高考化学一轮复习 第五章 物质结构、元素周期律 第2讲 元素周期表和元素周期律学生用书

第2讲　元素周期表和元素周期律
考纲要求
1.掌握元素周期律的实质。

了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。

2.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。

3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

4.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。

考点一　元素周期表
基础梳理·自我排查
1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。

原子序数＝________＝__ ________＝______。

2．编排原则
3．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
序号一二三四五六七
元素种数____________________________
0族元素
原子序数
____________________________
(2)族(18个纵行，16个族)
主族列121314151617族____ⅡA____ⅣA____ⅥA____
副族
列345671112族____ⅣBⅤBⅥBⅦB____ⅡB Ⅷ族第__________，共3个纵行
0族第____纵行
(3)元素周期表的分区
　族
周期
ⅠA　ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1
2
3
4
5
6
7
①分界线：如上图所示，沿着元素周期表中__________与____________的交界处画一条斜线，即为________和____________的分界线(氢元素除外)。

②分界线附近的元素，既能表现出一定的______，又能表现出一定的__________。

4．元素周期表中的特殊位置
(1)过渡元素：元素周期表中部从____族到____族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。

(2)镧系：元素周期表第____周期中，57号元素镧到71号元素镥共____种元素。

(3)锕系：元素周期表第____周期中，89号元素锕到103号元素铹共____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。

[思考]
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序数分别为m、n，则m和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________________。

[判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)元素周期表中共有18个纵行，16个族( )
(2)同主族元素的最外层电子数一定相同( )
(3)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素( )
(4)ⅠA族全部是金属元素( )
(5)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素( )
(6)两短周期元素原子序数相差8，则周期数一定相差1( )
(7)某元素原子的核电荷数为53，则该元素位于第五周期ⅦA族( )
微点拨
1.在描述元素在Ⅷ族时，不要写成ⅧB。

2．元素周期表中，族序数Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界线，第一次分界时主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界时副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。

3．元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素，形成化合物种类最多的为ⅣA族。

考点专练·层级突破
练点一　元素周期表中的结构信息
1．1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一。

下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族
B．在过渡元素中寻找半导体材料
178原子，116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族C．俄罗斯专家首次合成了X
116
D．ⅠA族的元素全部是金属元素
2．铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。

元素周期表中铟的数据如图，下列说法完全正确的是( )
A．铟元素的质量数是114.8
B．铟元素的相对原子质量是114
C．铟元素是一种副族元素
D．铟原子最外层有3个电子
3．结合如图所示元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有_ _______；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，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量：______________。

练点二　元素周期表局部判断
4.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示。

已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为( )
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
5.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为( )
A．5x＋10 B．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
6．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。

则下列说法不正确的是( )
A.Y与Z的原子序数之和可能为2a
B．Y的原子序数可能为a－17
C．Z的原子序数可能为a＋31
D．X、Y、Z一定为短周期元素
7．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处于第六周期ⅥA族
规律技巧
同周期主族元素原子序数差的关系
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)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，四或五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，六周期元素原子序数差＝族序数差＋24。

(3)第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11，第六周期为25。

2．同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
(1)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)ⅡA族和0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)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。

考点二　元素周期律
基础梳理·自我排查
1.元素周期律
2．元素周期律的具体内容
项目同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构
核电荷数逐渐____逐渐____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____→____(O 、F 除外)负化合价＝________________________________________________________________________
相同
最高正化合价＝______(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____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____
3．元素周期律(表)的现实意义
(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比较不同主族、不同周期元素的性质
如金属性Mg>Al ，Ca>Mg ，则碱性Mg (OH )2>Al (OH )3，Ca(OH)2>Mg(OH)2。

