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第13讲 元素周期表与元素周期律（解析版）
1．掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构及其应用。
2．以第3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、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。
考点一：元素周期表
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＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。
2．元素周期表的编排原则
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
元素种类 2 8 18 18 32 32
0族元素 原子序数 2 10 18 36 54 86 118
(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8、9、10，共3个纵列
0族 第18纵列
总结
①含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素。
②过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。
③最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。
(3)元素周期表中元素的分区
①分界线：如图所示，沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
(4)元素周期表中的特殊位置元素
过渡元素 元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列共60多种元素，这些元素都是金属元素
镧系 元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素
锕系 元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素
超铀元素 在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素
4．元素周期表的三大应用
(1)科学预测
为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产
对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。
【典例1】在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B.Pt和Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第5周期元素
答案：B
解析：
铂为金属元素，A项错误；Pt和Pt的质子数相同，中子数不同，是两种不同的核素，二者互为同位素，B项正确；“195.1”是铂元素的相对原子质量，C项错误；由78推出Pt为第6周期元素，D项错误。
【典例2】下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是(　　)
答案：C
【典例3】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
答案：C
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，由(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。
【典例4】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中位置如图所示，已知W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，下列说法正确的是(　　)
A．氧化物对应水化物酸性W比Z强
B．Y单质与Z的氢化物水溶液反应，有沉淀生成
C．X单质氧化性强于Y单质
D．简单离子的半径：Z＜W
答案：B
解析：
X、Y、Z、W均为短周期元素，W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，则W为Cl元素，结合元素在周期表中相对位置可知，Z为S，Y为O，X为N。HClO为Cl的一种氧化物对应的水化物，其为弱酸，酸性比H2SO3、H2SO4都弱，A项错误；氧气和硫化氢溶液反应生成硫单质，溶液变浑浊，B项正确；非金属性：N＜O，元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，C项错误；S2－、Cl－具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大离子半径越小，D项错误。
技巧
1．直接相邻的“┳”型、“┻”型、“＋”型原子序数关系
2．由稀有气体元素的原子序数确定元素在周期表中的位置
确定主族元素在周期表中位置的方法：原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝x。
例如：
①35号元素(最邻近的是36Kr)，则35－36＝－1，故周期数为四，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，即溴元素；
②87号元素(最邻近的是86Rn)，则87－86＝1，故周期数为七，族序数为1，即第七周期第ⅠA族，即钫元素。
考点二：元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素性质的变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)_＞_r(阳离子) 逐渐增大
化合价 最高正化合价由 ＋1→＋7(O、F除外) 最低负化合价＝ －(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱
3.元素周期律的应用
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质
①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法：
金属性：Mg>Al，Ca>Mg，则碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。
②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法：
非金属性：C>Si，O>C，则氢化物稳定性：H2O>CH4>SiH4。
(2)预测未知元素的某些性质
①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
②已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)的化合物的性质为HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。
规律
元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 ⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强 ⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法 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 ④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
技巧
微粒半径大小的比较方法
【典例1】已知短周期主族元素的四种离子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－答案：B
解析：
