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第2节　元素周期律和元素周期表
学业要求
核心素养对接
1.理解元素周期律的内容和实质。
2．认识原子结构与元素在元素周期表中位置的关系。
3．知道元素周期表的结构。
1.通过对核外电子排布规律的学习，提高学生宏观辨识与微观辨析的素养水平。
2．通过了解元素周期表的发现史培养学生科学探究与创新意识。
3．通过掌握元素周期表的结构和元素在周期表中的位置培养学生证据推理与模型认知能力。
[知 识 梳 理]
知识点一　原子结构的周期性变化、元素周期律
1．元素原子核外电子排布的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。
2．元素原子半径的周期性变化
规律：同一周期随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化(稀有气体除外)。　　　原因是什么？
3．元素周期律
内容：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。
实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
知识点二　元素周期表的发展历程和编排原则
通过上图可以发现门捷列夫发现元素周期表也是几易其稿，那么元素周期表的发现历程究竟是什么，其编排原则是什么？
1．发展历程
2．编排原则
注意纵列、横行原则
知识点三　元素周期表的结构
一、周期和族
1．周期：横行(共7个：三短四长)
周期分类
短周期
长周期
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
元素种类
2
8
8
18
18
32
32
周期序数与原
子结构的关系
周期序数＝原子核外电子层数
2.族：纵列(共16个：七主、七副、0、Ⅷ族)
族
主族
0族
副族
Ⅷ族
构成
周期
由长周期元素和短
周期元素共同构成
仅由长周期元素构成
列序
1，2，13～17
18
3～7，11，12
8，9，10
族
序数
ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅣA，ⅤA，ⅥA，ⅦA
0
ⅢB，ⅣB，ⅤB，ⅥB，ⅦB，ⅠB，ⅡB
Ⅷ
主族序数与原子结构关系
主族序数＝原子最外层电子数
二、元素周期表中的重要元素和焰色试验
1．ⅡA族元素(碱土金属元素)
(1)具体元素：铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)。
(2)原子结构：原子最外层有2个电子。
(3)物理性质：
①形成的单质都呈亮白色，具有良好的导电性。
②含钙、锶、钡等元素的物质灼烧时会产生绚丽的颜色，这些元素的化合物可用于制造焰火。
(4)化学性质：该族元素的原子容易失去2个电子，因此它们的化学性质比较活泼。
(5)存在形态：在自然界中均以化合态存在。
2．ⅤA族元素
(1)具体元素：氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等元素。
(2)原子结构：原子最外层有5个电子。
(3)存在形态：单质磷在空气中易被氧化，自然界中没有游离态的磷元素。
3．过渡元素
(1)具体元素：副族和Ⅷ族 (元素周期表中第3～12列)元素。
(2)原子结构：过渡元素原子最外层都有1～2个电子，全部为金属元素。
(3)物理性质：多数单质坚硬，有光泽；过渡元素的单质都具有良好的导电性。
(4)化学性质：多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不反应。
4．焰色试验
(1)概念：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊颜色，如钠呈黄色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。焰色试验是金属元素特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。
(2)操作步骤：
微判断
(1)原子半径：Na＞Al(　　)
(2)离子半径：Na＋＞Al3＋(　　)
(3)元素周期表由18个纵列，七个横行构成(　　)
(4)同一主族相邻2种元素原子序数差2或8(　　)
(5)最外层电子数相同的元素一定是同族元素(　　)
(6)每一周期元素都是从“碱金属开始”，0族结束(　　)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
微训练
1．核电荷数为1～18的元素中，下列说法正确的是(　　)
A．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B．最外层有2个电子的元素一定是金属元素
C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素
D．最外层电子数为7的原子，最高正价为＋7
解析　A项中最外层只有1个电子的有H、Li、Na；B项中可以是He、Be、Mg；C项中只能是Be；D项中F无正化合价。
答案　C
2．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，前者下列数据是后者4倍的是(　　)
①电子数　②最外层电子数
③电子层数　④次外层电子数
A．①④　　　 B．①③④
C．①②④ D．①②③④
答案　A
3．关于现行元素周期表的说法正确的是(　　)
A．元素周期表有8个主族
B．元素周期表有7个周期
C．短周期是指第一、二周期
D．第ⅠA族的元素全部是金属元素　要牢记金属、非金属分界线
答案　B
4．下列有关元素周期表中“族”的说法正确的是(　　)
A．元素周期表中共有七个主族、八个副族、一个0族
B．同一主族元素原子最外层的电子数目不一定相同
C．同一主族元素的化学性质相同
D．族序数后标注A的元素是主族元素
答案　D
5．将下列元素或原子序数所对应的位置用短线连接起来。
①C　　 a．第二周期第ⅥA族
②O b．第三周期第ⅦA族
③13 c．第二周期第ⅣA族
④17 d．第三周期第ⅢA族