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。

(3)启发人们在一定区域内寻找新物质
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。

[判断
]　(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)I 的原子半径大于Br ，HI 比HBr 的热稳定性强( )
(2)P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强( )
(3)O、S、P元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增( )
(4)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7( )
(5)同周期金属元素的化合价越高，其原子失电子能力越强( )
(6)在主族元素中，最高正化合价均等于主族序数( )
(7)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( )
考点专练·层级突破
练点一　微粒半径大小的比较
1．比较下列微粒半径大小(用“>”或“<”填空)：
(1)Na________Mg________Cl
(2)Li________Na________K
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋
(4)F－________Cl－________Br－
(5)Cl－________O2－________Na＋______Mg2＋
(6)Fe2＋________Fe3＋
2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D>C>B>A
B．原子半径：B>A>C>D
C．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋
D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－<D－
3．下列各组微粒中微粒半径由大到小的是( )
A．O、Cl、S、P
B．Al3＋、Mg2＋、Ca2＋、Ba2＋
C．K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
D．Li、Na、K、Cs
方法总结
“三看”法快速判断简单粒子半径大小
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。

二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。

三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越小。

练点二　元素性质综合判断
4．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＋。

5．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )
元素代号A B C D E
原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074
主要化合价＋1＋3＋2＋6、－2－2
A. E2－与B3＋的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A＋<D2－
C．最高价氧化物对应水化物的碱性A<C
D．氢化物的稳定性D>E
6．已知1～18号元素的离子a W3＋、b X＋、c Y2－、d Z－具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )
A．质子数：c>d
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X<W
7.某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点(最中心的点)代表起点元素。

下列正确的是( ) A．物质YO可能具有较强的氧化性
B．图中离O点越远的元素，其原子半径一定越大
C．O2X、WO3分子内都含有氢键，所以沸点都较高
D．科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素
方法总结
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“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱
右强，下弱上强，左下弱右上强”
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，金属性逐渐减弱
非金属活动性顺序表　按F、O、Cl、Br、I的顺序，非金属性逐渐减弱
三反置换反应强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越
应
酸反应
强
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
应的水化物的酸性越强，则非金属性越强
真题演练·素养通关
1.[2021·全国甲卷，11]W 、X 、Y 、Z 为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z 的最外层电子数是W 和X 的最外层电子数之和，也是Y 的最外层电子数的2倍。

W 和X 的单质常温下均为气体。

下列叙述正确的是( )
A ．原子半径：Z>Y>X>W
B ．W 与X 只能形成一种化合物
C ．Y 的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应
D ．W 、X 和Z 可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
2．[2021·全国乙卷，11]我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg 的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。

土壤中含有的短周期元素W 、X 、Y 、Z ，原子序数依次增大，最外层电子数之和为 15。

X 、Y 、Z 为同周期相邻元素，且均不与W 同族。

下列结论正确的是( )
A ．原子半径大小顺序为W>X>Y>Z
B ．化合物XW 中的化学健为离子键
C ．Y 单质的导电性能弱于Z 单质的
D ．Z 的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
3．[2020·全国卷Ⅱ，13]一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W 、X 、Y 、Z 的原子序数依次增大、且总和为24。

下列有关叙述错误的是(
)
A ．该化合物中，W 、X 、Y 之间均为共价键
B ．Z 的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C ．Y 的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D ．X 的氟化物XF 3中原子均为8电子稳定结构
4．[2020·全国卷Ⅲ，13]W 、X 、Y 、Z 为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X ＋Y ＝W ＋Z ；化合物XW 3与WZ 相遇会产生白烟。

下列叙述正确的是( )
A ．非金属性：W>X>Y>Z
B ．原子半径：Z>Y>X>W
C ．元素X 的含氧酸均为强酸
D ．Y 的氧化物水化物为强碱
5．[2019·全国卷Ⅰ，13]科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中W 、X 、Y 、
Z
为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。

下列叙述正确的是( ) A．WZ的水溶液呈碱性
B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D．该新化合物中Y不满足8电子稳定结构
6．[2019·全国卷Ⅱ，9]今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。

下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。

下列说法错误的是( )
A.原子半径：W<X
B．常温常压下，Y单质为固态
C．气态氢化物热稳定性：Z<W
D．X的最高价氧化物的水化物是强碱
7．[2019·全国卷Ⅲ，9]X、Y、Z均为短周期主族元素，它们原子的最外层电子数之和为10。