A2＋、B＋、C3－、D－具有相同电子层结构，则A、B在下一周期，为金属元素，且原子序数A>B，C、D在上一周期，为非金属元素，且原子序数D>C，电子层数越多，半径越大，同周期主族元素原子序数越大，半径越小，则原子半径为B>A>C>D，故B正确。
【典例2】如图所示是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是(　　)
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：ZB．X、N两种元素形成的化合物属于离子化合物
C．Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：Y>R
D．简单离子的半径：Z>M>X
答案：C
解析：
同周期主族元素从左到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，则前7种元素处于第二周期，后7种元素处于第三周期，结合原子序数可知，X为O元素，Y为F元素，Z为Na元素，M为Al元素，N为Si元素，R为Cl元素。
【典例3】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na比Mg强烈 金属性：Na＞Mg
B Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Ca＞Mg
C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性：S＞C
D t ℃时，Br2＋H22HBrK＝5.6×107 I2＋H22HI　K＝43 非金属性：Br＞I
答案：C
解析：
C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S＞C。
【典例4】下列实验不能作为判断依据的是(　　)
A．向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱
D．Br2和I2分别与H2反应的难易，判断溴与碘的非金属性强弱
答案：B
解析：
A项，由现象可知，Na2SiO3溶液水解显碱性，则硝酸的酸性大于硅酸，则非金属性：N＞Si，正确；B项，铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液是先和水反应，生成氢氧化钠再和CuSO4反应，不能置换铜，所以不能判断钠与铁的金属活动性强弱；C项，CO2通入硅酸钠溶液，发生强酸制取弱酸的反应，生成硅酸沉淀可以知道碳酸的酸性大于硅酸，正确；D项，卤素单质与氢气化合越容易，非金属性越强，可用Br2和I2分别与H2反应的难易，判断溴与碘的金属性强弱，正确。
考点三：“位、构、性”的关系及应用
1．元素的“位—构—性”三者关系
2．元素的“位—构—性”关系的应用
(1)结构与位置的互推
总结
①同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。
②在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。
(2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。
(3)结构与性质互推
①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
3．构建元素“位—构—性”关系解题思维流程
(1)推断元素的基本思路
(2)元素“位—构—性”关系题的解题流程
【典例1】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
答案：B
解析：可腐蚀玻璃的物质是HF。以此为切入点，根据题意进行元素推断，可知W是氟、X是钠、Y是氯、Z是钙。钙是活泼金属元素，氢是非金属元素，CaH2是由Ca2＋和H－构成的离子化合物，B项正确；常温常压下，钠的单质是固体，A项错误；CaCl2是强酸强碱盐，水溶液呈中性，C项错误；氯有最高化合价＋7价，氟没有正价，D项错误。
【典例2】（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是（）
A．Z元素的最高价态为+7 B．基态原子未成对电子数：W>Y
C．该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物水溶液的pH：X>M
答案：D
解析：根据W是有机分子的骨架元素，知W为C元素：由图可如，Y形成1个双键，则其最外层有6个电子，结合原子序数关系知，Y为O元素，则X为N元素；Z形成1个单键，则Z为F元素；M的成键总数为6，则M为S元素。以此解答。
解析：
A．根据上述分析可知：Z为F元素，无正化合价，故A错误；
B．根据上述分析可知：W为C元素，Y为O元素。C原子的电子排布式为，未成对电子数为2，O原子的电子排布式为，未成对电子数也为2，故B错误；
C．根据上述分析可知：X为N元素,该阴离子中N形成2个单键，有2对孤对电子，满足8电子稳定结构，故C错误：
D．根据上述分析可知：X为N元素, 最简单氢化物, 的水溶液星碱性；M为S元素, 最简单氢化物，的水溶液呈酸性，故水溶液的，故D正确；
故答案：D。
【典例3】（2022·湖南·高三阶段练习）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，且X、Z的原子序数之和是Y、W的原子序数之和的。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，M是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物略去)。下列说法正确的是
A．沸点：丁<丙，热稳定性：丁>丙
B．X、Y、Z、W四种元素能够形成两种常见的酸式盐，且能反应生成N
C．Y与Z形成的化合物中，阴、阳离子个数比可以为1∶1
D．基态Y原子核外未成对电子数为3
答案：B
解析：乙是一种“绿色氧化剂”，乙是，会分解生成氧气与氢气，据转化关系易知M是；乙和丁的组成元素相同，则丁是；化合物N是具有漂白性的气体(常温下)，N是，丙是，则甲是硫化物；X、Z的原子序数之和是Y、W的原子序数之和的，Z是Na元素；X、Y、Z、W分别是H、O、Na、S。
A．沸点：，热稳定性：，选项A错误；
B．能和反应生成，选项B正确；
C．、两种化合物中，阴、阳离子个数比均为1∶2，选项C错误；
D．基态氧原子核外未成对电子数为2，选项D错误；
答案选B。
【典例4】（2022·云南·昆明一中高三阶段练习）W、X、Y、Z在元素周期表中的位置关系如图所示，且原子序数之和为43下列说法中错误的是
A．W、X均存在同素异形体
B．W或Z与X形成的二元共价化合物均不止一种
C．Y与X形成的化合物能与酸反应，不能与碱反应
D．四种元素中Y的原子半径最大
答案：C
解析：设W、X、Y、Z属于二三周期，设W的原子序数为a，a+a+2+a+7+a+10=43，a=6，W为C，X为O、Y为Al、Z为S；设W、X、Y、Z属于三四周期，a+a+2+a+17+a+20=43，a= 故不符合要求；
解析：A．根据分析可知W为C，X为O，C的同素异形体有金刚石、石墨，C60等，O的同素异形体有O2、O3等，故A正确；
B．C与O形成的氧化物有CO、CO2，S与O形成的氧化物有SO2、SO3，故B正确；
C．X为O、Y为Al，形成的化合物是Al2O3具有两性，能与酸反应，也能与碱反应，故C错误；
D．同周期元素半径从左到右依次减小，四种元素中Al的原子半径最大，故D正确；
故答案为C
方法规律1
由物质的性质或反应推断元素
形成化合物最多的元素；可形成自然界硬度最大的物质；简单氢化物中含氢质量分数最大的元素 碳
空气中含量最多的元素；气态氢化物的水溶液呈碱性的元素；气态氢化物与最高价含氧酸反应生成盐的元素 氮
地壳中含量最多的元素；简单氢化物的沸点最高的元素；氢化物在通常状况下呈液态的元素 氧
最活泼的非金属元素；无正价的元素；无含氧酸的非金属元素；无氧酸可腐蚀玻璃的元素；气态氢化物最稳定的元素；阴离子的还原性最弱的元素 氟
短周期元素中与水反应最剧烈的金属元素，最高价氧化物的水化物碱性最强的元素；短周期主族元素中原子半径最大的元素；与氧气在加热条件下反应生成过氧化物(Na2O2)的元素；焰色反应为黄色的元素 钠
