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巧记“10电子微粒和18电子微粒”
(1)10电子微粒
(2)18电子微粒
注意：常见“几核几电子微粒”的说法中，微粒中含有几个原子，就为几核，如2核18电子的分子有HCl、F2；2核18电子的离子有HS－、O；4核10电子的分子有NH3等。
1．A、B、C都是核外电子总数为10的微粒。
(1)A为中性微粒，如果A的水溶液显碱性，则A是________________(填化学式，下同)。
(2)B是带电微粒。如果B为阳离子且其水溶液能使紫色的石蕊溶液变红，则B是________；如果B为阴离子且其水溶液能使无色酚酞溶液变红，则B是____________。
(3)若1个C微粒中含有5个原子核、带正电荷，可与另一种核外电子数为10的阴离子在加热条件下反应生成两种核外电子总数均为10的中性微粒，则C为______，上述反应的离子方程式为_______________________________________________________________。
答案　(1)NH3　(2)H3O＋　OH－　(3)NH　NH＋OH－NH3↑＋H2O
解析　(1)中性微粒溶于水后溶液显碱性，则该微粒为NH3。
(2)可使紫色石蕊溶液变红，则B溶液显酸性，结合其为10电子的阳离子可知为H3O＋；使酚酞溶液变红色的溶液显碱性，结合其为10电子的阴离子可知为OH－。
(3)含有5个原子核即含有5个原子，再结合10电子、阳离子等信息可知其为NH，NH与碱反应生成氨气与水，故可知与NH反应的10电子阴离子为OH－，由此可得反应的离子方程式。
2．某同学在画某种元素的一种单核粒子的结构示意图(如图所示)时，忘记在圆圈内标出其质子数，请根据下面的提示作出判断：
(1)若该粒子是中性粒子，则这种粒子的符号是__________。
(2)若该粒子的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，则这种粒子的符号是________。
(3)若该粒子的氧化性很弱，得到1个电子后变为原子，原子的还原性很强，则这种粒子的符号是________。
(4)若该粒子的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，原子的氧化性很强，则这种粒子的符号是________。
答案　(1)Ar　(2)S2－　(3)K＋　(4)Cl－
解析　题设中“微粒”的核外电子排布为2、8、8，是一种稳定结构，该微粒可以是中性微粒，也可以是阴、阳离子。如果是中性微粒即原子，则应是Ar；在溶液中能使溴水褪色并出现浑浊的物质应该是硫化物，该微粒应该是S2－；微粒得到1个电子后变为原子，则其原子的电子数应该为18＋1＝19，质子数应该是19，则这种微粒是K＋，K＋的氧化性很弱而钾原子的还原性很强，符合题目要求；微粒失去1个电子后变为原子，则其原子的电子数应该为18－1＝17，质子数应该是17，则这种微粒是Cl－，Cl－的还原性很弱而氯原子的氧化性很强，符合题目要求。
微专题(三)　粒子半径大小的比较方法
影响简单粒子半径大小的因素
“三看”法比较简单粒子的半径大小
“一看”电子层数：一般情况下，当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
例：r(Li)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)；r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
“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。
例：r(Cl－)>r(Cl)；r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。
1．(2019·济南高一检测)下列粒子半径之比小于1的是(　　)
A. B.
C. D.
答案　A
解析　粒子半径之比小于1，说明分子比分母小，同种元素中阳离子半径比原子半径小，阴离子半径比原子半径大，A正确、B错误；同周期，自左至右，原子半径逐渐减小，C错误；同主族，自上而下，原子半径逐渐增大，D错误。
2．比较下列各组微粒半径，正确的是(　　)
①Cl＜Cl－＜Br－　②F－＜Mg2＋＜Al3＋　③Ca2＋＜Ca＜Ba　④S2－＜Se2－＜Br－
A．①和③ B．只有② C．只有③ D．①和④
答案　A
解析　阴离子半径大于同元素的原子半径，所以Cl－＞Cl，电子层数：Br－＞Cl－，所以①正确；电子层结构相同的粒子，核电荷数大的半径小，②不正确；阳离子半径小于同元素的原子半径，③正确；应为Se2－＞Br－＞S2－，④不正确。
3．下列粒子半径大小比较正确的是(　　)
A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－
B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋
C．Na＜Mg＜Al＜S
D．Cs＜Rb＜K＜Na
答案　B
解析　A项，4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增大，离子半径依次减小，即Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，错误；C项，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，错误；D项，Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，电子层数依次增多，半径依次增大，故D项错误；B项，因S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一个电子层，则S2－、Cl－的半径比Na＋、Al3＋的半径大，而S2－、
Cl－和Na＋、Al3＋也分别适用“序小径大”的原则，则S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，正确。
4．已知aAn＋、bB(n＋1)＋、cCn－、dD(n－1)－均具有相同的电子层结构，对于A、B、C、D四种元素的叙述，正确的是(　　)
A．原子半径：A>B>C>D
B．原子序数：b>a>c>d
C．离子半径：D>C>B>A
D．金属性：B>A；非金属性：D>C
答案　A
解析　aAn＋、bB(n＋1)＋、cCn－、dD(n－1)－均具有相同的电子层结构，aAn＋、bB(n＋1)＋为阳离子，在C、D的下一周期，且原子序数：b>a，cCn－、dD(n－1)－位于同一周期，且原子序数：cB>C>D，A正确；原子序数：b>a>d>c，B错误；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：C>D>A>B，C错误；同周期从左向右元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，则金属性：A>B，非金属性：D>C，D错误。
5．(2015·福建理综，10)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是(　　)
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
答案　A
解析　根据短周期元素W原子的质子数是其最外层电子数的3倍，可推知W是P元素。结合元素在周期表中的相对位置可知：X是N元素，Y是O元素，Z是Si元素。A项，同周期元素，由左到右原子序数增大，原子半径减小；同主族元素，由上到下原子序数增大，原子核外电子层数增多，半径增大。所以原子半径关系为Si＞P＞N＞O，错误；B项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。元素的非金属性：N＞P＞Si，所以它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性：HNO3＞H3PO4＞H2SiO3，正确；C项，元素的非金属性越强，其对应的最简单气态氢化物的热稳定性就越强。元素的非金属性：O＞N＞P＞Si，所以对应最简单气态氢化物的热稳定性：H2O＞NH3＞PH3＞SiH4，正确；D项，主族元素原子的最外层电子数一般等于该元素的最高正化合价(O、F除外)，也等于主族序数，故N、Si、P的最高正化合价分别与其主族序数相等，正确。
6．(2016·全国卷Ⅲ，12)四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是(　　)
A．简单离子半径：W＜X＜Z
B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：W＜Y
D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z
答案　B
