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专题1　微观结构与物质的多样性
第一课时　原子核外电子的排布
1．构成原子的微粒有哪些？为什么整个原子不显电性？
提示：原子是由原子核和核外电子构成，而原子核是由质子和中子构成。原子核带正电荷，核外电子带负电荷，两者电量相等，电性相反，故整个原子不显电性。
2．你能画出核电荷数为15的磷元素的原子结构示意图吗？其最外层电子数是多少？
提示：P最外层电子数是5。
3．核电荷数1～20的元素是什么？写出它们的名称。
提示：氢、氦、锂、铍、硼，碳、氮、氧、氟、氖，钠、镁、铝、硅、磷，硫、氯、氩、钾、钙。
[新知探究]
探究1　核电荷数为11的钠原子，其质子数是多少？核外电子数是多少？原子中质子数、核外电子数之间有何关系？
提示：钠原子的质子数为11，核外电子数为11。原子中，质子数＝核外电子数。
探究2　某元素原子的核外有3个电子层，最外层有3个电子，该元素原子的质子数是多少？写出该元素的名称。
提示：该元素是铝，质子数是13。
探究3　氯原子和氯离子(Cl－)的最外层电子数相同吗？试分别画出氯原子和氯离子的结构示意图。
提示：不相同，氯原子的最外层电子数是7，氯离子(Cl－)的最外层电子数是8。
Cl：　Cl－：
[必记结论]
1．原子的构成
2．原子结构的表示方法——原子结构示意图
各部分含义。
如：
3．原子和离子中微粒间的数量关系
(1)原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数，如N原子：。
(2)阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋：。
(3)阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－：。
[成功体验]
1．某元素原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，该元素原子核内质子数为(　　)
A．6　　　　B．8　　　　C．14　　　　D．16
解析：选B　该元素的原子结构示意图为，故x＝2＋6＝8，即该元素原子核内质子数为8。
2．写出下列元素的元素符号，并画出原子结构示意图。
元素名称
氮
镁
氯
元素符号
原子结构
示意图
答案：N　Mg　Cl
　　
[新知探究]
探究1　能量最低的电子层是哪一层？
提示：K层。
探究2　M电子层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 而是？
提示：若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这与电子排布规律中“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾。
探究3　核外电子排布完全相同的两微粒是否是同种元素？
提示：不一定；如Na＋和Ne的核外电子排布相同，但不属于同种元素。
探究4　核外电子排布与Ne相同的阳离子有哪些？
提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋。
[必记结论]
1．核外电子的分层排布——电子层
2.核外电子排布的规律
[成功体验]
3．判断下列各说法是否正确？若不正确，请说明理由。
(1)最外层电子数为2个的原子都为金属原子。
________________________________________________________________________。
(2)Ca原子的原子结构示意图为。
________________________________________________________________________。
(3)K层电子离核比L层电子近，但能量高。
________________________________________________________________________。
(4)核电荷数为1～18的原子中，最外层电子数为次外层电子数一半的原子有Li、Si。
________________________________________________________________________。
答案：(1)错误。He最外层电子数也为2，但不是金属元素。
(2)错误。违背了最外层电子数不超过8个的规律，应为。
(3)错误。K层上电子能量最低。
(4)正确。
4．下面是某原子的电子层及该层上的电子数，其中一定错误的是(　　)
A．K－8　　　　　　　　B．M－18
C．N－32 D．O－18
解析：选A　K层最多只能排2个电子，O层作为次外层时，可排18个电子。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．质子数与核外电子数关系的“3个等式”：
(1)原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数；
(2)阳离子(Xn＋)：质子数＝核外电子数＋n；
(3)阴离子(Xn－)：质子数＝核外电子数－n。
2．原子核外电子排布规律的“1个最低”和“3个最多”：
(1)“1个最低”——核外电子总是尽量先排布在能量最低的电子层里；
(2)“3个最多”——①各电子层最多容纳电子数2n2；②最外层电子数最多8个；③次外层电子数最多18个。
3．最外层电子数是次外层电子数的“2、3、4”倍的元素分别为C、O、Ne。
4．常见10e－微粒：
(1)单核“3阴3阳1分子”——N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Ne；
(2)多核“1阴2阳4分子”——OH－、H3O＋、NH、HF、H2O、NH3、CH4。
[例1]　下列说法不正确的是(　　)
A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数)
B．同一原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多
C．如果原子只有一个电子层，该原子的核电荷数不超过2
D．核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有2种
解析：选B　根据核外电子排布规律可知，A正确；当M为最外层时，可能的电子数为1～8，而此时L层电子数为8，故B项错误；如果原子只有一个电子层，即只有K层，电子数不超过2个，C正确；核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有He和Ne 2种元素，D正确。
每层最多排2n2个电子，最外层、次外层分别不超过8个电子(K层为最外层不超过2个)、18个电子，这几条规律是相互联系的，不能孤立地理解其中的某一条。如M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当其是最外层时，则不超过8个。如K、Ca的原子结构示意图分别为， 而不是 和 。
1．下列说法中肯定错误的是(　　)
A．某原子K层上只有1个电子
B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
解析：选B　K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于18<8×4，故B错；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋均属于这种情况，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，故D正确。
(1)10电子微粒及其推断：
(2)18电子微粒及其推断：
②多核：HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等
[例2]　A、B、C、D都是核外电子总数为10的微粒。
(1)A为中性微粒，如果A能刻蚀玻璃，则A是________(填化学式，下同)；如果A的溶液显碱性，则A是________。
(2)B是带电微粒，如果B为阳离子且其水溶液能使紫色石蕊试液变红，则B是________；如果B为阴离子且其水溶液能使无色酚酞试液变红，则B是________。
(3)若C微粒中含有5个原子，带正电荷，遇碱放出NH3，则C是________。
(4)若D微粒遇过量阴离子B，先生成沉淀，后沉淀溶解，则D是________。
解析：(1)能刻蚀玻璃的中性微粒应为HF；中性微粒中溶于水显碱性的应为NH3。(2)阳离子中能使石蕊试液变红的应为H3O＋； 阴离子中能使酚酞试液变红的应为OH－。(3)含5个原子的阳离子中遇碱放出NH3的应为NH。(4)跟少量OH－作用生成沉淀，跟过量OH－作用沉淀溶解的应为Al3＋。
答案：(1)HF　NH3　(2)H3O＋　OH－　(3)NH　(4)Al3＋
A、B、C、D均为核外电子总数为10的微粒，若它们之间存在以下关系：，则该反应一定是NH＋OH－NH3↑＋H2O。此转化关系常用作推断题的突破口。
2．A＋、B＋、C－、D、E五种微粒(分子或离子)，它们分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：
①A＋＋C－D＋E↑
②B＋＋C－―→2D
(1)写出①的离子方程式：____________________________，
