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第13讲　元素周期表与原子结构
复习要求　1.熟悉元素周期表的结构(周期、族、区)和应用；2.掌握元素的原子结构与元素周期表中的位置的关系。能用原子结构解释元素性质及其递变规律。
考点一　元素周期表的结构
【知识梳理】
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＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子)。
2.元素周期表的编排原则
3.元素周期表的结构
(1)周期:3短4长，共7个周期
短周期 长周期
序号 一 二 三 四 五 六 七
元素种类 2 8 8 18 18 32 32
0族元素原子序数 2 10 18 36 54 86 118
(2)族:7主族＋8副族＋0族，共16个族
主族 列 1 2 13 14 15 16 17
族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
副族 列 3 4 5 6 7 8、9、10 11 12
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
0族 第18纵列
小题对点过
(1)元素周期表第18列是　　　　族，第8、9、10三列是第　　　　族。
(2)所含元素种类最多的族为　　　　　　族，共有　　　　　种元素，组成化合物种类最多的元素为ⅣA族。
(3)最外层电子数为3~7个的原子一定属于　　　　　　　
元素，且最外层电子数即为　　　　　　　　。
(4)镧系元素所在的周期和族分别为　　　　。
答案　(1)0　Ⅷ　(2)ⅢB　32　(3)主族　主族的族序数　(4)第六周期　ⅢB
【知能通关】
1.下列说法正确的是(　　)
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
C.同周期中金属性最强的元素是ⅠA族金属元素
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
答案　C　
解析　同主族自上而下非金属性减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，不是最高价含氧酸则酸性不一定减弱，故A错误；原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如氦原子最外层电子数为2，它处于周期表的0族，故B错误；同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故C正确；周期表中金属和非金属分界线附近的元素可以作半导体材料，过渡元素位于副族和第Ⅷ族，故D错误。
2.据报道，我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤－239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是(　　)
A.第三周期ⅠA族 B.第四周期ⅠA族
C.第五周期ⅠA族 D.第三周期ⅡA族
答案　C
解析　镤－239的质子数为239－148＝91，则A元素的一种同位素的质子数为91－54＝37，该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，该元素位于第五周期ⅠA族。
3.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　)
A.5x＋10 B.5x＋11
C.5x＋14 D.5x＋16
答案　A
解析　由五种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期。第二、三周期有8种元素、第四周期有18种元素。若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案选A。
同主族、相邻周期元素原子序数差的关系
①第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第ⅢA~ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
考点二　元素周期表与原子结构的关系
【知识梳理】
1.原子结构与周期的关系
(1)如表
周期 能层数(n) 每周期中各元素原子价层电子排布特点
二 2 2s1→2s22p6
三 3 3s1→3s23p6
四 4 4s1→→4s24p6
五 5 5s1→→5s25p6
六 6 6s1→→6s26p6 过渡元素(镧系未表示完全)
(2)关系:周期序数＝该周期原子最大能层数。
2.原子结构与族的关系
族 价层电子排布式 规律
主 族 ⅠA、ⅡA ns1~2 价层电子数 ＝族序数
ⅢA~ⅦA ns2np1~5
0族 ns2np6(He除外) 最外层电子数＝8
副 族 ⅠB、ⅡB (n－1)d10ns1~2 最外层ns轨道上的电子数＝族序数
ⅢB~ⅦB (n－1)d1~5ns1~2 (镧系、锕系除外) 价层电子数＝族序数
Ⅷ (n－1)d6~9ns1~2 (钯除外) 除0族元素外，若价层电子数分别为8、9、10，则分别是第Ⅷ族的8、9、10列
小题对点过
(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第　　　　周期　　　　族。
(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的价电子排布式和元素符号:
①第四周期ⅣB族　　　　。
②第五周期ⅦA族　　　　。
(3)某元素M2＋的3d轨道上有5个电子，则
①M原子的核外电子排布式为　　　　。
②M元素在元素周期表中的位置为第　　　　周期。
答案　(1)四　ⅤA　(2)①3d24s2、Ti　②5s25p5、I
(3)①1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2　②四
3.元素周期表的分区
(1)按价层电子排布分区
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Pd外)
ds区 (n－1)d10ns1~2
f区 (n－2)f0~14(n－1)d0~2ns2
(2)以金属与非金属的分界线分区
小题对点过
(1)在元素周期表中非金属元素存在于哪个区 主族元素在哪个区 　　　　　　　
　　　　　　　　。
(2)ds区只有两列，可理解为先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级，29Cu和30Zn的价层电子排布是　　　　　　　　。
(3)金属非金属分界线处的金属元素有:　　　　。它们所在的主族的序号与周期序号的关系:　　　　　　　　。
答案　(1)非金属元素除H属于s区外，其他均属于p区；主族元素在s区和p区。
(2)29Cu:3d104s1，30Zn:3d104s2。
(3)铝、锗、锑、钋　相同
4.元素周期表应用