解析　四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素；因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N(或O)元素、Y可能为P(或S)元素。A项，Na＋与N3－(或O2－)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多，离子半径越大，故离子半径：Na＋＜N3－(或O2－)＜Cl－；B项，W与X形成的化合物Na2O、Na2O2(或Na3N)溶于水后的溶液均为NaOH溶液(或NaOH和NH3的混合溶液)，呈碱性；C项，元素的非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性：W＞Y；D项，最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。
粒子半径大小的比较方法
微专题(二)　金属性与非金属性强弱的判断方法
一、元素金属性、非金属性强弱的判断方法
分类
判断依据
规律
元素金属性强弱的判断
失电子的难易程度
元素的原子失电子越容易，该元素的金属性越强
元素在元素周期表中的位置
①同周期，从左到右，金属性逐渐减弱
②同主族，从上到下，金属性逐渐增强
单质的还原性
单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度
元素的单质与水或酸(非氧化性)反应置换出氢气越容易(即反应越剧烈)，该元素的金属性越强
金属单质之间的置换反应
一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来，表明前一种金属的金属性较强，被置换出的金属的金属性较弱
与同一种非金属单质反应
反应条件越苛刻，元素的金属性越弱；反应越剧烈，元素的金属性越强
金属阳离子的氧化性
金属阳离子(只有一种阳离子)的氧化性越弱，其对应元素的金属性越强
最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
最高价氧化物对应水化物的碱性越强，该元素的金属性越强
元素非金属性强弱的判断
得电子的难易程度
元素的原子得电子越容易，该元素的非金属性越强
元素在元素周期表中的位置
①同周期，从左到右，非金属性逐渐增强
②同主族，从上到下，非金属性逐渐减弱
单质的氧化性
单质与氢气化合的难易
程度
元素的单质与氢气化合越容易，该元素的非金属性越强
非金属单质之间的置换
反应
一种非金属单质能把另一种非金属元素从它的盐溶液或酸溶液中置换出来，表明前一种元素非金属性较强，被置换出的元素非金属性较弱
与同一种金属单质反应
反应条件越苛刻，非金属元素的非金属性就越弱；反应越剧烈，非金属元素的非金属性就越强
与同种变价金属反应
金属被氧化后的价态越高，则非金属性就越强；反应越剧烈，非金属元素的非金属性就越强
气态氢化物的稳定性
气态氢化物越稳定，该元素的非金属性越强
气态氢化物或非金属阴离子的还原性
气态氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，该元素的非金属性越强
最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
最高价氧化物对应水化物的酸性越强，该元素的非金属性越强
二、判断非金属性强弱的“两不能”“两应该”
(1)不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断元素的非金属性强弱，应该依据氢化物的稳定性或还原性的强弱判断。
(2)不能依据元素低价含氧酸的酸性强弱判断元素的非金属性强弱，应该依据元素最高价含氧酸的酸性强弱判断。
1．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，判断钠与铁的金属性强弱
C．酸性：H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱
答案　B
解析　A项符合金属与水反应判断金属性强弱的依据；因Na的金属性太强，与溶液反应时会先与H2O反应，故B项不能作为判断依据；C项中根据H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸，由它们的酸性强弱可以推知硫的非金属性比碳强；D项所述符合根据非金属单质与H2反应难易程度判断非金属性强弱的依据。
2．下列实验不能达到实验目的的是(　　)
序号
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NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定等物质的量浓度的H2CO3、H2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别放入盐酸中
比较铁、铜的金属性强弱
答案　B
解析　Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易即可判断出氯、溴的非金属性强弱，A项正确；MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀，无法比较二者的金属性强弱，B项错误；H2CO3、H2SO4分别为C、S的最高价氧化物对应的水化物，酸性越强，元素非金属性越强，所以通过测定相同浓度的溶液的pH可判断二者非金属性强弱，C项正确；利用Fe、Cu放入盐酸中所产生的现象不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱，D项正确。
3．a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素，a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同；c所在周期数与族数相同；d与a同族，下列叙述正确的是(　　)
A．原子半径：d>c>b>a
B．4种元素中b的金属性最强
C．c的氧化物的水化物是强碱
D．d单质的氧化性比a单质的氧化性强
答案　B
解析　a、b、c、d分别为O、Na或Mg、Al、S。A项，原子半径b＞c＞d＞a，错误；C项，c的氧化物的水化物为氢氧化铝，为两性氢氧化物，不是强碱，错误；D项，S的氧化性比氧气的氧化性弱，错误。
4．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是(　　)
A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z
B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X
C．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W
答案　A
解析　由于Y是非金属性最强的元素，则Y为氟元素；X原子最外层有6个电子，属于第ⅥA族元素，且原子序数小于9，则X为氧元素；由于Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，且其原子序数大于9，则Z为铝元素；由于W的单质广泛用作半导体材料，则W为硅元素。A项，Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，正确；B项，原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，错误；C项，非金属性由强到弱的顺序为F、O、Si、Al，错误；D项，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：F、O、Si，错误。
5．(2018·泰州中学高一期中)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验。利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。
(1)仪器A的名称为________，干燥管D的作用为______________。
(2)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液________(填现象)，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用________溶液吸收尾气。
(3)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸，B中加CaCO3、C中加Na2SiO3溶液，观察到C中溶液________(填现象)，即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有________溶液的洗气瓶除去。
答案　(1)分液漏斗　防止倒吸　(2)变蓝　NaOH
(3)变浑浊　饱和NaHCO3
解析　(1)仪器A为分液漏斗；球形干燥管D能够防止倒吸，避免C中液体进入锥形瓶中。(2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气可与碘化钾反应生成碘单质，淀粉遇碘单质变蓝色；氯气有毒，不能排放到空气中，可用氢氧化钠溶液吸收。(3)因碳酸比硅酸酸性强，CO2可与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊；盐酸具有挥发性，进入C中会干扰实验结果，需要将CO2中的HCl除掉，可以在B和C之间增加装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，除去CO2中混有的HCl。