地壳中含量最多的金属元素；最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素 铝
良好的半导体材料，地壳中含量第二的元素，能跟强碱溶液反应，还能被氢氟酸溶解 硅
淡黄色固体，它的氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液发生氧化还原反应 硫
短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素 氯
方法规律2
元素周期表的特殊结构和特殊关系
1．特殊结构
(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界，第ⅠA族左侧无元素分布。
(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
2．特殊关系
(1)同一周期中元素的原子序数比左边相邻元素原子序数大1，比右边相邻元素的原子序数小1。
(2)同主族上下周期元素的原子序数关系
若在第ⅠA族或第ⅡA族 原子序数之差为上周期所包含的元素种数
若在第ⅢA族～第ⅦA族 原子序数之差为下周期所包含的元素种数
(3)等式关系：电子层数＝周期数；质子数＝原子序数；最外层电子数＝主族序数；主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。
一、 选择题
1．（2022·海南·高考真题）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是（ ）
A．是非极性分子
B．简单氢化物沸点：
C．Y与Z形成的化合物是离子化合物
D．X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
答案：C
解析：X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并相邻，且Y是组成水的元素之一，则Y为O元素，X为N元素，Z在同周期主族元素中金属性最强，则Z为Na元素，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，则W为Cl元素，据此分析解答。
A．由分析，X为N元素，W为Cl元素，NCl3分子的空间构型为三角锥形，其正负电荷的中心不重合，属于极性分子，A错误；
B．H2O和NH3均含有氢键，但H2O分子形成的氢键更多，故沸点H2O＞NH3，B错误；
C．Y为O元素，Z为Na元素，两者形成的化合物为Na2O、Na2O2均为离子化合物，C正确；
D．N、O、Na三种元素组成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈碱性，D错误；
答案选C。
2．（2022·辽宁·高考真题）下列类比或推理合理的是（ ）
已知 方法 结论
A 沸点： 类比 沸点：
B 酸性： 类比 酸性：
C 金属性： 推理 氧化性：
D ： 推理 溶解度：
答案：A
解析：A．、、的相对分子质量逐渐增大，沸点逐渐升高，可推知分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，由于相对分子质量：，所以沸点：，故A正确；
B．非金属元素最高价含氧酸的酸性与非金属性有关，元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以酸性：，酸性：，故B错误；
C．由金属性：，可推出氧化性；由离子方程式可得，氧化性：，故C错误；
D．和的阴、阳离子个数比不相同，不能通过大小来比较二者在水中的溶解度，故D错误；
选A。
3．（2022·湖南·高考真题）科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径： B．非金属性：
C．Z的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82的元素与W位于同一主族
答案：C
解析：由共价化合物的结构可知，X、W形成4个共价键，Y形成2个共价键，Z形成1个共价键，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，则X为C元素、Y为O元素、Z为F元素、W为Si元素。
A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则C、O、F的原子半径大小顺序为C＞O＞F，故A正确；
B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，则C、O、Si的非金属性强弱顺序为O＞C＞Si，故B正确；
C．位于元素周期表右上角的氟元素的非金属性最强，单质具有很强的氧化性，故C错误；
D．原子序数为82的元素为铅元素，与硅元素都位于元素周期表ⅣA族，故D正确；
故选C。
4．（2022·广东·高考真题）甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
答案：C
解析：甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S，若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。
A．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：丁＞戊＞乙，故A正确；
B．根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，故B正确；
C．甲的氢化物可能为氨气，可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生；若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成，故C错误；
D．丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能与强碱反应，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．（2022·浙江·高考真题）X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是（ ）
A．X与Z形成的10电子微粒有2种
B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C．与的晶体类型不同
D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
答案：B
解析：X的核外电子数等于其周期数，X为H，YX3分子呈三角锥形，Y为N，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和，则Z为O，M与X同主族，则M为Na，Q是同周期中非金属性最强的元素，则Q为Cl，综合分析，X为H，Y为N，Z为O，M为Na，Q为Cl，以此解题。
A．由分析可知X为H，Z为O，则其形成的10电子微粒有H2O、OH-、H3O+，A错误；
B．由分析可知Z为O，Q为Cl，可形成ClO2，有氧化性，可用于自来水消毒，B正确；
C．由分析可知Z为O，M为Na，Q为Cl，则M2Z为Na2O，为离子晶体，MQ为NaCl，为离子晶体，晶体类型相同，C错误；
D．由分析可知X为H，Y为N，Z为O，这三种元素可以形成NH ·H O，其溶液显碱性，D错误；
故选B。
6．（2022·全国·高考真题）化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B．最高价氧化物的水化物的酸性：
C．阶段热分解失去4个
D．热分解后生成固体化合物
答案：D
解析：化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示，在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，即W为H，Z为O，YZ2分子的总电子数为奇数，常温下为气体，则Y为N，原子序数依次增加，且加和为21，则X为B。
A．X(B)的单质常温下为固体，故A错误；
B．根据非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性：X(H3BO3)＜Y(HNO3)，故B错误；