(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了线索。
(2)寻找新材料
小题对点过
下列关于元素周期的应用叙述正确的是　　　　。
①可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
②可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
③可以寻找合适的超导材料、磁性材料
④可以预测未知元素的结构和性质
答案　①③④
【知能通关】
1.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　)
A.原子的价电子排布式为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C.原子的价电子排布式为(n－1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~第ⅦB族
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
答案　B
解析　0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6~8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。
2.(2025·辽宁东港一中高三期中)某元素基态原子的价层电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是(　　)
A.第三周期，第ⅡB族，ds区
B.第四周期，第ⅡB族，d区
C.第三周期，第ⅦA族，s区
D.第四周期，第Ⅷ族，d区
答案　D
解析　元素基态原子的价层电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，分区为d区。
3.(2026·河南安阳模拟)元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn－1npn＋1，下列说法不正确的是(　　)
A.Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4
B.Y元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素在元素周期表中处于p区
答案　B
解析　Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经充满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，Y元素位于第三周期第ⅥA族，A正确，B错误；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，C正确；Z为As元素，属于p区元素，D正确。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 　　　　 　　　　　　　　 　　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　 　　　　　　 　　　　　
体验真题　感知高考
1.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是(　　)
A.O B.P
C.Ca D.Fe
答案　A
解析　O的原子结构示意图为，核外有两个电子层，则O位于元素周期表中第二周期，A正确；P的原子结构示意图为，核外有三个电子层，则P位于元素周期表中第三周期，B错误；Ca的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Ca位于元素周期表中第四周期，C错误；Fe的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Fe位于元素周期表中第四周期，D错误。
2.(2025·山东卷)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是(　　)
A.Yb的中子数与质子数之差为104
BYb与Yb是同一种核素
C.基态Yb原子核外共有10个d电子
D.Yb位于元素周期表中第六周期
答案　D
解析Yb中质子数为70，中子数为174－70＝104，故中子数和质子数之差为104－70＝34，A错误；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子YbYb为两种核素，B错误；Yb为70号元素，基态Yb原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p64d104f145s25p66s2，共有20个d电子，C错误；由Yb的价电子排布式为4f146s2知，Yb位于第六周期，D正确。
3.(2025·山东卷节选)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
在元素周期表中，Fe位于第　　　　周期　　　　族。基态Fe原子与基态Fe3＋离子未成对电子数之比为　　　　。
答案　四　Ⅷ　4∶5
解析　Fe为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，故Fe位于第四周期Ⅷ族。基态Fe原子、基态Fe3＋的价电子排布式分别为3d64s2、3d5，未成对电子数之比为4∶5。
4.(2024·浙江6月选考)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。则元素:X　　　　、Y　　　　、Z　　　　、M　　　　。
答案　H　C　O　Si
解析　Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。
1.高考热点:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.新考法新角度:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
分层训练　提升考能
基础落实
1.下列关于元素周期表的叙述不正确的是(　　)
A.共有7个周期，16个族
B.某第ⅡA族元素的原子序数为a，则a＋1的元素一定是第ⅢA族元素
C.地壳中含量最多的元素位于第二周期
D.原子最外层只有2个电子的元素可能是金属元素也可能是非金属元素
答案　B
解析　元素周期表有7个横行，18个纵列，且8、9、10三个纵列为Ⅷ族，共有7个周期，16个族，故A正确；短周期时ⅡA、ⅢA的原子序数相差1，在四、五周期相差11，六、七周期相差25，某第ⅡA族元素的原子序数为a，则a＋1的元素可能位于ⅢB族，故B错误；地壳中含量最多的元素是O，位于第二周期，故C正确；ⅡA元素、He的最外层电子数均为2，故D正确。
2.(2026·潍坊昌乐二中模拟)已知某元素的原子序数为31。下列说法错误的是(　　)
A.该元素位于周期表的p区
B.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族