第二节　元素周期律
第1课时　原子核外电子的排布
1．电子的能量
(1)在多电子原子里，电子的能量不同。
(2)在离核近的区域内运动的电子的能量较低，在离核远的区域内运动的电子的能量较高。
2．电子层
(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
3.原子核外电子排布的一般规律
4．微粒核外电子排布的表示方法
(1)原子结构示意图
①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。
②弧线表示电子层。
③弧线内数字表示该层中的电子数。
(2)离子结构示意图
①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。
(1)电子的能量越低、运动区域离核越远(×)
(2)原子核外电子的排布就是核外电子的分层运动(√)
(3)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个(×)
(4)当M层是最外层时，最多可排8个电子，当M层不是最外层时，最多可排18个电子(√)
(5)35号元素溴的原子结构示意图(√)
1．下列原子(离子)的结构示意图正确吗？如有错误，请改正。
(1)磷原子正确；
(2)碳原子不正确；
(3)钾原子不正确；
(4)氟离子正确。
(5)镁离子正确。
2．短周期元素原子结构的特殊性
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar；最外层电子数是次外层电子数2倍、3倍、4倍的原子分别是C、O、Ne。
(3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
(4)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
1．下列关于原子结构的叙述中正确的是(　　)
A．所有的原子核都由质子和中子构成
B．原子的最外层电子数不超过8个
C．稀有气体原子的最外层电子数均为8个
D．原子的次外层电子数都是8个
答案　B
解析　A项，H不含有中子；C项，He最外层电子数为2个；D项，第二周期元素原子的次外层电子数为2个。
2．从某微粒的结构示意图反映出(　　)
A．质子数和中子数
B．中子数和电子数
C．核电荷数和核外电子层排布的电子数
D．质量数和核外电子层排布的电子数
答案　C
3．下列叙述中正确的是(　　)
A．核外电子排布完全相同的两种粒子，其化学性质一定相同
B．凡主族元素单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素
D．单核阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同
答案　C
解析　Na＋与Ne的粒子结构示意图分别为和，核外电子排布相同，但二者化学性质不同，A项错误；主族元素单原子形成的离子不一定达到8电子或2电子稳定结构，如H＋，B项错误；核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素，C项正确；阴离子是非金属元素原子得电子之后形成的，比上一周期稀有气体元素原子多一个电子层，与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。
4．下列是几种粒子的结构示意图，有关说法正确的是(　　)
A．①和②两种粒子的化学性质相似
B．③和④均属于离子结构示意图
C．粒子②在化学反应中容易失去电子
D．①②③④共表示四种元素的粒子
答案　C
解析　①是He原子结构示意图，是稀有气体元素，原子达到稳定结构，而②是Mg原子结构示意图，最外层有2个电子，容易失去电子，化学性质活泼，故两种粒子的化学性质不相似，A错误，C正确；③是Mg2＋结构示意图，④是Ne原子结构示意图，不都属于离子结构示意图，B错误；①表示He元素的原子，②③表示Mg元素的粒子，④表示Ne元素的原子，共表示三种元素的粒子，D错误。
5．(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是________________________。
(2)已知某粒子的结构示意图为。
试回答：
①当x－y＝10时，该粒子为____________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)；
②当y＝8时，粒子可能为(填名称)
______________、______________、________________、______________、______________；
③写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式_______________________。
答案　(1)
(2)①原子　②氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子(答案合理即可)　
③Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
解析　(1)设：核电荷数＝质子数＝a，元素原子的电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝。因原子的最外层电子数不超过8，即y为1～8的正整数，故仅当y＝5，x＝3时合理，该元素的核电荷数为15。
(2)①当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子；③y＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
题组一　原子核外电子排布规律
1．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是(　　)
A．K层是能量最低的电子层
B．原子失电子时先失去能量低的电子
C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上
D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18
答案　B
解析　距原子核由近到远，电子的能量由低到高，即离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，则K层是能量最低的电子层，A正确；原子最先失去最外层电子，最外层电子的能量最高，所以原子失电子时先失去能量高的电子，B错误；核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上，C正确；电子层的次外层最多容纳18个电子，所以N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，D正确。
2．(2019·合肥高一检测)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
解析　核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的电子数分别是16和4，最外层电子数分别是6和2，电子层数分别是3和2，次外层电子数分别为8和2，A项正确。
3．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n＋1)层最多能多10个，则此电子层是(　　)
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
答案　C
解析　n作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以(n－1)层应为8个电子，为L层，则n应为M层；若n为次外层，则(n＋1)为最外层，则次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明n为M层。
题组二　核外电子排布表示方法
4．某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，那么该原子(　　)
A．有3个电子层 B．有2个电子层
C．最外层电子数是8 D．核电荷数是10
答案　B
解析　第一层排满为2个电子，第二层排满为8个电子，第三层为最外层时，最多排8个电子，若该原子有3个电子层，依题意可知最外层(第3层)要排到24个电子，这不可能，则该原子只有2个电子层，第一层为2个电子，第二层为6个电子。
5．下列微粒的结构示意图，正确的是(　　)
A．Mg2＋： B．Cl：
C．Ar： D．K：
答案　A
解析　Mg2＋是镁原子失去最外层两个电子后生成的，A选项正确；Cl原子的最外层应该只有7个电子，B选项错误；Ar原子的次外层与最外层应该有8个电子，C选项错误；K原子的结构示意图应该是，故D选项错误。
6．根据下列微粒结构示意图的共同特征，可把、、三种微粒归为一类，下列微粒可以归为此类的是(　　)