答案　①—c　②—a　③—d　④—b
微思考
1．如何比较既不同周期也不同主族元素的原子半径大小？以Si、Ca为例说明。
提示　Mg、Si处于同一周期，Mg的核电荷数小于Si的核电荷数，故Mg的原子半径大于Si的原子半径。Mg、Ca处于同一主族，原子半径r(Ca)＞r(Mg)，故Ca的原子半径大于Si的原子半径，即r(Ca)＞r(Si)。
2．如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小？以O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋为例说明。
提示　电子层结构相同时，核外电子数必定相等，其微粒半径随核电荷数的增加而减小，故离子半径：O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。
学习任务1　元素周期表的结构
情景：
元素周期表的样式也是几经变迁，最后一个图是我们现在使用的元素周期表，它究竟有什么样的结构，请完成下列问题：
1．为什么将Li、Na、K等元素编在元素周期表的同一个主族？
提示　最外层电子数相同的主族元素属于同一主族。
2．元素周期表中所含元素种类最多的是哪一个族？
提示　因ⅢB族中含有镧系和锕系元素，元素种类最多。
3．同一周期的第ⅠA族、第ⅢA族的两种元素的原子序数相差多少？
提示　二、三周期时，相差2；
四、五周期时，相差12；
六、七周期时，相差26。
1．元素周期表的结构
周期
短周期
第一周期
2种元素
电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左到右排成横行，形成周期
第二周期
8种元素
第三周期
8种元素
长周期
第四周期
18种元素
第五周期
18种元素
第六周期
32种元素
第七周期
32种元素
周期序数＝该周期元素原子的电子层数
族
主族
ⅠA～ⅦA族
由长周期和短周期元素共同构成
对于主族元素不同横行中原子最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排成纵列，形成族
0族
第18纵列的元素
副族
ⅠB～ⅦB族
只由长周期元素构成
Ⅷ族
有三列元素
(8、9、10三个
纵列)
主族序数＝该元素原子的最外层电子数
2.元素周期表中的几个特殊区域
(1)过渡元素：元素周期表中第3～12列共10个纵列，均为过渡元素，这些元素都是金属元素。
(2)镧系元素：元素周期表中，第六周期第ⅢB族中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素统称为镧系元素，它们的化学性质相似。
(3)锕系元素：元素周期表中，第七周期第ⅢB族中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素统称为锕系元素，它们的化学性质相似。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【例题】　下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)
A．元素周期表中一共有16个纵列
B．除零族元素外，非金属元素全都是主族元素
C．同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差不可能为25
D．同主族上下相邻两种元素的原子序数之差不可能为32
解析　元素周期表中一共有18个纵列，其中8、9、10三个纵列为第Ⅷ族，即共有16个族，A错误；除零族元素外非金属元素全都是主族元素，B正确；若是相同短周期中第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差为1；第四、五周期中由于中间有副族和第Ⅷ族元素存在，故同周期第ⅡA族、第ⅢA族原子序数差为11；第六周期，其中由于有镧系元素的存在，两者相差25，C错误；一、二、三、四、五、六周期元素种数分别为2、8、8、18、18、32，且ⅠA、ⅡA族相邻周期同主族元素原子序数差等于上一周期的元素种数，ⅢA～ⅦA族相邻周期同主族元素，原子序数差等于下一周期的元素种数，故相邻的同一主族元素的核外电子数之差为8或18或32，D错误。
答案　B
变式训练　原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素不可能处在(　　)
A．ⅢA族 B．ⅠA族
C．镧系 D．ⅢB族
解析　原子序数为x＋1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族，在短周期中为ⅢA族，长周期中为ⅢB族，镧系元素属于ⅢB族。
答案　B
学习任务2　(核心素养)原子序数和元素位置的相互推导
一、知识要点
1．元素推断中常利用的“四种关系”
(1)等量关系：
①核外电子层数＝周期数。
②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|。
氢最低－1价，O无最高正价，F无正价
(2)奇偶关系：
①原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。
②原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。
(3)同周期相邻主族元素的原子序数差的关系：
①同周期相邻主族元素的原子序数之差一般为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数的差值取决于它们所在的周期数，具体如下：
周期数
第二或第三
周期
第四或第五
周期
第六或第七
周期
差值
1
11
25
(4)同主族元素的原子序数差的关系：
①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA族、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素的种数。
②位于过渡元素右侧的主族元素，即ⅢA族～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素的种数。例如，氯和溴的原子序数之差为35－17＝18(溴所在第四周期所含元素的种数)。