写出②的离子方程式：____________________________。
(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：_______________________。
(3)除A＋、B＋外，请再写出两种10个电子的阳离子：_____________________。
解析：常见的含有10个电子的微粒中，分子有：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子有：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；阴离子有：F－、O2－、OH－、NH等。结合题目中的转化关系可推知A＋为NH，B＋为H3O＋、C－为OH－，D为H2O，E为NH3。
答案：(1)NH＋OH－NH3↑＋H2O　H3O＋＋OH－===2H2O　(2)Ne、CH4　(3)Na＋、Mg2＋
[例3]　有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子、D元素的原子失去1个电子所得到的微粒都具有与氖原子相同的电子层结构。回答下列问题：
(1)上述四种元素中C的名称是__________；
(2)画出B元素原子的结构示意图__________；
(3)写出下列方程式：
单质D在单质C中燃烧的化学方程式_______________； ________________
A的氢氧化物和D的氢氧化物反应的离子方程式_____________________。
解析：地壳中含量最多的金属是Al，故A是Al；B元素的核电荷数是2＋8＋7＝17，是Cl；C2－和D＋与氖原子有相同的电子层结构，故C的核电荷数是10－2＝8，是O；D的核电荷数是10＋1＝11，是Na。
答案：(1)氧元素　(2)　
(3)2Na＋O2Na2O2　
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
前20号元素中常见特殊结构的原子。
①最外层电子数为1的原子有：H、Li、Na、K；
②最外层电子数为2的原子有：He、Be、Mg、Ca；
③最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有：Be、Ar；
④最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；
⑤最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O；
⑥最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne；
⑦次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有：Li、Si；
⑧内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有：Li、P；
⑨电子层数与最外层电子数相等的原子有：H、Be、Al；
⑩电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li、Ca。
3．核电荷数为1～18中的非金属元素A，其原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，A为何种元素？
提示：A为硅元素。
1．同一个原子的下列电子层中，能量最低的是(　　)
A．K层　　　B．L层　　　C．M层　　　D．N层
解析：选A　核外电子是分层排布的，电子一般总是尽量先排布在能量最低的电子层里，即先排K层，再排L层，……所以K层能量最低。
2．下列说法中不正确的是(　　)
A．在含有多个电子的原子里，电子是分层排布的
B．在原子核外的各电子层中，能量高的离核近，能量低的离核远
C．在原子核外的各电子层中，层数大的能量高，层数小的能量低
D．在原子核外的各电子层中，层数大的离核远，层数小的离核近
解析：选B　原子核外各电子层，电子层数越大，距原子核越远，能量越高。
3．下列粒子结构示意图中不正确的是(　　)
A．H＋：　　　　　　B.
C.D.
解析：选C　O的核电荷数为8，所以原子结构示意图为。
4．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有5个电子，该原子核内的质子数为(　　)
A．14　　　　B．15　　　　C．16　　　　D．17
解析：选B　该原子核外电子在K、L、M层的电子数分别为2、8、5，所以其质子数为15。
5．用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：
　A　　　　　　　 　 　　 　 　B
　C　　　　　　　 　 　　 　 　D
(1)电子层排布相同的是B与________；
(2)属于同种元素的是B与________；
(3)属于金属元素的是________；
(4)属于稀有气体元素的是________。
解析：核外电子数相等的微粒B和C，电子层排布相同；核内质子数相等的A和B属同一种元素氟；金属元素的原子最外层电子数一般少于4，D为钠元素，是金属元素；稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8(He为2)。
答案：(1)C　(2)A　(3)D　(4)C
1．元素的化学性质主要决定于(　　)
A．核外电子数　　　　　　　B．最外层电子数
C．核内质子数 D．核内中子数
解析：选B　决定元素化学性质的是其原子最外层电子数。
2．不符合原子核外电子排布基本规律的是(　　)
A．核外电子总是优先排在能量低的电子层上
B．K层是能量最低的电子层
C．N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18
D．各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
解析：选D　根据核外电子排布规律知，核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层上，次外层电子数不超过18个，第n电子层最多可容纳的电子数为2n2个，A、B、C正确，D错误。
3．下列微粒的示意图中表示阴离子的是(　　)
A.B.
C. D.
解析：选D　A为氧原子，B为钠离子，C为氯原子，D为氯离子。
4．某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的1/2，则该元素的原子是(　　)
A．Li B．Si
C．Al D．K
解析：选B　该元素的原子结构示意图为，该原子为硅原子。
5．某元素原子的最外层电子数与次外层电子数相同，且最外层电子数与次外层电子数之和小于8，该元素为(　　)
A．锂 B．铍
C．氦 D．钙
解析：选B　符合题意的原子结构示意图为，x为4，为铍元素。
6．根据下列原子某层的电子数，能确定该元素的原子序数的是(　　)
A．K层上有2个电子 B．L层上有3个电子
C．次外层有8个电子 D．最外层有5个电子
解析：选B　A、C、D均无法确定相应原子的电子层数，也就无法求其质子数，而B项对应原子结构为。
7．在核电荷数为1～18的元素中，下列说法错误的是(　　)
A．最外层电子数与电子层数相等的元素为H、Be、Al
B．最外层电子数与核内质子数相等的元素为H、He
C．最外层电子数为2的元素都是金属元素
D．最外层电子数是次外层电子数的元素为Li、Si
解析：选C　C项，最外层电子数为2的还有He元素。
8．下列元素的最高价氧化物溶于水一定能生成强碱的是(　　)
A．最外层电子数为1的元素
B．原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素
C．原子次外层电子数是最外层电子数4倍的元素
D．原子次外层电子数是最外层电子数8倍的元素
解析：选D　A元素可能为H，B元素为Li或Si，C元素为Mg，D元素为Na。
9．已知aXm＋、bYn＋、cZm－和dWn－四种离子具有相同的电子层结构，则下列等式正确的是(　　)
A．a＋b＝m－nB．c－d＝n－m
C．a＋c＝2mD．b＋d＝2n
解析：选B　根据离子核外电子数与质子数的关系得：a－m＝b－n＝c＋m＝d＋n，由此可判断B正确。
10．[双选]与OH－具有相同的质子数和电子数的微粒是(　　)
A．F－B．Cl－
C．Na＋ D．NH
解析：选AD　F－与OH－、NH均为9个质子和10个电子，A正确；Cl－有17个质子，18个电子；Na＋有11个质子，10个电子。
11．应用原子核外各电子层的电子数推断下列各元素，写出元素符号：
(1)某元素的M层上的电子数是K层电子数的3倍，则该元素是________；
(2)某元素最外层电子数是次外层电子数的一半，是K层的2倍，则该元素是________；
(3)某元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，则该元素是________。
解析：(1)该元素K层有2个电子，M层上有6个电子，L层上有8个电子，则该元素原子核外有2＋8＋6＝16个电子，核电荷数为16，为硫元素。(2)由于该元素最外层电子数是K层电子数的2倍，则最外层为第三层含 有4个电子，次外层有8个电子，因此该元素核外有2＋8＋4＝14个电子，其核内有14个质子，为硅元素。(3)因该元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，最外层电子数不超过8个，则该元素次外层只能为K层(2个电子)，最外层(第二层)有4个电子，因此该元素核外电子数为2＋4＝6个，核电荷数为6，为碳元素。
