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[学习目标]
1.掌握元素周期律的实质,了解元素周期表的结构(周期、族、区)及其应用。
2.以第三周期为例,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.以第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.了解电离能、电负性的含义及应用,并能说明元素的某些性质。
1.元素周期表的编排原则
(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=________数=_________数=_______数
(2)编排原则
核电荷
核外电子
质子
原子序数
最外层电子数
电子层数
2.元素周期表的组成与结构
(1)组成
短周期
长周期
2
8
8
18
18
32
32
短周期元素和长周期元素
7
A
7
B
18
(2)结构
①金属元素和非金属元素交界处附近元素的性质:既表现　　　　的性质,又表现　　　　　_____________的性质。
②过渡元素:元素周期表中从_____族到_____族10个纵列共六十多种元素,这些元素都是金属元素。
金属元素
非金属元素
ⅢB
ⅡB
③镧系:元素周期表第 周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
④锕系:元素周期表第 周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
6
7
3.原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系
周期 电子层数(n) 每周期中各元素原子价电子排布特点
2 __ 2s1→2s22p6
3 __ 3s1→3s23p6
4 __
5 __
6 __
2
3
4
5
6
①周期包含的元素种数=对应能级组最多容纳的电子数
②周期序数=最大电子层数。
(2)原子结构与族的关系
①主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
价电子排布特点 ns1 _____ _____ ______
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
价电子排布特点 _______ ______ ______
ns2
ns2np3
ns2np4
ns2np1
ns2np5
ns2np2
ⅰ.同主族元素价电子排布完全相同;
ⅱ.主族元素所在的族序数等于该元素的价电子数。
②0族:ns2np6(其中He为1s2)。
③副族元素:(n-1)d1~10ns1~2(Pd、镧系和锕系元素除外),即同一副族价电子排布基本相同,ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数等于族序数。
4.元素周期表的分区
(1)周期表的分区简图
(2)各区元素的分布、价电子排布及元素性质特点
分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除氢元素外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应
p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 (He除外)ns2np1~6 通常是最外层电子参与反应
d区 ⅢB族(镧系、锕系除外)~ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)
d1~9ns1~2(Pd除外) d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14
(n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近
5.元素周期表的应用
(1)科学预测
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
(2)寻找新材料
半导体
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素。( )
(2)所有非金属元素都分布在p区。( )
(3)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。( )
(4)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。( )
(5)电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的+3价阳离子对应元素位于第ⅧB族。 ( )
×
×
√
×
×
1.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是(　　)
A.第9列元素中没有非金属元素
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第4周期第9列元素是铁元素
D.第10、11列为ds区
A
解析　第9列元素是第Ⅷ族元素,都是金属元素,没有非金属元素,A项正确;第2列元素原子的最外层电子排布式为ns2,此外He的核外电子排布式是1s2,B项错误;第4周期第9列元素是Co,C项错误;第11、12列元素为ds区,D项错误。
2.已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示,设X的原子序数为a,则下列说法不正确的是(　　)
D
Y
X
Z
A.Y与Z的原子序数之和可能为2a
B.Y的原子序数可能为a-17
C.Z的原子序数可能为a+31
D.X、Y、Z一定为短周期元素
解析　由于X、Y、Z均为主族元素,结合其位置关系和元素周期表的结构,可推断Y元素一定不在第一周期,即X、Y、Z不可能都在短周期,D错误;若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期的右侧,则Y、Z的原子序数之和为2a,A正确;若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期(或分别位于第四、五、六周期)的右侧,则Y的原子序数为a-17,B正确;若Y、X、Z分别位于四、五、六周期的右侧,则Z的原子序数为a+31,C正确。
二　原子结构与元素周期表的关系