2．据原子序数确定元素位置的方法——稀有气体定位法
(1)比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，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，则该元素应处在该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，则应处在与该0族元素同周期的ⅦA～ⅢA族。
③若差为其他数，则由相应差值找出相应的族。
二、核心素养
四种关系?提升学生宏观辨识与微观探析素养
推导方法?培养学生证据推理与模型认知素养
【素养解题】
[典例示范]　下列选项各截取了元素周期表的一部分，图中数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是(　　)
[元素位置与原子序数推导解题思维模型]
知识储备
①每一周期最后一种元素原子序数
②核外电子排布规律
解题思路
A.17?3周期ⅦA族下面原子序数应为35，M为36
B．19?4周期ⅥA族下面原子序数应为37，M为38
C．20?4周期ⅡA族下面原子序数应为38，M为37
D．26?4周期Ⅷ族，下面原子序数应为44，M为45
注意
ⅠA、ⅡA族上下两周期原子相差序数与ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族上下两周期原子相差序数不同
答案　C
三、对点训练
1．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　)
A．115号元素在第六周期
B．113号元素在第七周期ⅢA族
C．115号和113号元素都是非金属元素
D．镅元素和115号元素不在同一周期
解析　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号比118号原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。
答案　B
2．具有下列特征的元素，一定是短周期主族元素的是(　　)
A．原子序数为20
B．最外层只有2个电子
C．元素原子的质子数为26
D．最外层有3个电子的非金属元素
解析　A项，对应的元素是钙，属于长周期元素，A项错误；B项，由氦是0族元素可知B项错误；C项，对应的元素为铁，属于第Ⅷ族元素，C项错误；D项，对应的元素为硼，位于第二周期第ⅢA族，D项正确。
答案　D
3．元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如下图所示。下列叙述不正确的是(　　)
A．C的原子比B的原子原子序数大1
B．原子结构示意图为的元素，与C位于同一周期
C．B的原子与D的原子最外层电子数相等
D．原子结构示意图为的元素，与B位于同一主族
解析　根据元素周期表的结构分析题图可知，它的更具体的内容如下所示：
B是第一周期的最后一种元素，C是第二周期的第一种元素，则C的原子比B的原子原子序数大1，A项正确；原子结构示意图为的元素的原子序数是8，第二周期元素从左到右原子序数为3～10，则原子序数为8的元素与C位于同一周期，B项正确；B是2号元素，原子核外有1个电子层、2个电子，D是12号元素，原子结构示意图为，C项正确；原子结构示意图为的元素是10号元素，也是第二周期的最后一种元素，与B同族，但该族是0族而不是主族，D项不正确。
答案　D
4．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)表中所列元素中：
属于短周期元素的有___________________________________________(填字母，下同)；
属于主族元素的有__________________________________________；
e元素在元素周期表中的位置是第__________周期第__________族。
(2)下列__________组元素的单质可能都是电的良导体。
A．a，c，h B．b，g，k
C．c，g，l D．d，e，f
解析　熟记元素周期表的结构是解决这一类习题的关键。对元素周期表中常见元素的名称和元素符号及其位置要熟练掌握，利用元素周期表推断元素是高考的热点之一。
答案　(1)b、h、j、a、c、f、i、l、m　a、b、c、d、f、h、g、i、j、k、l　四　ⅣB　(2)AD
学习任务3　(核心素养)微粒大小的比较
一、知识要点
粒子半径大小的比较——“四同”规律
(1)同周期——“序大径小”
①规律：同周期，从左往右，原子半径逐渐减小。
②举例：第三周期中：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
①规律：同主族，从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大。
②举例：碱金属：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)，r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。
(3)同元素
①同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。
如：r(Na＋)＜r(Na)；r(Cl－)＞r(Cl)。
②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多，粒子半径越小。
如：r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)。
(4)同结构——“序大径小”
①规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。
②举例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。
所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较r(Mg2＋)与r(K＋)可选r(Na＋)为参照，可知r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。