答案：(1)S　(2)Si　(3)C
12．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：________________。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：________________。
(3)C元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：________________。
(4)D元素的次外层电子数是最外层电子数的：________________。
解析：
元素
电子排布特点
原子结构
示意图
A元素
L层上8个电子，则M层上4个电子，A为硅元素
B元素
当K层为次外层时，最外层电子数为3；当L层为次外层时，最外层电子数为12，不符合原子核外电子排布规律，故B为硼元素
C元素
单质与水反应产生O2的应是F2，C为氟元素
D元素
次外层为K层时，D为氖元素
答案：(1)硅 　(2)硼
(3)氟 　(4)氖
13．现有四种元素A、B、C、D，已知A－离子核外有18个电子；B原子最外层电子数比D原子核外电子数多2个，B原子比D原子多2个电子层：D＋离子核外没有电子；C元素原子核外电子比B元素的原子核外电子少2个。
(1)C的原子结构示意图为________；A－离子的结构示意图为________。
(2)四种元素的简单离子中与氖具有相同核外电子排布的是________(填离子符号)。
(3)C的单质与水反应的离子方程式为________________________。
解析：D＋离子核外无电子，即D原子为氢原子。A－离子核外有18个电子，A原子核外有17个电子，A核电荷数为17，A为氯元素。B原子比氢原子多两个电子层，说明它有三个电子层，且最外层有3个电子，B原子为铝原子，C原子比B原子少2个电子，说明C原子为钠原子。
答案：(1)　　
(2)Al3＋、Na＋
(3)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
第二课时　元素周期律
1．元素原子的核电荷数、质子数、核外电子数之间有什么关系？
提示：原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．Na、Al、S、Cl四种元素原子的最外层电子数是多少？它们的最高化合价是多少？S、Cl两元素的最低负价是多少？
提示：Na、Al、S、Cl四种元素的最外层电子数分别是1,3，6,7；它们的最高化合价分别是＋1、＋3、＋6、＋7；S、Cl两元素的最低负价分别是－2、－1。
3．写出Fe与CuSO4溶液反应的化学方程式，请说明Fe和Cu活泼性的强弱。
提示：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；Fe 比 Cu活泼。
4．将Cl2通入含NaBr的溶液中，能否发生反应？若能，写出反应的化学方程式，并说明Cl2、Br2活泼性的强弱。
提示：能；Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2；Cl2比Br2活泼。
[新知探究]
探究1　画出钠的原子结构示意图，你能确定钠的原子序数和最外层电子数吗？
提示：，原子序数为11，最外层电子数为1。
探究2　3～10号元素原子的最外层电子数及11～18号元素原子的最外层电子数有何变化规律？
提示：3～10号元素及11～18号元素的原子最外层电子数均从1递增到8。
探究3　试比较Na、Mg、Al原子半径的大小。
提示：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)。
[必记结论]
1．原子序数
(1)概念：
按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫做原子序数。
(2)数量关系：
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．1～18号元素原子结构的变化规律
(1)元素原子最外层电子数的变化规律：
结论：随着原子序数的递增，元素原子最外层电子数呈周期性变化。
(2)原子半径的变化规律：
元素
原子半径
大小关系
变化规律
3Li→9F
由大到小
随核电荷数的递增，原子半径呈周期性变化
11Na→17Cl
由大到小
[成功体验]
1．比较下列微粒的最外层电子数的多少(用“＞”、“＜”或“＝”填空)。
(1)Na________Al；(2)S________Cl；(3)O________Na＋。
答案：(1)＜　(2)＜　(3)＜
2．比较下列微粒半径的大小(用“＞”、“＜”或“＝”填空)。
(1)r(H)________r(H＋)；(2)r(S)________r(Cl)；
(3)r(Na)________r(Na＋)；(4)r(H)________r(Li)。
答案：(1)＞　(2)＞　(3)＞　(4)＜
[新知探究]
探究1　原子序数为11～17号元素的最高正价分别是多少？它与原子的核外最外层电子数之间有何关系？非金属元素的最高正化合价和最低负化合价有何数量关系？
提示：11～17号元素的最高正价分别为＋1、＋2、＋3、＋4、＋5、＋6、＋7; 元素的最高正价等于该元素原子的最外层电子数，最高正化合价＋|最低负化合价|＝8。
探究2　钠、镁、铝的金属性强弱是如何确定的？依据教材P5探究活动1及教材P6探究活动3的部分内容，填写下列空白。
①与水反应的剧烈程度：Na>Mg；
②与酸反应的剧烈程度：Mg>Al；
③最高价氧化物的水化物的碱性：
NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；
结论：元素的金属性：Na>Mg>Al。
探究3　硅、磷、硫、氯的非金属性强弱是如何确定的？依据教材P6探究活动2及探究活动3的部分内容，填写下列空白。
①单质与H2化合的难易程度(由易到难)：Cl、S、P、Si；
②气态氢化物的稳定性(由弱到强)：SiH4＜PH3＜H2S＜HCl;_
③最高价氧化物对应水化物酸性(由弱到强)：H4SiO4＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4。
结论：元素的非金属性：Si＜P＜S＜Cl。
探究4　原子序数在11～17的元素，随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性有什么变化规律？
提示：11～17号元素，随着原子序数的递增，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
[必记结论]
1．元素主要化合价的变化规律
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化。
2．元素金属性、非金属性的变化规律
3．元素周期律
(1)概念：元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律。
(2)实质：元素周期律是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
[成功体验]
3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)最外层电子数：Na(2)NaOH是强碱，Ca(OH)2溶解度小，导电性弱，则金属性：Na>Ca。(　　)
(3)酸性：H2SO3解析：(1)不能根据最外层电子数的多少判断金属性强弱，而应依据失去电子的难易；(2)Ca(OH)2也属于强碱，与其溶解度无关，金属活动性顺序表中，Ca排在Na之前，Ca更活泼；(3)应根据最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较元素非金属性强弱。
答案：(1)×　(2)×　(3)×
4．原子序数在3～9之间的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是(　　)
A．电子层数　　　　　　　　B．最外层电子数
C．原子半径 D．化合价
解析：选B　原子序数在3～9的元素，核外均为2个电子层，最外层电子数依次从1递增到7，原子半径逐渐减小，而化合价从1递增到5(氧无最高正价、氟无正价)。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．原子中，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．电子层数相同的元素，随着核电荷数的递增，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即元素的性质，随着原子序数的递增，呈现周期性的变化。
3．可依据金属与水或酸反应置换出氢的难易程度、金属元素最高价氢氧化物的碱性强弱判断其金属性的强弱。
4．可依据非金属单质与H2化合的难易程度、氢化物稳定性或最高价含氧酸的酸性强弱来判断非金属性的强弱。
5．微粒半径大小的变化规律
(1)电子层数相同时，随原子序数递增，原子半径逐渐减小；
(2)最外层电子数相同时，随电子层数递增，原子半径逐渐增大；