C．根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出，则说明失去的是水，若100～200℃阶段热分解失去4个H2O，则质量分数，则说明不是失去4个H2O，故C错误；
D．化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3)，根据硼元素守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O～5B2O3，则固体化合物B2O3质量分数为，说明假设正确，故D正确。
综上所述，答案为D。
7．（2022·全国·高考真题）Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A．非金属性： B．单质的熔点：
C．简单氢化物的沸点： D．最高价含氧酸的酸性：
答案：D
解析：Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q与X、Y、Z不在同一周期，Y原子最外层电子数为Q原子内层电子数的2倍，则Q应为第二周期元素，X、Y、Z位于第三周期，Y的最外层电子数为4，则Y为Si元素，X、Y相邻，且X的原子序数小于Y，则X为Al元素，Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19，则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12，主族元素的最外层电子数最多为7，若Q的最外层电子数为7，为F元素，Z的最外层电子数为5，为P元素，若Q的最外层电子数为6，为O元素，则Z的最外层电子数为6，为S元素，若Q的最外层电子数为5，为N元素，Z的最外层电子数为7，为Cl元素；综上所述，Q为N或O或F，X为Al，Y为Si，Z为Cl或S或P，据此分析解题。
A．X为Al，Q为N或O或F，同一周期从左往右元素非金属性依次增强，同一主族从上往下依次减弱，故非金属性：Q>X，A错误；
B．由分析可知，X为Al属于金属晶体，Y为Si属于原子晶体或共价晶体，故单质熔点Si>Al，即Y>X，B错误；
C．含有氢键的物质沸点升高，由分析可知Q为N或O或F，其简单氢化物为H2O或NH3或HF，Z为Cl或S或P，其简单氢化物为HCl或H2S或PH3，由于前者物质中存在分子间氢键，而后者物质中不存在，故沸点Q>Z，C错误；
D．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，P、S、Cl的非金属性均强于Si，因此最高价含氧酸酸性：Z>Y，D正确；
故答案为：D。
8．（2022·浙江·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族，Y的原子序数是W的2倍，X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A．非金属性：Y＞W B．XZ3是离子化合物
C．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸 D．X与Y可形成化合物X2Y3
答案：D
解析：X是地壳中含量最多的金属元素，X为Al元素，W和Y同族，Y的原子序数是W的2倍，W为O元素，Y为S元素，Z为Cl元素，据此分析解题。
A．非金属性同主族从上至下逐渐减弱：Y＜W，A错误；
B．氯化铝是共价化合物，B错误；
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别硫酸和高氯酸，两者均为强酸，次氯酸也是氯的氧化物对应的水化合物，但次氯酸为弱酸，C错误；
D．根据化合物的化合价代数和为0可知，铝与硫元素形成的化合物化学式为Al2S3，D正确；
答案选D。
一、选择题
1．（2022·河南·高三阶段练习）W、X、Y、Z是原子序数不大于18的元素，其原子半径及主要化合价如表。下列说法正确的是 （ ）
元素代号 W X Y Z
原子半径/pm 37 71 75 143
主要化合价 +1 -1 +3
A．W、X、Y、Z中可能有稀有气体元素
B．W、X、Y、Z的原子序数依次增大
C．简单离子半径：
D．X、Y的简单氢化物反应生成的化合物中只含共价键
答案：C
解析：元素W半径最小，主要化合价为+1价，则W为H，元素X的半径较大，主要化合价为-1价，则X为F，元素Y的半径大于X，且主要化合价为-3，+3，+5价，则Y为N，元素Z半径最大，且主要化合价为+3价，则Z为Al，综合可知，W为H，X为F，Y为N，Z为Al，以此解题。
A．由分析可知，W、X、Y、Z中没有稀有气体元素，A错误；
B．由分析可知W为H，X为F，Y为N，原子序数不是依次增大，B错误；
C．核外电子数相同的时候，原子序数越小半径越大，则半径大小为：，C正确；
D．由分析可知，X为F，Y为N，其简单氢化物相互反应可以生成氟化铵，其中含有离子键，D错误；
故选C。
2．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，W与Y同主族，X与Z同主族。其中、Y、Z构成的某种物质结构如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A．X、Z形成的简单氢化物稳定性：X>Z B．Y和Z形成的最简单化合物水溶液呈碱性
C．简单离子半径：Z>Y>X>W D．向该物质中加入稀硫酸，产生气泡和淡黄色沉淀
答案：C
解析：由X、Y、Z构成的某种物质结构示意图可知，化合物中Z原子能形成6个共价键、X能形成2个共价键，结合X与Z同主族可知，X为O元素、Z为S元素；Y元素能形成带一个单位正电荷的阳离子，结合W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，W与Y同主族可知，W可能为H元素或Li元素、Y为Na元素，物质为硫代硫酸钠的结构示意图。
A．元素的非金属性越强其简单氢化物的稳定性越强，O的非金属性强于S，故X>Z，故A正确；
B．硫化钠是强碱弱酸盐，硫离子在溶液中水解使溶液呈碱性，故B正确；
C．电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子的离子半径依次减小，则电子层结构相同的氧离子的离子半径大于钠离子，故C错误；
D．硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫气体、淡黄色的硫沉淀和水，故D正确；
故选C。
3．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）用下列实验装置或操作进行相应实验，能达到实验目的的是（ ）
A．制备Fe(OH)3胶体 B．吸收NH3 C．制取碳酸氢钠 验证非金属性：S>C>Si
答案：D
解析：A．制备Fe(OH)3胶体是在沸水中滴加饱和氯化铁溶液继续煮沸，该操作只能得到氢氧化铁沉淀，故A错误；
B．氨气极易溶于水，吸收氨气使进气管应该在液面上方，防止倒吸，故B错误；
C．二氧化碳在水中的溶解度不大，向溶液中通入二氧化碳时应将导管伸入液面以下但不接触底部，故C错误；
D．碳酸钠与硫酸反应生成二氧化碳和水、硫酸钠，则酸性：硫酸>碳酸；产生的二氧化碳通入到硅酸钠溶液中发生反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，则酸性：碳酸>硅酸，根据元素周期律，最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性越强，则非金属性：S>C>Si，故D正确；
故选D。
4．（2022·河南·高三阶段练习）由下列实验操作和现象能得出相应结论的是（ ）
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向某溶液中滴加溶液 产生白色沉淀 该溶液中含
B 向水玻璃中通入少量 产生白色胶状沉淀 的非金属性比的强
C 用坩埚钳夹持铝箔在火焰上加热 铝箔熔化，外边有膜兜住而不滴落 氧化铝的熔点比铝的熔点高
D 向蔗糖中加入适量浓硫酸，搅拌 产生黑色“面包” 浓硫酸具有吸水性
答案：C
解析：A．氯化银、碳酸银等都是沉淀，向某溶液中滴加溶液，产生白色沉淀，该溶液中可能含、CO等，故A错误；