二、核心素养
影响微粒半径大小因素?培养学生宏观辨识与微观探析素养
微粒半径大小比较?提升学生证据推理与模型认知素养
【素养解题】
[典例示范]　下列各组粒子，按半径由大到小顺序排列正确的是(　　)
A．Mg、Ca、K、Na B．S2－、Cl－、K＋、Na＋
C．Br－、Br、Cl、S D．Na＋、Al3＋、Cl－、F－
[微粒半径大小比较题目解题模板]
第一步
第二步
由类别用规律
特别提醒
注意有些题不是单纯一种类别，要分段比较，最后综合
答案　B
三、对点训练
1．已知下列原子的半径：
原子
N
S
O
Si
半径r/10－10 m
0.75
1.02
0.74
1.17
根据以上数据，P原子的半径可能是(　　)
A．1.10×10－10 m B．0.80×10－10 m
C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m
解析　根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。
答案　A
2．已知两元素A与B的原子序数分别为a、b，且原子半径B＞A，则a与b的相对大小关系是(　　)
A．a一定大于b
B．a一定小于b
C．若元素A、B在同一周期，则a一定大于b
D．若元素A、B不在同一周期，则a一定大于b
解析　根据元素周期律可知，若A、B在同一周期，而原子半径B＞A，所以原子序数a＞b，C正确；若在同一主族中，当原子半径B＞A时，原子序数b＞a，所以两种情况都有可能，A、B、D错误。
答案　C
3．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：A>B>D>C
B．原子的最外层电子数目：A>B>D>C
C．原子序数：d>c>b>a
D．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋
解析　A、B、C、D在元素周期表中的位置为
所以原子序数：a>b>d>c；原子半径：B>A>C>D；离子半径：A2＋C>A>B。
答案　D
4．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。
把与下面的元素有关性质相符的曲线图的标号填在相应横线上。
(1)第ⅡA族元素原子的最外层电子数：________。
(2)第三周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径：________。
(3)第二、三周期主族元素随原子序数递增，原子半径的变化：________。
解析　(1)第ⅡA族元素原子的最外层电子数为2，随核电荷数增大，最外层电子数不变，故图B符合。(2)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋、P3－>S2－>Cl－，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以离子半径：Cl－>Na＋，所以离子半径：P3－>S2－>Cl－>Na＋>Mg2＋>Al3＋，故图C符合。(3)同周期主族元素，随原子序数递增原子半径减小，故图D符合。
答案　(1)B　(2)C　(3)D
[学 考 练]
1．元素性质呈周期性变化的决定因素是(　　)
A．元素原子半径大小呈周期性变化
B．元素相对原子质量依次递增
C．元素原子核外电子排布呈周期性变化
D．元素的最高正化合价呈周期性变化
解析　元素性质呈周期性变化的决定因素是元素原子核外电子排布呈周期性变化。
答案　C
2．已知原子序数，可推断原子的(　　)
①质子数　②核电荷数　③核外电子数　④元素在周期表中的位置
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．全部
解析　原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，由此可得出原子结构示意图，再根据电子层数与最外层电子数得出该元素在周期表中的位置，或者是根据各周期元素种数及稀有气体的原子序数推出该元素在周期表中的位置。
答案　D
3．下列说法正确的是(　　)
A．常用元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数
B．元素周期表有16个纵列，也就是16个族
C．原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族
D．电子层数相同的粒子，对应元素一定属于同一周期
解析　元素周期表中有18个纵列，16个族，第Ⅷ族占3个纵列；Be和He的最外层电子数都是2，但不属于同一族；Ne和Na＋的电子层数都是2，但不属于同一周期。
答案　A
4．在现行元素周期表中，所含元素种数最多的族是(　　)
A．第ⅠA族 B．第Ⅷ族
C．第ⅢB族 D．第ⅢA族
解析　现行元素周期表中，第六、七周期ⅢB族分别为镧系和锕系元素，各有15种元素，故元素种类最多的分别为第ⅢB族。
答案　C
5．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是(　　)
A．Z、N两种元素的离子半径相比，前者较大
B．N、P两种元素的气态氢化物的稳定性相比，前者较稳定
C．由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应
D．Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和P的氢化物的水溶液中
解析　根据原子半径的递变规律，X为O元素，Y为Na元素，Z为Al元素，M为Si元素，N为S元素，P为Cl元素。离子半径：S2－>Al3＋；氢化物的稳定性：H2S答案　D
6．某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素(　　)
A．一定是第ⅡA族元素
B．一定是金属元素
C．一定在化合物中呈＋2价
D．可能是金属元素，也可能是非金属元素