(3)具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，离子半径越小。
1．决定因素
核电荷数、电子层数和核外电子数。
2．大小比较
(1)同种元素的微粒半径比较，核外电子数越多，微粒半径越大：
①阳离子半径小于相应原子半径；
如r(Na＋)②阴离子半径大于相应原子半径；
如r(Cl－)>r(Cl)。
③不同价态的离子，价态越高，离子半径越小；
如r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。
(2)不同元素微粒半径的比较：
①具有相同电子层数而原子序数不同的原子，原子序数越大，半径越小(稀有气体除外)。
如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)。
②最外层电子数相同而电子层数不同的原子，电子层数越多，原子半径越大；其同价态的离子半径也是如此。
如r(F)r(F－)③电子层结构相同的不同微粒，原子序数越大，半径越小。如r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。
[例1]　下列微粒半径大小比较正确的是(　　)
A．Na＋B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C．NaD．Cs解析：选B　A项，四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，应为O2－>Na＋>Mg2＋>Al3＋；B项，S2－和Cl－，Na＋和Al3＋的核外电子排布相同，电子层数相同，微粒半径大小决定于核电荷数，S2－和Cl－比Na＋和Al3＋多一个电子层，微粒半径显然是前者大；C项，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，应为Na>Mg>Al>Si；D项，从Na→Cs电子层数越多，原子半径越大，应为Cs>Rb>K>Na。
(1)比较微粒半径大小的思维流程：
比较微粒半径大小时，首先要确定微粒间的电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同，然后再利用规律比较大小。
(2)所有元素中，原子半径最小的是H，其次是F。
(3)11～18号元素中，原子半径最小的是Cl，离子半径最小的是Al3＋。
1．下列微粒半径的比较中，正确的是(　　)
A．r(Na＋)>r(Na)　　　　　B．r(Cl－)>r(Cl)
C．r(Ca2＋)>r(Cl－) D．r(Mg)>r(Na)
解析：选B　同种元素价态越高半径越小，r(Na＋)r(Cl)；核外电子排布相同的粒子，核内质子数越多，半径越小，r(Ca2＋)比较元素金属性(或非金属性)的强弱，其实质是看原子失去(或得到)电子的能力，越易失去(或得到)电子，则元素的金属性(或非金属性)越强。
(1)从原子结构判断：
(2)从元素单质及其化合物的性质判断
[例2]　下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(　　)
①HCl比H2S稳定
②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S
⑤Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子
⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS
A．②⑤B．①②⑥
C．①②④ D．①③⑤
解析：选A　气态氢化物越稳定或最高价氧化物的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，①、③对；不能根据含氧酸的氧化性判断元素的非金属性，②错；Cl2与H2S发生置换反应：Cl2＋H2S===S↓＋2HCl，氧化性：Cl2>S，非金属性：Cl>S，④对；不能根据最外层电子数多少判断元素非金属性，⑤错；与同一变价金属反应时，金属被氧化的程度越大，则非金属单质的氧化性越强，其非金属性越强，⑥对。
(1)比较元素金属性、非金属性强弱不能根据最外层电子数的多少或电子层数的多少，而应根据得失电子的难易程度。
(2)不能通过物质的物理性质，如熔沸点、溶解性等方面比较元素金属性、非金属性强弱。
(1)盐酸的酸性强于碳酸，能否说明氯的非金属性强于碳？
提示：不能，原因是盐酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物。
(2)如何通过实验证明碳的非金属性强于硅？
提示：向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液中出现白色浑浊，证明酸性：H2CO3＞H2SiO3，即碳的非金属性强于硅。
[例3]　下列有关元素周期律的叙述中，正确的是(　　)
A．最高正价：NB．金属性强弱：KC．氢化物稳定性：H2SD．碱性强弱：NaOH解析：选C　N元素最高正价为＋5价，而F无正价，A错误；最外层电子数相同时，核电荷数越大，元素的金属性越强，故金属性NaMg(OH)2，故D错误，C正确。
元素化合价及与最外层电子数的关系
(1)元素化合价：
①H元素的化合价有＋1、－1、0价。
②F元素只有负价无正价。
③O元素有正价但无最高正价。
④金属元素只有正价无负价。
⑤非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
⑥稀有气体元素的化合价看作0。
(2)关系：
主族元素最高正化合价＝最外层电子数(O、F除外)，
最低负化合价＝最外层电子数－8，
|最高正化合价|＋|最低负化合价|＝8。
2．下列各组元素是按最高正价由高到低、负价绝对值由低到高顺序排列的是(　　)
A．Na、Mg、Al B．F、O、N
C．N、O、F D．S、P、Si
解析：选D　A项中最高正价由低到高，且无负价；B、C两项中F无正价；A、B、C三项均不符合题意；D项中各元素的最高价分别为＋6、＋5、＋4，负价绝对值分别为2、3、4，故D项正确。
1．元素性质呈周期性变化的根本原因是(　　)
A．元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B．元素的原子半径呈周期性变化
C．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D．元素的金属性和非金属性呈周期性变化
解析：选C　原子的结构决定元素的性质。元素性质呈周期性变化的根本原因是元素原子的核外电子排布呈周期性变化。
2．下列说法中正确的是(　　)
A．元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化
B．元素性质的周期性变化决定于元素原子核外电子排布的周期性变化
C．从Li―→F，Na―→Cl，元素的最高化合价均呈现从＋1价―→＋7价的变化
D．电子层数相同的原子核外电子排布，其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化
解析：选B　元素性质不包括核外电子排布，A错误；O无最高正价，F无正价，C错误；H、He的最外层电子数从1到2，D错误。
3．下列排列顺序不正确的是(　　)
A．原子半径：钠＞硫＞氯
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4＞H3PO4
C．最高正化合价：氯＞硫＞磷
D．热稳定性：硫化氢＞氯化氢
解析：选D　钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，最高正化合价逐渐增大，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱。因为非金属性Cl＞S，所以气态氢化物的稳定性HCl＞H2S。
4．下列元素的最高价氧化物对应水化物的酸性最弱的是(　　)
A．Si　　　　B．P　　　　C．S　　　　D．Cl
解析：选A　电子层数相同的元素，随着原子序数的递增，非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强。因为原子序数Cl>S>P>Si，所以最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4>H3PO4>H4SiO4。
5．用“＞”或“＜”回答下列问题：
(1)酸性：H2SO4____H2SiO3，H2SiO3____H3PO4；
(2)碱性：Ca(OH)2____Mg(OH)2____Al(OH)3；
(3)气态氢化物稳定性：H2S ______PH3，H2S______HCl；
(4)还原性：H2O________H2S，H2S________HCl。
从以上答案中可以归纳出：
①元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越________；
②元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越________；
③元素的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越________；
④非金属性越强的元素形成的气态氢化物的还原性越____________。
解析： 根据元素周期律判断元素金属性、非金属性强弱，再由此判断其单质及其化合物的性质。
