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第2节　元素周期律和元素周期表
基础课时3　元素周期律
学习目标　1.结合有关数据和实验来认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律,构建元素周期律。2.体会元素周期律在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。
一、元素周期律
1.元素性质变化规律的研究方法
(1)原子序数
原子序数是元素在　　　　　　　　　　　　　　　　　　中的序号。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(2)构建变量关系模型
①确定自变量:研究元素周期律以　　　　　　　　　　　　　　　　　
为自变量。
②选取因变量:如　　　　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　　　　等。
③选择表达形式:用　　　　　　　　　　　　　　　　　　或
　　　　　　　　　　　表示自变量与因变量间的关系。
④正确描述规律。
2.1~18号元素原子结构及性质的变化规律
(1)原子最外层电子数的变化规律
①图示
②规律:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现　　　　　　　的周期性变化 (1~2号元素除外)。
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
①以元素的原子序数为横轴,元素的原子半径为纵轴,绘制折线图如下:
数据 分析
规律 电子层数相同时,随着核电荷数的递增,元素的原子半径呈现　　　　　　　　的周期性变化
②原子电子层数相同时,最外层电子数越　　　　　　　　　　　　　　　　　　,
半径越　　　　。最外层电子数相同时,电子层数越　　　　,半径越　　　　。
(3)元素主要化合价的变化规律
以元素的原子序数为横轴,元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴,绘制折线图如图所示:
数据 分析
规律 随着核电荷数的递增,元素的最高正化合价呈现　　　　　　　　(氧、氟除外)价、最低负化合价呈现　　　　　　　　价的周期性变化
3.元素周期律
(1)元素周期律:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化,这个规律叫做元素周期律。
(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2023·南京溧水高级中学高一检测)元素的以下性质或结构,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是 (　　)
A.化合价
B.原子半径
C.元素原子的最外层电子数
D.相对原子质量
2.(2024·河南安阳一中高一月考) 下列说法正确的是 (　　)
A.金属元素不能得电子,不显负价,故金属不能形成阴离子
B.P、S、Cl元素最高正价依次升高
C.B、C、N、O、F原子半径依次增大
D.Li、Na、K、Rb与水的反应越来越不剧烈
3.下列关于元素周期律的叙述正确的是 (　　)
A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.核电荷数11~17的元素,随着元素原子序数的递增, 原子半径依次增大
C.核电荷数11~17的元素,随着元素原子序数的递增,元素最高化合价从+1到+7价、最低化合价从-7到-1价重复出现
D.元素原子核外电子排布的周期性变化是导致原子半径、元素主要化合价和元素性质周期性变化的主要原因
【题后归纳】
(1)元素的性质主要指原子半径和元素的化合价等。元素的其他性质,如金属性、非金属性等也随之发生周期性变化。
(2)元素周期律体现了原子结构(核外电子排布)决定元素的性质;元素的性质反映了元素原子结构。
二、微粒半径大小的比较
　　　　　　　　　　　　　　　　
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
1.电子层数相同——“序大径小”(稀有气体元素除外)
电子层数相同的元素, 随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小:
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
2.最外层电子数相同——“序大径大”
最外层电子数相同,电子层数越多,原子半径逐渐增大:
r(Li)r(Na+)3.同种元素的粒子——电子数越多,粒子半径越大:
r(Na+)r(Cl);
r(Fe3+)4.同结构——“序大径小”
电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小:
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
5.两点提示
(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。
(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同,数据没有比较的价值。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列粒子半径大小的比较正确的是 (　　)
A.A< B.Cl->Br-
C.Mg2.下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是 (　　)
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
3.试比较下列微粒半径大小(填“>”“<”或“=”)。
(1)Mg　　　　Ca　　　　K。
(2)P　　　　S　　　　Cl。
(3)Fe3+　　　　Fe2+　　　　Fe。
(4)P3-　　　　S2-　　　　Cl-　　　　Na+　　　　Mg2+　　　　Al3+。
【题后归纳】 主族元素的原子或离子半径大小的比较可总结为“三看”
(1)首先看层(即电子层数),层少半径小[少数除外,如r(Li)>r(P)]。
(2)层同看核(即核电荷数),核大半径小。
(3)核同看价(即化合价),价高半径小。
三、元素的主要化合价
1.元素的主要化合价与最外层电子数的关系
