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第20讲　元素周期表 元素周期律 班级____姓名_________
考点一　元素周期表的结构
1．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期) (2)族(18个纵列，16个族)
2.原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系 原子的最大能层数＝周期序数
(2)原子结构与族的关系
①主族元素的价层电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布 特点
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布 特点
②0族元素的价层电子排布：He为1s2；其他为ns2np6。
③过渡元素(副族)的价层电子排布：(n－1)d1～10ns1～2。
3．元素周期表中的特殊位置
(1)按元素种类 即为金属元素区和非金属元素区
(2)按价层电子排布
各区价层电子排布特点
分区 价层电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6(除He外)
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外)
ds区 (n－1)d10ns1～2
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
【对点训练】1.判断正误
1．正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族(　　)
2．包含元素种数最多的族是第ⅠA族(　　)
3．原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素(　　)
4．最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S(　　)
5．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素(　　)
6．第ⅠA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子(　　)
7．过渡元素都是金属元素，且均由副族元素组成(　　)
8．两种短周期元素的原子序数相差8，则周期序数一定相差1(　　)
考点二　元素周期律　电离能　电负性
1.电离能
(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，通常用I1表示，单位：kJ·mol－1。
(2)规律
①同周期元素：从左至右第一电离能总体呈现增大的趋势。其中第ⅡA族与第ⅢA族，第ⅤA族与第ⅥA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐变小。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
2．电负性
(1)含义：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。元素的电负性越大，表示其原子对键合电子的吸引力越大。
(2)变化规律 ①同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐变大；
②同族元素从上至下，元素的电负性逐渐变小。
3．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素有些性质是相似的，如。
【对点训练】
2．(1)C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是________，电负性最大的是_______。
(2)观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示＋3价的元素是____________(填元素名称)。
几种镧系元素的电离能(单位：kJ·mol－1)
元素 I1 I2 I3 I4
Yb(镱) 604 1 217 4 494 5 014
Lu(镥) 532 1 390 4 111 4 987
La(镧) 538 1 067 1 850 5 419
Ce(铈) 527 1 047 1 949 3 547
(3)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
电离能/(kJ·mol－1) I1 I2
铜 746 1 958
锌 906 1 733
铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是________________________________________________________________________________________。
【真题演练】
(2021·天津，12)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子
半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是
A．X的电负性比Q的大
B．Q的简单离子半径比R的大
C．Z的简单气态氢化物的热稳定性比Q的强
D．Y的最高价氧化物对应的水化物的碱性比R的强
2．(2022·浙江1月选考，16)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
3．(2021·北京，4)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是
A．酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3 B．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C．热稳定性：H2O＞H2S＞PH3 D．非金属性：F＞O＞N
4．(2021·山东，4)X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是
A．原子半径：X>Y B．简单氢化物的还原性：X>Y
C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种
5．[2021·全国乙卷，35(1)]对于基态Cr原子，下列叙述正确的是______ (填字母)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
6．[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是 。
I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是
I1/(kJ·mol－1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
7．电负性大小的比较判断。
(1)[2019·全国卷Ⅲ，35(4)节选]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是______ 。
(2)[2021·山东，16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序是__________ 。
8．[2019·天津，7(1)(2)]氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：
(1)砷在元素周期表中的位置_____________________________。Mc的中子数为____________。
(2)氮和磷氢化物性质的比较：热稳定性：NH3________PH3(填“＞”或“＜”)。
9．对角线规则的应用。
(1)[2020·全国卷Ⅲ，35(1)]根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似。
(2)[2019·全国卷Ⅲ，35(1)]在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________。
10．原子半径或离子半径大小的判断及原因。
(1)[2019·全国卷Ⅱ，35(3)]比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)[2018·全国卷Ⅰ，35(2)]Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________。