解析　元素原子最外层只有2个电子，若为主族元素则在周期表中处于第ⅡA族，为金属元素，在化合物中呈＋2价；若为He，则为0族元素。
答案　D
7．下列粒子半径大小比较正确的是(　　)
A．原子半径：F＞Cl
B．原子半径：钠＞硫＞氯
C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋
D．第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
解析　F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着电子层数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、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，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D错。
答案　B
8．下图各为元素周期表的一部分(数字为原子序数)，其中X为35的是(　　)
解析　依据“稀有气体定位法”先写出各周期中稀有气体原子序数：2、10、18、36、54、86；其次根据第五周期有18种元素，即可确定元素X(35号)应为D中位置。
答案　D
9.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则符合A、B、C的一组元素是(　　)
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
解析　解答本题首先确定三种元素在元素周期表中的相对位置，再根据元素周期表中结构的关系列式求解。由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的位置看，A只能处在第二周期，而B、C处在第三周期。设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1＝x＋7，C的原子序数为x＋8＋1＝x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系：5＋7＝2×6成立。
答案　C
10.原子序数为x的元素E在周期表中位于A、B、C、D四种元素中间(如图所示)，则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)(　　)
A．4x B．4x＋6
C．4x＋10 D．4x＋14
解析　在A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为2x，又因同主族各周期相邻的两元素之间的原子序数相差8、18、32。所以四种元素中，同主族的B、D两种元素的原子序数之和可能为2x、2x＋10或2x＋14。则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x＋10或4x＋14，故只有B项不可能。
答案　B
11．结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有________，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期________族。
(3)元素f是第________周期________族元素，请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
答案　(1)
(2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　三　0　四　ⅡB
(3)三　ⅥA　
12．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。
A
C
B
(1)写出A、B、C三种元素的名称________、________、________。
(2)B位于元素周期表中第________周期________族。
(3)C的原子结构示意图为________。
答案　(1)氮　硫　氟　(2)三　ⅥA　(3)
[能 力 练]
13．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨9种元素，填写下列空白：
　　主族
周期　　
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
①
②
③
三
④
⑤
⑥
⑦
⑧
四
⑨
(1)写出元素符号和名称：
①________，②________，⑧________，⑨________。
(2)写出下列反应的化学方程式：
⑦的单质跟④的氢氧化物溶液反应：_______________________________________
___________________________________________________________。
⑤的氧化物跟④的氢氧化物溶液反应：__________________________________
____________________________________________________________。
⑥的单质在③的单质中燃烧：____________________________________________。
答案　(1)①C碳　②N氮　⑧Ar氩　⑨K钾
(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
S＋O2SO2
14．(1)A、B两种元素，A的原子序数为x，A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。
①如果A和B同在ⅠA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为________；当B在A的下一周期时，B的原子序数为________。
②如果A和B同在ⅦA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为________；当B在A的下一周期时，B的原子序数为________。