元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)
最低负化合价=最外层电子数-8(H除外)
最高正化合价+|最低负化合价|=8(H、O、F除外)
2.常见元素的化合价
(1)氢元素:+1、-1、0价,如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1、0价,如NaF、F2,氟无正价。
(3)氧元素:-2、-1、0价,如CaO、Na2O2、O2,氧无最高正价。
(4)金属元素只有正价。
(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.下列说法正确的是 (　　)
A.随着元素原子序数的递增,P、S、Cl、Ar的最高正价依次升高
B.随着元素原子序数的递增,Na、Mg、Al、Si的最低负价依次降低
C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现
D.随着原子序数的递增,核电荷数11~17的元素的最高正价依次升高
2.某元素M的气态氢化物的化学式为MH3,则M的最高价氧化物为 (　　)
A.MO B.M2O3 C.MO2 D.M2O5
3.下列说法正确的是 (　　)
A.非金属元素的最高化合价不超过该元素的最外层电子数
B.非金属元素的最低负化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.氟原子最外层有7个电子,最高化合价为+7价
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.原子序数为11~17的元素,随核电荷数的递增而逐渐减小的是 (　　)
A.电子层数 B.最外层电子数
C.原子半径 D.元素最高正化合价
2.某元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,则该元素原子的最外层电子数为 (　　)
A.4 B.5 C.6 D.7
3.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是 (　　)
A.原子半径:A>B>D>C
B.原子的最外层电子数目:A>B>D>C
C.原子序数:d>c>b>a
D.离子半径:C2->D->B+>A2+
4.已知下表是几种常见元素的原子半径数据:
元素 C O Na Mg Si
原子半径/nm 0.077 0.066 0.186 0.160 0.117
下列说法正确的是 (　　)
A.随着核电荷数的增加,原子半径逐渐增大
B.元素F的原子半径在0.066~0.186 nm之间
C.最外层电子数相同的元素,电子层数越多,原子半径越大
D.Mg2+的半径大于Mg的半径
5.(2022·天津六校联考)有下列四种微粒:
O　Na　Mg 　N。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为　　　　(只填序号,下同)。
(2)按离子半径由大到小的顺序排列为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)微粒中质子数小于中子数的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)能形成X2Y2型化合物的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)通常情况下,化合价有0价、正价和负价的是　　　　。
基础课时3　元素周期律
一、1.(1)元素周期表　(2)①原子序数　②原子最外层电子数　原子半径　主要化合价　③柱状图　折线图　2.(1)②由1到8　(2)①由大到小　②多　小　多　大　(3)+1到+7　-4到-1
对点训练
1.D　[根据元素周期律可知,相对原子质量不随原子序数递增呈现周期性变化。化合价、原子半径、原子的最外层电子数随原子序数的递增都呈现周期性的变化。]
2.B　[金属无负价,但可以形成阴离子,如Mn等,故A错误;P、S、Cl元素的最外层电子数依次升高,故其最高正价逐渐升高,故B正确;根据元素周期律可知,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故C错误;从Li到Rb金属性依次增强,与水的反应越来越剧烈,故D错误。]
3.D　[从H到He最外层电子数从1到2,A错误;核电荷数11~17的元素,电子层数相同,随着元素原子序数的递增, 原子半径依次减小,B错误;核电荷数11~17的元素,最低化合价从-4到-1价,C错误;元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果,D正确。]
二、
对点训练
1.A　[Al3+、O2-两种微粒的核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以粒子半径:Al3+Al,C错误;电子层数越多,原子半径越大,所以粒子半径:K>Na,D错误。]
2.C　[①~④依次为S、Cl、S2-、F。①②相比半径:①>②;①③相比半径:①<③;②④相比半径:②>④;故有③>①>②>④。]
3.(1)<　<　(2)>　>　(3)<　<
(4)>　>　>　>　>
三、
对点训练
1.D　[A项,P、S、Cl的最高正价依次升高,但是Ar为稀有气体,主要化合价为0,没有正化合价,所以错误;B项,Na、Mg、Al属于金属元素,只有正价没有负价,所以错误;C项,O无最高正价,F没有正价,最低负价也不是从-7出现,所以错误;D项,核电荷数11~17的元素即从Na到Cl的最高正价从+1到+7价,依次升高,所以正确。]
2.D　[元素M的气态氢化物的化学式为MH3,则M的化合价为-3价,最外层应有5个电子,则最高正价为+5价,对应的最高价氧化物为M2O5,故答案为D。]
3.A　[B项,非金属元素的最低负化合价的绝对值等于8-该元素原子的最外层电子数;C项,氦(He)的最外层电子数为2,是稀有气体原子;D项,氟元素无正化合价。]
课堂达标训练
1.C　[原子序数为11~17的元素,随核电荷数的递增而逐渐减小的是原子半径,随核电荷数的递增而逐渐增大的是最外层电子数和元素最高正化合价,而电子层数均为3。]
2.C　[设该元素最高正价为x,最低负价为y,则,解得x=6,y=-2,因此该原子的最外层电子数为6。]
3.D　[A、B、C、D在元素周期表中的位置为所以原子序数:a>b>d>c;原子半径:B>A>C>D;离子半径:A2+C>A>B。]