A. B.
C. D.
答案　C
解析　题干中的三种粒子均为阳离子。A项是Ne原子，B项是S2－，C项是Mg2＋，D项是F－。
7．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是(　　)
答案　D
解析　氟元素原子核外最外层电子数为7个，D元素原子核外最外层电子数也为7个，故二者原子的化学性质相似。
题组三　原子核外电子排布的综合应用
8．某元素原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍，则该元素原子核内质子数为(　　)
A．3 B．7 C．8 D．10
答案　C
解析　根据原子核外电子排布规律可知，该元素的原子结构示意图为，在原子中，质子数＝核外电子数＝8。
9．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(a－b)，L层电子数是(a＋b)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为(　　)
A．B3A2 B．BA2 C．A3B2 D．AB2
答案　B
解析　因为B的L层电子数为(a＋b)且有M层，所以a＋b＝8，又因A原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，且满足a＋b＝8，所以A原子有两个电子层，且K层为2个电子，L层为6个电子，所以a＝6，b＝2。进而推知B的各电子层上的电子数分别为2、8、4。即A为O，B为Si。
10．A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是(　　)
A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子 D．碳原子和铝原子
答案　D
解析　A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明A、B为第二、三周期元素；L层最多排8个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝。
11．甲、乙两元素原子的第2层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是(　　)
A．甲与乙处于同一周期
B．甲与乙处于同一主族
C．甲与乙指的是碳和铝
D．甲与乙的原子序数之和是偶数
答案　D
解析　L层最多可有8个电子，当其他层共有4个电子时符合题意，根据核外电子排布规律，Mg符合条件；当L层未填满电子时，K层的2个电子已填入，此时L层应有4个电子，碳符合条件。则甲、乙指的是碳和镁，D项符合题意。
12．根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是(　　)
A．K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等
B．L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
C．L层电子数为偶数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
D．M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等
答案　C
解析　K层电子数为奇数的元素只有氢元素，氢元素所在族的序数与原子的K层电子数相等，A正确；L层电子数为奇数的元素有锂、氮、硼、氟，这些元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，B正确；L层电子数为偶数的主族元素如镁元素，所在族的序数为第ⅡA族，但镁元素原子的L层电子数为8，所在族的序数与镁元素原子的L层电子数不相等，C错误；M层电子数为奇数的主族元素有钠、铝、磷、氯，元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等，D正确。
13．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息
元素名称
原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的
答案　(从左到右，从上到下)硅　　硼　　钠　　氧　
解析　L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。当次外层为K层时，B元素原子最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。
14．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是________，B元素是________，C元素是________(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是______。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________，将其通入足量的NaOH溶液，反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。
答案　(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)F2　(4)H2S　H2S＋2OH－===S2－＋2H2O　(5)H2O2(或PH3)
解析　常见的18e－微粒有：阳离子：K＋、Ca2＋；阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件，不难确定答案。
15．有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中只有X、Z是金属元素；V和Z元素原子的最外层都只有一个电子；W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。
回答下列问题：
(1)V的一种核素中质子数为中子数的，则该核素的名称为________，常用于制造________。
(2)W元素的原子结构示意图为________。
(3)X元素的离子结构示意图为________。
(4)Z的最高价氧化物对应水化物的化学式为_________________________________________。
答案　(1)氚　氢弹　(2)　(3)　(4)KOH
第2课时　元素周期律
1．原子核外电子排布的周期性变化
(1)图示
(2)规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现由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
(1)图示
(2)规律：同周期元素随着原子序数的递增，元素原子半径呈现由大到小的周期性变化。
3．元素主要化合价的周期性变化
(1)图示
(2)规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1～＋7，最低负化合价呈现－4～－1的周期性变化。
4．元素金属性与非金属性的周期性变化
(1)钠、镁、铝金属性强弱比较
实验操作
实验现象
实验结论
浮：浮于水面、
熔：熔成小球、
游：四处游动、
嘶：嘶嘶响声、
滴加酚酞溶液变红
钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===
2NaOH＋H2↑
加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为红色
镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
两支试管内都有无色气泡冒出，但放镁的试管中逸出气体的速率较快
镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
结论：钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序为Na>Mg>Al；
钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3；
钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al
(2)Si、P、S、Cl的非金属性的递变规律
Si
P
S
Cl
判断依据
与氢气反应
高温
磷蒸气与氢气能反应
加热
光照或点燃
由难到易的顺序为Si、P、S、Cl
最高价氧化物对应的水化物的酸性
H2SiO3：弱酸
H3PO4：中强酸
H2SO4：强酸
HClO4：
强酸
酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3
结论
Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强
(3)同周期元素性质递变规律
同一周期从左到右，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
5．元素周期律
(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。
(2)实质：元素性质的周期性变化是原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
1．下列关于元素周期律的叙述中不正确的是(　　)
A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强
B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强
C．同周期元素的原子半径以第ⅦA族的为最大
D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
答案　C
