数多1或2，则应处在下周期的第IA 族或第IIA 族，如88号元素88862-=，则应在第七周期第IIA 族。

②若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第VIIA ～IIIA 族，如：84号元素84862-=-，则应在第六周期第VIA 族。

③若预测新元素，可与未发现的第七周期的稀有气体元素(118号元素)相比较，去推知它的位置; 如：114号元素1141184-=-，应在第七周期第IV A 族。

5．同族相邻周期元素原子序数之间的关系
①一、二周期的同族元素间氢和锂原子序数之差为2，氦和氖原子序数之差为8（差值出现错位）。

②二、三周期的同族元素原子序数之差为8。

③三、四周期的同族元素原子序数之差为8或18。

第IA 、IIA 族间差8，其它族间差18（差值出现错位）。

④四、五周期同族元素原子序数之差为18。

⑤五、六周期同族元素原子序数差为18或32，镧系之前为18镧系之后为32（差值出现错位）。

⑥六、七周期的同族元素原子序数之差为32。

6．同族不相邻周期元素的原子序数之间相差：2、8、8、18、18、32几个连续数字的加和。

元素周期表
七横十八纵，三短加三长，第七尚未满，有待我们装； 例题精讲
【例1】 若某IIB 族元素原子序数为X ，那么原子序数为X+1的元素位于（ ）
A ．III
B 族 B ．IIIA 族
C ．IB 族
D ．IA 族
【答案】B
【例2】 下列说法中不正确的是（ ）[多选] A ．同周期元素的电子层数相同
B ．同族元素的最外层电子数一定相同
C ．主族元素原子的最外层电子数等于主族族序数
D ．若质子数为x 的元素在第IIIA 族，那么质子数为x 1 的元素一定在第IIA 族
【答案】BD
【例3】 同主族两种原子的核外电子数的差值可能为（ ）
A ．6
B ．12
C ．26
D ．30
【答案】C
【例4】 国际无机化学命名委员会在1989年作出决定，把长式周期表原先的主、副族及族号取消，
由左到右改为18列，碱金属为第1列，稀有气体为第18列。

按这个规定，下列说法不正确的是（ ） [多选]
A ．碳元素位于第6列
B ．第3列所含元素种类最多
C ．氧元素位于第16列
D ．镁和铝两元素所在列数差1 【答案】AD
【例5】 原子序数为115的元素处于：①第七周期；②第六周期；③ⅣA 族；④ⅤA 族；⑤ⅡB 族，
其中正确的组合是（ ）
A ．①④
B ．②③
C ．②④
D ．①⑤
【答案】A
【例6】
在长式元素周期表中前四周期的五种元素的位置关系如图所示，若B 的原子序数为Z ，则这五种元素的原子序数之和可能为（ ）
A
B C
D E
A ．5Z
B ．5Z ＋8
C ．5Z ＋10
D ．5Z ＋18
【答案】C
一、 碱金属元素
第IA 族（除H 外）为碱金属元素，包括锂、钠、钾、铷、铯、钫六种元素。

考点1： 元素周期表的结构专题知识点睛
1.2 元素的性质与原子结构
1．碱金属元素原子结构的相似性和递变性
①最外层电子数都为1；
②最高化合价均为+1价；
③原子核外电子数依次增大，核外电子层数依次增加；
④原子半径逐渐增大。

2．碱金属物理性质的相似性和递变性
相似性：①除铯略带金色光泽外，其余的都呈银白色；
②质软，有延展性，导热性和导电性；
③密度较小，熔点较低。

递变性：①碱金属熔、沸点随原子序数增大而减小；
②密度随原子序数的增大而增大（K例外）。

3．碱金属元素化学性质的相似性和递变性
碱金属元素的原子最外层电子数均为1，在化学反应中很容易失去一个电子，表现为较强的还原性。

同时碱金属元素从上到下随着电子层数的增多，化学性质有一定的递变性，具体表现为：
①碱金属都能与氧气反应，从锂到铯反应越来越剧烈，生成物越来越复杂。

4Li+O2△2Li2O（主要产物）
2Na+O2△Na2O2（主要产物）
K+O2△KO2（主要产物）
②碱金属都能与水反应，从锂到铯与水反应越来越剧烈。

反应通式：
2M+2H2O=2MOH+H2↑ (M为Li、Na、K等)
③均为强还原剂，但由上到下依次增强，即还原性：Li Na K Rb Cs
<<<<
④碱金属的性质递变
【总结】判断元素金属性(失电子能力)强弱的方法
①单质跟水（或酸）反应置换出氢气的难易程度；
②元素最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性强弱；
③金属单质间的置换反应（金属单质与金属的简单阳离子之间的反应）。