C.该元素的价层电子排布式为3d104s24p1
D.与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物对应的水化物具有两性
答案　C
解析　该元素位于周期表的p区，故A正确；该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族，故B正确；该元素的价层电子排布式为4s24p1，故C错误；与该元素同族的第三周期元素为Al元素，Al的最高价氧化物对应的水化物氢氧化铝是两性氢氧化物，故D正确。
3.(2025·吉林长春第二中学高三期中)镓、锗是战略性物质，主要应用于光电子、通信等。下列说法错误的是(　　)
A.镓、锗单质均能导电
B.镓、锗均属于副族元素
C.镓、锗处于同一周期
D.镓、锗单质均能被氧化
答案　B
解析　A.镓、锗属于金属，具有导电性，A项正确；B.镓、锗分别为第ⅢA族、第ⅣA族元素，均属于主族元素，B项错误；C.镓、锗均在第四周期，C项正确；D.镓、锗均能与氧气反应生成相应氧化物，D项正确。
4.硒元素具有防癌作用，已知硒元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.硒原子核内有34个中子
B.硒元素是非金属元素
C.硒原子的相对原子质量是78.96 g
D.富硒茶中的“硒”指的是硒原子
答案　B
解析　A.34是质子数，A错误；B.硒元素是非金属元素，B正确；C.相对原子质量是一个比值，单位不是g，C错误；D.富硒茶中的“硒”指的是硒元素，D错误。
5.元素周期表中元素“钴”的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)
A.元素钴是一种过渡元素
B.它的基态原子价电子排布式为4s2
C.Co2＋的电子排布式为[Ar]3d54s2
D.它位于元素周期表的第四周期第ⅧB族
答案　A
解析　A项，Co是Ⅷ族元素，钴是一种过渡元素，故A正确；B项，它的基态原子价电子排布式为3d74s2，故B错误；C项，Co失去最外层电子形成Co2＋，Co2＋的电子排布式为[Ar]3d7，故C错误；D项，它位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，故D错误。
6.(2025·黑龙江嫩江县高级中学高三期末)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.第四周期第9列元素是铁元素
D.第10、11列为ds区
答案　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；第四周期第9列元素是Co元素，C项错误；第11、12列元素为ds区，D项错误。
7.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.虚线左侧是金属元素
B.As处于第五周期第ⅤA族
C.Si、Ge可作半导体材料
D.Sb既有金属性又有非金属性
答案　B
解析　题图中虚线左下方的元素均为金属元素，A正确；由Si处于第三周期第ⅣA族可推知，As处于第四周期第ⅤA族，B错误；元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往既具有金属性，又具有非金属性，可在该分界线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，C、D正确。
8.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述:
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；
②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；
③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；
④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。
其中正确的是(　　)
A.①②③④ B.只有②③④
C.只有③④ D.只有②③
答案　A
解析　根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的一种重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，故利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。
9.有关元素周期表判断，下列叙述不正确的有　　　　。
①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4
⑧同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一主族
答案　①②④⑤⑦⑧
解析　①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们可能是同主族或都为0族元素，故①错误；②第ⅠA族元素称为碱金属元素(H除外)，故②错误；③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族，故③正确；④元素周期表中第ⅡA族元素不含非金属元素，④错误；⑤除0族外，F元素没有正价，O元素的最高价不是＋6，故⑤错误；⑥第ⅢB族中有镧系、锕系，所含元素种类最多的族是第ⅢB族，第ⅣA族含有C元素，C能形成种类繁多的有机物，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族，故⑥正确；⑦第ⅤA族Sb元素是金属元素，最外层电子数为5，主族金属元素一般最外层电子数≤4，故⑦错误；⑧同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族，He、Mg最外层都有2个电子，He、Mg不是同主族元素，故⑧错误。
10.(2025·四川绵阳高三模拟改编)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如下图所示，Z的原子序数是Y的2倍。
则元素为:X　　　　、Y　　　　、Z　　　　、W　　　　。(填元素符号)
答案　C　O　S　Cl
能力提升
11.化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是(　　)
A.新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B.太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C.“玉兔号”月球车的热源材料钚Pu与Pu互为同素异形体
D.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
答案　C