3.下列元素的价电子排布与其在周期表中的位置对应正确的是(　　)
A.4s24p6　第4周期Ⅷ族
B.3s2　第3周期ⅡA族
C.1s2　第1周期ⅡA族
D.3d104s1　第4周期ⅠA族
B
解析　价电子排布为4s24p6,对应稀有气体(Kr),应位于0族,A错误;价电子排布为3s2对应第3周期ⅡA族的镁(Mg),选项中价电子排布与其在周期表中的位置对应一致,B正确;价电子排布为1s2,对应第1周期氦(He),属于0族,而非ⅡA族,C错误;价电子排布为3d104s1对应第4周期铜(Cu),属于ⅠB族,而非ⅠA族,D错误;故答案选B。
4.[走进教材]具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一主族的是(　　)
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p 轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p 轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
D.最外层电子排布为3s2的原子和最外层电子排布为4s2的原子
B
解析　3p轨道上有2个未成对电子的原子可能为第ⅣA族的Si、第ⅥA族的S,4p轨道上有2个未成对电子的原子可能为第ⅣA族的Ge、第ⅥA族的Se,相应元素不一定属于同一主族,A项不符合题意;3p轨道上只有1个空轨道的原子为第ⅣA族的Si,4p轨道上只有1个空轨道的原子为第ⅣA族的Ge,相应元素都属于第ⅣA族,B项符合题意;最外层电子排布为1s2的原子为0族的He,最外层电子排布为2s2的原子为第ⅡA族的Be,相应元素不属于同一主族,C项不符合题意;最外层电子排布为3s2的原子为第ⅡA族的Mg,最外层电子排布为4s2的原子可能为第ⅡA族的Ca、第ⅢB族的Sc、第ⅣB的Ti、第ⅤB族的V、第ⅦB的Mn、第Ⅷ族的Fe和Co和Ni、第ⅡB族的Zn,相应元素不一定属于同一主族,D项不符合题意;答案选B。
1.元素周期律
原子序数
原子核外电子排
2.主族元素的周期性变化规律
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
原子
结构 电子层数 ______ 依次______
最外层电子数 依次增加 _______
原子半径 __________ ________
元素
的
性质 金属性 __________ _________
非金属性 __________ __________
主要化合价 一般,最高正价:_________,负化合价:________ 最高正价数=________(O、F除外),负化合价=主族序数-8
增加
相同
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
+1→+7
-4→-1
主族序数
项目 同周期(从左到右) 同主族(从上到下)
化合
物性
质 最高价氧化物对应水化物 酸性逐渐_______、碱性逐渐______ 酸性逐渐______、碱性逐渐______
气态氢化物 稳定性逐渐______、还原性逐渐________ 稳定性逐渐_____、还原性逐渐________
离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐______,阴离子还原性逐渐______ 阳离子氧化性逐渐_____,阴离子还原性逐渐_______
增强
减弱
减弱
增强
增强
减弱
减弱
增强
增强
减弱
减弱
增强
3.电离能
(1)含义
气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的________,符号:___,单位:______,其中,元素原子失去一个电子的电离能称为第一电离能。
(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。
②同族元素:从上到下第一电离能逐渐______。
③同种原子:逐级电离能越来越大。
kJ·mol-1
最小能量
增大
变小
I1
[示例]下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
740 1 500 7 700 10 500 ……
(1)R的最高正化合价为____价,位于第　 族。
(2)I3比I2大得多的理由是_________________________________________________
_________。
(3)若元素R位于第三周期,则基态R原子的价电子排布式为______。
+2
ⅡA
I3是失去次外层的电子,次外层电子全充满,结构稳定难以
失去电子
3s2
4.电负性
(1)含义:元素的原子在化合物中　 　　　能力的标度。元素的电负性越大,表示其原子在形成化学键时　　　 　的能力越　 ;反之,电负性越小,相应元素的原子在形成化学键时吸引电子的能力越弱。
(2)标准:以最活泼的非金属元素氟的电负性为 作为相对标准,计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。
(3)变化规律
①金属元素的电负性一般　 　2,非金属元素的电负性一般　 　2,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2左右。
②在元素周期表中,同周期从左至右,元素的电负性逐渐　　 ,同主族从上至下,元素的电负性逐渐　 　。
吸引电子
吸引电子
强
4.0
小于
大于
增大
减小
(4)电负性的应用
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,离子半径也逐渐减小。( )
(2)元素的氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强,碱性越强,金属性越强。( )
(3)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能。( )
(4)元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。( )
(5)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C。( )
(6)第一电离能:Ge×
×
√
×
×
×
一　元素周期律
1.比较下列微粒半径的大小(用“>”或“<”填空):
(1)Na　　　　Mg　　　　Cl
(2)Li　　　　Na　　　　K