二、卤族元素
第VIIA族为卤族元素，包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。

1．卤族元素原子结构的相似性和递变性
①最外层电子数都为7；
②最高化合价均为+7价(F无正价)；
③原子核外电子数依次增大，核外电子层数依次增加；
④原子半径逐渐增大。

2．卤族元素单质物理性质的相似性和递变性
卤素单质F2Cl2Br2I2
单质颜色浅黄色黄绿色红棕色紫黑色
水溶液颜色——浅黄绿色橙色(浓)
黄色(稀)
褐色(浓)
黄色(稀)
CCl 4溶液颜色 —— —— 橙色 紫色
②单质的密度逐渐增大； ③熔、沸点逐渐升高；
3．卤族元素化学性质的相似性和递变性
卤族元素最外层电子数均为7个，在化学反应中容易得到电子，表现为较强的氧化性。

同时卤族元素从上到下随着电子层数的增多，化学性质有一定的递变性：
名称 反应条件 化学方程式 生成氢化物稳定性
F 2 冷暗处爆炸 F 2 + H 2 = 2HF （爆炸） HF 很稳定 Cl 2 光照或点燃 Cl 2 + H 2 光照或点燃
2HCl
HCl 稳定 Br 2 加热 Br 2 + H 2
△2HBr
HBr 较稳定 I 2
高温、持续加热
I 2 + H 2
2HI
HI 不稳定
①均能与氢气反应，从氟到碘与氢气反应的难易程度逐渐变难，得到的气态氢化物稳定性变弱； ②单质间能发生置换反应（除F 2外）；
③均为较强的氧化剂，但氧化性：F 2>Cl 2>Br 2>I 2； ④卤素的性质递变
【总结】判断元素非金属性(得电子能力)强弱的方法
①单质跟氢气化合生成气态氢化物的难易程度以及气态氢化物的稳定性； ②元素最高价氧化物的水化物(含氧酸)的酸性强弱；
③非金属单质间的置换反应（一般指非金属单质与简单离子之间的置换反应）。

三、 同主族元素的递变规律
通过对碱金属元素、卤族元素的性质的研究，我们不难得出：在元素周期表中，同主族元素由于最外层电子数相同，它们的化学性质表现出一定的相似性，但是由于它们电子层数的不同，化学性质又表现出一定的递变性，规律如下：
同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失去电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱；金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。

最高价氧化物对应水化物的碱性增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性减弱，氢化物的稳定性减弱。

【例7】
下列说法正确的是（ ）
A ．主族元素既有正化合价、又有负化合价
B ．主族最低负价数的绝对值等于原子最外层变为稳定结构时所需电子数
C ．同主族元素由上到下熔、沸点逐渐升高
考点2： 元素的性质与原子结构专题例题精讲
D．同主族元素由上到下原子半径逐渐增大
【答案】D
【例8】国际无机化学命名委员会作出决定：把长式周期表原有的主、副族及族号取消，由左至右按原顺序改为18列，如碱金属为第一列，稀有气体为18列，按这个规定下列说法正确的是（）
A．第3列元素种类最多，第14列元素形成的化合物种类最多
B．第8、9、10三列元素中，有非金属元素
C．从上到下第1列元素的单质熔点逐渐升高，第17列元素的单质熔点逐渐降低
D．只有第2列元素的原子最外层有2个电子
【答案】A
【例9】短周期元素X、Y可形成化合物X2Y3，若Y的原子序数为m，则X的原子序数不可能是（）[多选]
A．m+5 B．m-13 C．m+6 D．m-3
【答案】BC
【例10】下列对铯的性质预测正确的是（）
A．它的熔点很高B．它只存在一种氧化物
C．它的碳酸盐不易溶于水D．氯化铯易溶于水
【答案】D
【例11】碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是（）A．在碱金属中它具有最大的原子半径
B．它的氢氧化物化学式为FrOH，是一种极强的碱
C．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
D．它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】C
【例12】下面的推断，错误的是（）
A．镓是一种轻金属，它的氧化物的水化物可能具有两性
B．砹是一种有色固体，HAt很不稳定，AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体
C．硫酸锶（SrSO4）是难溶于水和盐酸的白色固体
D．硒化氢（H2Se）是无色、有毒，比H2S稳定的气体
【答案】D
【例13】X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是（）
A．X原子的电子层比Y原子的电子层数多
B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低
C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
D．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
【答案】C
1.3 核外电子排布核素
一、 原子核外电子的排布 1．电子层的表示方法
电子层数(n)
1 2 3 4 5 6 7 符号
K L M N O P Q 2
（1）核外电子总是最先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子
层。