4.C　[核外电子层数相同的元素原子,核电荷数越大,原子半径越小,A项错误;F的原子半径比O的小,即小于0.066 nm,B项错误;最外层电子数相同时,电子层数越多,原子半径越大,C项正确;Mg2+的半径小于Mg的半径,D项错误。]
5.(1)②③④①　(2)④①②③　(3)①②　(4)①②　(5)④
解析Mg 具有相同的电子层数,最外层电子数分别为1、2N具有相同的电子层数,最外层电子数分别为6、5;原子半径大小为23Na>24Mg >14N>18O;四种离子Na+、Mg2+、N3-和O2-核外电子排布相同,半径大小为r(Mg2+)第 节元素周期律和元素周期表
第 章　原子结构　元素周期律
基础课时 元素周期律
1
2
3
1.结合有关数据和实验来认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，构建元素周期律。2.体会元素周期律在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。
学习目标
一、元素周期律
二、微粒半径大小的比较
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、元素的主要化合价
一、元素周期律
对点训练
1.元素性质变化规律的研究方法
(1)原子序数
原子序数是元素在____________中的序号。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(2)构建变量关系模型
①确定自变量:研究元素周期律以原子序数为自变量。
②选取因变量:如__________________、__________、____________等。
③选择表达形式:用________或________表示自变量与因变量间的关系。
④正确描述规律。
元素周期表
原子最外层电子数
原子半径
主要化合价
柱状图
折线图
2.1~18号元素原子结构及性质的变化规律
(1)原子最外层电子数的变化规律
①图示
②规律:随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现__________的周期 性变化(1~2号元素除外)。
由1到8
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
①以元素的原子序数为横轴，元素的原子半径为纵轴，绘制折线图如下:
②原子电子层数相同时，最外层电子数越____，半径越____。最外层电子数相同时，电子层数越____，半径越____。
小
多
大
多
数据 分析
规律 电子层数相同时，随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现__________的周期性变化
由大到小
(3)元素主要化合价的变化规律
以元素的原子序数为横轴，元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴，绘 制折线图如图所示:
数据 分析
规律 随着核电荷数的递增，元素的最高正化合价呈现____________ (氧、氟除外)价、最低负化合价呈现____________价的周期性变化
+1到+7
-4到-1
3.元素周期律
(1)元素周期律:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫做元素周期律。
(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
1.(2023·南京溧水高级中学高一检测)元素的以下性质或结构，随着原子序数递增不呈现周期性变化的是 (　　)
A.化合价
B.原子半径
C.元素原子的最外层电子数
D.相对原子质量
解析　根据元素周期律可知，相对原子质量不随原子序数递增呈现周期性变化。化合价、原子半径、原子的最外层电子数随原子序数的递增都呈现周期性的变化。
D
2.(2024·河南安阳一中高一月考) 下列说法正确的是 (　　)
A.金属元素不能得电子，不显负价，故金属不能形成阴离子
B.P、S、Cl元素最高正价依次升高
C.B、C、N、O、F原子半径依次增大
D.Li、Na、K、Rb与水的反应越来越不剧烈
解析　金属无负价，但可以形成阴离子，如Mn等，故A错误;P、S、Cl元素的最外层电子数依次升高，故其最高正价逐渐升高，故B正确;根据元素周期律可知，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故C错误;从Li到Rb金属性依次增强，与水的反应越来越剧烈，故D错误。
B
3. 下列关于元素周期律的叙述正确的是 (　　)
A.随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.核电荷数11~17的元素，随着元素原子序数的递增， 原子半径依次增大
C.核电荷数11~17的元素，随着元素原子序数的递增，元素最高化合价从+1到 +7价、最低化合价从-7到-1价重复出现
D.元素原子核外电子排布的周期性变化是导致原子半径、元素主要化合价和元素性质周期性变化的主要原因
D
解析　从H到He最外层电子数从1到2，A错误;核电荷数11~17的元素，电子层数相同，随着元素原子序数的递增， 原子半径依次减小，B错误;核电荷数11~17的元素，最低化合价从-4到-1价，C错误;元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，D正确。
【题后归纳】
(1)元素的性质主要指原子半径和元素的化合价等。元素的其他性质，如金属性、非金属性等也随之发生周期性变化。
(2)元素周期律体现了原子结构(核外电子排布)决定元素的性质;元素的性质反映了元素原子结构。
二、微粒半径大小的比较
对点训练
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
1.电子层数相同——“序大径小”(稀有气体元素除外)
电子层数相同的元素， 随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小:
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
2.最外层电子数相同——“序大径大”
最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径逐渐增大:
r(Li)r(Na+)3.同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大:
r(Na+)r(Cl);
r(Fe3+)4.同结构——“序大径小”
电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小:
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
5.两点提示
(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。
(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，数据没有比较的价值。
1.下列粒子半径大小的比较正确的是 (　　)
A.A< B.Cl->Br-
C.Mg解析　Al3+、O2-两种微粒的核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以粒子半径:Al3+Al，C错误;电子层数越多，原子半径越大，所以粒子半径:K>Na，D错误。
A
2.下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是 (　　)
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
解析　①~④依次为S、Cl、S2-、F。①②相比半径:①>②;①③相比半径:①<③;②④相比半径:②>④;故有③>①>②>④。
C
3.试比较下列微粒半径大小(填“>”“<”或“=”)。
(1)Mg　　　　Ca　　　　K。
(2)P　　　　S　　　　Cl。
(3)Fe3+　　　　Fe2+　　　　Fe。
(4)P3-　　　　S2-　　　　Cl-　　　　Na+　　　　Mg2+　　　　Al3+。
<
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【题后归纳】 主族元素的原子或离子半径大小的比较可总结为“三看”
(1)首先看层(即电子层数)，层少半径小[少数除外，如r(Li)>r(P)]。
(2)层同看核(即核电荷数)，核大半径小。
(3)核同看价(即化合价)，价高半径小。
三、元素的主要化合价
对点训练
1.元素的主要化合价与最外层电子数的关系
元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)
最低负化合价=最外层电子数-8(H除外)
最高正化合价+|最低负化合价|=8(H、O、F除外)
2.常见元素的化合价
(1)氢元素:+1、-1、0价，如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1、0价，如NaF、F2，氟无正价。
(3)氧元素:-2、-1、0价，如CaO、Na2O2、O2，氧无最高正价。
(4)金属元素只有正价。
(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
1.下列说法正确的是 (　　)
A.随着元素原子序数的递增，P、S、Cl、Ar的最高正价依次升高
B.随着元素原子序数的递增，Na、Mg、Al、Si的最低负价依次降低
C.随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从+1到+7，最低化合价从-7到-1重复出现
D.随着原子序数的递增，核电荷数11~17的元素的最高正价依次升高
D
解析　A项，P、S、Cl的最高正价依次升高，但是Ar为稀有气体，主要化合价为0，没有正化合价，所以错误;B项，Na、Mg、Al属于金属元素，只有正价没有负价，所以错误;C项，O无最高正价，F没有正价，最低负价也不是从-7出现，所以错误;D项，核电荷数11~17的元素即从Na到Cl的最高正价从+1到+7价，依次升高，所以正确。
2.某元素M的气态氢化物的化学式为MH3，则M的最高价氧化物为 (　　)
A.MO B.M2O3
C.MO2 D.M2O5
解析　元素M的气态氢化物的化学式为MH3，则M的化合价为-3价，最外层应有5个电子，则最高正价为+5价，对应的最高价氧化物为M2O5，故答案为D。
D
3.下列说法正确的是 (　　)
A.非金属元素的最高化合价不超过该元素的最外层电子数
B.非金属元素的最低负化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.氟原子最外层有7个电子，最高化合价为+7价
解析　B项，非金属元素的最低负化合价的绝对值等于8-该元素原子的最外层电子数;C项，氦(He)的最外层电子数为2，是稀有气体原子;D项，氟元素无正化合价。
A
课堂达标训练
1.原子序数为11~17的元素，随核电荷数的递增而逐渐减小的是 (　　)
A.电子层数
B.最外层电子数
C.原子半径
D.元素最高正化合价
解析　原子序数为11~17的元素，随核电荷数的递增而逐渐减小的是原子半径，随核电荷数的递增而逐渐增大的是最外层电子数和元素最高正化合价，而电子层数均为3。
C
2.某元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为 (　　)
A.4 B.5
C.6 D.7
C
3.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC2-、dD-都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 (　　)
A.原子半径:A>B>D>C
B.原子的最外层电子数目:A>B>D>C
C.原子序数:d>c>b>a
D.离子半径:C2->D->B+>A2+
D
4.已知下表是几种常见元素的原子半径数据:
下列说法正确的是 (　　)
A.随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大
B.元素F的原子半径在0.066~0.186 nm之间
C.最外层电子数相同的元素，电子层数越多，原子半径越大
D.Mg2+的半径大于Mg的半径
C
元素 C O Na Mg Si
原子半径/nm 0.077 0.066 0.186 0.160 0.117
解析　核外电子层数相同的元素原子，核电荷数越大，原子半径越小，A项错误;F的原子半径比O的小，即小于0.066 nm，B项错误;最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，C项正确;Mg2+的半径小于Mg的半径，D项错误。