答案：(1)＞　＜　(2)＞　＞　(3)＞　＜　(4)＜　＞①强　②强　③强　④弱
1．HCl和PH3的稳定性相比前者和后者的关系为(　　)
A．大于　　　　　　　　B．等于
C．小于 D．不能确定
解析：选A　Cl与P的电子层数相同，核电荷数Cl>P，非金属性Cl>P，故稳定性HCl>PH3。
2．对于Na＋、Mg2＋、Al3＋三种离子，下列说法中不正确的是(　　)
A．核外电子层数相同
B．半径大小顺序Na＋＜Mg2＋＜Al3＋
C．核外电子数相同
D．最外层电子数相同
解析：选B　Na＋、Mg2＋、Al3＋三种离子的结构示意图均为，故A、C、D正确；电子层结构相同的不同离子，核电荷数越大，半径越小，故半径大小顺序应为Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，B不正确。
3．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Na置换MgCl2溶液中的Mg，来验证Na的金属性强于Mg
C．根据Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，说明金属性：Al＞Mg
D．根据碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
解析：选D　A项应该根据金属失电子的难易来决定，易失电子的金属性较强，不正确；B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应，不能置换出Mg，不正确；C项判断依据错误；D正确。
4．利用元素周期律的知识判断下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是(　　)
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C．N、O、F原子半径依次增大
D．Na、K、Rb的电子层数依次增多
解析：选C　N、O、F的电子层数相同，核电荷数依次增多，原子半径依次减小。
5．X、Y、Z三种非金属元素具有相同的电子层数，它们的气态氢化物的稳定性强弱顺序是XH3＜ H2Y ＜HZ，下列说法中正确的是(　　)
A．原子序数X＞Y＞Z
B．原子得电子能力X＜Y＜Z
C．原子半径X＜Y＜Z
D．离子还原性X3－＜Y2－＜Z－
解析：选B　X、Y、Z三种元素原子的电子层数相同，因氢化物的稳定性逐渐增强，故原子序数逐渐增大，非金属性逐渐增强，原子半径逐渐减小，得电子能力逐渐增强，对应的离子失电子能力逐渐减弱。
6．某元素X最高价含氧酸的化学式为HnXO2n－2，则在其气态氢化物中X元素的化合价为(　　)
A．5n－2 B．3n－12
C．3n－6 D．n－10
解析：选B　设X的最高化合价为y，n＋y－2(2n－2)＝0，所以y＝3n－4，则在氢化物中显负价：－[8－(3n－4)]＝3n－12。
7．下列事实不能作为实验判断依据的是(　　)
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．酸性H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属活动性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应的难易，判断溴与碘的非金属活动性强弱
解析：选B　A项符合金属与水反应判断金属活动性强弱的依据；因Na的金属活动性太强，与溶液反应时会先与H2O反应，故B项不能作为判断依据；C项中H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸，由它们的酸性强弱可以判断硫的非金属性比碳强；D项所述符合根据非金属单质与H2反应难易判断非金属活动性强弱的依据。
8．关于11～17号元素性质的比较中：①元素的最高正化合价依次升高；②元素的非金属性逐渐增强；③元素的金属性依次减弱；④元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强。正确的说法是(　　)
A．①② B．③④
C．全都不正确 D．①②③④
解析：选D　11～17号元素，原子的电子层数相同，核电荷数递增，元素的金属性减弱，非金属性增强，元素的最高正化合价从＋1升高到＋7价，对应最高价氧化物的水化物的碱性减弱，酸性增强。
9．已知下列元素原子的半径为：
N
O
Si
P
原子结构示意图
原子半径
(10－10m)
0.75
0.74
1.17
r
根据以上数据，磷原子的半径r可能是(　　)
A．1.43×10－10 m B．1.10×10－10 m
C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m
解析：选B　P与N最外层电子数相同，原子序数P>N，则原子半径r>0.75，P与Si电子层数相同，原子序数P>Si，则原子半径r<1.17，故0.7510．原子序数11～17的X、Y、Z三种元素，已知其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列判断中正确的是(　　)
A．原子半径：X＞Y＞Z
B．单质的非金属性：X＞Y＞Z
C．气态氢化物稳定性：X＜Y＜Z
D．原子序数：X＜Y＜Z
解析：选B　从最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可知：三种元素的非金属性强弱顺序为X＞Y＞Z，原子序数为Z＜Y＜X。根据元素周期律可得，原子半径的大小顺序为Z＞Y＞X，气态氢化物的稳定性为HX＞H2Y＞ZH3，即X＞Y＞Z。
11．X、Y、Z、W为原子序数小于18的四种元素，其最高正价依次为＋1、＋4、＋5、＋7。已知Y与Z的原子次外层的电子数均为2，W、X原子次外层的电子数为8。
(1)写出元素的名称：Z________，W________。
(2)画出X的原子结构示意图：X________。
(3)Y、Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比较：
________<________(填化学式)。
解析：由Y、Z的原子次外层电子数均为2，最高正价依次为＋4、＋5知，它们的核外电子层排布为Y：、Z：，即Y、Z分别是碳元素和氮元素；又W、X原子次外层电子数为8，X的最高正价为＋1，W的最高正价为＋7，知X的原子结构示意图为，即为钠元素；W的原子结构示意图为，即W为氯元素。Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物分别是H2CO3、HNO3。依据元素周期律，可知其酸性：H2CO3答案：(1)氮　氯　(2)
(3)H2CO3　HNO3
12．A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增多，它们离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。回答以下问题：
(1)四种元素的符号依次是A________；B________；C________；D________。它们原子半径由大到小的顺序是______________________。
(2)写出四种元素最高价氧化物对应水化物的化学式______________________，分别比较酸性或碱性的强弱__________________________________。
(3)写出气态氢化物分子式________________，比较其稳定性________________。
解析：因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，则D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，为钙元素。根据核电荷数依次增大并都形成离子，排除氩元素，B为氯元素，C为钾元素。
答案：(1)S　Cl　K　Ca　r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
酸性：HClO4>H2SO4，碱性：KOH>Ca(OH)2
(3)HCl、H2S　HCl>H2S
第三课时　元素周期表及其应用
1．画出H、Li、Na、K的原子结构示意图，它们的原子结构有何特点？
提示：H、Li、Na、K的原子结构示意图为；；；。它们原子结构的特点是：最外层电子数都是1，电子层数按H、Li、Na、K依次增多，原子半径依次增大。
2．11～17号元素的原子结构有何特点？随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性如何变化？
提示：11～17号元素原子的电子层数相同，最外层电子数为1～7，原子半径逐渐减小。随着原子序数的递增，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
3．11～17号元素中，常用作半导体材料的单质是什么？
提示：晶体硅。
[新知探究]
探究1　元素周期表中为什么把C、N、O、F、Ne等元素编排在同一周期？元素周期表中共有多少个周期？1～6周期中各含有多少种元素？
提示：C、N、O、F、Ne等元素原子的电子层数相同，故编排在同一周期。元素周期表中共有7个周期；1～6周期中所含的元素种数分别为2、8、8、18、18、32。
探究2　为什么把F、Cl、Br、I等元素编排在元素周期表的同一主族？元素周期表中共有多少个族？