（2）原子核外各电子层最多容纳2n 2个电子（n 为电子层数）。

（3）原子最外层电子数目不能超过8个(K 层为最外层时，不能超过2个电子)。

（4）次外层电子数不能超过18个，倒数第三层不能超过32个。

以上规律是相互联系的，不能孤立的机械套用。

知道了原子的核电荷数和电子层的排布规律以后，我们就可以画出原子结构示意图。

【总结】某些特殊原子的核外电子排布
（1）最外层电子数是次外层的2倍：C （2）最外层电子数是次外层的3倍：O
（3）最外层电子数等于最内层电子数(主族)：Be 、Mg 等第IIA 族元素
（4）族序数等于周期数的元素：H 、Be 、Al （5）族序数等于周期序数2倍的元素：C 、S
（6）族序数等于周期序数3倍的元素：O
二、 核素 同位素
1. 元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。

2. 核素：具有一定数目的质子和中子的一种原子，叫做核素。

如123
111H H H 各为一种核素。

3. 同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。

4. 某种具体的原子的表示方法如下，你能说出每个字母符号代表的含义吗？
质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N )
5. 【思考】下列符号代表几种元素？几种原子？它们间有什么关系？
40
18Ar 4019K 4020Ca 4119K 4220Ca 40+19K
【答案】代表3种元素，6种核素。

4020Ca 和4220Ca 、4119K 和4019K 是同位素；4018Ar 、4019K 、4020Ca 、40+
19K 质
量数相同；4019K 、4119K 、40+19K 属于同种元素；4020Ca 和42
20Ca 属于同种元素。

【总结】同位素特点：
元素
同位素
核素1
核素n
…
知识点睛
X
A Z c ± d ±b
（1）同种元素可以有若干种不同的原子。

至今已发现了118种元素，但原子种数远多于118种。

（2）同一种元素的不同核素其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合
物化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异。

（3）在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一
般是不变的，即是一个定值。

（4）同位素区别于同素异形体，前者是同种元素的不同原子；后者是由同种元素形成的不同单质。

6. 元素的相对原子质量
① 同位素的相对原子质量：该同位素原子的质量与一个12C 原子质量的1/12的比值。

② 同位素的近似相对原子质量：约等于该同位素的质量数。

③ 元素的相对原子质量：各种同位素相对原子质量与它们在元素中原子所占百分数（丰度） 乘积之和。

即元素的相对原子质量A r == A r1·a% ＋ A r2·b% ＋ …
④ 元素的近似相对原子质量：各种同位素质量数与它们在元素中原子所占百分数（丰度）乘积之和。

即元素的近似相对原子质量A r ′== A 1·a% ＋ A 2·b% ＋ … 7. 同素异形体
同素异形体：同种元素形成的不同的单质。

例如：氧气和臭氧，金刚石和石墨，红磷和白磷。

8. 同位素的应用
同位素在日常生活中、农业生产和科学研究中有着重要的用途，如考古时利用146C 测定一些
文物的年代；2
1H 和31H 用于制造氢弹；利用放射性同位素释放的射线育种、治疗恶性肿瘤等。

【例14】 A 、B 两种原子，A 原子M 层比B 原子M 层少3个电子，B 原子L 层电子数恰好是A 原
子L 层的两倍，则A 元素是（ ）
A ．O
B ．Si
C ．C
D ．Mg
【答案】C
【例15】 下列有关短周期元素的叙述中，肯定正确的是（ ）
A ．原子最外层电子只有1个或2个的元素是金属元素
B ．16号元素原子的最外层电子数是4号元素原子最外层电子数的四倍
C ．11号元素与17号元素能形成XY 2型化合物
D ．短周期中没有副族元素 【答案】D
【例16】 A 、B 、C 、D 、E 、F 的原子序数依次增大，它们都是同周期的元素。