5.(2022·天津六校联考)有下列四种微粒:
O　Na　Mg 　N。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为　　　　 　 (只填序号，下同)。
(2)按离子半径由大到小的顺序排列 为　　　　　　　　。
(3)微粒中质子数小于中子数的是　　　　　　　。
(4)能形成X2Y2型化合物的是　　　　　　　　。
(5)通常情况下，化合价有0价、正价和负价的是　　　　。
②③④①
④①②③
①②
①②
④
解析Na与Mg 具有相同的电子层数，最外层电子数分别为1、2O与N具有相同的电子层数，最外层电子数分别为6、5;原子半径大小为23Na>24Mg >14N>18O;四种离子Na+、Mg2+、N3-和O2-核外电子排布相同，半径大小为r(Mg2+)课后巩固训练
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.(2023·济南外国语学校高一月考)关于H+、H、H-的半径由大到小的顺序是(　　)
A.H+、H、H- B.H、H+、H-
C.H-、H、H+ D.H-、H+、H
解析　核电荷数相同的粒子，核外电子数越多半径越大。
C
2.(2023·九江一中月考)已知下列元素的原子半径:
根据以上数据，磷原子的半径可能是 (　　)
A.0.80×10-10 m B.1.10×10-10 m
C.1.20×10-10 m D.0.70×10-10 m
解析　Si、P、S电子层结构相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，故原子半径Si>P>S，故磷的原子半径在1.02×10-10 m~1.17×10-10 m之间，所以B项正确。
B
原子 N S O Si
半径r/10-10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
3.(2023·郑州一中高一检测)下列粒子半径之比大于1的是 (　　)
A.r(Al)/r(Na) B.r(C)/r(Si)
C.r(F-)/r(Mg2+) D.r(Fe2+)/r(Fe)
解析　Al、Na在同周期，从左向右原子半径减小，则r(Al)/r(Na)<1，A项错误;C、Si同主族，自上而下原子半径增大，故r(C)/r(Si)<1，B项错误;F-、Mg2+具有相同电子层结构，核电荷数越大，半径越小，则r(F-)/r(Mg2+)>1，C项正确;同种元素的阳离子半径小于原子半径，则r(Fe2+)/r(Fe)<1， D项错误。
C
4.元素X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是 (　　)
A.X、Y、Z原子的核内质子数依次增大
B.X、Y、Z的最高正化合价依次升高
C.X、Y、Z原子的原子半径依次增大
D.X、Y、Z单质的金属活动性依次增大
解析　元素的原子序数等于原子核内的质子数，A正确。根据元素性质周期性递变的含义，B和C不一定正确。X、Y、Z中可能含有非金属，仅据此即可断定D不正确。
A
5.(2024·黑龙江哈师大附中高一摸底)元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2，则在气态氢化物中R元素的化合价为 (　　)
A.12-3n B.3n-12
C.3n-10 D.6-3n
解析　根据HnRO2n-2利用化合价代数和为0计算R元素的最高化合价，再利用最高正化合价-8=最低负价，即为气态氢化物中R元素的化合价。令HnRO2n-2中R元素的化合价为x，由化合价代数和为0，所以(+1)×n+x+(-2)×(2n-2)=0，解得x=3n-4，所以最低负价为3n-4-8=3n-12。
B
6.(2024·河北邢台质检联盟高一月考)粒子半径大小对粒子的化学性质具有重要　　　　　　　　　
　的影响。下列相关粒子半径的大小比较错误的是 (　　)
　A.r(Br)>r(Cl)>r(F)
　B.r(F)>r(F-)
　C.r(O2-)>r(Na+)>r(Mg2+)
　D.r(C)>r(N)>r(O)
B
解析　F、Cl、Br在元素周期表中位于同一主族，从上向下原子半径增大，故r(Br)>r(Cl)>r(F)，A正确;F-与F比较，二者核电荷数相同，电子层相同，F-比F多一个电子，故r(F)r(Na+)>r(Mg2+)，C正确;C、N、O三者位于同一周期，从左向右，半径减小，故r(C)>r(N)>r(O)，D正确。
7.图中曲线表示1~18号元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价
　之间的关系，下列叙述不正确的是 (　　)
　A.①、②形成的化合物的摩尔
　　质量可能是44 g·mol-1
　B.①、③可以按原子个数比
　　1∶1形成化合物
　C.②、③形成的化合物中两
　　氧原子数之比为2∶3
　D.简单离子半径大小为②<③
D
解析　①的常见最高化合价为+5价，②的常见最高化合价为0价，③的常见最高化合价为+3价，三种元素均为1~18号中的元素，则结合原子序数大小关系判断①为N元素，②为O元素，③为Al元素。①、②形成的化合物N2O的摩尔质量是44 g·mol-1，A正确;①、③可以形成化合物AlN，原子个数比为1∶1，B正确;②、③形成的化合物为Al2O3，C正确;核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径大小为O2->Al3+，D错误。
8.A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增加，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的 L层电子数与K、M层电子数之和相等，D元素原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题。
(1)四种元素的符号依次是A　　　　， B　　　　，C　　　　，D　　　　;它们的原子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　。
　(2)试写出四种元素的离子结构示意图:
　A　　　　　　， B　　　　，C　　　　，D　　　　。它们的离子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　(用离子符号表示)。
S
Cl　
K
　Ca　
K>Ca>S>Cl
S2->Cl->K+>Ca2+