解析　Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强；P、S、Cl的最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，由于P、S、Cl的非金属性依次增强，其所对应的气态氢化物的稳定性也依次增强；除稀有气体元素外，同周期元素从左到右其原子半径逐渐减小；因Na、Mg、Al的金属性依次减弱，则它们的氢氧化物的碱性也依次减弱。
2．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)
A．酸性：H2SO4＞H3PO4
B．非金属性：Cl＞Br
C．碱性：NaOH＞Mg(OH)2
D．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
答案　D
解析　在元素周期表中S与P属于同周期元素，S在P的右边，非金属性强于P，所以最高价氧化物对应的水化物的酸性H2SO4强于H3PO4，A项不合题意；在元素周期表中Cl与Br属于同主族元素，Cl在Br的上方，非金属性Cl强于Br，B项不合题意；在元素周期表中，Na与Mg属同周期元素，Na在Mg的左边，所以金属性Na强于Mg，最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH强于Mg(OH)2，C项不合题意；D项考查碳酸盐与碳酸酸式盐热稳定性的问题，不涉及元素周期律的相关知识。
周期表中主族元素性质的变化规律
同周期(自左到右)
同主族(自上到下)
原子半径
减小
增大
主要化合价
＋1～＋7
－4～－1
相似(最高正价相同)
金属性
减弱
增强
非金属性
增强
减弱
单质
氧化性
增强
减弱
还原性
减弱
增强
离子
阳离子的氧化性
增强
减弱
阴离子的还原性
减弱
增强
氢化物
稳定性
增强
减弱
还原性
减弱
增强
最高价氧化物对应的水化物
酸性
增强
减弱
碱性
减弱
增强
注意　金属元素无负化合价，F元素无正价，O元素无最高正价。
1．下图表示1～18号元素原子结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中纵坐标表示(　　)
A．电子层数 B．最外层电子数
C．最高化合价 D．原子半径
答案　B
2．下列各组元素的性质递变规律错误的是(　　)
A．N、O、F原子最外层电子数依次增加
B．N、O、F原子半径依次增大
C．Na、Mg、Al元素最高正化合价依次升高
D．Li、Na、K的金属性依次增强
答案　B
解析　N、O、F原子最外层电子数依次为5、6、7，逐渐增多，A项正确；N、O、F是同周期元素，同周期元素从左到右原子半径依次减小，B项错误；Na、Mg、Al元素最高正化合价依次为＋1、＋2、＋3，依次升高，C项正确；Li、Na、K是同主族元素，同主族从上到下元素的金属性依次增强，D项正确。
3．下列结论正确的是(　　)
①粒子半径：K＋>Al3＋>S2－>Cl－　②氢化物的稳定性：HF>HCl>H2S>PH3>SiH4　③离子的还原性：S2－>Cl－>Br－>I－　④氧化性：Cl2>S>Se>Te　⑤酸性：H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO　
⑥非金属性：O>N>P>Si　⑦金属性：BeA．只有②⑤⑦ B．②⑥⑦
C．②④⑤⑥⑦ D．②④⑥
答案　C
解析　①粒子半径：S2－>Cl－>K＋>Al3＋；③还原性：S2－>I－>Br－>Cl－。
4．短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示：
甲
乙
丙
丁
戊
下列判断正确的是(　　)
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
答案　C
解析　根据元素周期律可知，同周期元素自左向右，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，故A、D两项错误；同周期金属元素从左到右，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，故C项正确；同主族元素自上而下，金属性逐渐增强，故B项错误。
5．(2018·商丘一中下学期段考)把与下列元素有关性质相符的曲线标号填入相应空格中：
(1)第ⅡA族元素的价电子数________。
(2)第三周期元素的最高化合价________。
(3)碱金属单质熔点________。
(4)第三周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径________。
(5)第二、三周期元素随原子序数递增原子半径的变化________。
答案　(1)B　(2)C　(3)A　(4)E　(5)G
解析　(1)同一主族元素价电子数相等，与原子序数无关，第ⅡA族元素价电子数都是2，图像B符合。(2)第三周期元素的最高正化合价随着原子序数增大而增大，稀有气体除外，所以化合价从＋1价升高到＋7，稀有气体为0价，图像C符合。(3)碱金属单质的熔点随着原子序数增大而减小，图像A符合。(4)电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同的离子其离子半径随着原子序数增大而减小，则Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径依次减小，P3－、S2－、Cl－的离子半径依次减小，阴离子半径大于阳离子半径，图像E符合。(5)第二、三周期元素，电子层数越大其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，图像G符合。
题组一　元素原子结构的周期性变化
1．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金属性和非金属性的周期性变化
B．元素的最高正化合价等于元素原子核外电子数
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
答案　A
解析　O无最高正价，F无正价，B、C错误；H、He的最外层电子数从1到2，D错误。
2．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
答案　A
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A。
题组二　元素金属性、非金属性的周期性变化
3．对于第三周期从左到右的主族元素，下列说法中不正确的是(　　)
A．原子半径逐渐减小
B．电子层数逐渐增多
C．最高正化合价逐渐增大
D．元素的非金属性逐渐增强
答案　B
解析　在元素周期表中同一周期的元素从左到右原子半径依次减小，故A不符合题意；在元素周期表中同一周期的元素电子层数相同，故B符合题意；在元素周期表中同一周期的元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强，故D不符合题意。
4．A、B两元素原子电子层数相同，如果A原子半径比B的大，则下列判断正确的是(　　)
A．两元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性应是A强于B
B．A的气态氢化物比B的气态氢化物稳定
C．A的金属性比B的金属性强
D．A的阴离子比B的阴离子还原性弱
答案　C
解析　A、B两元素位于同周期，A的原子半径比B的大，则A位于B的左边，A元素的金属性比B的强。
5．下列递变规律不正确的是(　　)
A．HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强
B．钠、镁、铝的还原性依次减弱
C．HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱
D．P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高
答案　A
解析　非金属性：Cl＞S＞P，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱，故A项错误；金属性：Na＞Mg＞Al，元素的金属性越强，对应的单质的还原性越强，则钠、镁、铝的还原性依次减弱，故B项正确；非金属性：Cl＞S＞P，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故C项正确；P、S、Cl三种元素原子的最外层电子数分别为5、6、7，最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，故D项正确。
题组三　元素周期律
6．元素的以下性质，随着原子序数递增不呈现周期性变化的是(　　)
A．化合价
B．原子半径
C．元素的金属性和非金属性
D．相对原子质量
答案　D
解析　由元素周期律的内容知，元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈现周期性变化，而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势，绝不会出现周期性的变化。
7．(2018·抚州市临川区3月月考)下列关于物质性质变化的比较，不正确的是(　　)
A．离子半径大小：S2－＞O2－＞Na＋
B．气态氢化物稳定性：HBr＜HCl＜HF
C．碱性强弱：KOH＞NaOH＞LiOH
D．还原性强弱：F－＞Cl－＞Br－＞I－
答案　D
解析　核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以O2－＞Na＋，电子层数多的离子，半径大，因此离子半径大小为S2－＞O2－＞Na＋，A正确；非金属性F＞Cl＞Br，气态氢化物的稳定性为HBr＜HCl＜HF，B正确；金属性K＞Na＞Li，对应最高价氧化物的水化物的碱性为KOH＞NaOH＞LiOH，C正确；非金属性F＞Cl＞Br＞I，对应离子的还原性为F－＜Cl－＜Br－＜I－，D错误。
8．下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是(　　)
