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2025届高三化学一轮专题复习讲义（05）
专题二 物质结构
2-1 元素周期律与元素周期表（1课时）
【复习目标】
1．了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。掌握同一周期、同一主族元素的原子结构与元素性质的递变规律。
2．理解元素(主族和零族)原子结构、在周期表中的位置、性质及其它们之间的关系。
3．知道化学键的含义。能用电子式、结构式和结构简式表示一些常见物质的结构。能识别典型的离子化合物和共价化合物。
【重点突破】
1．同周期、同主族元素性质及其递变性规律。
2．“位——构——性”的推断及应用。
【真题再现】
例1．（2023·江苏卷）元素C、Si、Ge位于周期表中IVA族 。下列说法正确的是
A．原子半径：r(C) ＞r(Si) ＞r(Ge)
B．第一电离能：I1(C) ＜I1(Si) ＜I1(Ge)
C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体
D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
解析：A项，同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：r(C) ＜ r(Si) ＜ r(Ge)，错误；B项，同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：I1(C) ＞ I1(Si) ＞ I1(Ge)，错误；C项，晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C60为分子晶体，错误；D项，周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，正确。
答案：D
例2．（2022·江苏卷）工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是
A．半径大小：r(Al3+) ＜ r(Na+) B．电负性大小：χ(F)＜χ(O)
C．电离能大小：I1(O) ＜I1(Na) D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3
解析：A项，核外电子数相同时，核电荷数越大，半径越小，故半径大小为r(Al3+)＜r(Na+)，正确；B项，同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)＞χ(O)，错误；C项，同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，错误；D项，元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH ＞Al(OH)3，错误。
答案：A
【知能整合】
1．金属性、非金属性强弱的判断方法
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2．同周期、同主族元素性质的递变规律
性质 同周期(自左而右) 同主族(自上而下)
金属性 减弱 增强
非金属性 增强 减弱
主要化合价 最高正价升高 (O、F除外) 最高正价相同 (O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强；碱性减弱 酸性减弱；碱性增强
非金属气态氢化物的稳定性 增强 减弱
原子半径 减小 增大
电负性 增强 减弱
第一电离能 增大趋势（IIA族与IIIA族、VA族与VIA反常） 减小
例3．（2021·江苏卷）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z处于同一主族。下列说法正确的是
A．原子半径：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)
B．X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D．Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
解析：前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y的周期序数与族序数相等，则Y为Al；基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，则Z为Cl；W与Z处于同一主族，则W为Br。A项，根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此原子半径：r(X) ＜r(z) ＜r(y) ＜r(w)，错误；B项，根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的2p处于半充满状态，因此X(N)的第一电离能比同周期相邻元素的大，正确；C项，同周期元素原子序数增大，其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，则Al(OH)3＜HClO4，错误；D项，同主族原子序数增大，非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳定性逐渐减弱，所以Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，错误。
答案：B
例4．（2021·江苏适应性）13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是
A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al) ＜I1(P) ＜I1(S)
D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4
解析：A项，Al原子3个电子层，位于第3周期IIIA族，错误；B项，P原子最外层5个电子，与氢原子共用三对电子，简单气态氢化物的化学式为PH3，错误；C项，同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势， VA族与VIA族反常，所以第一电离能：I1(Al) ＜I1(S) ＜I1(P)，错误；D项，非金属性：P＜S＜Cl，酸性：H3PO4＜H2SO4＜HClO4，正确。
答案：D
【知能整合】
元素在周期表位置的推导
依据 突破口 结论
根据元素(短周期)在周期表中的特殊位置推断 周期序数等于主族序数的元素 H、Be、Al
主族序数等于周期序数2倍的元素 C、S
主族序数等于周期序数3倍的元素 O
周期序数等于主族序数2倍的元素 Li
周期序数等于主族序数3倍的元素 Na
根据元素(短周期)在周期表中的特殊位置推断 最高正价是最低负价绝对值3倍的元素 S
最高正价不等于主族序数的元素 O、F(无正价)
短周期中原子半径最小的元素 H
短周期中原子半径最大的元素 Na
W与X是同主族的短周期元素，X的原子序数是W的2倍 W是O，X是S
最高正价与最低负价代数和为6的元素 Cl
最高正价与最低负价代数和为4的元素 S
最高正价与最低负价代数和为2的元素 N、P
最高正价与最低负价代数和为0的元素 H、C、Si
根据金属性、非金属性推断 短周期中金属性最强的元素 Na
非金属性最强的元素 F
应用最广泛的半导体材料 Si
根据含量推断 空气中含量最多的元素 N
地壳中含量最多的元素 O
地壳中含量最多的金属元素 Al
根据特殊性质推断 既能与强酸反应又能与强碱反应的常见物质 Al、Al2O3、Al(OH)3、NaHCO3
形成化合物种类最多、其单质是硬度最大的物质的元素 C
气态氢化物溶于水显碱性的元素 N
密度最小的气体 H2
气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素 S
气态氢化物和最高价氧化物对应的水化物能反应生成离子化合物的元素 N
同主族并且能够形成离子化合物的两种元素 H、Na
同周期的三种元素，最高价氧化物对应水化物两两之间反应生成盐和水 Na、Al、S(或Cl)
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．镆(Mc)是115号元素，其原子核外最外层电子数是5。下列说法不正确的是
A．Mc的原子核外有115个电子 B．Mc是第七周期第VA族元素
C．Mc在同族元素中金属性最强 D．Mc的原子半径小于同族非金属元素原子
2．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
3．（2023·苏北七市一模）X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素。X是地壳中含量最多的元素，Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等，Z与X同主族，Q的焰色试验呈紫色。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z＞X＞Y
B．X的第一电离能比同周期的相邻元素的大
