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第20课　元素周期表、元素周期律
第六章　物质结构与性质　元素周期律
课标要求:
1.知道元素周期表的结构,以第三周期的钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯,以及碱金属和卤族元素为例,了解同周期和同主族元素性质的递变规律。
2.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化,知道原子核外电子排布呈周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
真题特征导引
知动态 熟真题 明确与熟知课时命题特征
真题特征导引
1.[2026·浙江1月选考真题] 关于元素周期律的认识错误的是 (　　)
A.半径:Mg2+B.非金属性:SiC.还原性:Br-D.第一电离能:K+C
真题特征导引
【解析】 Mg2+和O2-均为10电子离子,Mg的核电荷数为12,O的核电荷数为8,离子半径随核电荷数的增大而减小,故半径:Mg2+真题特征导引
2.[2025·浙江6月选考真题] 根据元素周期律推测,下列说法不正确的是(　　)
A.原子半径:Mg>Na
B.电负性:C>Si
C.非金属性:Br>I
D.热稳定性:NH3>PH3
A
真题特征导引
【解析】 同周期主族元素,从左往右原子半径依次减小,则原子半径:MgSi,B正确;Br和I位于第ⅦA族,同主族元素从上到下,非金属性减弱(原子半径增大,得电子能力减弱),则非金属性:Br>I,C正确;N和P位于第ⅤA族,同主族元素从上到下,非金属性减弱,简单氢化物热稳定性减弱,非金属性:N>P,热稳定性:NH3>PH3,D正确。
真题特征导引
3.[2025·安徽真题] 某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　　)
A.元素电负性:X>Z>Y
B.该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C.基态原子未成对电子数:WD.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
D
真题特征导引
真题特征导引
原子价层电子排布式为2s22p4,未成对电子数为2,基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,未成对电子数为3,则基态原子未成对电子数:HS,D项错误。
真题特征导引
4.[2025·河南真题] 我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料,其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X所在族的族序数等于Q的质子数,基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是 (　　)
A.QY3为极性分子 B.ZY为共价晶体
C.原子半径:W>Z D.1个X2分子中有2个π键
D
真题特征导引
【解析】 Q、W、X、Y和Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X是N;X所在族的族序数等于Q的质子数,Q是B,所以W是C;基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍,即质子数之和为20,所以Y是F,Z是Na。BF3为平面正三角形,结构对称,属于非极性分子,A错误;NaF是离子晶体,B错误;同周期元素自左向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,则原子半径:C真题特征导引
5.[2025·河北真题] W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,X与W同族,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,Z位于W的对角线位置。下列说法错误的是 (　　)
A.第二电离能:XC.单质沸点:YA
真题特征导引
【解析】 W、X、Y、Z为四种短周期非金属元素,W原子中电子排布已充满的能级数与最高能级中的电子数相等,则W的核外电子排布式可能是1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),若W是C,X与W同族,则X是Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是P,Z位于W的对角线位置,则满足条件的Z是P,与Y重复,故W是S,X与W同族,则X是O,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对电子,则Y是N,Z位于W的对角线位置,则Z是F。O的第二电离能高于N,因为O+的价层电子排布为2p3(半充满),失去电子需更高能量,而N+的价层电子排布为2p2,失去电子相对容易,因此X(O)的
真题特征导引
第二电离能大于Y(N),A错误;同主族元素从上到下,原子半径变大,同周期元素从左到右,原子半径变小,F(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周期,原子半径:S>O>F,即:Z课标要点探究
明要点 知通法
具备学科优秀思维能力
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
1.元素周期表的编排原则
(1)周期:把______________相同的元素,按________________的顺序从左到右排成的横行。
(2)族:把不同横行中________________相同的元素,按________________ 的顺序从上而下排成的纵列。
　电子层数目　
　原子序数递增　
　最外层电子数　
　电子层数递增
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
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主族元素原子的价层电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
价层电子排布 ________ _______ ________ ________

主族 ⅤA ⅥA ⅦA —
价层电子排布 ________ ________ ________ —
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
②0族元素原子的价层电子排布:He为1s2,其他为ns2np6。
③过渡元素(镧系、锕系、钯元素除外)原子的价层电子排布:(n-1)d1~10ns1~2。
(3)原子结构与元素周期表分区的关系
①元素周期表分区
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
②各区价层电子排布特点
(4)金属与非金属的分界线