A．K　Na　Li B．N　O　F
C．Ca2＋　K＋　Cl－ D．Ba2＋　Ca2＋　Mg2＋
答案　C
解析　同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径大小为Li＜Na＜K，A错误；同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为N＞O＞F，B错误；离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为Ca2＋＜K＋＜Cl－，C正确；离子电子层越多，离子半径越大，则离子半径大小为Ba2＋＞Ca2＋＞Mg2＋，D错误。
9．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。
10．X、Y、Z、M、Q、R均为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．Q位于第三周期ⅠA族
B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C．简单离子半径：M－＞Q＋＞R2＋
D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸
答案　C
解析　由图推断Y为氧元素；X的原子半径小且只有＋1价，X为氢元素，M的最高正价是＋7价，最低负价是－1价，为氯元素；Z的原子半径比氯元素小，最低负价是－3价，最高正价是＋5价，则为氮元素；Q只有＋1价，原子半径大于氯原子，但小于只有＋2价的R，故Q代表钠元素、R代表钙元素。Na位于第三周期ⅠA族，A项正确；X、Y、Z三种元素分别代表H、O、N，可以形成硝酸、硝酸铵及NH3·H2O，B项正确；离子半径：Cl－＞Ca2＋＞Na＋，C项错误；HClO4、HNO3都是强酸，D项正确。
11.如图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是电子总数的三分之一，下列说法中正确的是(　　)
A．a的最高价氧化物对应水化物有两性
B．b与d组成的化合物不能与水反应
C．c的单质能与强碱反应生成两种盐
D．非金属性：c>d>b>a
答案　C
解析　a应为P，所以b为S，d为O，c为Cl。B项，SO2、SO3均能与水反应；C项，Cl2和NaOH反应可生成NaCl和NaClO两种盐；D项，非金属性应为O>Cl>S>P。
12．应用元素周期律分析下列推断，其中正确的是(　　)
①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低
②砹(At)是第ⅦA族元素，其氢化物的稳定性大于HCl
③硒(Se)的最高价氧化物对应的水化物的酸性比硫酸弱
④第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均为酸性
⑤第三周期金属元素的最高价氧化物对应的水化物，其碱性随原子序数的增大而减弱
A．①②③ B．①③⑤ C．③④ D．②④⑤
答案　B
解析　主族元素从上到下非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，最高价氧化物对应的水化物的酸性依次减弱，故②错误，③正确；氮元素的氢化物氨气的水溶液呈碱性，④错误。
13．在第三周期元素中，除稀有气体元素外：
(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是________。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。
(6)氧化物中具有两性的是________。
答案　(1)Cl　(2)Na　(3)HClO4　(4)SiH4　(5)NaOH　(6)Al2O3
解析　(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl。
(2)金属性最强的元素在最左边，应为Na。
(3)非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。
(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。
(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。
14．某学生为比较镁、铝的金属性强弱，设计了如下实验：
(1)向两支试管中分别加入3 mL同浓度的稀盐酸，再将两块大小相同且纯净的镁片和铝片分别加入试管中，反应完全后观察到如图所示的现象，则试管b内加入的金属为__________(写化学式)。
(2)若加入的两块金属的物质的量相等，且试管中稀盐酸足量，充分反应后，气球状态也如上图所示，则试管b中反应的离子方程式为___________________________________________。
(3)分析判断，实验________[填“(1)”或“(2)”]能证明镁的金属性强于铝。
答案　(1)Al　(2)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(3)(1)
解析　(3)大小相同的镁片、铝片分别与相同浓度的盐酸反应时，二者反应的剧烈程度不同，可说明镁、铝金属性的强弱不同，但产生气体的多少不能说明镁、铝金属性的强弱，如实验(2)。
15．元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)：
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.16
0.143
0.102
0.099
0.074
主要化合价
＋2
＋3
＋6、－2
＋7、－1
－2
(1)用元素代号标出它们在周期表中的对应位置(以下为周期表的一部分)。
(2)B元素处于周期表中第______周期______族。
(3)B的最高价氧化物对应水化物与C的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________(填化学式)。
(5)C、E形成的化合物为________(填化学式)。
答案　(1)
(2)三　ⅢA
(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)HClO4　(5)SO2、SO3
解析　(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。(2)B处于周期表中第三周期ⅢA族。(3)B、C的最高价氧化物对应水化物分别为Al(OH)3和H2SO4。(4)最高价氧化物对应水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最强。(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。
第3课时　元素周期表和元素周期律的应用
一、元素周期表和元素周期律的应用
1．金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律
(1)请填写出图中序号所示内容：
①增强　②增强　③增强　④增强　⑤Al　⑥Si
⑦金属　⑧非金属
(2)分界线附近元素的性质：既表现出金属性质，又表现出非金属性质。
2．主族元素化合价与其在周期表中的位置关系：
3．元素周期律和元素周期表的意义和应用
(1)根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质。
(2)根据元素的原子结构推测元素在周期表中的位置。
(3)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。
(4)在生产生活中的应用
1．对已经发现的116号元素R，下列推断正确的是(　　)
①R是金属元素　②R是非金属元素　③其钠盐的化学式为Na2R　④其最高价氧化物对应的水化物的酸性比硫酸强　⑤最外电子层有6个电子
A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑤ D．①⑤
答案　D
解析　116号元素应位于第七周期ⅥA族，①根据周期表结构，推出R为金属元素，故正确；③R为金属，不存在钠盐，故错误；④R的最高价氧化物对应的水化物呈碱性，故错误；⑤属于第ⅥA族，最外层有6个电子，故正确；故D正确。
2．(2018·福建闽侯八中高一月考)a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、e、f位于同一周期，c、d也位于同一周期，且d、e在同一主族，原子半径：dA．e的非金属性比f强
B．d元素可能是第一周期元素
C．六种元素中，a元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强
D．a、b、c、d的原子序数逐渐增大
答案　C
解析　a、b、c、d、e、f为六种短周期元素，a、b、c、d、f原子最外层电子数依次增多，则d的最外层电子数大于等于4；d、e位于同一主族，原子半径：d二、元素推断
元素推断的解题思路
(1)已知元素原子或离子的核外电子排布
先由电子层数和最外层电子数确定元素在周期表中的位置(周期和族)，再由元素周期律推断其单质及化合物的性质。
(2)已知元素单质或化合物的性质(特性)
由元素单质及化合物的特性可确定元素的名称，根据其原子结构可确定其在周期表中的位置。
(3)已知元素在周期表中的位置
1．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是(　　)
A．对应的简单离子的半径：X＜W
B．对应的简单气态氢化物的稳定性：Y＜Z
C．元素X、Z和W能形成多种化合物
D．Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
答案　D