提示：F、Cl、Br、I元素原子的最外层电子数相等(均为7)，故编排在同一族。元素周期表中共有16个族，分别为7个主族，7个副族，1个Ⅷ族和0族。
探究3　最外层电子数是2的元素一定是ⅡA族元素吗？
提示：不一定；如He最外层电子数为2，但为0族元素。
探究4　画出硫的原子结构示意图，据此图你能确定它在元素周期表中的位置吗？
提示：，电子层数是3，故位于第3周期，最外层电子数是6，故位于ⅥA族，即硫为第3周期ⅥA族。
[必记结论]
1．元素周期表的编排原则
2．元素周期表的结构
(1)周期(即横行)：
(2)族(18个纵行，16个族)：
族主族
[成功体验]
1．用短线将下列元素周期表中的名称连接起来。
①ⅠA族(氢除外)　　　　　a．卤族元素
②ⅦA族 b．稀有气体元素
③0族 c．副族和Ⅷ族
④过渡元素 d．碱金属元素
解析：要熟悉ⅠA族、ⅦA族、0族的俗称及过渡元素的内容。
答案：①—d　②—a　③—b　④—c
2．填写下列空白。
(1)元素周期表中元素种类最多的族： ____________________；
(2)元素周期表中元素种类最多的周期： __________________________；
(3)元素周期表中全为金属元素的主族： ________________________；
(4)元素周期表中全为非金属元素的主族： ____________________；
(5)元素周期表中常温下单质固、液、气三态都有的族：__________________；
(6)铝元素在周期表中的位置： _____________________。
解析：在元素周期表中元素种类最多的族是ⅢB族(含有镧系元素和锕系元素)，元素种类最多的周期是第6周期(32种)；7个主族中，只有ⅡA族全为金属元素，ⅦA族全为非金属元素，且ⅦA族单质中F2、Cl2为气体，Br2为液体，I2为固体；铝元素在周期表中位于第3周期ⅢA族。
答案：(1)ⅢB族　(2)第6周期　(3)ⅡA族　(4)ⅦA族　(5)ⅦA族　(6)第3周期ⅢA族
[新知探究]
探究1　从ⅦA族元素气态氢化物形成的难易程度和热稳定性来看，ⅦA族元素非金属性强弱变化有什么规律？依据教材P8表1－6的内容，填写下列空白。
(1)卤素单质与H2反应的比较：
反应条件
产物的化学式
产物的热稳定性
F2
冷暗处
HF
很稳定
Cl2
光照或点燃
HCl
稳定
Br2
加热
HBr
较稳定
I2
不断加热
HI
较不稳定
(2)卤素单质与H2反应的相似性和差异性。
探究2　据周期表中元素的金属性和非金属性递变规律分析，什么元素的金属性最强(放射性元素除外)。什么元素的非金属性最强？它们分别位于元素周期表中的什么位置？
提示：铯的金属性最强，氟的非金属性最强；分别位于周期表的第6周期ⅠA族和第2周期ⅦA族。
探究3　依据元素周期表中金属元素与非金属元素的分区，判断金属与非金属分界线附近的元素有何性质？如何在元素周期表中寻找半导体材料？
提示：既表现出金属性又表现出非金属性。在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料，如硅、锗等。
[必记结论]
1．同周期(从左到右)元素性质的递变规律
　　　　　　　　　　　　　　　　
2．同主族(自上而下)元素性质的递变规律
3.金属元素和非金属元素的分区
[成功体验]
3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)原子半径：K>Na>Mg(　　)
(2)稳定性：HI>HBr>HCl(　　)
(3)碱性：NaOH>KOH>RbOH(　　)
(4)酸性：H3PO4>H2SO4>HClO4(　　)
解析：原子半径：同周期自左至右逐渐减小，同主族自上而下逐渐增大，故K>Na>Mg，(1)正确；金属性：同主族自上而下逐渐增强，最高价氧化物对应水化物碱性增强；元素的非金属性：同周期自左至右，逐渐增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强，同主族自上而下，非金属性逐渐减弱，气态氢化物稳定性减弱，(2)、(3)、(4)错误。
答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
4. 下列关于F、Cl、Br、I性质的比较，不正确的是(　　)
A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B．被其他卤素单质从其卤化物中置换出来的可能性随核电荷数的增加而增大
C．它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
解析：选C　卤族元素的氢化物分别为HF、HCl、HBr、HI，其热稳定性随核电荷数的增加而减弱。
[新知探究]
探究1　M、N两种金属元素在周期表中的相对位置如图所示：
你能比较出M、N两元素金属性的相对强弱吗？
提示：金属性N＞M。
探究2　某主族元素R最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4，你能确定该元素氢化物的化学式吗？
提示：H2R。
探究3　在元素周期表的哪个分区内可寻找到耐高温、耐腐蚀的合金材料？
提示：过渡元素(副族和Ⅷ族)。
[必记结论]
1．元素周期表中位、构、性之间的关系
(1)元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置。
(2)元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质特点。
2．元素周期表的应用
(1)根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构，预测其主要性质。
(2)研究合成新物质：
①在金属和非金属的分界线附近寻找半导体材料(如Si、Ge等)；
②在过渡元素中寻找各种优良的催化剂及耐高温、耐腐蚀的合金材料。
[成功体验]
5．在周期表中金属与非金属分界线附近能找到(　　)
A．制农药的元素
B．制半导体的元素
C．制催化剂的元素
D．制耐高温的合金材料的元素
解析：选B　在周期表中金属与非金属分界线附近的元素既有金属性、又有非金属性，可用作半导体材料。
6．元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是(　　)
A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
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
解析：选C　A选项，多数主族元素的最高化合价等于其原子最外层电子数，但有些主族元素(如F、O)、0族元素、许多过渡元素则不符合此规律，错误；B选项，电子运动的区域离核越近，电子能量越小，错误；C选项，根据同周期元素性质的递变规律可知说法正确；D选项，过渡元素为ⅡA、ⅢA族之间的金属元素，包含副族和Ⅷ族元素，错误。
———————————————[关键语句小结]————————————————
1．元素周期表结构的几个数据：
(1)7个周期，各周期的元素种数分别为2,8,8,18,18,32；
(2)18个纵行，16个族(7个主族，7个副族，1个第Ⅷ族，1个零族)。
2．元素周期表中的几个关系：
(1)周期序数＝电子层数；
(2)主族序数＝最外层电子数＝最高正化合价＝8－|最低负价|。
3．元素周期表中元素性质的递变规律：
(1)同周期，自左到右，元素的金属性减弱，非金属性增强，原子半径减小；
(2)同主族，自上而下，元素的金属性增强，非金属性减弱，原子或离子半径增大。
1．0族元素及其信息
0族元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
周　期　数
一
二
三
四
五
六
原 子 序 数
2
10
18
36
54
86
2．根据原子序数判断元素位置的方法
(1)比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。
(2)求差值定族数
①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。
②若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。
③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。
[例1]　我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，如曾作为我国几年前十大科技成果之一的RN就是一种合成纳米材料，已知该化合物的Rn＋核外有28个电子，则R元素位于元素周期表中的(　　)
A．第3周期ⅤA族　　　　B．第4周期ⅢA族
C．第5周期ⅢA族 D．第4周期ⅤA族
解析：选B　由Rn＋核外有28个电子，又因为纳米材料化学式为RN，因而n＝3，所以R原子核外共有31个电子，R元素处于第4周期ⅢA族。
(1)质子数为15的元素为磷，不看周期表，你能确定磷在元素周期表中的位置吗？
提示：磷的原子结构示意图为，共有3个电子层，且最外层上有5个电子，故处于元素周期表中第3周期ⅤA族。
(2)不看元素周期表，你能确定84号元素在周期表中的位置吗？
提示：因第6周期0族元素Rn的原子序数为86,84－86＝－2，则8－|2|＝6，即84号元素位于第6周期ⅥA族。
性质
同周期(从左→右，稀有气体元素除外)
同主族(从上→下)
电子层结构