C．Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D．Q最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的弱
4．（2023·苏锡常镇一模）短周期主族元素X、 Y、Z、W的原子序数依次增大，X与Z处于同一主族，Y是短周期中电负性最大的元素，Z是同周期基态原子中未成对电子数最多的元素，W的族序数是周期序数的2倍。下列正确的是
A．原子半径： r(X)＜r(Y)
B．Z的第一电离能比W的小
C．元素Z在周期表中位于第3周期VA族
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱
5．（2023·盐城二模）由SiCl4制备高纯SiH4的反应为SiCl4+LiAlH4SiH4↑+LiCl+AlCl3。下列说法正确的是
A．热稳定性：HCl＞SiH4 B．离子半径：r(Li+)＞r(H-)
C．第一电离能：I1(Al)＞I1(Cl) D．共价键的极性：Si－Cl＞Al－Cl
拓展训练
6．（2023·南通二模）X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素。X和Y的基态原子s能级电子总数均等于其p能级电子总数，Z原子的最外层电子数是Y原子最外层电子数的2倍，W和X位于同一主族。下列说法不正确的是
A．Z单质可用于制作半导体材料
B．元素Z、W的最高价氧化物对应的水化物都是强酸
C．元素X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D．简单离子半径：r(W)>r(X)>r(Y)
7．（2023·广东卷）化合物XYZ4ME4可作肥料，所含的5种元素位于主族，在每个短周期均有分布，仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满，X的基态原子价层电子排布式为nsn－1，X与M同周期，E在地壳中含量最多。下列说法正确的是
A．电负性：E>Y>Z
B．氢化物沸点：M>Y>E
C．第一电离能：X>E>Y
D．YZ3和YE的空间结构均为三角锥形
8．（2023·湖南高考）日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知：X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素，W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等，基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2︰1︰3。下列说法正确的是
A．电负性：X＞Y＞Z＞W
B．原子半径：X＜Y＜Z＜W
C．Y和W的单质都能与水反应生成气体
D．Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
9．X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的四种元素，X、Y、Z的原子半径和最外层电子数如下图所示。W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满。下列说法正确的是
A．第一电离能：XB．W的基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1
C．Z元素没有正化合价
D．X的简单氢化物分子间能形成氢键
10．（2023·北京卷）下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A．F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D．气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl分子
【随堂反馈】答案：
1．D 2．D 3．A 4．C 5．A 6．B 7．A 8．C 9．D 10．A
【课后作业】
1．（2023·全国甲卷）W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等，WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A．原子半径：X＞W B．简单氢化物的沸点：X＜Z
C．Y与X可形成离子化合物 D．Z的最高价含氧酸是弱酸
2．（2023·无锡期中）黑火药发生爆炸反应的化学方程式为：KNO3＋3C＋S===K2S＋N2↑＋3CO2↑。下列有关说法正确的是
A．电离能大小：I1(N)＜I1(O) B．电负性大小：χ(N)＜χ(C)
C．原子半径大小：r(S)＜r(O) D．热稳定性大小：H2 S＜H2O
3．（2023·湖北高考）W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，Z2是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物(XY)+(WZ4)-。下列说法正确的是
A．分子的极性：WZ3＜XZ3 B．第一电离能：X＜Y＜Z
C．氧化性：X2Y3＜W2Y3 D．键能：X2＜Y2＜Z2
4．（2023·盐城期中）向NaAlO2溶液中滴加适量NaHCO3溶液可生成Al(OH)3沉淀。下列说法正确的是
A．半径大小：r(O2－)＜r(Al3+) B．电负性大小：χ(H) ＞ χ(Na)
C．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3 D．电离能大小：I1(C)＞I1(O)
5．（2023·全国新课标卷）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是
A．该晶体中存在N-H…O氢键
B．基态原子的第一电离能：C＜N＜O
C．基态原子未成对电子数：B＜C＜O＜N
D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
6．（2022·镇江期中）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W基态原子的价电子排布为3d64s2。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X
C．X、Y最简单气态氢化物分子的键角：X＞Y
D．W2+价电子轨道表示式：
7．（2022·扬州二模）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，元素X原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，元素Y基态原子的3s轨道上有1个电子，Z是地壳中含量最多的金属元素，W与X位于同一主族。下列说法正确的是
A．原子半径：r(W)＞r(Z)
B．第一电离能：I(Y)＞I(Z)
C．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D．Z的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的强
8．（2022·苏北、苏中七市三模）前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与Z同主族，且基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同。Y、Z同周期，Y位于ⅢA族，W最外层有2个电子。下列说法正确的是
A. 原子半径：r(X) ＜r(Y) ＜r(Z) ＜r(W)
B. 最高价氧化物对应水化物的碱性：W＜Y
C. 第一电离能：I1(Z) ＜I1(X)
D. 基态W原子内层原子轨道均已充满电子
9．（2022·苏州期中）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子核外电子只有一种自旋取向，Y、Z两种原子核外s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，W原子的价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等。下列说法正确的是
A．原子半径：r(X) ＜r(Y) ＜r(Z) ＜r(W)　
B．Z的第一电离能比同周期相邻元素的大
C．W与Y形成的化合物属于分子晶体 　
D．W最高价氧化物对应的水化物属于强酸
10．（2022·全国乙卷）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。YZ2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200℃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：Y＜X
C. 100～200℃阶段热分解失去4个W2Z
D. 500℃热分解后生成固体化合物X2Z3
【课后作业】答案：
1．C 2．D 3．A 4．B 5．A 6．C 7．C 8．C 9．B 10．D
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