B．向水玻璃中通入少量，生成白色胶状硅酸沉淀，说明盐酸的酸性大于硅酸，盐酸是无氧酸，不能证明的非金属性比的强，故B错误；
C．用坩埚钳夹持铝箔在火焰上加热，铝表面被氧化，氧化铝的熔点比铝的熔点高，所以铝箔熔化，外边有膜兜住而不滴落，故C正确；
D．向蔗糖中加入适量浓硫酸，搅拌，产生黑色“面包”现象，浓硫酸具有脱水性，故D错误；
选C。
5．（2022·上海市控江中学高三阶段练习）不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是（ ）
A．氧化性： B．沸点：
C．稳定性： D．酸性：
答案：B
解析：A．单质的氧化性越强，其元素的非金属性越强，可以判断非金属性强弱，故A不选；
B．单质的沸点属于物理性质，与元素的非金属性无关，不能判断非金属性强弱，故B选；
C．其简单氢化物的稳定性越强，其元素的非金属性越强，可以判断非金属性强弱，故C不选；
D．最高价氧化物对应的水化物酸性越强，其元素的非金属性越强，可以判断非金属性强弱，故D不选；
故选：B。
6．（2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习）短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y原子最外层电子数等于最内层电子数的一半。某物质(M)由R、X、Z三种元素组成，它的结构式如图所示。下列推断错误的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z B．X和R组成的化合物不可能使溴水褪色
C．M中含极性键和非极性键 D．Y的最高价氧化物对应的水化物是强碱
答案：B
解析：短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y原子最外层电子数等于最内层电子数的一半，则Y的核外电子排布为2、8、1，Y为Na元素；从M的结构式可以看出，R形成1对共用电子、X形成4对共用电子、Z形成2对共用电子，则R为H元素、X为C元素、Z为S元素。从而确定R、X、Y、Z分别为H、C、Na、S元素。
A．Y、Z分别为Na、S，二者都是第三周期元素，且Na在S的左边，则原子半径：Na＞S，A正确；
B．R、X分别为H、C，二者组成的化合物可能为烯烃、炔烃，能使溴水褪色，B错误；
C．从图中可以看出，M中含有C-H、C-S极性键和C=C非极性键，C正确；
D．Y为Na元素，其最高价氧化物对应的水化物为NaOH，在水溶液中发生完全电离，属于强碱，D正确；
故选B。
7．（2022·江西·临川一中高三阶段练习）一定条件下电解某物质可合成新化合物(W+[Y≡X－Z－X≡Y]-)，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z的原子序数之和为28，且在元素周期表中Y与X、Z相邻。下列说法一定正确的是（ ）
A．Y与Z在同一周期 B．原子半径：W>X>Y>Z
C．最高价氧化物对应的水化物酸性：Y>Z>X D．氢化物沸点：Y>X
答案：C
解析：X、Y、Z原子序数之和为28，Y与X、Z相邻，如三种元素在同一周期，则三种元素的原子序数之和一定为3的倍数，故X、Y、Z不在同一周期，则如果X在Y、Z的上一周期，则设X的原子序数为a，则Y为a+8，Z为a+9，3a+17不可能等于28，则说明X、Y在同一周期，Z在其下一周期，则设X的原子序数为a，Y为a+1，Z为a+9，3a+10=28，a=6，则X为C，Y为N，Z为P，此外根据化合物的结构可知，W为+1价的离子，且原子序数小于C，则W为Li。W为Li、X为C、Y为N、Z为P。
A．根据分析可知，Y和Z不在同一周期，A错误；
B．原子的电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，则原子半径Z>W>X>Y，B错误；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则最高价氧化物的水化物的酸性硝酸>磷酸>碳酸，C正确；
D．X为碳，碳有多种氢化物，含碳量较大的烃沸点大于NH3，D错误；
故答案选C。
8．（2022·河南·高三阶段练习）已知W、X、Y和Z为前20号元素，且原子序数依次增大，W的原子半径在元素周期表中最小，可以与反应生成一种常见的气体。化合物()在和气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
A．原子半径：Z>X>Y>W
B．A，B、C是三种不同的盐
C．无论是气氛还是气氛，A→B阶段均发生了氧化还原反应，但两者的气态产物不同
D．在酸性溶液中加入少量A固体样品时，溶液褪色且有少量气泡产生
答案：B
W、X、Y和Z为前20号元素，且原子序数依次增大，W的原子半径在元素周期表中最小，W是H元素；可以与反应生成一种常见的气体，CaO2和CO2反应生成碳酸钙和氧气，所以X是C元素、Y是O元素、Z是Ca元素。
解析：A．原子半径：Ca>C>O>H，故A正确；
B．中的质量分数为87.7%，所以A是；中CaCO3的质量分数为68.5%，所以B是CaCO3；中CaO的质量分数为38.4%，所以C是CaO，故B错误；
C．无论是气氛还是气氛，A→B阶段均发生反应，C元素化合价改变，都发生氧化还原反应，在气氛中生成的气体产物是CO，在O2氛围中气态产物是CO2，故C正确；
D．在酸性溶液中加入少量固体样品时，被氧化为二氧化碳，溶液褪色且有少量气泡产生，故D正确；
选B。
二、填空题
9．（2022·四川·成都七中模拟预测）A、B、C、D、E、F为六种短周期元素，相关信息如下：
序号 信息
① A、B、C原子序数依次增大，均可与D形成含的分子
② C为地壳中含量最高的元素
③ E与F同周期，且E在同周期元素中非金属性最强
④ F为短周期中原子半径最大的元素
根据以上信息提示，回答下列问题。
(1)C元素在周期表中的位置为___________________。简单氢化物沸点最低的是_____________。
(2)由B、C、D三元素按原子个数2∶3∶4之比形成物质的化学式为_______，化合物DEC所含化学键的类型有_______(填“金属键”、“离子键”、“极性共价键”或“非极性共价键”)。
(3)将通入到FEC溶液中可制得。该反应的离子方程式为_________________________。
(4)写出可使酸性高锰酸钾溶液褪色的A的含氧酸(相对分子质量为90)的结构式_______。
(5)一种淡黄色固体，其电子式为_____________。该固体与硫酸亚铁溶液(按物质的量之比为1∶1)反应。反应过程中有气体生成，则该反应的还原剂为_______。
答案：(1) 第二周期第VIA族
(2) 极性共价键
(3)
(4)
(5) 和
解析：F为短周期中原子半径最大的元素，则F是钠元素；E与F同周期，且E在同周期元素中非金属性最强，则E为氯元素；C为地壳中含量最高的元素，则C为氧元素；A、B、C原子序数依次增大，均可与D形成含的分子，则D是氢元素，A、B分别是碳、氮元素，据此回答。
（1）氧元素在周期表中的位置为第二周期第VIA族。简单氢化物沸点最低的是CH4。
（2）由N、O、H三元素按原子个数2∶3∶4之比形成物质的化学式为，化合物HClO所含化学键的类型为极性共价键。
（3）将NH3通入到NaClO溶液中可制得N2H4，氮元素化合价由-3价升高到-2价，氯元素化合价由+1价降低到-1价，根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒，写出离子方程式为：。
（4）可使酸性高锰酸钾溶液褪色的含氧酸(相对分子质量为90)是具有还原性的草酸H2C2O4，结构式为。
（5）淡黄色固体过氧化钠为离子化合物，由钠离子和过氧离子构成，过氧离子中两个氧原子之间共用1对电子，其电子式为：；过氧化钠与硫酸亚铁按1:1反应，反应过程中有气体O2生成，则该反应中负一价氧元素部分升高，亚铁失电子化合价也升高，硫酸亚铁和过氧化钠都是还原剂。
10．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）部分短周期元素的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示(已知a为非金属元素)。
(1)由a、c、d三种元素形成的离子化合物的化学式为___________。