解析　A项，氮化镓化学式为GaN，具有良好的半导体性能，是性能优良的新型半导体材料，A正确；B项，钛为22号元素，属于第ⅣB族，为副族元素，B正确；C项Pu与Pu是质子数相同、中子数不同的核素，两者互为同位素，不互为同素异形体，C错误；D项，镍为28号元素，元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，D正确。
12.已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是(　　)
A.某元素原子的第二电子层电子排布图为
B.某元素在某种化合物中的化合价为＋4价
C.某元素原子的最外层上电子数为6
D.某元素原子的价电子排布式为5s25p1
答案　D
解析　A项，只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B项，仅通过化合价无法确定元素在周期表中的位置；C项，根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D项，可确定该元素在第五周期第ⅢA族。
13.已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和所在区是(　　)
A.第三周期第ⅥB族；p区
B.第三周期第ⅢB族；ds区
C.第四周期第ⅥB族；d区
D.第四周期第ⅢB族；f区
答案　C
解析　某＋3价离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d3，其原子核外电子数为21＋3＝24，为Cr元素，其处于周期表中第四周期第ⅥB族，属于d区。
14.如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:WB.常温常压下，Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:ZD.X的最高价氧化物的水化物是强碱
答案　D
解析　由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径:N15.(2024·全国卷节选)某无机盐的化学式为Y3[Z(WX)6]2。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。则元素:W　　　　、X　　　　、Y　　　　、Z　　　　。
答案　C　N　Mg　Fe
解析　W的外层电子数是其内层电子数的2倍，W为C元素；每个周期的ⅡA族和ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，结合配合物Y3[Z(WX)6]2，Y为金属元素，X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则为3d64s2排布，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。
16.确定下列指定元素的原子序数。
(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的关系为　　　　。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是　　　　　　　　。
(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)。
答案　(1)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29
(2)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32
(3)y＝x＋m或y＝x＋n　(4)B(共63张PPT)
大单元二　物质结构与性质
第一单元　原子结构　元素周期律
第13讲　元素周期表与原子结构
1.熟悉元素周期表的结构(周期、族、区)和应用；2.掌握元素的原子结构与元素周期表中的位置的关系。能用原子结构解释元素性质及其递变规律。
复习要求
考点一　元素周期表的结构
考点二　元素周期表与原子结构的关系
目
录
CONTENTS
体验真题　感知高考
分层训练　提升考能
考点一　
元素周期表的结构
知识梳理
知能通关
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＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子)。
2.元素周期表的编排原则
原子序数
最外层电子数
3.元素周期表的结构
(1)周期:3短4长,共7个周期
短周期 长周期
序号 一 二 三 四 五 六 七
元素种类 2 8 8 18 18 32 32
0族元素原子序数 2 10 18 36 54 86 118
(2)族:7主族+8副族+0族，共16个族
主族 列 1 2 13 14 15 16 17
族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
副族 列 3 4 5 6 7 8、9、10 11 12
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
0族 第18纵列
(1)元素周期表第18列是__________族，第8、9、10三列是第__________族。
(2)所含元素种类最多的族为__________族，共有_________种元素，组成化合物种类最多的元素为ⅣA族。
(3)最外层电子数为3~7个的原子一定属于_________元素，且最外层电子数即为__________________。
(4)镧系元素所在的周期和族分别为____________________。
0
小题对点过
Ⅷ
ⅢB
32
主族
主族的族序数
第六周期　ⅢB
1.下列说法正确的是(　　)
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
C.同周期中金属性最强的元素是ⅠA族金属元素
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C
解析　同主族自上而下非金属性减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，不是最高价含氧酸则酸性不一定减弱，故A错误；原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如氦原子最外层电子数为2，它处于周期表的0族，故B错误；同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故C正确；周期表中金属和非金属分界线附近的元素可以作半导体材料，过渡元素位于副族和第Ⅷ族，故D错误。
2.据报道，我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是(　　)
A.第三周期ⅠA族 B.第四周期ⅠA族
C.第五周期ⅠA族 D.第三周期ⅡA族
解析　镤-239的质子数为239-148＝91，则A元素的一种同位素的质子数为91-54＝37，该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，该元素位于第五周期ⅠA族。