解析　根据题目所给信息可推出W为O，X为Na，Y为Si，Z为Cl。核外电子数相同的简单离子，原子序数越大，半径越小，可知对应的简单离子的半径：Na＋＜O2－，A项正确；元素的非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，故HCl的稳定性强于SiH4，B项正确；Na、Cl、O三种元素可以形成NaClO、NaClO3、NaClO4等多种化合物，C项正确；H2SiO3具有弱酸性，D项错误。
2．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是(　　)
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
答案　D
解析　短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al，根据T在周期表中的相对位置，它只能是第三周期的Al，据此可以判断出其他元素如表所示：
R(N)
T(Al)
Q(Si)
W(S)
氮元素的非金属性比硅元素的强，所以NH3比SiH4稳定，A正确；硫元素的非金属性比硅元素的强，所以H2SO4比H2SiO3的酸性强，B正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al＞Si＞P，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P＞N，即Al＞Si＞P＞N，C正确；Al既能与酸反应，又能与NaOH溶液反应，D错误。
同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：
具体表现为：
(1)结构与位置的关系
结构位置
(2)结构与性质的关系
结构性质
(3)位置、结构和性质的关系
1．元素周期表对工农业生产具有一定的指导作用，下列说法不正确的是(　　)
A．用于制农药的元素通常位于周期表的右上角
B．半导体材料在金属元素与非金属元素的分界线附近
C．在过渡元素中可以找到新型催化剂
D．在第ⅠA族元素中寻找新型耐高温、耐腐蚀材料
答案　D
2．(2019·唐山高一月考)已知某原子最外层有7个电子，推测下列选项不正确的是(　　)
A．单质有氧化性
B．最高正价一定为＋7价
C．是非金属元素
D．同周期元素中原子半径最小
答案　B
解析　某原子的最外层有7个电子，说明位于第ⅦA族，第ⅦA族元素得到一个电子达到稳定结构，其单质具有强氧化性，故A说法正确；F没有正价，故B说法错误；第ⅦA族为非金属元素，故C说法正确；同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的，故D说法正确。
3．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是(　　)
A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②
B．气态氢化物的稳定性：⑤＞②
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤
D．元素的最高正化合价：③＝⑥
答案　C
解析　元素①～⑥分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径：S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；非金属性越强则对应气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性也越强，故稳定性：H2O＞H2S，酸性：HClO4＞H2SO4，B项错误，C项正确；F无正价，D项错误。
4．表中元素①～⑧均为短周期元素：
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径/nm
0.074
0.160
0.152
0.110
0.099
0.186
0.075
0.143
最外层电子数
6
2
3
常见化合价
＋1
－3、
＋5
－3、
＋5
焰色反应
黄色
单质的颜色
黄绿色
结合表中的有关信息，下列说法正确的是(　　)
A．元素⑥、②、⑧的金属性逐渐增强
B．元素的非金属性：⑤<④
C．元素③、⑥都是碱金属元素
D．元素⑧的单质是半导体
答案　C
解析　由④、⑦的常见化合价及原子半径可以推出④为P，⑦为N；①比⑦的半径略小，且最外层有6个电子，则①为O；⑥的焰色反应为黄色，则⑥为Na；③的常见化合价为＋1且在8种元素中③的原子半径不是最小，则③应为Li，故②应为Mg；⑤的单质的颜色为黄绿色，则⑤为Cl；⑧的最外层有3个电子，结合原子半径，可知⑧为Al。元素⑥、②、⑧的金属性逐渐减弱，A错误；元素的非金属性：⑤(Cl)>④(P)，B错误；铝不是半导体，而是电的良导体，D错误。
5．(1)X元素的原子核外有2个电子层，其中L层有5个电子，该元素在周期表中的位置为__________________，其气态氢化物的化学式为______________，最高价氧化物的化学式为____________，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为__________________。
(2)R为1～18号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROm，则此时R元素的化合价为____________，R原子的最外层电子数为________，其气态氢化物的化学式为__________。
答案　(1)第二周期ⅤA族　NH3　N2O5　HNO3
(2)＋(2m－n)　2m－n　H8－2m＋nR
解析　(1)由X元素的原子结构可知，X为氮元素，其气态氢化物的化学式为NH3，最高价氧化物的化学式为N2O5，最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3。(2)R元素的最高正化合价为＋(2m－n)，则R原子的最外层电子数为2m－n，最低负价的绝对值为8－2m＋n，其气态氢化物的化学式为H8－2m＋nR。
题组一　元素周期表的分区及化合价规律
1．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法中正确的是(　　)
A．虚线的左侧全部是金属元素
B．非金属性最强的元素是氟，其最高价氧化物对应水化物酸性最强
C．第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素
D．Si是半导体，Ge也可能是半导体
答案　D
解析　虚线左侧还包括非金属元素氢；F无正价，也没有含氧酸；同周期的第ⅠA族元素，金属性强于第ⅡA族元素；不同周期的不一定。
2．某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，下列叙述中不正确的是(　　)
A．R是第ⅣA族元素
B．R的气态氢化物化学式为H2R
C．R能形成两种氧化物RO2和RO3
D．R的气态氢化物的水溶液显酸性
答案　A
解析　短周期的主族元素中，最高正价与最低负价代数和为4，最高正价只能是＋6，最低负价为－2，则R是第ⅥA族的硫元素，A项错误；S的气态氢化物的化学式为H2S，B项正确；硫可以形成SO2和SO3，C项正确；H2S的水溶液呈弱酸性，D项正确。
题组二　元素周期律的应用
3．下列说法错误的是(　　)
A．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界线附近
B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内
C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内
D．在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素
答案　C
解析　构成催化剂的元素大多为过渡金属元素，在元素周期表的中间部分。
4．碲(Te)是与O、S同主族的元素，位于第五周期。据此，推断碲的相关性质错误的是(　　)
A．碲的单质在常温下是固态
B．碲的常见化合价是－2、＋4、＋6
C．碲可能作半导体材料
D．碲的氢化物H2Te很稳定
答案　D
解析　第ⅥA族，从上到下，非金属性逐渐减弱，所以H2Te不稳定。
5．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：Br>Se>P
B．还原性：S2－>Se2－>Br－
C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族
D．Se、Br位于同一主族
答案　C
解析　由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：Se>Br，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期ⅥA族，C项正确。
6．(2019·长沙检测)近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期ⅢA族，下列对铊的性质推导可能正确的是(　　)
①铊是易导电的银白色金属
②Tl(OH)3是两性氢氧化物
③Tl3＋的氧化能力比Al3＋的强
④单质能跟稀HNO3反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
答案　A
解析　铊位于第六周期ⅢA族，与Al同族，同主族元素，随着原子序数增大，元素原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。故①④正确。
7．镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是(　　)
A．Li2SO4能溶于水
B．LiOH是易溶于水、受热不分解的强碱
C．Li遇浓硫酸不产生“钝化”现象
D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2
答案　B