(2)图中所示元素中金属性最强的是___________(填元素符号)，工业上制取该元素的单质的原理为___________________________________(填化学方程式)。
(3)e、f、g元素的简单离子半径由大到小的顺序为_________________(用离子符号回答)。
(4)常温下，h的单质与化合物的稀溶液反应，氧化产物为___________(填化学式)。
(5)可用于处理碱性工业废水中的，发生氧化还原反应，产物为一种酸根离子和常见的碱性气体，发生反应的离子方程式为_____________________________。
答案：(1)NH4NO3
(2) Na 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑
(3)S2-＞Na+＞Al3+
(4)NaClO
(5)H2O2+CN-+OH-=CO+NH3↑
解析：根据部分短周期元素的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系图可知：a、b、c、d、e、f、g、h分别为：H、C、N、O、Na、Al、S、Cl，以此分析解答。
（1）根据上述分析可知：a、c、d三种元素分别为H、N、O，形成的离子化合物的化学式为NH4NO3；
（2）越靠近周期表的左下角的元素，金属性越强，图中所示元素中金属性最强的是Na，工业上得到该元素的单质的方法为电解熔融盐，其反应方程式为：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑；
（3）根据上述分析可知：e、f、g分别为Na、Al、S，属于同周期元素，且Na、Al为活泼金属，从左向右离子半径逐渐减小，即Na+＞Al3+，S属于非金属元素，简单离子半径大于Na+、Al3+，所以Na、Al、S元素的简单离子半径由大到小的顺序为S2-＞Na+＞Al3+；
（4）根据上述分析可知：a、d、e、h分别为H、O、Na、Cl元素，低温下，h的单质Cl2与化合物NaOH的稀溶液的反应，生成氯化钠、次氯酸钠和水，其中的氧化产物为NaClO；
（5）根据上述分析可知：a、d 分别为H、O，a2d2为H2O2可用于处理碱性工业废水中的CN-，发生氧化还原反应，产物为一种酸根离子和常见的碱性气体，发生反应的离子方程式为：H2O2+CN-+OH-=CO+NH3↑。
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第13讲 元素周期表与元素周期律（原卷版）
1．掌握元素周期律的实质；了解元素周期表的结构及其应用。
2．以第3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、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。
考点一：元素周期表
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＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。
2．元素周期表的编排原则
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
元素种类 2 8 18 18 32 32
0族元素 原子序数 2 10 18 36 54 86 118
(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8、9、10，共3个纵列
0族 第18纵列
总结
①含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素。
②过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。
③最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。
(3)元素周期表中元素的分区
①分界线：如图所示，沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
(4)元素周期表中的特殊位置元素
过渡元素 元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列共60多种元素，这些元素都是金属元素
镧系 元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素
锕系 元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素
超铀元素 在锕系元素中，92号元素铀(U)以后的各种元素
4．元素周期表的三大应用
(1)科学预测
为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
(3)用于工农业生产
对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。
【典例1】在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B.Pt和Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第5周期元素
【典例2】下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是(　　)
【典例3】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
【典例4】X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中位置如图所示，已知W原子的最外层电子数比内层电子数少3个，下列说法正确的是(　　)
A．氧化物对应水化物酸性W比Z强
B．Y单质与Z的氢化物水溶液反应，有沉淀生成
C．X单质氧化性强于Y单质
D．简单离子的半径：Z＜W
技巧
1．直接相邻的“┳”型、“┻”型、“＋”型原子序数关系
2．由稀有气体元素的原子序数确定元素在周期表中的位置
确定主族元素在周期表中位置的方法：原子序数－最邻近的稀有气体元素的原子序数＝x。
例如：
①35号元素(最邻近的是36Kr)，则35－36＝－1，故周期数为四，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，即溴元素；
②87号元素(最邻近的是86Rn)，则87－86＝1，故周期数为七，族序数为1，即第七周期第ⅠA族，即钫元素。
考点二：元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素性质的变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
核电荷数 逐渐增大 逐渐增大
电子层数 相同 逐渐增多
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)_＞_r(阳离子) 逐渐增大
化合价 最高正化合价由 ＋1→＋7(O、F除外) 最低负化合价＝ －(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱
3.元素周期律的应用
(1)比较不同周期、不同主族元素的性质
①比较Ca(OH)2和Al(OH)3的碱性强弱方法：
金属性：Mg>Al，Ca>Mg，则碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3。
②比较H2O和SiH4的稳定性强弱的方法：
非金属性：C>Si，O>C，则氢化物稳定性：H2O>CH4>SiH4。
(2)预测未知元素的某些性质
①已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。
②已知卤族元素的性质递变规律，可推知未学元素砹(At)的化合物的性质为HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。
规律
元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)