(3)Na+　　　　Mg2+　　　　Al3+
(4)F-　　　　Cl-　　　　Br-
(5)Cl-　　　O2-　　　Na+　　　Mg2+
(6)Fe2+　　　　Fe3+
>
>
<
<
>
>
<
<
>
>
>
>
2.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(　　)
C
选项 事实 结论
A 与冷水反应,Na比Mg剧烈 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 热分解温度:HBr为600 ℃,HI为300 ℃ 非金属性:Br>I
解析　与冷水反应,Na比Mg剧烈,说明钠比镁活泼,因此金属性:Na>Mg,A项不符合题意;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,则最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,根据Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2可知,金属性:Ca>Mg,B项不符合题意;SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明酸性:H2SO3>H2CO3,但H2SO3不是S的最高价氧化物对应的水化物,不能说明非金属性:S>C,C项符合题意;元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,热分解温度:HBr为600 ℃,HI为300 ℃,则HBr的稳定性强于HI,即非金属性:Br>I,D项不符合题意。
微粒半径大小的判断方法
(1)一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。
(2)二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。
(3)三看核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。
[归纳总结]
二　电离能、电负性及其应用
3.下列关于电离能和电负性的说法不正确的是(　　 )
A.第一电离能:Mg>Al
B.硅的第一电离能和电负性均大于磷
C.锗的第一电离能和电负性均小于碳
D.F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F
B
解析　Mg的价电子为3s2,Al的价电子为3s23p1,3p上电子能量高于3s上的电子,所以Mg元素的第一电离能高于同周期相邻元素Al的第一电离能,A项正确;硅的第一电离能和电负性均小于磷,B项错误;同一主族元素,其第一电离能、电负性随原子序数的增大而减小,所以锗的第一电离能、电负性都小于碳,C项正确;F是电负性最大的元素,F、K、Fe、Ni四种元素中F的电负性最大,D项正确。
4.(1)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: __________
_____________________________________________________________________________。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　 　,原因是　
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
I1(O)>I1(S),
O、S同一主族价电子相同,氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去
电子
Cu　
Cu的第一
电离能失去的是4s1的电子,第二电离能失去的是3d10的电子,Zn的第一电离能失去的是
4s2的电子,第二电离能失去的是4s1的电子,Zn两次失去的都是同一能级的电子,而Cu两
次失去的是不同能级不同能层的电子且3d10电子处于全充满状态,与4s1电子能量差值
更大,能量较低,较稳定
1.(2025·重庆卷)根据元素周期律,同时满足条件(ⅰ)和条件(ⅱ)的元素是(　　)
(ⅰ)电负性大于同族其他元素;(ⅱ)第一电离能高于同周期相邻的元素
A.Al B.Si
C.B D.Be
D
解析　Al是第ⅢA族元素,同主族中电负性最大的是B,因此Al不满足条件(ⅰ),A错误;Si是第ⅣA族元素,同主族中电负性最大的是C,因此Si不满足条件(ⅰ),B错误;B是第ⅢA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ),B是第ⅢA族元素,同周期电离能从左往右呈逐渐增大趋势,但Be是第ⅡA族元素,失去2s上电子,B失去的是能量最高的2p上电子为全充满,比较稳定,电离能大于B,所以B的第一电离能比相邻的Be和C都小,不满足条件(ⅱ),C错误;Be是第ⅡA族元素,电负性在同主族中最大,满足条件(ⅰ);2s为全充满,能量较低,电离能大于B和Li,所以Be的第一电离能大于同周期相邻主族元素,满足条件(ⅱ),D正确;故选D。
2.(2025·浙江1月选考)根据元素周期律,下列说法不正确的是(　　)
A.第一电离能:N>O>S
B.化合物中键的极性:SiCl4>PCl3
C.碱性:LiOH>KOH
D.化合物中离子键百分数:MgO>Al2O3
C
解析　同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,基态N原子2p轨道为3个电子,处于半充满稳定状态,比2p轨道为4个电子的O的第一电离能大,故第一电离能:N>O>S,A项正确;Si的电负性小于P,故Si—Cl键的极性大于P—Cl键,B项正确;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,故碱性:LiOHAl2O3,D项正确。
3.(2025·全国新课标卷改编)W、X、Y、Z分别为H、O、F、S。下列说法错误的
是(　　)
A
A.原子半径:Z>Y>X
B.第一电离能:Y>X>W
C.电负性:Y>Z>W
D.单质氧化性:Y>X>Z
解析　由结构式推知W、X、Y、Z分别对应H、O、F、S同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,同一周期,从左到右,原子半径依次减小,因此原子半径:S>O>F,故A错误;同一周期,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,因此第一电离能:F>O>H,故B正确;同一周期,从左到右电负性逐渐增大,同一主族,从上到下,电负性逐渐减小,故F>O>S,推出电负性:F>S>H,故C正确;X、Y、Z的单质分别为O2、F2、S,因此单质氧化性:F2>O2>S,故D正确;故答案选A。