(3)分别写出四种元素的最高价氧化物的化学式:　　　　　　　　　　 　　。
(4)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式:　　　　　　　。
解析　A元素原子的 L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A元素原子的核电荷数为2×8=16，A为硫元素。D元素原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D元素原子的核电荷数是(2+8)×2=20，D为钙元素。根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大，并都能形成离子，可得B为氯元素，C为钾元素
SO3、Cl2O7、K2O、CaO
H2S、HCl
9.下列有关叙述正确的是 (　　)
A.B、C、N、O、F原子半径依次增大
B.元素周期律的实质是元素原子最外层电子排布呈周期性变化
C.C、N、O、F最高化合价依次递增
D.某元素R的最高价氧化物化学式为R2O5，又知R的气态氢化物中含氢的质量 分数为8.8%，则R的相对原子质量为28
B
B级　素养培优练
解析　B、C、N、O、F的原子半径依次减小，A项不正确;O没有最高正化合价、F没有正化合价，C项不正确;某元素最高价氧化物的化学式为R2O5，则R为+5价，其最低化合价应为-3价，其形成的气态氢化物为RH3，根据已知，×100%=8.8%，解得Ar(R)≈31，D项不正确。
10.(2024·安徽淮北一中高一阶段调研)三种原子序数小于18的元素X、Y、Z，它 们的原子序数逐渐增大。X元素可与Y、Z两种元素分别组成化合物XZ4和XY2，且这两种化合物中X元素均为最高化合价。这三种原子的核外电子数之和为31，XZ4分子的正电荷之和为74。由此推断XY2的化学式为 (　　)
A.SCl2 B.SiO2
C.CO2 D.CS2
C
解析　由X元素可与Y、Z两种元素分别组成化合物XZ4和XY2，且这两种化合物中X元素均为最高化合价，可知X为+4价、Y为-2价、Z为-1价，即X为C或Si，Y为O或S，Z为F或Cl;又由XZ4分子的正电荷之和为74，X为C，Z为Cl;再根据这三种原子的核外电子数之和为31，可推知Y核外有8个电子，故为O，XY2的化学式为CO2。
11.如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是 　
　(　　)
　A.原子半径:Z>Y>X
　B.离子半径:Z＜Y＜X
　C.元素R的最高化合价和最低化合
　　价代数和为6
　D.Y的最高价碱和W最高价含氧酸
　　能相互反应
A
解析　根据随原子序数递增化合价的变化特点分析知X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。电子层数越多，原子半径越大，故O原子半径最小，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，则原子半径:Na>Al，即Na>Al>O，A项错误;Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径:O2->Na+>Al3+，B项正确;Na的最高价碱为NaOH，S的最高价含氧酸H2SO4，两者能够发生反应，D项正确。
12.(1)已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D
　离子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　，原子序数　　　　　
　由大到小的顺序是　　　　　　　　，最外层电子数由多到少的顺序　　
　为　　　　　　。
　(2)有A、B、C、D四种元素，A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6;A、 　　　　　　　　　
　D次外层都是8个电子，A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子
　层结构的阴、阳离子;B有两个电子层，其最高正价与最低负价的代数和为
　0;C2-与氩原子具有相同的电子层结构。
D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+
B>A>C>D
C>D>B>A
①试写出上述各元素的符号:
A　　　　　　，B　　　　　　　　，
C　　　　　　，D　　　　　　　　。
②画出下列粒子的结构示意图:
A:　　　　　　　　;C2-:　　　　　　　　　　。
③元素A、C、D形成简单离子的半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　。
Cl
　C　
　S　
　K
S2->Cl->K+
13.根据下表中部分短周期元素的原子半径及主要化合价，回答下列问题:
元素编号 A B C D E F G
原子半径/nm 0.186 0.160 0.111 0.143 0.106 0.099 0.064
主要化合价 +1 +2 +2 +3 +6、-2 -1 -1
(1)A、B、G的简单离子的半径大小顺序为　　　　　　　　　(用离子符号表示)。
(2)A2O2与水反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)F的单质与E的简单氢化物在水中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)将等质量的A、B、D的单质与足量相同浓度的盐酸反应，在相同状况下，置换出氢气最多的是　　　　(填化学式)。
F->Na+>Mg2+
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑　
Cl2+H2S===2H++2Cl-+S↓
Al
解析　B、C的主要化合价均为+2价，且原子半径:B>C，故B为Mg，C为Be;A的主要化合价为+1价，且原子半径:A>Mg，则A为Na;D的主要化合价为+3价，且原子半径:Mg>D>Be，则D为Al;E有+6价和-2价，则E为S;F、G都为
-1价，且原子半径:F>G，则F为Cl、G为F。(1)对于核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。(2)Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑。