判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 ⑤若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强 ⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)
判断方法 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 ④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
技巧
微粒半径大小的比较方法
【典例1】已知短周期主族元素的四种离子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－【典例2】如图所示是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是(　　)
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：ZB．X、N两种元素形成的化合物属于离子化合物
C．Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：Y>R
D．简单离子的半径：Z>M>X
【典例3】下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
选项 事实 结论
A 与冷水反应，Na比Mg强烈 金属性：Na＞Mg
B Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Ca＞Mg
C SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2 非金属性：S＞C
D t ℃时，Br2＋H22HBrK＝5.6×107 I2＋H22HI　K＝43 非金属性：Br＞I
【典例4】下列实验不能作为判断依据的是(　　)
A．向等物质的量浓度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分别滴加3滴酚酞溶液，观察溶液的颜色，判断N和Si的非金属性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳酸与硅酸的酸性强弱
D．Br2和I2分别与H2反应的难易，判断溴与碘的非金属性强弱
考点三：“位、构、性”的关系及应用
1．元素的“位—构—性”三者关系
2．元素的“位—构—性”关系的应用
(1)结构与位置的互推
总结
①同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。
②在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，“价奇序奇，价偶序偶”。
(2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。
(3)结构与性质互推
①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。
②原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
3．构建元素“位—构—性”关系解题思维流程
(1)推断元素的基本思路
(2)元素“位—构—性”关系题的解题流程
【典例1】主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
【典例2】（2021·湖北·高考真题）某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素，W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是（）
A．Z元素的最高价态为+7 B．基态原子未成对电子数：W>Y
C．该阴离子中X不满足8电子稳定结构 D．最简单氢化物水溶液的pH：X>M
【典例3】（2022·湖南·高三阶段练习）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，且X、Z的原子序数之和是Y、W的原子序数之和的。甲、乙、丙、丁是由这些元素组成的二元化合物，M是某种元素对应的单质，乙和丁的组成元素相同，且乙是一种“绿色氧化剂”，化合物N是具有漂白性的气体(常温下)。上述物质间的转化关系如图所示(部分反应物和生成物略去)。下列说法正确的是
A．沸点：丁<丙，热稳定性：丁>丙
B．X、Y、Z、W四种元素能够形成两种常见的酸式盐，且能反应生成N
C．Y与Z形成的化合物中，阴、阳离子个数比可以为1∶1
D．基态Y原子核外未成对电子数为3
【典例4】（2022·云南·昆明一中高三阶段练习）W、X、Y、Z在元素周期表中的位置关系如图所示，且原子序数之和为43下列说法中错误的是
A．W、X均存在同素异形体
B．W或Z与X形成的二元共价化合物均不止一种
C．Y与X形成的化合物能与酸反应，不能与碱反应
D．四种元素中Y的原子半径最大
方法规律1
由物质的性质或反应推断元素
形成化合物最多的元素；可形成自然界硬度最大的物质；简单氢化物中含氢质量分数最大的元素 碳
空气中含量最多的元素；气态氢化物的水溶液呈碱性的元素；气态氢化物与最高价含氧酸反应生成盐的元素 氮
地壳中含量最多的元素；简单氢化物的沸点最高的元素；氢化物在通常状况下呈液态的元素 氧
最活泼的非金属元素；无正价的元素；无含氧酸的非金属元素；无氧酸可腐蚀玻璃的元素；气态氢化物最稳定的元素；阴离子的还原性最弱的元素 氟
短周期元素中与水反应最剧烈的金属元素，最高价氧化物的水化物碱性最强的元素；短周期主族元素中原子半径最大的元素；与氧气在加热条件下反应生成过氧化物(Na2O2)的元素；焰色反应为黄色的元素 钠
地壳中含量最多的金属元素；最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素 铝
良好的半导体材料，地壳中含量第二的元素，能跟强碱溶液反应，还能被氢氟酸溶解 硅
淡黄色固体，它的氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物的浓溶液发生氧化还原反应 硫
短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素 氯
方法规律2
元素周期表的特殊结构和特殊关系
1．特殊结构
(1)元素周期表中第一周期只有两种元素H和He，H元素所在的第ⅠA族为元素周期表的左侧边界，第ⅠA族左侧无元素分布。
(2)He为0族元素，0族元素为元素周期表的右侧边界，0族元素右侧没有元素分布。利用这个关系可以确定元素所在的周期和族。
2．特殊关系
(1)同一周期中元素的原子序数比左边相邻元素原子序数大1，比右边相邻元素的原子序数小1。
(2)同主族上下周期元素的原子序数关系
若在第ⅠA族或第ⅡA族 原子序数之差为上周期所包含的元素种数
若在第ⅢA族～第ⅦA族 原子序数之差为下周期所包含的元素种数
(3)等式关系：电子层数＝周期数；质子数＝原子序数；最外层电子数＝主族序数；主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。
一、 选择题
1．（2022·海南·高考真题）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y同周期并相邻，Y是组成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金属性最强，W原子在同周期主族元素中原子半径最小，下列判断正确的是（ ）
A．是非极性分子
B．简单氢化物沸点：
C．Y与Z形成的化合物是离子化合物
D．X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
2．（2022·辽宁·高考真题）下列类比或推理合理的是（ ）
已知 方法 结论
A 沸点： 类比 沸点：
B 酸性： 类比 酸性：
C 金属性： 推理 氧化性：
D ： 推理 溶解度：
3．（2022·湖南·高考真题）科学家合成了一种新的共价化合物(结构如图所示)，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素，W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径： B．非金属性：