(2)已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别是a和b，且A、B为同一周期元素，则下列关系错误的是(　　)
A．b＝a＋1 B．b＝a＋11
C．b＝a＋25 D．b＝a＋10
答案　(1)①x－n　x＋m　②x－m　x＋n　(2)D
课件61张PPT。第2节　元素周期律和元素周期表［知识梳理］知识点一　原子结构的周期性变化、元素周期律规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现____________的周期性变化(第一周期除外)。由1到82．元素原子半径的周期性变化规律：同一周期随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现____________的周期性变化(稀有气体除外)。原因是什么？由大到小3．元素周期律内容：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈____________的变化。
实质：元素性质的周期性变化是元素原子________________呈周期性变化的必然结果。周期性核外电子排布知识点二　元素周期表的发展历程和编排原则通过上图可以发现门捷列夫发现元素周期表也是几易其稿，那么元素周期表的发现历程究竟是什么，其编排原则是什么？1．发展历程门捷列夫2．编排原则注意纵列、横行原则核电荷数质子数核外电子数原子序数递增电子层数递增知识点三　元素周期表的结构
一、周期和族1．周期：横行(共7个：三短四长)2.族：纵列(共16个：七主、七副、0、Ⅷ族)长___ _周期288181832原子核外电子层数1，2，13～17　3～7，11，128，9，10ⅠA，ⅡA，ⅢA，
ⅣA，ⅤA，ⅥA，ⅦAⅢB，ⅣB，ⅤB，
ⅥB，ⅦB原子最外层电子数二、元素周期表中的重要元素和焰色试验
1．ⅡA族元素(碱土金属元素)(1)具体元素：________、________、________、________、________、________。
(2)原子结构：原子最外层有________个电子。
(3)物理性质：
①形成的单质都呈________色，具有良好的导电性。
②含钙、锶、钡等元素的物质________时会产生绚丽的颜色，这些元素的化合物可用于制造焰火。
(4)化学性质：该族元素的原子容易________2个电子，因此它们的化学性质比较活泼。
(5)存在形态：在自然界中均以________存在。铍(Be)镁(Mg)钙(Ca)锶(Sr)钡(Ba)镭(Ra)2亮白灼烧失去化合态2．ⅤA族元素(1)具体元素：________、________、________、________、________等元素。
(2)原子结构：原子最外层有________个电子。
(3)存在形态：单质磷在空气中易被________，自然界中没有________的磷元素。氮(N)磷(P)砷(As)锑(Sb)铋(Bi)5氧化游离态3．过渡元素(1)具体元素：________族和________族 (元素周期表中第3～12列)元素。
(2)原子结构：过渡元素原子最外层都有1～2个电子，全部为金属元素。
(3)物理性质：多数单质坚硬，有光泽；过渡元素的单质都具有良好的导电性。
(4)化学性质：多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应________或根本不反应。副Ⅷ缓慢4．焰色试验(1)概念：多种金属或其化合物在________时能使火焰呈现特殊颜色，如钠呈________色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。焰色试验是金属元素特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。
(2)操作步骤：灼烧黄微判断(1)原子半径：Na＞Al(　　)
(2)离子半径：Na＋＞Al3＋(　　)
(3)元素周期表由18个纵列，七个横行构成(　　)
(4)同一主族相邻2种元素原子序数差2或8(　　)
(5)最外层电子数相同的元素一定是同族元素(　　)
(6)每一周期元素都是从“碱金属开始”，0族结束(　　)√√√×××微训练1．核电荷数为1～18的元素中，下列说法正确的是(　　)解析　A项中最外层只有1个电子的有H、Li、Na；B项中可以是He、Be、Mg；C项中只能是Be；D项中F无正化合价。答案　CA．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B．最外层有2个电子的元素一定是金属元素
C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素
D．最外层电子数为7的原子，最高正价为＋72．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，前者下列数据是后者4倍的是(　　)①电子数　 ②最外层电子数
③电子层数　 ④次外层电子数
A．①④　　　 B．①③④
C．①②④ D．①②③④答案　A3．关于现行元素周期表的说法正确的是(　　)A．元素周期表有8个主族
B．元素周期表有7个周期
C．短周期是指第一、二周期
D．第ⅠA族的元素全部是金属元素　要牢记金属、非金属分界线答案　B4．下列有关元素周期表中“族”的说法正确的是(　　)A．元素周期表中共有七个主族、八个副族、一个0族
B．同一主族元素原子最外层的电子数目不一定相同
C．同一主族元素的化学性质相同
D．族序数后标注A的元素是主族元素答案　D5．将下列元素或原子序数所对应的位置用短线连接起来。①C　　 a．第二周期第ⅥA族
②O b．第三周期第ⅦA族
③13 c．第二周期第ⅣA族
