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专题四 原子结构与元素周期律
考纲再读
（1）了解元素、核素和同位素的含义。
（2）了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。。
（3）了解原子核外电子排布。
（4）掌握元素周期律的实质。了解元素周期表（长式）的结构（周期、族）及其应用。
（5）以第3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。
（6）以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。
（7）了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。
（8）了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成21世纪教育网
主干知识整合
一、原子结构
1. 原子由原子核和核外电子构成；原子核由质子和中子构成；质子数决定核电荷数，核电荷数决定元素种类；质子数和中子数共同决定原子种类和质量数；由质量数可得近似相对原子质量；核外电子尤其是最外层电子数决定元素的化学性质；核外电子排布决定原子结构示意图。
2. 元素、核素、同位素
（1）元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。包括质子数相同的各种原子或离子（游离态和化合态）
（2）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。
（3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
二、元素周期律和周期表
（1） 元素周期律是元素周期表的编排依据；元素周期表是元素周期律的具体表现形式。
（2） 元素周期律：随原子序数的递增，核电荷数递增：原子结构、原子半径、元素主要化合价、元素的金属性与非金属性呈周期性变化。
（3） 元素周期表：①排列顺序：最外电子层数相同的元素按原子序数递增顺序从左到右排成一横行；最外层电子数相同的元素按电子层数递增顺序从上到下排成一纵行。
②结构：七个周期（7个横行）：三短（一、二、三周期）；三长（四、五、六周期）一不全（第七周期为不完全周期）；16个族（18个纵行）包括7个主族，7个副族，1个零族（稀有气体）和1个VIII族（8、9、10三个纵行）
③性质递变：同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同主族从上到下元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
(4). 判断元素非金属性的强弱
①最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
②与H2化合的难易及生成氢化物稳定性
③活泼非金属能置换出较不活泼非金属单质
④阴离子还原性强弱
⑤与变价金属反应产物中金属的价态
⑥电解时，在阳极先产生的为非金属性弱的单质
(5) 判断元素金属性的强弱
①最高价氧化物水化物碱性强弱
②与水或酸反应，置换出H2的难易
③活泼金属能从盐溶液中置换出不活泼金属
④阳离子氧化性强弱
⑤原电池中负极为活泼金属，正极为较不活泼金属
⑥电解时，在阴极先析出的为不活泼金属
⑦依据元素周期表，同周期从左到右金属性依次减弱，同主族从上到下依次增强
(6) 元素“位一构一性”之间的关系
三、化学键
离子键 共价键
概念 使阴、阳离子结合成化合物的静电作用[来源:21世纪教育网 原子之间通过共用电子所形成的相互作用
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键性质 静电作用 共用电子对两原子的电性作用
成键条件 一般活泼金属（IA、IIA族）与活泼非金属（VIA、VIIA族）之间相互化合 通常同种非金属原子或不同种非金属原子之间
存在 离子化合物中一定存在离子键 ①非金属单质的分子中（除稀有气体外）②非金属形成的化合物中③部分离子化合物中
影响因素 离子半径越小，所带电荷越多，离子键就越强 原子半径越小，共价键越强
例题讲解
例1、下列叙述中正确的是（ ）
A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同；21世纪教育网21世纪教育网
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布；
C．两种微粒，若核外电子排布相同，则一定属于同种元素；
D．不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子。
【解析】A、C中的微粒，可以是原子、阳离子和阴离子，如Na+和O2-，都是2、8的电子层结构，但化学性质相差甚远，也不一定属于同种元素。B中当H形成H+时，不与任何稀有气体的原子结构相同。故，本题D正确21世纪教育网
例2、几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 X Y Z W
原子半径/pm 160 143 70 66
主要化合价 +2 +3 +5、+3、-3 -2
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2W2
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】答案：D。根据题给数据，X、Y的化合价不同，但原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，故金属性X>Y，A错；根据Z、W的原子半径相差不大，化合价不同，且W只有负价，则其可能是O，Z是N，两者的单质直接生成NO，B错；据此判断可知X是Mg，Y是Al；Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝，其不溶于氨水，C错；一定条件下，氧气可以和氨气反应生成水和氮气，D对。
例3、X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 （ ）
A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大
B．元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2
C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性： XmY>XmR21世纪教育网
D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸
【解析】 m从题目所给的条件可以看出X是H元素，Y是O元素，Z是Na元素，W是Mg元素，R是S元素。所以，A项，Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次减小（判断依据：核外电子排布相同的微粒，半径随着核电荷数的增加而减小）；B项，X和Y元素能形成2种化合物，水和双氧水；C项，元素Y、R分别与元素X形成的化合物是氢化物，因为Y(O元素)和R（S元素）的非金属性强弱：YR，所以对应的氢化物的稳定性：XmY>XmR；W元素最高价氧化物的水化物是Mg(OH)2，是中强碱，而R元素最高价氧化物的水化物是H2SO4,是强酸。
考题再现
1. 下列说法正确的是（ ）
A．形成离子键的阴阳离子间只存在静电吸引力
B．HF、HCL、HBr、HI的热稳定性和还原性从左到右依次减弱
C．第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
D．元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果
2.某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1 H原子组成HmX分子，在agHmX中所含质子的物质的量是 （ ）
A． a(A－N＋m)/(A+m)mol B． a(A-N)/A mol
C． a(A－N)/(A+m)mol D． a(A－N＋m)/Amol