①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条虚线,即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
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
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
②各区位置:分界线左下方为_________________,分界线右上方为
__________________。
③分界线附近元素的性质:既能表现出一定的___________,又能表现出一定的_____________。
　金属元素区　
　非金属元素区　
　金属性　
　非金属性　
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
3.元素周期表的应用
(1)科学预测:为发现新元素并预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
课前诊断
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素。(　　)
(2)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。(　　)
(3)储氢材料镍镧合金中镍元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族。 (　　)
(4)包含元素种数最多的族是第ⅠA族。 (　　)
√
×
√
×
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
(5)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素。(　　)
(6)最外层有2个未成对电子的元素原子的价层电子排布式可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si和O、S。 (　　)
(7)价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素。(　　)
√
√
×
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
2.X、Y、L、M为核电荷数依次增大的前20号主族元素。X2是最轻的气体,Y、L与M三种元素的质子数均为5的倍数。回答下列问题。
(1)X与L形成的最简单化合物的电子式为__________________。
(2)X与M组成的物质为________ (填“共价”或“离子”)化合物,该物质可作为野外工作的应急燃料,其与水反应的化学方程式为
________________________________。
　离子　
　CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑　
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
(3)Y在元素周期表中的位置是____________________,其含氧酸的化学式为_____________。
(4)L与M形成的化合物中L的化合价是___________。
【解析】X2是最轻的气体,即X为H;Y、L、M三种元素的质子数均为5的倍数,质子数等于原子序数,质子数可能为5、10、15、20中的三个,四种元素为主族元素,因此质子数为10的舍去,即三种元素分别为B、P、Ca。(1)H与P形成的最简单化合物是PH3,其电子式为 。(2)H和Ca
　第二周期第ⅢA族　
　H3BO3　
　-3价　
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
形成的化合物是CaH2,属于离子化合物,该化合物与水反应的化学方程式是CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑。(3)Y为B,属于第二周期第ⅢA族元素,其含氧酸为H3BO3。(4)P和Ca形成的化合物是Ca3P2,其中P显-3价。
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
命题探究
角度1　元素周期表的结构
例1 [2026·春晖中学模拟] 下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)
A.元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的
B.元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵列,即18个族
C.元素周期表中同周期元素从左到右,原子最外层电子数由1递增到8
D.元素周期表中同主族元素从上到下,原子电子层数逐渐增多
D
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
【解析】 元素周期表是按照元素原子序数递增的顺序排列而成的,A项错误;元素周期表有7个横行,即7个周期,18个纵列,但只有16个族(其中第Ⅷ族有3个纵列),B项错误;元素周期表中同周期元素,电子层数均相同,短周期中第二、三周期的元素从左到右,原子最外层电子数由1递增到8,但第一周期和长周期元素不符合此规律,C项错误;元素周期表中同主族元素从上到下,原子电子层数逐渐增多,D项正确。
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
角度2　元素周期表的应用
例2 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处于第六周期第ⅥA族
A
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
【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,处于第六周期第ⅥA族,故D正确。
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
即时巩固
1.下列说法正确的是(　　)
A.原子及其离子的电子层数都等于该元素所在周期数
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共有10列,所含元素都是金属元素
C.最外层电子数为1的主族元素都是金属元素
D.最外层电子数为2的原子都位于第ⅡA族
B
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
【解析】 A选项,主族元素的阳离子的电子层数比原子的电子层数少1,如Na+的电子层数为2,错误;C选项,H元素的原子最外层电子数为1,为非金属元素,错误;D选项,He元素的原子最外层电子数为2,不位于第ⅡA族,错误。
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
2.回答下列问题。