(3)[2020·全国卷Ⅲ，35(1)]氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是________。
【课后限时作业】
1．下列叙述错误的是
A．所有的非金属元素都在p区 B．磷的价电子排布式为3s23p3
C．碱金属元素具有较小的电负性
D．当各原子轨道处于全充满、半充满、全空时原子较稳定
2．某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位置是
A．第三周期第ⅧA族，p区 B．第三周期第ⅤB族，ds区
C．第四周期第Ⅷ族，d区 D．第四周期第ⅤB族，f区
3．IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)宣布，第112号化学元素正式名称为“Copernicium”，元素符号为“Cn”，以纪念著名天文学家哥白尼，该元素的一种核素含有的中子数为165。下列关于Cn的说法正确的
A．Cn位于第六周期第ⅡB族 B．Cn是过渡元素
C．Cn是非金属元素 D．Cn元素的近似相对原子质量为277
4．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是
A．同主族元素的含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径依次减小
D.Cl与Cl得电子能力相同
5．下列事实不能说明X元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是
A．X单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊 B．在氧化还原反应中，1 mol X单质比1 mol硫得电子多
C．X和硫两元素的气态氢化物受热分解，前者的分解温度高
D．X元素的最高价含氧酸的酸性强于硫酸的酸性
6．根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是
选项 事实 推测
A CaCO3和BaCO3都难溶于水 SrCO3也难溶于水
B Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料 第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料
C HCl在1 500 ℃时分解，HI在230 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
D Si与H2高温时反应，S与H2加热能反应 P与H2在高温时能反应
7．以下有关元素性质的说法不正确的是
A．具有下列价电子排布式的原子中：①3s23p1　②3s23p2　③3s23p3　④3s23p4，电负性最大的是③
B．某元素X气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2＋
C．①Na、K、Rb　②N、P、As　③O、S、Se　④Na、P、Cl，元素的第一电离能随原子序数增大而递增的是④
D．具有下列电子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3　③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
8．下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正确的是
①基态X的原子结构示意图：
②基态Y的价电子排布式：3s23p5
③基态Z2－的轨道表示式：
④W基态原子有2个能层，电子式为
A．①>②>③>④ B．③>④>①>② C．③>①>②>④ D．①>②>④>③
9．下列说法正确的是
A．HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强
B．在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
C．某主族元素的电离能I1～I7数据如表所示(单位：kJ·mol－1)，可推测该元素位于元素周期表第ⅤA族
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
578 1 817 2 745 11 575 14 830 18 376 23 293
D.原子半径由小到大的顺序：Mg、Si、N、F
10．(1)写出基态As原子的核外电子排布式：_______________________________________，根据元素周期律，原子半径Ga________As(填“大于”或“小于”，下同)，第一电离能Ga________As。
(2)Cu在元素周期表中的位置是________，其变成离子时先失去________轨道电子。
(3)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价层电子中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是______________(填元素符号)，e的价层电子排布图为____________________________ 。
(4)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下，则该元素是______(填写元素符号)。
电离能 I1 I2 I3 I4 ……
In/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578 ……
②Ge的最高价氯化物的分子式是___________________________。
③Ge元素可能的性质或应用有_______________________________。
A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫
C．其单质可作为半导体材料 D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
11．合理利用和处理含碳、氮化合物，在生产、生活中有重要意义。
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。
(2)下列N原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。
元素周期表 元素周期律
考点一　
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布 特点 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布 特点 ns2np3 ns2np4 ns2np5
【对点训练】
1. 1.√　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7．√　8.√
2.(1)N　 O
(2)镧　
(3)铜原子失去一个电子后，核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去一个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1，铜达到了较稳定状态，所以铜的第二电离能相对较大
【真题演练】
B 2.D 3.A 4.D 5.AC
Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，易失电子，故第一电离能更小　Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态B原子的2p能级的电子能量比Be原子2s能级的能量更高，故第一电离能Be大于B
(1)O　 (2)F＞O＞Cl
(1)第四周期第ⅤA族　173　(2)＞
(1)Si　(2)Mg
10.(1)小于　(2)Li＋核电荷数较大　(3)B
【课后限时作业】
A 2.C 3.B 4.D 5.B 6.B 7.A 8.C 9.B
10.(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)　大于　小于
(2) 第四周期第ⅠB族　4s　
(3) N　　
(4) ①Al ②GeCl4　③CD
11.　(1)电子云　2　(2)D　C　

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