[夯基固本练]
C
1
2
3
5
6
7
8
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10
4
11
1.(2026·T8联考)稀土是重要的战略资源,被誉为“工业维生素”。下列关于稀土元素的说法错误的是(　　)
A.都是金属元素 B.都是过渡元素
C.都是f区元素 D.都是第ⅢB族元素
解析　稀土元素是周期表第ⅢB族的17种元素,包括钇、钪、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,都是过渡金属元素,除钇、钪为d区元素外,其余都属于f区,故选C。
12
2.(2025·武威第六中学期末)碳铵是一种常用化肥,其化学式为NH4HCO3。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:C>N>O
B.第一电离能:O>N>C
C.电负性:O>N>C
D.非金属性:CB
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解析　同一周期中元素的原子半径随原子序数增大而减小,C、N、O原子半径大小顺序为C>N>O,A正确;N原子的2p轨道电子半充满、较稳定,第一电离能大于氧元素,即N>O>C,B错误;根据同周期元素电负性变化规律可知电负性O>N>C,C正确;同周期中元素的非金属性逐渐从左到右增强,非金属性C1
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3.(2026·镇江第一中学模拟)H、Li、Na、K位于周期表中ⅠA族。下列说法错误的
是(　　)
A.离子半径大小:r(H-)B.第一电离能:I1(Li)>I1(Na)
C.电负性大小:χ(H)>χ(K)
D.金属性:K>Na>Li>H
A
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解析　H-和Li+的电子层结构相同,但H的原子序数更小,因此离子半径更大,A错误;同一主族中,原子半径增大导致第一电离能减小,Li的第一电离能应大于Na,B正确;H的非金属性强于K,电负性更大,C正确;根据同主族元素金属性从上到下逐渐增强的变化规律可知,金属性K>Na>Li,D正确。
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4.钢铁冶炼所得铁水中含有Si 、P、S等元素,常用Mg 、Ca(OH)2等物质进行脱硫。下列说法正确的是(　　)
A.铁位于元素周期表的ds区
B.铁位于周期表第4周期ⅥB族
C.第一电离能:I1(P)>I1(S)>I1(Si)
D.碱性:Mg(OH)2>Ca(OH)2
C
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解析　铁原子的价电子排布为3d64s2,处于d区,A错误;铁是第26号元素,位于周期表第4周期第Ⅷ族, B错误;第3周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势(Mg、P大于其相邻元素),正确顺序为P>S>Si(P的3p轨道处于半充满状态,能量较低更稳定,第一电离能高于S),C正确;同主族金属元素的原子序数越大,金属性越强,最高价氧化物对应金属氢氧化物的碱性越强,故碱性:Mg(OH)21
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5.下列实验操作不能达到实验目的的是(　　)
4
B
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选项 实验操作 实验目的
A Cl2、Br2分别与H2反应 比较氯、溴的非金属性强弱
B 向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨 比较镁、铝的金属性强弱
C 测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH 比较碳、硫的非金属性强弱
D Fe、Cu分别与稀盐酸反应 比较铁、铜的金属性强弱
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解析　A项,Cl2、Br2分别与H2反应,根据反应的难易程度,即可判断出氯、溴的非金属性强弱,正确;B项,向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨,MgCl2生成Mg(OH)2,AlCl3生成Al(OH)3,不能比较二者的金属性强弱,错误;C项,测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH,即可判断出H2CO3与H2SO4的酸性强弱,从而判断出碳、硫的非金属性强弱,正确;D项,利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱,正确。
4
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6.如果n为ⅠA族中X元素的原子序数,则原子序数为(n+2)的Y元素可能位于(　　 )
A.ⅡB族 B.ⅣA族
C.ⅢB族 D.ⅡA族
4
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C
解析　X位于第1周期时,原子序数为(n+2)的元素位于ⅠA族;X位于第2、3周期时,原子序数为(n+2)的元素位于ⅢA族;X位于第4~7周期时,原子序数为(n+2)的元素位于ⅢB族;故选C。
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7.下列叙述不正确的是(　　)
A.基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区
B.X、Y元素同周期且电负性:X>Y,则第一电离能:YC.某主族元素的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540……据此推知该元素在第ⅡA族