X与Z同族，Y最外层电子数等于X次外层电子数，且Y原子半径大于Z。

下列叙述正确的是( )
A．熔点：X的氧化物比Y的氧化物高
B．热稳定性：X的氢化物大于Z的氢化物
C．X与Z可形成离子化合物ZX
D．Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
第2讲　元素周期表和元素周期律
考点一
基础梳理·自我排查
1．核电荷数　核外电子数　质子数
2．原子序数　最外层电子数　电子层数
3．（1）2　8　8　18　18　32　32　2　10　18　36　54　86　118　（2）ⅠA ⅢA　ⅤA　ⅦA　ⅢB　ⅠB　8、9、10　18　（3）B、Si、As、T e、At Al、Ge、Sb、Po　金属元素　非金属元素　金属性　非金属性
4．（1）ⅢB　ⅡB　（2）六　15　（3）七　15
思考　答案：（1）n＝m＋5　n＝m＋15　n＝m＋29　（2）x＋2　x＋8　x＋18 x＋32　（3）y＝x＋m或y＝x＋n
判断　答案：（1）√　（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）√
考点专练·层级突破
1．解析：元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵列，因此元素周期表虽然共18个纵列，但共16个族，A错误；在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料，B错误；第七周期0族元素为118号，则116号元素位于元素周期表中第七周期ⅥA族，C正确；
第ⅠA族的元素包括H和碱金属元素，D错误。

答案：C
2．解析：该元素的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，和Al处于同一主族，故D正确。

答案：D
3．答案：（1）a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　三　0　四　ⅡB
（2）三　ⅥA　
4．解析：设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1，（x＋8－1）＋（x＋8＋1）＝4x，解得x＝8，所以A为O元素，B为P元素，C为Cl元素，故选C。

答案：C
5．解析：
答案：A
6．解析：X、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，所以D项错误；若Y、X、Z 分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17，Y与Z的原子序数之和为2a，A、B正确；若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期的右边，则Z的原子序数为a＋31，C正确。

答案：D
7．解析：B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，又能失电子，故A错误；同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：Ge>Si，故B正确；As元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，可作半导体材料，故C正确；Po为主族元素，原子有6个电子层，最外层电子数为6，处于第六周期ⅥA族，故D正确。

答案：A
考点二
基础梳理·自我排查
1．原子序数　核外电子排布
2．增大　增大　相同　增多　减小　增大　减小　减小　>　增大　＋1　＋7　－（8－主族序数）　主族序数　减弱　增强　增强　减弱　增强　减弱　减弱　增强　增强减弱　减弱　增强　增强　减弱
判断　答案：（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×　（7）×
考点专练·层级突破
1．答案：（1）>　>　（2）<　<　（3）>　>　（4）<　<　（5）>　>　>（6）>
2．解析：由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周
期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：。

原子序数大小应为A>B>D>C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B正确；离子半径应为C3－>D－>B＋>A2＋，C错误；还原性为C3－>D－，D错误。

答案：B
3．解析：比较微粒半径有以下原则：①同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，A为P>S>Cl>O；②同主族元素原子半径从上到下逐渐增大；③核外电子排布相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，Mg2＋>Al3＋；④各层排布都饱和，一般电子层数越多，微粒半径越大。

故只有C正确。

答案：C
4．答案：（1）>　>　>　>　（2）<　<　（3）>　>　
（4）<　<　（5）>　<　（6）>　>
5．答案：B
6．解析：因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为a>b>d>c，且Y、Z在上一周期，Y在Z的左边，Y的非金属性弱于Z；W、X在下一周期，X在W的左边，X的金属性强于W。

质子数d>c，A项错误；非金属性：Y<Z，则离子的还原性：Y2－>Z－，B项正确；非金属性：Z>Y，故氢化物稳定性：HZ>H2Y，C项错误；同周期元素，从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：X>W，D项错误。