C
3.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　)
A.5x+10 B.5x+11
C.5x+14 D.5x+16
A
解析　由五种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期。第二、三周期有8种元素、第四周期有18种元素。若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x-1，C的原子序数为x+1，D的原子序数为x-8，E的原子序数为x+18，则五种元素的核电荷数之和为x+(x-1)+(x+1)+(x-8)+(x+18)＝5x+10，答案选A。
同主族、相邻周期元素原子序数差的关系
①第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第ⅡA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第ⅢA~ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。
④0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32、32。
考点二　
元素周期表与原子结构的关系
知识梳理
知能通关
1.原子结构与周期的关系
(1)如表
2
周期 能层数(n) 每周期中各元素原子价层电子排布特点
二 ___ 2s1→2s22p6
三 ___ 3s1→3s23p6
四 ___ 4s1→→4s24p6
五 ___ 5s1→→5s25p6
六 ___ 6s1→→6s26p6
过渡元素(镧系未表示完全)
(2)关系:周期序数＝该周期原子最大能层数。
3
4
5
6
2.原子结构与族的关系
ns1~2
族 价层电子排布式 规律
主 族 ⅠA、ⅡA _____________ 价层电子数
＝族序数
ⅢA~ⅦA ______________
0族 ______________(He除外) 最外层电子数＝8
ns2np1~5
ns2np6
(n-1)d10ns1~2
族 价层电子排布式 规律
副 族 ⅠB、ⅡB ___________________ 最外层ns轨道上的电子数＝族序数
ⅢB~ⅦB ___________________ (镧系、锕系除外) 价层电子数＝族序数
Ⅷ ___________________ (钯除外) 除0族元素外，若价层电子数分别为8、9、10，则分别是第Ⅷ族的8、9、10列
(n-1)d1~5ns1~2
(n-1)d6~9ns1~2
(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第____________周期____________族。
(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的价电子排布式和元素符号:
①第四周期ⅣB族____________。
②第五周期ⅦA族____________。
(3)某元素M2+的3d轨道上有5个电子，则
①M原子的核外电子排布式为_______________________________。
②M元素在元素周期表中的位置为第________周期。
四
小题对点过
ⅤA
3d24s2、Ti
5s25p5、I
1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2
四
3.元素周期表的分区
(1)按价层电子排布分区
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Pd外)
ds区 (n-1)d10ns1~2
f区 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
(2)以金属与非金属的分界线分区
(1)在元素周期表中非金属元素存在于哪个区 主族元素在哪个区
____________________________________________________________。
(2)ds区只有两列，可理解为先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级，29Cu和30Zn的价层电子排布是________________________。
(3)金属非金属分界线处的金属元素有:___________________。它们所在的主族的序号与周期序号的关系:___________。
非金属元素除H属于s区外，其他均属于p区；主族元素在s区和p区
小题对点过
29Cu:3d104s1，30Zn:3d104s2
铝、锗、锑、钋
相同
4.元素周期表应用
(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了线索。
(2)寻找新材料
下列关于元素周期的应用叙述正确的是____________。
①可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
②可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
③可以寻找合适的超导材料、磁性材料
④可以预测未知元素的结构和性质
①③④
小题对点过
1.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　)
A.原子的价电子排布式为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C.原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~第ⅦB族
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
B
解析　0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。
2.(2025·辽宁东港一中高三期中)某元素基态原子的价层电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是(　　)
A.第三周期，第ⅡB族，ds区
B.第四周期，第ⅡB族，d区
C.第三周期，第ⅦA族，s区
D.第四周期，第Ⅷ族，d区
D
解析　元素基态原子的价层电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族，分区为d区。
3.(2026·河南安阳模拟)元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1，下列说法不正确的是(　　)
A.Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4
B.Y元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素在元素周期表中处于p区
B