(3)氯气与硫化氢在水中反应的离子方程式为Cl2+H2S 2H++2Cl-+S↓。(4)假设钠、镁、铝的质量均为x g，盐酸过量，则三种金属是完全反应的。由三者与盐酸反应的化学方程式可知，23 g钠生成1 g氢气，则x g 钠生成 g氢气;24 g镁生成2 g氢气，则x g镁生成 g氢气;27 g 铝生成3 g氢气，则x g铝生成 g氢气，故等质量的三者置换出氢气最多的是铝。基础课时3　元素周期律
(分值:70分)
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1~7题,每小题4分)
1.(2023·济南外国语学校高一月考)关于H+、H、H-的半径由大到小的顺序是 (　　)
H+、H、H- H、H+、H-
H-、H、H+ H-、H+、H
2.(2023·九江一中月考)已知下列元素的原子半径:
原子 N S O Si
半径r/10-10 m 0.75 1.02 0.74 1.17
根据以上数据,磷原子的半径可能是 (　　)
0.80×10-10 m 1.10×10-10 m
1.20×10-10 m 0.70×10-10 m
3.(2023·郑州一中高一检测)下列粒子半径之比大于1的是 (　　)
r(Al)/r(Na) r(C)/r(Si)
r(F-)/r(Mg2+) r(Fe2+)/r(Fe)
4.元素X、Y、Z的原子序数依次增大,下列叙述一定正确的是 (　　)
X、Y、Z原子的核内质子数依次增大
X、Y、Z的最高正化合价依次升高
X、Y、Z原子的原子半径依次增大
X、Y、Z单质的金属活动性依次增大
5.(2024·黑龙江哈师大附中高一摸底)元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2,则在气态氢化物中R元素的化合价为 (　　)
12-3n 3n-12
3n-10 6-3n
6.(2024·河北邢台质检联盟高一月考)粒子半径大小对粒子的化学性质具有重要的影响。下列相关粒子半径的大小比较错误的是 (　　)
r(Br)>r(Cl)>r(F)
r(F)>r(F-)
r(O2-)>r(Na+)>r(Mg2+)
r(C)>r(N)>r(O)
7.图中曲线表示1~18号元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系,下列叙述不正确的是 (　　)
①、②形成的化合物的摩尔质量可能是44 g·mol-1
①、③可以按原子个数比1∶1形成化合物
②、③形成的化合物中两氧原子数之比为2∶3
简单离子半径大小为②<③
8.(16分)A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增加,它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的 L层电子数与K、M层电子数之和相等,D元素原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题。
(1)(5分)四种元素的符号依次是A　　　　　　　　　　　　　　　　,
B　　　　,C　　　　,D　　　　;它们的原子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(5分)试写出四种元素的离子结构示意图:A　　　　,B　　　　,C　　　　,D　　　　。它们的离子半径由大到小的顺序是　　　　　　(用离子符号表示)。
(3)(4分)分别写出四种元素的最高价氧化物的化学式:　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(2分)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
B级　素养培优练
(9~11题,每小题4分)
9.下列有关叙述正确的是 (　　)
B、C、N、O、F原子半径依次增大
元素周期律的实质是元素原子最外层电子排布呈周期性变化
C、N、O、F最高化合价依次递增
某元素R的最高价氧化物化学式为R2O5,又知R的气态氢化物中含氢的质量分数为8.8%,则R的相对原子质量为28
10.(2024·安徽淮北一中高一阶段调研)三种原子序数小于18的元素X、Y、Z,它们的原子序数逐渐增大。X元素可与Y、Z两种元素分别组成化合物XZ4和XY2,且这两种化合物中X元素均为最高化合价。这三种原子的核外电子数之和为31,XZ4分子的正电荷之和为74。由此推断XY2的化学式为 (　　)
SCl2 SiO2
CO2 CS2
11.如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图,下列说法不正确的是 (　　)
原子半径:Z>Y>X
离子半径:Z元素R的最高化合价和最低化合价代数和为6
Y的最高价碱和W最高价含氧酸能相互反应
12.(10分)(1)(3分)已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的电子层结构,则A、B、C、D的离子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　,原子序数由大到小的顺序是　　　　　　　　,最外层电子数由多到少的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(7分)有A、B、C、D四种元素,A的最高正价与其最低负价的绝对值之差为6;A、D次外层都是8个电子,A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子;B有两个电子层,其最高正价与最低负价的代数和为0;C2-与氩原子具有相同的电子层结构。
①试写出上述各元素的符号:
A　　　　　　　　　　,B　　　　　　　　　　　　　　　　,
C　　　　　　　　　　,D　　　　　　　　　　　　　　　　。
②画出下列粒子的结构示意图:
A:　　　　　　　　;C2-:　　　　　　　　　　　　　　　　。
③元素A、C、D形成简单离子的半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　。
13.(4分)根据下表中部分短周期元素的原子半径及主要化合价,回答下列问题:
元素 编号 A B C D E F G
原子半 径/nm 0.186 0.160 0.111 0.143 0.106 0.099 0.064
主要化 合价 +1 +2 +2 +3 +6、 -2 -1 -1
(1)(1分)A、B、G的简单离子的半径大小顺序为　　　　　　(用离子符号表示)。