答案：B
7．解析：O点代表氢元素，按照原子序数由小到大由里往外延伸，由图可知，W为N 元素，X为O元素，Y为Na元素，Z为P元素，根据元素的种类可知虚线相连的元素处于同一族。

A.NaH中氢元素为－1价，具有较强的还原性，故A错误；B.随原子序数增大距离O点的距离增大，而同周期主族元素，随原子序数增大原子半径减小，图中离O点越远的元素，其原子半径不一定越大，故B错误；C.H2O、NH3分子间都含有氢键，所以沸点都较高，而分子内为共价键，故C错误；D.As与N元素处于同主族，性质具有相似性，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的Z元素，故D正确。

答案：D
真题演练·素养通关
1．解析：原子半径：Al>S>N>H，A项错误；H和N可形成NH3和N2H4等化合物，B项错误；Al2O3是典型的两性氧化物，与强酸和强碱均能反应生成盐和水，C项错误；
H、N、S三种元素形成的（NH4）2S为离子化合物，既含离子键又含共价键，D项正确。

答案：D
2．解析：氧原子半径小于硫原子半径，而Mg、Al、Si的原子半径依次减小且均比同周期的硫原子半径大，因此原子半径：Mg>Al>Si>O，A项错误；Mg元素的金属性较强而O元素的非金属性很强，二者之间形成的化学键是离子键，B项正确；铝是导体而Si是半导体，故前者导电性强于后者，C项错误；硅酸的酸性弱于碳酸，D项错误。

答案：B
3．解析：W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24，结合题给化合物的结构式可知，W为H、X为B、Y为N、Z为Na。

A项，
中H、B、N之间均为共价键，正确；B项，Na既可与水反应，也可与甲醇反应，正确；C项，Y（N）的最高价氧化物的水化物为HNO3，属于强酸，正确；D项，BF3中，1个B原子与3个F原子形成3个共价键，B外围只有6个电子，不满足8电子稳定结构，错误。

答案：D
4．解析：由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，可知XW3和WZ分别是NH3和HCl，即W是H元素，X是N元素，Z是Cl元素；再根据四种元素的核外电子总数满足X ＋Y＝W＋Z，可知Y是Na元素。

A项，Na（Y）是金属元素，其非金属性不可能大于Cl（Z），错误；B项，原子半径：Na（Y）＞Cl（Z），错误；C项，N（X）元素的含氧酸不全为强酸，如HNO2是弱酸，错误；D项，Na（Y）的氧化物的水化物为NaOH，是强碱，正确。

答案：D
5．解析：由W、X、Y、Z为同一短周期元素，结合新化合物的结构式可知，X为ⅣA 族元素，Z为卤族元素，W为碱金属元素，再由Z的核外最外层电子数是X核外电子数的一半可知，Z为Cl、X为Si，进而推知W为Na、Y为P。

A项，NaCl的水溶液呈中性，错误；B项，元素的非金属性：Si<P<Cl，即X<Y<Z，错误；C项，Y（P）的最高价氧化物的水化物为H3PO4，属于中强酸，正确；D项，2个硅原子和1个P原子形成2个共价键，阴离子得到1个电子，所以该化合物中磷原子最外层满足8电子稳定结构，错误。

答案：C
6．解析：根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知，W与X的最高化合价之差为2，设X的最高化合价为a，则W的最高化合价为a＋2，结合题意知2a＋2＝8，解得a＝＋3，从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。

A项，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：W（N）<X（Al）；B项，常温常压下，Y（Si）单质为固态；C项，非金属性：Z（P）<W（N），故气态氢化物的热稳定性：Z<W；D项，X为Al，其最高价氧化物的水化物为Al（OH）3，属于两性氢氧化物。

答案：D
7．解析：由题意可推知，X、Y、Z分别为C、Mg、Si。

A项，CO2是分子晶体，MgO是离子晶体，错误；B项，C的非金属性比Si强，则C的氢化物的热稳定性大于Si的氢化物，正确；C项，SiC是共价化合物，错误；D项，Si单质不能溶于浓硝酸，错误。

答案：B。