解析　根据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推测锂的有关性质。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性质推测相应的Li及其化合物的性质。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。
8．利用元素周期律分析，下列说法错误的是(　　)
A．Ra位于元素周期表中第七周期ⅡA族，Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的强
B．As位于元素周期表中第四周期ⅤA族，AsH3的还原性比NH3的弱
C．Cs的原子半径比Na的大，其与水反应比Na与水反应更剧烈
D．Cl的核电荷数比Al的大，其原子半径比Al的小
答案　B
解析　同主族元素从上到下，随着原子序数的增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，第ⅡA族元素Mg和Ra，原子序数：Mg＜Ra，则碱性：Ra(OH)2＞Mg(OH)2，A正确；第ⅤA族元素N和As，原子序数：N＜As，则单质的氧化性：N2＞As，其氢化物的还原性：NH3＜AsH3，B错误；Cs比Na更易失去电子，其与水反应比Na与水反应更剧烈，C正确；Al和Cl属于同周期元素，且原子序数：Al＜Cl，则原子半径：Al＞Cl，D正确。
题组三　元素推断
9．(2018·福建德化三校联考)已知砷元素符号为As，原子结构示意图如右，则下列对砷的结构及性质的说法错误的是(　　)
A．砷元素的原子序数是33
B．砷的最高价氧化物对应水化物是一种强酸
C．三氧化二砷既有氧化性又有还原性
D．砷的非金属性比溴弱
答案　B
解析　原子序数＝核外电子数，所以砷元素的原子序数是33，故A正确；砷的最高价氧化物是As2O5，对应的水化物是HAsO3不是强酸，故B错误；三氧化二砷中的As为＋3价，属于中间价，所以既有氧化性又有还原性，故C正确；砷与溴在同周期，并且溴的原子序数比砷大，所以砷的非金属性比溴弱，故D正确。
10．某元素X的气态氢化物与该元素的最高价氧化物对应的水化物反应生成盐，则该元素不可能具有的性质是(　　)
A．在周期表中处于第三周期ⅦA族
B．在周期表中处于第二周期ⅤA族
C．该氢化物比PH3稳定
D．常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等
答案　A
解析　X为N元素，处于第二周期ⅤA族，A项错误，B项正确；非金属性：N＞P，则X的氢化物比PH3稳定，C项正确；N元素的常见化合价有－3、＋2、＋3、＋5等，D项正确。
11．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍，下列说法正确的是(　　)
Y
Z
X
W
A.原子半径：X＜Y＜Z
B．气态氢化物的稳定性：X＞Z
C．一定条件下Z、W都能与Mg反应形成化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞W
答案　C
解析　设元素Y的原子序数为y，则y＋y＋10＝3×(y＋1)，解得y＝7，则Y为氮元素、X为硅元素、Z为氧元素、W为氯元素。原子半径：Z＜Y＜X，A错误；气态氢化物的稳定性：X＜Z，B错误；氧元素、氯元素都能与Mg形成化合物，分别为MgO和MgCl2，C正确；最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＜W，D错误。
12．X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是(　　)
A．元素非金属性由弱到强的顺序为Z＜Y＜X
B．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C．三种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定
D．原子半径由大到小的顺序为Z＜Y＜X
答案　A
解析　X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，则Z为磷元素。它们在周期表中的位置如图。
元素非金属性由弱到强的顺序为P＜S＜O，A项正确；S元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4，B项错误；非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，因此X的气态氢化物最稳定，C项错误；根据元素周期律，原子半径由大到小的顺序为P＞S＞O，D项错误。
13．(2018·福建永安4月联考)下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。
族
周期　
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑨
4
②
④
(1)①～⑩中，最活泼的金属元素是________(写元素符号，下同)，最不活泼的元素是________。
(2)①⑧的简单离子，其半径更大的是________(写离子符号)。
(3)⑧⑨的气态氢化物，更稳定的是____________(填化学式)。
(4)元素的非金属性：⑥________(填“＞”或“＜”)⑦。
(5)①～⑨的最高价氧化物的水化物中：酸性最强的是__________________________________
(填化学式，下同)；碱性最强的是__________________，该碱与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
答案　(1)K　Ne　(2)F－　(3)HF　(4)＜　(5)HClO4
KOH　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
解析　(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族，最下方的②为K元素，最不活泼的元素是0族元素，由表知为Ne。(2)由表知①为Na、⑧为F，它们的简单离子Na＋、F－的核外电子排布相同，且钠的原子序数比氟大，所以r(Na＋)＜r(F－)。(3)由表知⑧为F、⑨为Cl，两者的气态氢化物分别为HF、HCl，根据非金属性越强其气态氢化物越稳定，所以HF更稳定。(4)⑥为Si，⑦为N，根据元素周期律，元素的非金属性：Si＜P＜N，所以Si＜N。(5)由表知⑨为Cl，其最高价氧化物对应的水化物是HClO4，属于强酸并且酸性最强。由表知①～⑨中金属性最强的元素是②为K，其最高价氧化物对应的水化物是KOH，属于强碱。由表知⑤为铝，其最高价氧化物对应的水化物Al(OH)3与KOH反应的离子反应方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
14．(2019·厦门月考)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，下图是元素周期表的一部分：
(1)根据元素周期律，请你预测H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4________(填“＞”“＜”或“＝”)H3PO4。
(2)根据NaH的存在，有人提议可把氢元素放在第ⅦA族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第______族。
(3)元素甲是第三周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。
(4)周期表中有10多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为__________________。
答案　(1)＜　(2)ⅣA　(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　(4)硒
解析　(1)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，则酸性：H3AsO4＜H3PO4。(2)根据最高正价与最低负价的绝对值相等，把氢元素放在周期表中的第ⅣA族。(3)第三周期金属元素中原子半径最小的元素为Al；铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。(4)R元素的原子有4个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，最外层电子数为6，处于第四周期ⅥA族，为硒元素。
15．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物。则
(1)X是________(填名称，下同)，Y是________________________，Z是________。
(2)由Y和Z组成，且Y和Z质量比为7∶20的化合物的化学式是__________________。
(3)由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是__________和__________。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐，此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3，该盐的化学式是______________________________。
答案　(1)氢　氮　氧　(2)N2O5　(3)NH　OH－(或其他合理答案)　(4)NH4NO3
解析　X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，说明X为氢元素。Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，说明Z为氧元素。能与氧元素形成两种以上气态化合物的是氮元素。

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