(2)(1分)A2O2与水反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(1分)F的单质与E的简单氢化物在水中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
(4)(1分)将等质量的A、B、D的单质与足量相同浓度的盐酸反应,在相同状况下,置换出氢气最多的是　　　　(填化学式)。
基础课时3　元素周期律
1.C　[核电荷数相同的粒子,核外电子数越多半径越大。]
2.B　[Si、P、S电子层结构相同,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,故原子半径Si>P>S,故磷的原子半径在1.02×10-10 m~1.17×10-10 m之间,所以B项正确。]
3.C　[Al、Na在同周期,从左向右原子半径减小,则r(Al)/r(Na)<1,A项错误;C、Si同主族,自上而下原子半径增大,故r(C)/r(Si)<1,B项错误;F-、Mg2+具有相同电子层结构,核电荷数越大,半径越小,则r(F-)/r(Mg2+)>1,C项正确;同种元素的阳离子半径小于原子半径,则r(Fe2+)/r(Fe)<1, D项错误。]
4.A　[元素的原子序数等于原子核内的质子数,A正确。根据元素性质周期性递变的含义,B和C不一定正确。X、Y、Z中可能含有非金属,仅据此即可断定D不正确。]
5.B　[根据HnRO2n-2利用化合价代数和为0计算R元素的最高化合价,再利用最高正化合价-8=最低负价,即为气态氢化物中R元素的化合价。令HnRO2n-2中R元素的化合价为x,由化合价代数和为0,所以(+1)×n+x+(-2)×(2n-2)=0,解得x=3n-4,所以最低负价为3n-4-8=3n-12。]
6.B　[F、Cl、Br在元素周期表中位于同一主族,从上向下原子半径增大,故r(Br)>r(Cl)>r(F),A正确;F-与F比较,二者核电荷数相同,电子层相同,F-比F多一个电子,故r(F)r(Na+)>r(Mg2+),C正确;C、N、O三者位于同一周期,从左向右,半径减小,故r(C)>r(N)>r(O),D正确。]
7.D　[①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三种元素均为1~18号中的元素,则结合原子序数大小关系判断①为N元素,②为O元素,③为Al元素。①、②形成的化合物N2O的摩尔质量是44 g·mol-1,A正确;①、③可以形成化合物AlN,原子个数比为1∶1,B正确;②、③形成的化合物为Al2O3,C正确;核外电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径大小为O2->Al3+,D错误。]
8.(1)S　Cl　K　Ca　K>Ca>S>Cl
(2)
S2->Cl->K+>Ca2+
(3)SO3、Cl2O7、K2O、CaO　(4)H2S、HCl
解析　A元素原子的 L层电子数与K、M层电子数之和相等,所以A元素原子的核电荷数为2×8=16,A为硫元素。D元素原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半,所以D元素原子的核电荷数是(2+8)×2=20,D为钙元素。根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大,并都能形成离子,可得B为氯元素,C为钾元素。
9.B　[B、C、N、O、F的原子半径依次减小,A项不正确;O没有最高正化合价、F没有正化合价,C项不正确;某元素最高价氧化物的化学式为R2O5,则R为+5价,其最低化合价应为-3价,其形成的气态氢化物为RH3,根据已知,×100%=8.8%,解得Ar(R)≈31,D项不正确。]
10.C　[由X元素可与Y、Z两种元素分别组成化合物XZ4和XY2,且这两种化合物中X元素均为最高化合价,可知X为+4价、Y为-2价、Z为-1价,即X为C或Si,Y为O或S,Z为F或Cl;又由XZ4分子的正电荷之和为74,X为C,Z为Cl;再根据这三种原子的核外电子数之和为31,可推知Y核外有8个电子,故为O,XY2的化学式为CO2。]
11.A　[根据随原子序数递增化合价的变化特点分析知X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。电子层数越多,原子半径越大,故O原子半径最小,电子层数相同时,原子序数越大,半径越小,则原子半径:Na>Al,即Na>Al>O,A项错误;Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小,故离子半径:O2->Na+>Al3+,B项正确;Na的最高价碱为NaOH,S的最高价含氧酸H2SO4,两者能够发生反应,D项正确。]
12.(1)D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+　B>A>C>D　C>D>B>A
(2)①Cl　C　S　K　②
③S2->Cl->K+
13.(1)F->Na+>Mg2+　(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
(3)Cl2+H2S2H++2Cl-+S↓　(4)Al
解析　B、C的主要化合价均为+2价,且原子半径:B>C,故B为Mg,C为Be;A的主要化合价为+1价,且原子半径:A>Mg,则A为Na;D的主要化合价为+3价,且原子半径:Mg>D>Be,则D为Al;E有+6价和-2价,则E为S;F、G都为-1价,且原子半径:F>G,则F为Cl、G为F。(1)对于核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大,半径越小。(2)Na2O2与水反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。(3)氯气与硫化氢在水中反应的离子方程式为Cl2+H2S2H++2Cl-+S↓。(4)假设钠、镁、铝的质量均为x g,盐酸过量,则三种金属是完全反应的。由三者与盐酸反应的化学方程式可知,23 g钠生成1 g氢气,则x g 钠生成 g氢气;24 g镁生成2 g氢气,则x g镁生成 g氢气;27 g 铝生成3 g氢气,则x g铝生成 g氢气,故等质量的三者置换出氢气最多的是铝。

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