D.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
4
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B
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解析　基态原子的p轨道上半充满的元素,电子最后填充p能级,故位于p区,A正确;X、Y元素同周期且电负性:X>Y,则X的原子序数大于Y,但X的第一电离能不一定大于Y,如电负性:NO,B错误;由元素的逐级电离能可知,第二、三电离能相差较大,说明原子最外层有2个电子,该元素处于第ⅡA族,C正确;根据同周期元素第一电离能的变化规律及原子的价电子排布特点可知,第一电离能:Mg4
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8.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)
1
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B
[能力技能练]
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
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解析　同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族和第ⅤA族例外,由题图可知,c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素,又f和g的第一电离能相差较大,说明f和g不在同一周期,结合原子序数大小关系可知,a~i代表B~Al。a为B,g为Na,二者为不同主族元素,A错误;g、h、i分别为Na、Mg、Al,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,故金属性:Na>Mg>Al,B正确;c、d、e分别为N、O、F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:N>O>F,C错误;b为C,c为N,最简单氢化物分别为CH4、NH3,NH3分子间存在氢键,故最简单氢化物的沸点:NH3>CH4,D错误。
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9.(2025·河北卷)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:XB.原子半径:ZC 单质沸点:YD.电负性:W1
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A
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解析　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,且W为短周期非金属元素,则基态W原子的核外电子排布式为1s22s22p2(C)或1s22s22p63s23p4(S),X与W同族,若W为C,则X为Si,Y与X相邻且Y原子比X原子多一个未成对原子,则Y为P,根据Z位于W的对角线位置可知,W不为C,故W为S,则X为O,Y为N,Z为F。基态X(O)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p3,基态Y(N)原子失去一个电子后核外电子排布式为1s22s22p2,基态O原子失去一个电子后2p轨道能量较低为半充满的稳定结构,则第二电离能:O>N,A错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故原子半径:OS,D正确。
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10.(2025·安徽卷)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(　　)
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D
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
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解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,由X、Z位于同一主族,X、Z形成2个共价键知X为O、Z为S;W可形成1个共价键,Y可形成5个共价键,结合原子序数关系知,W为H、Y为P。同主族元素从上到下电负性逐渐减小,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性:O>S>P,A正确;该化合物中P形成4个σ键,无孤电子对,S形成2个σ键,有2对孤电子,故P和S均采取sp3杂化,B正确;基态H原子的价电子排布式为1s1,基态O原子的价电子排布式为2s22p4,基态P原子的价电子排布式为3s23p3,则未成对电子数:HS、P>S,D错误。
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11.元素周期表是元素周期律的具体表现,是学习和研究化学的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分,回答下列问题:
(1)请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱:
　 。
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[素养提升练]
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
2HNO3+Na2CO3===== 2NaNO3+CO2↑+H2O
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(2)元素⑤、⑥非金属性更强的是:　　　　　(用元素符号表示),请从原子结构的角度解释:　 　
。