解析　Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经充满且只能为2个电子，则n-1＝2，n＝3，即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，Y元素位于第三周期第ⅥA族，A正确，B错误；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，C正确；Z为As元素，属于p区元素，D正确。
体验真题 感知高考
1.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是(　　)
A.O B.P
C.Ca D.Fe
A
2.(2025·山东卷)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是(　　)
A.Yb的中子数与质子数之差为104
BYb与Yb是同一种核素
C.基态Yb原子核外共有10个d电子
D.Yb位于元素周期表中第六周期
D
解析Yb中质子数为70，中子数为174-70＝104，故中子数和质子数之差为104-70＝34，A错误；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,YbYb为两种核素，B错误；Yb为70号元素，基态Yb原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p64d104f145s25p66s2，共有20个d电子，C错误；由Yb的价电子排布式为4f146s2知，Yb位于第六周期，D正确。
3.(2025·山东卷节选)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
在元素周期表中，Fe位于第____________周期____________族。基态Fe原子与基态Fe3+离子未成对电子数之比为____________。
四
Ⅷ
4∶5
解析　Fe为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，故Fe位于第四周期Ⅷ族。基态Fe原子、基态Fe3+的价电子排布式分别为3d64s2、3d5，未成对电子数之比为4∶5。
4.(2024·浙江6月选考)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。则元素:X____________、Y____________、Z____________、M____________。
H
C
O
Si
解析　Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，Z为O元素，Y为C元素，X为H元素，M为Si元素。
分层训练 提升考能
基础落实
1.下列关于元素周期表的叙述不正确的是(　　)
A.共有7个周期，16个族
B.某第ⅡA族元素的原子序数为a，则a+1的元素一定是第ⅢA族元素
C.地壳中含量最多的元素位于第二周期
D.原子最外层只有2个电子的元素可能是金属元素也可能是非金属元素
B
解析　元素周期表有7个横行，18个纵列，且8、9、10三个纵列为Ⅷ族，共有7个周期，16个族，故A正确；短周期时ⅡA、ⅢA的原子序数相差1，在四、五周期相差11，六、七周期相差25，某第ⅡA族元素的原子序数为a，则a+1的元素可能位于ⅢB族，故B错误；地壳中含量最多的元素是O，位于第二周期，故C正确；ⅡA元素、He的最外层电子数均为2，故D正确。
2.(2026·潍坊昌乐二中模拟)已知某元素的原子序数为31。下列说法错误的是(　　)
A.该元素位于周期表的p区
B.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族
C.该元素的价层电子排布式为3d104s24p1
D.与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物对应的水化物具有两性
C
解析　该元素位于周期表的p区，故A正确；该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族，故B正确；该元素的价层电子排布式为4s24p1，故C错误；与该元素同族的第三周期元素为Al元素，Al的最高价氧化物对应的水化物氢氧化铝是两性氢氧化物，故D正确。
3.(2025·吉林长春第二中学高三期中)镓、锗是战略性物质，主要应用于光电子、通信等。下列说法错误的是(　　)
A.镓、锗单质均能导电 B.镓、锗均属于副族元素
C.镓、锗处于同一周期 D.镓、锗单质均能被氧化
B
解析　A.镓、锗属于金属，具有导电性，A项正确；B.镓、锗分别为第ⅢA族、第ⅣA族元素，均属于主族元素，B项错误；C.镓、锗均在第四周期，C项正确；D.镓、锗均能与氧气反应生成相应氧化物，D项正确。
4.硒元素具有防癌作用，已知硒元素在元素周期表中的信息如图所示，则下列说法正确的是(　　)
A.硒原子核内有34个中子
B.硒元素是非金属元素
C.硒原子的相对原子质量是78.96 g
D.富硒茶中的“硒”指的是硒原子
B
解析　A.34是质子数，A错误；B.硒元素是非金属元素，B正确；C.相对原子质量是一个比值，单位不是g，C错误；D.富硒茶中的“硒”指的是硒元素，D错误。
5.元素周期表中元素“钴”的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)
A.元素钴是一种过渡元素
B.它的基态原子价电子排布式为4s2
C.Co2+的电子排布式为[Ar]3d54s2
D.它位于元素周期表的第四周期第ⅧB族
A
解析　A项，Co是Ⅷ族元素，钴是一种过渡元素，故A正确；B项，它的基态原子价电子排布式为3d74s2，故B错误；C项，Co失去最外层电子形成Co2+，Co2+的电子排布式为[Ar]3d7，故C错误；D项，它位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，故D错误。
6.(2025·黑龙江嫩江县高级中学高三期末)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.第四周期第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；第四周期第9列元素是Co元素，C项错误；第11、12列元素为ds区，D项错误。
7.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.虚线左侧是金属元素
B.As处于第五周期第ⅤA族
C.Si、Ge可作半导体材料
D.Sb既有金属性又有非金属性
B
解析　题图中虚线左下方的元素均为金属元素，A正确；由Si处于第三周期第ⅣA族可推知，As处于第四周期第ⅤA族，B错误；元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往既具有金属性，又具有非金属性，可在该分界线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，C、D正确。
8.关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述:
①元素周期表是学习化学知识的一种重要工具；
②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；
③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；
④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。
其中正确的是(　　)
A.①②③④ B.只有②③④
C.只有③④ D.只有②③
A
解析　根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的一种重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，故利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。
9.有关元素周期表判断，下列叙述不正确的有_______________。
①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族
⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4
⑧同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一主族
①②④⑤⑦⑧
解析　①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们可能是同主族或都为0族元素，故①错误；②第ⅠA族元素称为碱金属元素(H除外)，故②错误；③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族，故③正确；④元素周期表中第ⅡA族元素不含非金属元素，④错误；⑤除0族外，F元素没有正价，O元素的最高价不是+6，故⑤错误；⑥第ⅢB族中有镧系、锕系，所含元素种类最多的族是第ⅢB族，第ⅣA族含有C元素，C能形成种类繁多的有机物，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族，故⑥正确；⑦第ⅤA族Sb元素是金属元素，最外层电子数为5，主族金属元素一般最外层电子数≤4，故⑦错误；⑧同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族，He、Mg最外层都有2个电子，He、Mg不是同主族元素，故⑧错误。
10.(2025·四川绵阳高三模拟改编)四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如下图所示，Z的原子序数是Y的2倍。
则元素为:X__________、Y__________、Z__________、W__________。(填元素符号)
C
O
S
Cl
能力提升
11.化学是材料科学的基础。下列说法不正确的是(　　)
A.新型半导体材料氮化镓的化学式为GaN
B.太阳能电池材料钛酸钙(CaTiO3)中钛属于副族元素
C.“玉兔号”月球车的热源材料钚Pu与Pu互为同素异形体
D.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
C
解析　A项，氮化镓化学式为GaN，具有良好的半导体性能，是性能优良的新型半导体材料，A正确；B项，钛为22号元素，属于第ⅣB族，为副族元素，B正确；C项，Pu与Pu是质子数相同、中子数不同的核素，两者互为同位素，不互为同素异形体，C错误；D项，镍为28号元素，元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，D正确。
12.已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是(　　)
解析　A项，只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B项，仅通过化合价无法确定元素在周期表中的位置；C项，根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D项，可确定该元素在第五周期第ⅢA族。
D
13.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和所在区是(　　)
A.第三周期第ⅥB族；p区 B.第三周期第ⅢB族；ds区
C.第四周期第ⅥB族；d区 D.第四周期第ⅢB族；f区
解析　某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，其原子核外电子数为21+3＝24，为Cr元素，其处于周期表中第四周期第ⅥB族，属于d区。
C
14.如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:WB.常温常压下，Y单质为固态
C.气态氢化物热稳定性:ZD.X的最高价氧化物的水化物是强碱
D
解析　由题中信息和图示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，结合W与X的最高化合价之和为8，且族序数相差2，可知X为Al，W和Z分别为N和P，Y为Si。原子半径:N15.(2024·全国卷节选)某无机盐的化学式为Y3[Z(WX)6]2。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。则元素:W________、X________、Y________、Z________。
C
N
Mg
Fe
解析　W的外层电子数是其内层电子数的2倍，W为C元素；每个周期的ⅡA族和ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，结合配合物Y3[Z(WX)6]2，Y为金属元素，X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则为3d64s2排布，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。
16.确定下列指定元素的原子序数。
(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的关系为_____________________________。
(2)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是_________________________。
(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___________________。
n＝m+5、n＝m+15、n＝m+29
x+2、x+8、x+18、x+32
y＝x+m或y＝x+n
(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)。
B
Thanks！
本
讲
内
容
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