(1)甲、乙是元素周期表中同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素,原子序数分别为m、n,则m、n可能的关系有______________________________。
(2)丙、丁是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中丙在上一周期),若丙的原子序数为x,则丁的原子序数可能是
______________________________。
　n=m+5、n=m+15、n=m+29　
　x+2、x+8、x+18、x+32　
课标要点一　元素周期表的结构与价层电子排布
(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
_____________________。
(4)下列各表为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是_______ (填字母)。
　y=x+m或y=x+n　
　B　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
1.元素周期律
原子序数
原子的
核外电子排布
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
2.主族元素周期性变化规律
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
原子
结构 电子层数 __________ ______________
最外层电子数 依次增加 __________
原子半径 ___________ ___________
元素
性质 金属性 ___________ __________
非金属性 ____________ ___________
化合价 最高正化合价:+1→+7(O、F除外),最低负化合价=_______________ (H为-1价) 相同,最高正化合价=
____________(O、F除外)
化合
物性
质 最高价氧化物
对应水化物的
酸碱性 酸性______________,碱性_____________ 酸性_____________,碱性
______________
简单氢化物
的稳定性 ______________ _______________
　相同　
　依次增加　
　相同　
　逐渐减小　
　逐渐增大　
　逐渐减弱　
　逐渐增强　
　逐渐增强　
　逐渐减弱　
　主族序数-8　
　主族序数　
　逐渐增强　
　逐渐减弱　
　逐渐减弱　
　逐渐增强　
逐渐增强
　逐渐减弱　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
3.电离能
(1)含义
第一电离能:气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的_____________,单位:____________。
(2)变化规律
①同周期元素:从左往右,元素第一电离能呈_________的趋势,其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能出现反常。
　最低能量　
　kJ·mol-1　
　增大　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
②同族元素:从上到下,元素第一电离能逐渐__________。
③同种原子:逐级电离能越来越大。
(3)应用
①判断元素金属性的强弱
电离能越小,元素越容易失去电子,元素金属性越强;反之金属性越弱。
②判断元素的化合价(各级电离能用I1、I2……In表示)
如果某元素的In+1 In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素的I2 I1,
　减小　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
所以钠元素的化合价为+1价。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中,元素的各级电离能逐渐增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时,电子层数就可能发生变化。
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
4.电负性
(1)含义
用来描述不同元素的原子_____________________的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力__________。
(2)标准
以氟的电负性为_______和锂的电负性为1.0作为相对标准,计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。
　对键合电子吸引力　
　越大　
　4.0　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
(3)变化规律
①在元素周期表中,同周期元素从左至右,元素的电负性逐渐________,同主族元素从上至下,元素的电负性逐渐__________。
②金属元素的电负性一般________1.8,非金属元素的电负性一般_______ 1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有非金属性。
(4)应用
　增大　
　减小　
　小于　
　大于
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
5.定性判断元素金属性、非金属性的一般方法
金属性 ①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易,金属性越强
②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
非金属性 ①与H2化合越容易,简单气态氢化物越稳定,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
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
课前诊断
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)第二周期非金属元素的简单氢化物溶于水后,水溶液均呈酸性。(　 　)
(2)元素的氧化物对应的水化物酸性越强,非金属性越强;碱性越强,金属性越强。(　　)
(3)元素的简单氢化物越稳定,非金属性越强,其水溶液的酸性越强,还原性越弱。(　　)
×
×
×
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
(4)第一电离能:C(5)电负性:O>S。 (　　)
×
√
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
2.根据元素周期律比较下列各组物质或离子的性质(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)电负性:Si_______Al。