电离能是指由气态基态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1),失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2),依次类推。如图为1~19号元素第一电离能I1。回答下列问题:
Cl　
硫原子和氯原子电子层数相同,氯原子半径小于硫原子半径,氯原子核电荷数大于硫原子,氯原子原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子,故非金属更强的是Cl　
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(3)同周期内,随原子序数增大,I1值增大。但个别元素的I1值出现反常,预测下列关系式中正确的是　　　　　(填编号)。
A.I1(As)>I1(Se) B.I1(As)C.I1(Br)>I1(Se) D.I1(Br)AC　
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(4)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据如下表所示:
元素 Mn Fe
电离能/kJ·mol-1 I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式:　　　　　,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是________________________________________________________________
________________________________________________________________________
　 。
3d5
由Mn2+转化为Mn3+时,3d轨道由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d轨道由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
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(5)短周期元素中符合“对角线规则”的元素有Be和Al、B和Si,它们的性质分别有一定的相似性,写出Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式:　 。
Be(OH)2+2OH-==== [Be(OH)4]2-
解析　由元素在周期表中的位置可知①为C,②为N,③为O,④为Al,⑤为S,⑥为Cl;(1)可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素非金属性的强弱,相关反应:2HNO3+Na2CO3==== 2NaNO3+CO2↑+H2O;(2)⑤为S,⑥为Cl;硫元素和氯元素电子层数相同,氯原子半径小于硫原子半径,氯原子核电荷数大于硫原子,氯原子原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子,故非金属更强的是Cl;(3)As、Se、Br为同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族最外层为半充满稳定结构,其第一电离能大于同周期的ⅥA族元素,则第一电离能:Br> As> Se,故A、C正确;(4)Mn为25号元素,基态Mn2+的价电子排布式:3d5;由Mn2+转化为Mn3+时,3d轨道由较稳定的3d5半充满状态转变
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为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d轨道由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少;(5)Be和Al性质相似,可知Be(OH)2也为两性氢氧化物,溶于强碱生成[Be(OH)4]2-,反应的离子方程式:Be(OH)2+2OH-==== [Be(OH)4]2-。
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12.X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素,原子序数依次增大,X原子核外有6种不同运动状态的电子,Y原子基态时的2p原子轨道上有3个未成对的电子;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态。回答下列问题:
(1)X在元素周期表中的位置是　　　 　　　;Y的最高价氧化物对应水化物与Y的最简单气态氢化物反应的化学方程式为　 　。
(2)X、Y最简单气态氢化物的稳定性:X　　　　(填“大于”或“小于”)Y。
(3)Z原子基态时的核外电子排布式为 　。
第2周期ⅣA族
HNO3+NH3==== NH4NO3
小于
1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
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(4)W位于元素周期表的　　　　区,与W处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有　　　种,这些元素分别为　　　　(填元素符号)。
(5)在发生焰色试验时,W的4s电子会跃迁到4p轨道,写出此激发态W原子的价电子排布式:　 　。
(6)与钛位于同一周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为　　　　(填元素符号),属于第　　　　族,在　　　　区。
ds
2
　K、Cr
3d104p1
Ni
ⅤⅢ
d
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解析　X原子核外有6种不同运动状态的电子,则是碳元素;Y原子基态时的2p原子轨道上有3个未成对的电子,是氮元素;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料是氧化铁,则Z是铁元素;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态,符合条件的是铜元素。

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