电子层数相同，最外层电子数渐多
电子层数递增，最外层电子数相同
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
失电子能力
逐渐减弱
逐渐增强
得电子能力
逐渐增强
逐渐减弱
金属性
逐渐减弱
逐渐增强
非金属性
逐渐增强
逐渐减弱
主要化合价
最高正价(＋1―→＋7)非金属负价＝族序数－8
最高正价＝族序数(O、F除外)非金属负价＝族序数－8
最高价氧化物的水化物的酸碱性
酸性逐渐增强
碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱
碱性逐渐增强
非金属气态氢化物形成难易、热稳定性
形成由难→易稳定性逐渐增强
形成由易→难稳定性逐渐减弱
[例2]　下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是(　　)
A．Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多
B．第2周期元素从Li到F，非金属性逐渐增强
C．因为Na比K容易失去电子，所以Na比K的还原性强
D．O与S为同主族元素，且O比S的非金属性强
解析：选C　在元素周期表中，根据同周期元素性质的递变规律知，第2周期从Li到F，非金属性逐渐增强；根据同主族元素性质的递变规律知，O的非金属性比S强，K的还原性比Na强。
(1)同周期，自左至右，元素的金属性减弱，非金属性增强。因此，同一周期中碱金属元素(ⅠA族)金属性最强，卤素(ⅦA族)非金属性最强，如第3周期中，Na金属性最强，Cl非金属性最强，据此可知NaOH碱性最强，HClO4酸性最强。
(2)典型金属代表——碱金属元素与典型非金属代表——卤族元素的单质熔点的变化规律正好相反。随核电荷数的递增前者的熔点逐渐降低，后者的熔点逐渐升高。
1．下列叙述中错误的是(　　)
A．原子半径：Cl＞S＞O
B．还原性：Na＞Mg＞Al
C．稳定性：HF＞HCl＞HBr
D．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4
解析：选A　A中，同周期元素从左到右，原子半径依次减小，故应该S＞Cl。
1．元素“位、构、性”的关系
(1)原子结构与元素在周期表中位置的关系：
①核外电子层数＝周期序数。
②最外层电子数＝主族序数＝主族元素最高正化合价(O、F除外)。
③质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数。
(2)原子结构与元素性质的关系：
原子
(3)元素在周期表中的位置与元素性质的关系：
①同周期元素性质的递变性；同主族元素性质的相似性、递变性、差异性。
②处在金属元素与非金属元素分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。如Al和Si，它们与NaOH溶液反应产生H2：
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
2．“位、构、性”三者关系的应用
(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等。
(2)比较同周期元素及其化合物的性质。
(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时，要找出参照物。
(4)推断或预测未知元素的某些性质。
[例3]　(新课标全国卷Ⅰ)X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　　)
A．原子最外层电子数：X＞Y＞Z
B．单质沸点：X＞Y＞Z
C．离子半径：X2－＞Y＋＞Z－
D．原子序数：X＞Y＞Z
解析：选D　根据题中信息可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数：F>S>Na，A项错误；单质沸点：Na>S>F2，B项错误；离子半径：S2－>F－>Na＋，C项错误；原子序数：S>Na>F，D项正确。
灵活应用元素的“位、构、性”关系解答题目
元素的“位、构、性”即元素的位置、原子结构、元素的性质三个“量”中知一可推其二。
2. (山东高考)W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成离子化合物，由此可知(　　)
W
X
Y
Z
A．X、Y、Z中最简单氢化物稳定性最弱的是Y
B．Z元素氧化物对应水化物的酸性一定强于Y
C．X元素形成的单核阴离子还原性大于Y
D．Z元素单质在化学反应中只表现氧化性
解析：选A　由题意知W为N元素，根据元素在周期表中位置可推得：X为O，Y为S，Z为Cl。B项应描述为Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性一定强于Y，B错；X对应单核阴离子O2－的还原性小于Y2－(S2－，)C错；Cl2在化学变化中可以表现氧化性也可表现还原性，D错。
1．下列说法中正确的是(　　)
A．所有主族元素的最高正化合价数等于它的族序数
B．ⅦA族元素的原子随核电荷数的增加，得电子能力逐渐减弱
C．ⅠA、ⅡA族元素的阳离子与同周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布
D．前三周期元素中共有非金属12种
解析：选B　A中，主族元素中O无最高正价、F无正价；C中，ⅠA、ⅡA族元素的阳离子应该与上一周期稀有气体元素的原子具有相同的核外电子排布(氢元素除外)；D中，前三周期元素中共有非金属元素13种。
2．下列各组元素性质递变情况错误的是(　　)
A．PH3、H2S、H2O的稳定性依次增强
B．P、S、Cl元素的原子半径依次减小
C．Li、Na、K、Rb的金属性依次增强
D．HClO4、H2SO4、H3PO4、H2CO3的酸性依次增强
解析：选D　稳定性H2O＞H2S，H2S＞PH3，A正确；P、S、Cl的原子半径依次减小，B正确；依Li、Na、K、Rb顺序，其金属性依次增强，C正确；HClO4、H2SO4、H3PO4、H2CO3的酸性依次减弱，D错误。
3．(2016·广州高一检测)有短周期元素A、B、C，其中，A、B同周期，B、C同主族，且最外层电子数之和为17，核电荷数之和为31，则A、B、C为(　　)
A．C、N、Si　　　　　　　　B．N、P、O
C．N、O、S D．C、Si、S
解析：选C　31－17＝14，因此三者的内层电子数之和为14，即A、B是次外层电子数为2的第二周期元素，C是次外层电子数为8的第三周期元素。再根据B、C同主族，最外层电子数之和为17即可选出正确选项。
4.X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的位置如右图所示。若这三种元素的原子序数之和为32，则Y元素是(　　)
X
Z
Y
A．碳　　 　B．氧　　 　C．硫　　 　D．氯
解析：选C　据题意可知X、Z为第2周期元素，Y为第3周期元素，设Y原子序数为y。则X、Z的原子序数分别为y－9，y－7，故y＋(y－9)＋(y－7)＝32，y＝16，即Y为硫元素。
5．下表是周期表中的一部分，根据A－I在周期表中的位置，回答下列问题(用元素符号或化学式表达)：
(1)表中元素，化学性质最不活泼的是________，只有负价而无正价的是______，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________；
(2)最高价氧化物的水化物碱性最强的是________，酸性最强的是________，呈两性的是________。
解析：根据题目中元素周期表中标注的元素的位置，知A为氢，B为钠，C为铝，D为碳，E为氮，F为磷，G为氟，H为氯，I为氖。
答案：(1)Ne　F　F2　Na
(2)NaOH　HClO4　Al(OH)3
1．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。下列说法正确的是(　　)
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第3周期主族元素最高化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
解析：选B　Al元素既表现金属性又表现非金属性，故A项错误；氢元素失去1e－变为H＋，最外层没有电子，得到1e－变为H－，为2电子稳定结构，故C项错误；ⅠA族中氢元素与钠元素最外层电子数相同，但化学性质不同。
2．下列性质递变规律错误的是(　　)
A．金属性：K＞Na＞Li
B．氧化性：F2＞Cl2＞Br2
C．还原性：I－＞Br－＞Cl－
D．酸性：HClO＞H2SO4＞H3PO4
解析：选D　D项，HClO为弱酸，而H2SO4为强酸，故D错。
3．下列说法正确的是(　　)
A．Li是最活泼金属元素，F是最活泼非金属元素
B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强
C．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族，共16个纵行
D．X2＋的核外电子数目为10, 则X在第3周期ⅡA族
解析：选D　Cs为最活泼金属元素，A错；Mg的金属性弱于Ca，碱性：Mg(OH)24. 锗(Ge)是第4周期ⅣA族元素，处于周期表中金属区与非金属区的交界线上，下列叙述正确的是(　　)
A．锗是一种金属性很强的元素