(4)热稳定性:CH4_______NH3_______H2O。
　>　
　>　
　>　
　>　
　<　
　<　
　>　
　<　
　<　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
(5)还原性:HBr_______HCl,I-_________S2-。
(6)氧化性:Fe3+________Cu2+________Fe2+。
(7)第一电离能:Mg________Al。
　>　
<　
　>　
　>　
　>　
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
命题探究
角度1　金属性、非金属性递变规律
例1 [2026·新昌中学模拟] 下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是(　　)
A.根据金属失电子的多少来确定,失电子较多的金属性较强
B.用钠置换MgCl2溶液中的Mg,可验证钠的金属性强于Mg
C.根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱
D.根据碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱
D
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
【解析】 应该根据金属失电子的难易程度来判断金属性强弱,易失电子的金属性较强,A不正确;钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应,无法置换出Mg,B不正确;Mg和Al与水反应都要加热,且现象都不明显,无法比较,C不正确;金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,D正确。
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
角度2　原子半径、离子半径递变规律
例2 [2026·兰溪一中模拟] 下列关于粒子半径大小关系的判断不正确的是(　　)
①r(Li+)③r(Na+)A.②③④　　　　　　　 B.①④
C.③④ D.①②③
C
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
【解析】 同主族元素的原子或离子随着电子层数增多,半径依次增大,①②正确;具有相同的电子层结构的阴、阳离子的半径随着原子序数的增大而减小,r(Al3+)课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
角度3　第一电离能、电负性递变规律
例3 下列说法正确的是 (　　)
A.第一电离能:HB.电负性:HC.沸点:H2OD.碱性:NaOHB
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
【解析】 第一电离能指气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量,H比Na的半径小,Na更易失去电子,故第一电离能:H>Na,A错误;电负性反映了原子吸引电子的能力,CH4中C显负价而H显正价,C的电负性更大,B正确;水分子间能形成氢键,甲烷分子间不能,所以H2O的沸点高于CH4,C错误;NaOH为强碱,Al(OH)3碱性弱且显两性,D错误。
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
即时巩固
1.下列各组元素,金属性或非金属性强弱比较正确的是 (　　)
A.金属性:Na>K B.非金属性:O>S
C.金属性:Mg【解析】 同主族元素从上到下金属性逐渐增强,故金属性:NaS,F>Cl,B正确,D错误;同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,故金属性:Mg>Al,C错误。
B
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
2.[2026·长兴中学模拟] 下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息,判断以下说法正确的是 (　　)
A.L2+与R2-的核外电子数相等
B.简单氢化物的稳定性:H2TC.M与L的最高价氧化物对应水化物的碱性:L>M
D.单质与等浓度的稀盐酸反应的速率:Q>L
元素符号 L M Q R T
原子半
径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.074
主要化
合价 +2 +3 +2 +6、-2 -2
C
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
【解析】 短周期元素T、R都有-2价,位于第ⅥA族,T只有-2价,则T为氧元素,R为硫元素;L、Q都有+2价,位于第ⅡA族,原子半径:L>Q,则L为镁元素,Q为铍元素;M有+3价,位于第ⅢA族,原子半径M介于L、R之间,则M为铝元素。Mg2+的核外电子数为12-2=10,S2-的核外电子数为16-(-2)=18,核外电子数不相等,故A错误;非金属性:O>S,元素的非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,故B错误;金属性:Mg>Al,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故C正确;金属性:Mg>Be,则Mg与等浓度的稀盐酸反应更剧烈,故D错误。
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
3.一种用于烧制陶瓷的黏土中含Al2Si2O5(OH)4、CaMg(CO3)2、MgSO4等物质。下列说法正确的是 (　　)
A.离子半径:Na+>Al3+>O2-
B.电负性:O>C>Si
C.熔点:SO2>SiO2>CO2
D.第一电离能:Si>Al>Mg
B
课标要点二　元素周期律　电离能　电负性
【解析】 Na+、Al3+、O2-为电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则离子半径顺序为O2->Na+>Al3+,A错误;同周期元素从左到右电负性依次增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则电负性:O>C>Si,B正确;SiO2属于共价晶体,熔点高,SO2和CO2属于分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越强,熔点越高,则熔点:SiO2>SO2>CO2,C错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素反常,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Si>Mg>Al,D错误。

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