已知：A 、C 、F 三
种原子最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均生成盐和水；D 元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4；E 元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。

（1）写出下列元素的符号：A ，B ，C ，E 。

（2）A 的单质在F 的单质中燃烧的化学方程式是_____________________________。

（3）A 、C 两种元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式是 。

【答案】（1）Na Mg Al P 、、、 （2）22Na +Cl 点燃
2NaCl （3）Al(OH)3 + OH - = AlO 2- + 2H 2O
考点3： 核外电子排布专题例题精讲
【例17】 2007年诺贝尔化学奖得主Gerhard-Ertl 对金属Pt 表面催化CO 氧化反应的模型进行了深入
研究。

下列关于20278Pt 的说法正确的是（ ）
A ．20278Pt 和19878Pt 的质子数相同，互称为同位素
B ．20278Pt 和19878Pt 的中子数相同，互称为同位素
C ．20278Pt 和19878Pt 的核外电子数相同，是同一种核素
D ．20278Pt 和19878Pt 的质量数不同，不能互称为同位素
【答案】A
【例18】 核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域，已知只
有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR 现象。

下列哪组原子均可产生NMR 现象（ ） A ．18O 31P 28Si B ．27Al 19F 12C
C ．元素周期表中A Ⅶ族所有元素的原子
D ．元素周期表中第一周期所有元素的原子
【答案】C
【例19】 某主族元素R 原子的质量为79，已知R 离子含有45个中子和36个电子，下列有关R 的
叙述错误的是（ ）
A ．R 位于第四周期ⅥA 族
B ．R 最高价氧化物对应的水化物的化学式为H 3RO 4
C ．元素R 气态氢化物的化学式为H 2R
D ．R 的阴离子具有强还原性
【答案】B
【例20】 核内中子数为N 的R 2+，质量数为A ，则n g 它的氧化物中所含质子的物质的量是 ( )
A ．n(A-N+8)/(A+16) mol
B ．n(A-N+10)/(A+16) mol
C ．(A-N+2) mol
D ．n(A-N+6)/A mol
【答案】A
【例21】 硼有两种同位素105B 和115B ，硼的近似相对原子质量是10.8，则对硼元素中10
5B 的物质的量
分数的判断正确的是（ ）
A ．20%
B ．40%
C ．60%
D ．80%
【答案】A
【例22】 对相同状况下的12C 18O 和14N 2两种气体，下列说法正确的是（ ）
A ．若质量相等，则质子数相等
B ．若原子数相等，则中子数相等
C ．若分子数相等，则体积相等
D ．若体积相等，则密度相等
【答案】C
（2011年天津卷 1）以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是（ ）
考点4： 同位素专题直击高考
A．第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子
B．同周期元素(除0族元素外)从左到右，原子半径逐渐减小
C．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强
D．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低
【命题立意】本题主要考查原子结构及元素周期律。

【高考难度】题目难度较低。

【难点分析】A中137Cs和133Cs互为同位素，二者具有相同的质子数，137和133表示二者的质量数，A错；B中同周期元素（除0族元素外）从左到右，随着核电荷数的逐渐增多，原子核对
外层电子对吸引力逐渐减弱，因此原子半径逐渐减小，B对；C中第ⅦA族自上而下，非
金属性逐渐减弱，其氢化物的稳定性逐渐减弱，C错；D中第ⅠA族金属元素从上到下单
质的熔点逐渐降低，而第ⅦA族单质的熔点自上而下逐渐升高，D错。

【答案】B
（2013年全国大纲卷8）下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是（）
A.体积相等时密度相等
B.原子数相等时具有的中子数相等
C.体积相等时具有的电子数相等
D.质量相等时具有的质子数相等
【命题立意】本题主要考查原子结构及阿伏加德罗定律。

【高考难度】题目难度较低。

【难点分析】结合阿伏加德罗定律，比较同温同压下的1mol两种气体：
项目质量体积分子原子质子中子电子
12C18O 30g 相同1mol 2mol 14mol 16mol 14mol
14N228g 相同1mol 2mol 14mol 14mol 14mol
【答案】C。