3．短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示，下面判断正确的是（ ）
A．原子半径： 丙＜丁＜戊 B．金属性：甲＞丙
C．氢氧化物碱性：丙＞丁＞戊 D．最外层电子数：甲＞乙
4. 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.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构
D.同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
5.甲、乙、丙、丁4中物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是（ ）
A．某酸溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应
B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键
C．丙中含有2周期IVA族的元素，则丙一定是甲烷的同系物
D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有-1价的元素
6. X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素，M是地壳中含量最高的金属元素。
回答下列问题：
⑴ L的元素符号为________ ；M在元素周期表中的位置为________________；五种元素的原子半径从大到小的顺序是____________________（用元素符号表示）。
(2) 硒（se）是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______，其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下，表示生成1 mol硒化氢反应热的是__________（填字母代号）。
a．+99.7 mol·L－1 b．+29.7 mol·L－1 c．－20.6 mol·L－1 d．－241.8 kJ·mol－1 21世纪教育网
(3) 用M单质作阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成难溶物R，R受热分解生成化合
物Q 。写出阳极生成R的电极反应式：_________ _____；由R生成Q的化学方程式 。
跟综训练
1. 短周期元素A、B、C的原子序数依次递增，它们的原子最外层电子数之和为10，A与C同主族，B原子的最外层电子数等于A原子的次外层电子数，则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>C B．A的氢化物稳定性大于C的氢化物稳定性
C．三种元素的最高价氧化物对应水化物均可由化合反应得到
D．高温下，A单质能置换出C单质
2.某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是( )[来源:21世纪教育网]
A. 它是副族元素 B. 它是第六周期元素
C. 它的原子核内有63个质子 D. 它的一种同位素的核内有89个中子
3. 各组微粒的半径比较，正确的是　( )
①F＜F-＜Cl-　　②O2-＜Mg2+＜Al3+ ③Ca2+＜Ca＜Ba　 ④S2-＜Se2-＜Br-
A．①③　 B．②③ C．③④　D．①④
4.下列说法正确的是（ ）
A．SiH4比CH4稳定 B．O2-半径比F-的小
C．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na的强
D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱
5. W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7：17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是（ ）
A．金属性：YZ B 氢化物的沸点：
C．离子的还原性： D 原子及离子半径：
6. 下列各组物质的性质比较，正确的是（ ）
A．酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SO4 B．氢化物稳定性：H2S＞HF＞H2O
C．碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Ca(OH)2 D．氧化性：F2 ＞ Cl2 ＞ Br2 ＞ I2
7. 下列事实能说明氯的非金属性比硫强的是 （ ）
A．铁与硫反应生成硫化亚铁，而铁与氯气反应时生成氯化铁
B．与金属钠反应，氯原子得一个电子，而硫原子能得两个电子
C．常温时氯气呈气态，而硫呈现固态
D．氯的最高价为+7价，而硫的最高价为+6价
8. 甲、乙为短周期不同主族元素组成的单质，丙、丁为氧化物，它们存在如下转化关系， ，满足条件的甲和乙为（ ）
A．铝和铁 B．氟气和氧气 C．碳和硅 D．镁和碳[来源:21世纪教育网
9. 有A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大。已知A的一种核素的原子核为质子，B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍。B原子的最外层电子数是D、E原子最外层电子数之和，C原子的最外层电子数是D、F原子最外层电子数之和。下列推论正确的是 ( )
A．A、B两元素只能形成一种化合物
B．D、E两元素的最高价多种氧化物对应的水化物均为强碱
C．C的气态氢化物的稳定性一定小于F的气态氢化物
D．C、F两种元素可能形成新型无机非金属材料
10. J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右表；J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等；M是地壳中含量最多的金属元素。
（1）M的离子结构示意图为_____;元素T在周期表中位于第_____族。
（2）J和氢组成的化合物分子有6个原子，其结构简式为______。
（3）M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾，反应的化学方程式为_____。
11．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的主族元素。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间两两皆能反应，均能生成盐和水，D元素原子的最外层电子数比次外层电子数少4，E元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。回答：
（1）写出下列元素的符号：A________、D________、E________；
（2）A、C两种元素最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为__________________________；21世纪教育网
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专题四 答案
例题讲解 例1 D 例2 D例3 D
考题再现
1. D 2.A 3. A 4. B 5、D
6、 (1)O 第三周第ⅢA族 Al＞C＞N＞O＞H
(2) 34 H2SeO4 b
(3) Al-3e-Al3+ Al3++3HCO3-==Al(OH)3↓+3CO2 2Al(OH)3Al2O3+3H2O。
跟踪训练
1.D2.C3.C4.C5. B 6. D 7. A 8. D 9. D
10. (1) ； ⅦA
（2）CH2=CH2
（3）AlCl3+3H2O==Al（OH）3+3HCl↑
11. (1)Na、Si、P;(2) Al(OH)3+ OH - Al O2-+2H2O;
甲 丁
丙 乙
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