C．Z的单质具有较强的还原性 D．原子序数为82的元素与W位于同一主族
4．（2022·广东·高考真题）甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）
A．原子半径：丁＞戊＞乙
B．非金属性：戊＞丁＞丙
C．甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
5．（2022·浙江·高考真题）X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，分子呈三角锥形，Z的核外电子数等于X、Y核外电子数之和。M与X同主族，Q是同周期中非金属性最强的元素。下列说法正确的是（ ）
A．X与Z形成的10电子微粒有2种
B．Z与Q形成的一种化合物可用于饮用水的消毒
C．与的晶体类型不同
D．由X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液均显酸性
6．（2022·全国·高考真题）化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素，原子序数依次增加，且加和为21。分子的总电子数为奇数，常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示，在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A．W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B．最高价氧化物的水化物的酸性：
C．阶段热分解失去4个
D．热分解后生成固体化合物
7．（2022·全国·高考真题）Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是
A．非金属性： B．单质的熔点：
C．简单氢化物的沸点： D．最高价含氧酸的酸性：
8．（2022·浙江·高考真题）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W和Y同族，Y的原子序数是W的2倍，X是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A．非金属性：Y＞W B．XZ3是离子化合物
C．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸 D．X与Y可形成化合物X2Y3
一、选择题
1．（2022·河南·高三阶段练习）W、X、Y、Z是原子序数不大于18的元素，其原子半径及主要化合价如表。下列说法正确的是 （ ）
元素代号 W X Y Z
原子半径/pm 37 71 75 143
主要化合价 +1 -1 +3
A．W、X、Y、Z中可能有稀有气体元素
B．W、X、Y、Z的原子序数依次增大
C．简单离子半径：
D．X、Y的简单氢化物反应生成的化合物中只含共价键
2．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，W与Y同主族，X与Z同主族。其中、Y、Z构成的某种物质结构如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A．X、Z形成的简单氢化物稳定性：X>Z B．Y和Z形成的最简单化合物水溶液呈碱性
C．简单离子半径：Z>Y>X>W D．向该物质中加入稀硫酸，产生气泡和淡黄色沉淀
3．（2022·吉林·长春十一高模拟预测）用下列实验装置或操作进行相应实验，能达到实验目的的是（ ）
A．制备Fe(OH)3胶体 B．吸收NH3 C．制取碳酸氢钠 验证非金属性：S>C>Si
4．（2022·河南·高三阶段练习）由下列实验操作和现象能得出相应结论的是（ ）
选项 实验操作 实验现象 实验结论
A 向某溶液中滴加溶液 产生白色沉淀 该溶液中含
B 向水玻璃中通入少量 产生白色胶状沉淀 的非金属性比的强
C 用坩埚钳夹持铝箔在火焰上加热 铝箔熔化，外边有膜兜住而不滴落 氧化铝的熔点比铝的熔点高
D 向蔗糖中加入适量浓硫酸，搅拌 产生黑色“面包” 浓硫酸具有吸水性
5．（2022·上海市控江中学高三阶段练习）不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是（ ）
A．氧化性： B．沸点：
C．稳定性： D．酸性：
6．（2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习）短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，Y原子最外层电子数等于最内层电子数的一半。某物质(M)由R、X、Z三种元素组成，它的结构式如图所示。下列推断错误的是（ ）
A．原子半径：Y＞Z B．X和R组成的化合物不可能使溴水褪色
C．M中含极性键和非极性键 D．Y的最高价氧化物对应的水化物是强碱
7．（2022·江西·临川一中高三阶段练习）一定条件下电解某物质可合成新化合物(W+[Y≡X－Z－X≡Y]-)，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X、Y、Z的原子序数之和为28，且在元素周期表中Y与X、Z相邻。下列说法一定正确的是（ ）
A．Y与Z在同一周期 B．原子半径：W>X>Y>Z
C．最高价氧化物对应的水化物酸性：Y>Z>X D．氢化物沸点：Y>X
8．（2022·河南·高三阶段练习）已知W、X、Y和Z为前20号元素，且原子序数依次增大，W的原子半径在元素周期表中最小，可以与反应生成一种常见的气体。化合物()在和气氛中的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。下列有关说法错误的是（ ）
A．原子半径：Z>X>Y>W
B．A，B、C是三种不同的盐
C．无论是气氛还是气氛，A→B阶段均发生了氧化还原反应，但两者的气态产物不同
D．在酸性溶液中加入少量A固体样品时，溶液褪色且有少量气泡产生
二、填空题
9．（2022·四川·成都七中模拟预测）A、B、C、D、E、F为六种短周期元素，相关信息如下：
序号 信息
① A、B、C原子序数依次增大，均可与D形成含的分子
② C为地壳中含量最高的元素
③ E与F同周期，且E在同周期元素中非金属性最强
④ F为短周期中原子半径最大的元素
根据以上信息提示，回答下列问题。
(1)C元素在周期表中的位置为___________________。简单氢化物沸点最低的是_____________。
(2)由B、C、D三元素按原子个数2∶3∶4之比形成物质的化学式为_______，化合物DEC所含化学键的类型有_______(填“金属键”、“离子键”、“极性共价键”或“非极性共价键”)。
(3)将通入到FEC溶液中可制得。该反应的离子方程式为_________________________。
(4)写出可使酸性高锰酸钾溶液褪色的A的含氧酸(相对分子质量为90)的结构式_______。
(5)一种淡黄色固体，其电子式为_____________。该固体与硫酸亚铁溶液(按物质的量之比为1∶1)反应。反应过程中有气体生成，则该反应的还原剂为_______。
10．（2022·新疆乌鲁木齐·一模）部分短周期元素的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示(已知a为非金属元素)。
(1)由a、c、d三种元素形成的离子化合物的化学式为___________。
(2)图中所示元素中金属性最强的是___________(填元素符号)，工业上制取该元素的单质的原理为___________________________________(填化学方程式)。
(3)e、f、g元素的简单离子半径由大到小的顺序为_________________(用离子符号回答)。
(4)常温下，h的单质与化合物的稀溶液反应，氧化产物为___________(填化学式)。
(5)可用于处理碱性工业废水中的，发生氧化还原反应，产物为一种酸根离子和常见的碱性气体，发生反应的离子方程式为_____________________________。
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