④17 d．第三周期第ⅢA族答案　①—c　②—a　③—d　④—b微思考1．如何比较既不同周期也不同主族元素的原子半径大小？以Si、Ca为例说明。提示　Mg、Si处于同一周期，Mg的核电荷数小于Si的核电荷数，故Mg的原子半径大于Si的原子半径。Mg、Ca处于同一主族，原子半径r(Ca)＞r(Mg)，故Ca的原子半径大于Si的原子半径，即r(Ca)＞r(Si)。2．如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小？以O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋为例说明。提示　电子层结构相同时，核外电子数必定相等，其微粒半径随核电荷数的增加而减小，故离子半径：O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋。学习任务1　元素周期表的结构情景：元素周期表的样式也是几经变迁，最后一个图是我们现在使用的元素周期表，它究竟有什么样的结构，请完成下列问题：1．为什么将Li、Na、K等元素编在元素周期表的同一个主族？提示　最外层电子数相同的主族元素属于同一主族。2．元素周期表中所含元素种类最多的是哪一个族？提示　因ⅢB族中含有镧系和锕系元素，元素种类最多。3．同一周期的第ⅠA族、第ⅢA族的两种元素的原子序数相差多少？提示　二、三周期时，相差2；
四、五周期时，相差12；
六、七周期时，相差26。1．元素周期表的结构2.元素周期表中的几个特殊区域(1)过渡元素：元素周期表中第3～12列共10个纵列，均为过渡元素，这些元素都是金属元素。
(2)镧系元素：元素周期表中，第六周期第ⅢB族中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素统称为镧系元素，它们的化学性质相似。
(3)锕系元素：元素周期表中，第七周期第ⅢB族中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素统称为锕系元素，它们的化学性质相似。【例题】　下列关于元素周期表的说法正确的是(　　)A．元素周期表中一共有16个纵列
B．除零族元素外，非金属元素全都是主族元素
C．同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差不可能为25
D．同主族上下相邻两种元素的原子序数之差不可能为32解析　元素周期表中一共有18个纵列，其中8、9、10三个纵列为第Ⅷ族，即共有16个族，A错误；除零族元素外非金属元素全都是主族元素，B正确；若是相同短周期中第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差为1；第四、五周期中由于中间有副族和第Ⅷ族元素存在，故同周期第ⅡA族、第ⅢA族原子序数差为11；第六周期，其中由于有镧系元素的存在，两者相差25，C错误；一、二、三、四、五、六周期元素种数分别为2、8、8、18、18、32，且ⅠA、ⅡA族相邻周期同主族元素原子序数差等于上一周期的元素种数，ⅢA～ⅦA族相邻周期同主族元素，原子序数差等于下一周期的元素种数，故相邻的同一主族元素的核外电子数之差为8或18或32，D错误。答案　B变式训练　原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素不可能处在(　　)解析　原子序数为x＋1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族，在短周期中为ⅢA族，长周期中为ⅢB族，镧系元素属于ⅢB族。答案　BA．ⅢA族 B．ⅠA族
C．镧系 D．ⅢB族学习任务2　(核心素养)原子序数和元素位置的相互推导一、知识要点1．元素推断中常利用的“四种关系”(1)等量关系：
①核外电子层数＝周期数。
②主族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|。氢最低－1价，O无最高正价，F无正价(2)奇偶关系：
①原子序数是奇数的主族元素，其所在主族序数必为奇数。
②原子序数是偶数的主族元素，其所在主族序数必为偶数。
(3)同周期相邻主族元素的原子序数差的关系：
①同周期相邻主族元素的原子序数之差一般为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数的差值取决于它们所在的周期数，具体如下：(4)同主族元素的原子序数差的关系：
①位于过渡元素左侧的主族元素，即ⅠA族、ⅡA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素的种数。
②位于过渡元素右侧的主族元素，即ⅢA族～ⅦA族，同主族、邻周期元素原子序数之差为下一周期元素的种数。例如，氯和溴的原子序数之差为35－17＝18(溴所在第四周期所含元素的种数)。2．据原子序数确定元素位置的方法——稀有气体定位法(1)比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，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，则该元素应处在该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，则应处在与该0族元素同周期的ⅦA～ⅢA族。
③若差为其他数，则由相应差值找出相应的族。二、核心素养【素养解题】
[典例示范]　下列选项各截取了元素周期表的一部分，图中数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是(　　)[元素位置与原子序数推导解题思维模型]答案　C三、对点训练1．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　)A．115号元素在第六周期
B．113号元素在第七周期ⅢA族
C．115号和113号元素都是非金属元素
D．镅元素和115号元素不在同一周期答案　B解析　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号比118号原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。解析　A项，对应的元素是钙，属于长周期元素，A项错误；B项，由氦是0族元素可知B项错误；C项，对应的元素为铁，属于第Ⅷ族元素，C项错误；D项，对应的元素为硼，位于第二周期第ⅢA族，D项正确。答案　D2．具有下列特征的元素，一定是短周期主族元素的是(　　)A．原子序数为20
B．最外层只有2个电子
C．元素原子的质子数为26