B．锗的单质具有半导体的性能
C．锗化氢(GeH4)稳定性很强
D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
解析：选B　依据同主族元素性质递变规律可知，气态氢化物稳定性：CH4>SiH4>GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4稳定性很弱；最高价氧化物的水化物酸性：H2CO3>H4SiO4>H4GeO4，故H4GeO4为难溶于水的弱酸。因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，所以锗单质应具有半导体的性能。
5．下列说法正确的是(　　)
A．碱性：NaOH＜Mg(OH)2＜Al(OH)3
B．ⅠA、ⅡA族元素都具有较强的金属性
C．非金属性：F＞Cl＞Br＞I，则酸性HF＞HCl＞HBr＞HI
D．氟元素为非金属性最强的元素，氟无正价
解析：选D　由于金属性：Na＞Mg＞Al，故碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，A错；ⅠA族中的氢元素为非金属元素，不具有金属性，B错；元素非金属性强，可说明其最高价含氧酸酸性强，C错。
6．(山东滨州高一检测)下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是(　　)
解析：选D　本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。解题时可根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。
7．下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是(　　)
①原子序数为15的元素的最高化合价为＋3；②ⅦA族元素是同周期中非金属性最强的元素；③第2周期ⅣA族元素的原子核电荷数和中子数一定为6；④原子序数为12的元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族
A．①②　　　　　　　　　　　B．①③
C．②④ D．③④
解析：选C　①中15号元素是P，其最高正价是＋5；②符合同周期元素性质递变规律，正确；③中的C元素存在多种同位素，核电荷数和中子数都为6的只是其中一种；④正确。
8．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
下列叙述正确的是(　　)
A．X、Y元素的金属性：XB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
解析：选D　由元素的化合价和原子半径可以推知四种元素分别为Mg、Al、N、O，金属性Mg>Al，A错；N2与O2化合时生成的是NO，B错；Al2O3只能溶于强酸和强碱溶液，而氨水是弱碱溶液，C错；NH3在纯氧气中燃烧可以得到N2，D正确。
9. X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如右图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是(　　)
A. 原子半径：W＞Z＞Y＞X
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W＞X
C. 4种元素的单质中，Z单质的熔、沸点最低
D. W单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质
解析：选D　Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Y为O，依据四种元素在周期表中的位置推知，X为N，Z为S，W为Cl。原子半径：S＞Cl＞N＞O，A错误；最高价氧化物对应水化物的酸性是HClO4＞H2SO4，B错误；四种元素的单质中，Z单质常温下呈固态，其它单质均为气态，C错误；Cl2与水反应生成具有漂白性的HClO，D正确。
10.下表是元素周期表的一部分，有关说法正确的是(　　)
A.e的氢化物比d的氢化物稳定
B.a、b、e三种元素的原子半径：e>b>a
C.六种元素中，c元素单质的化学性质最活泼
D.c、e、f的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
解析：选D　d、e位于同一主族，上面的非金属性强，故d的氢化物稳定，A项错；a、b、e三种元素位于同一周期，前面的元素原子半径大，故B项错；六种元素中，c为碳元素，单质较不活泼，C项错；c、e、f的最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SO4和HClO4，酸性依次增强，D项正确。
11．四种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
请回答下列问题：
(1)元素Z位于周期表中第________周期________族；
(2)这些元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是______________(写化学式)；
(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是__________(写化学式)。
(4)Y的最高价氧化物的化学式为______________。
解析：由于第一周期只有2种元素，根据短周期元素在周期表中的位置，确定Z只能是第3周期的元素，假设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，解得x＝5，即Z为磷元素，据此可以判断出W是硫、Y是氮、X是碳。
(1)磷位于元素周期表的第3周期ⅤA族。
(2)NH3的水溶液碱性最强。
(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4，H2SO4酸性较强。
(4)氮元素最高正价为＋5价，最高价氧化物为N2O5。
答案：(1)3　ⅤA　(2)NH3　(3)H2SO4
(4)N2O5
12．已知A、B、C、D、E是短周期中的5种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子核外电子数为零，C、D在元素周期表中处于相邻的位置，B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。E元素与D元素同主族；E的单质为黄色晶体，易溶于二硫化碳。
(1)请写出元素符号：
A________，B________，C________，D________，E________。
(2)画出E的阴离子的结构示意图：______________________。
(3)A的单质和C的单质在一定条件下反应生成化合物X，该反应的化学方程式为_______________，_______________________。
向X的水溶液中滴入酚酞溶液，会观察到__________________。
(4)将9 g B单质在足量的D单质中燃烧，所得气体通入1 L 1 mol·L－1NaOH溶液中，完全吸收后，溶液中大量存在的离子是__________________。
解析：A元素原子形成的离子核外电子数为零，则A为氢元素；B原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，则B为碳元素，E的单质是黄色晶体，则E为硫元素，与E同主族的D为氧元素，C的原子序数介于B、D之间，则C为氮元素。9 g碳完全燃烧能得到0.75mol CO2，通入1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液中发生反应得到Na2CO3和NaHCO3的混合物，溶液中大量存在的离子是Na＋、CO、HCO。
答案：(1)H　C　N　O　S
(2)
(3)N2＋3H22NH3
溶液变成红色
(4)Na＋、CO、HCO
13．有A、B、C、D、E五种短周期元素，其元素特征信息如下表：
元素编号
元素特征信息
A
其单质是密度最小的物质
B
阴离子带两个单位负电荷，单质是空气的主要成分之一
C
其阳离子与B的阴离子有相同的电子层结构，且与B可以形成两种离子化合物
D
其氢氧化物和氧化物都有两性，与C同周期
E
与C同周期，原子半径在该周期最小
回答下列问题：
(1)写出下列元素的名称：C________，E________。
(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序是(用化学式表示)_______。
(3)①写出E单质与A、B、C形成的化合物反应的化学方程式：_____________。
②D单质与A、B、C形成的化合物的水溶液反应的离子方程式：_____________。
解析：由元素信息知：A是氢元素，B是氧元素；C与氧可形成两种离子化合物，且与B的阴离子有相同的电子层结构，则C是钠元素，D是铝元素，E是氯元素。
答案：(1)钠　氯
(2)r(O2－)>r(Na＋)>r(Al3＋)
(3)①Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑

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