D．最外层有3个电子的非金属元素3．元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如下图所示。下列叙述不正确的是(　　)解析　根据元素周期表的结构分析题图可知，它的更具体的内容如下所示：答案　D4．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。(1)表中所列元素中：
属于短周期元素的有___________________________________________(填字母，下同)；
属于主族元素的有__________________________________________；
e元素在元素周期表中的位置是第__________周期第__________族。解析　熟记元素周期表的结构是解决这一类习题的关键。对元素周期表中常见元素的名称和元素符号及其位置要熟练掌握，利用元素周期表推断元素是高考的热点之一。答案　(1)b、h、j、a、c、f、i、l、m　a、b、c、d、f、h、g、i、j、k、l　四　ⅣB　(2)AD(2)下列__________组元素的单质可能都是电的良导体。
A．a，c，h B．b，g，k
C．c，g，l D．d，e，f学习任务3　(核心素养)微粒大小的比较一、知识要点粒子半径大小的比较——“四同”规律
(1)同周期——“序大径小”
①规律：同周期，从左往右，原子半径逐渐减小。
②举例：第三周期中：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
①规律：同主族，从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大。
②举例：碱金属：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)，r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。(3)同元素
①同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。
某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。
如：r(Na＋)＜r(Na)；r(Cl－)＞r(Cl)。
②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。
带电荷数越多，粒子半径越小。
如：r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)。(4)同结构——“序大径小”
①规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。
②举例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。
所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较r(Mg2＋)与r(K＋)可选r(Na＋)为参照，可知r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)。二、核心素养【素养解题】
[典例示范]　下列各组粒子，按半径由大到小顺序排列正确的是(　　)A．Mg、Ca、K、Na B．S2－、Cl－、K＋、Na＋
C．Br－、Br、Cl、S D．Na＋、Al3＋、Cl－、F－[微粒半径大小比较题目解题模板]答案　B三、对点训练解析　根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。答案　A1．已知下列原子的半径：根据以上数据，P原子的半径可能是(　　)
A．1.10×10－10 m B．0.80×10－10 m
C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m解析　根据元素周期律可知，若A、B在同一周期，而原子半径B＞A，所以原子序数a＞b，C正确；若在同一主族中，当原子半径B＞A时，原子序数b＞a，所以两种情况都有可能，A、B、D错误。答案　C2．已知两元素A与B的原子序数分别为a、b，且原子半径B＞A，则a与b的相对大小关系是(　　)A．a一定大于b
B．a一定小于b
C．若元素A、B在同一周期，则a一定大于b
D．若元素A、B不在同一周期，则a一定大于b3．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　)A．原子半径：A>B>D>C
B．原子的最外层电子数目：A>B>D>C
C．原子序数：d>c>b>a
D．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋答案　D解析　A、B、C、D在元素周期表中的位置为
所以原子序数：a>b>d>c；原子半径：B>A>C>D；离子半径：A2＋C>A>B。4．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。把与下面的元素有关性质相符的曲线图的标号填在相应横线上。
(1)第ⅡA族元素原子的最外层电子数：________。
(2)第三周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径：________。
(3)第二、三周期主族元素随原子序数递增，原子半径的变化：________。解析　(1)第ⅡA族元素原子的最外层电子数为2，随核电荷数增大，最外层电子数不变，故图B符合。(2)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋、P3－>S2－>Cl－，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以离子半径：Cl－>Na＋，所以离子半径：P3－>S2－>Cl－>Na＋>Mg2＋>Al3＋，故图C符合。(3)同周期主族元素，随原子序数递增原子半径减小，故图D符合。答案　(1)B　(2)C　(3)D

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