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第24講　元素周期律　元素周期表
[課程標準]　1.掌握元素周期律的實質；了解元素周期表(長式)的結構(周期、族)及其應用。2.以第三周期為例，掌握同一周期內元素性質的遞變規律與原子結構的關系。3.以ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規律與原子結構的關系。4.了解金屬、非金屬元素在周期表中的位置及其性質遞變規律。
考點一　元素周期表的結構
1．原子序數
按照元素在周期表中的順序給元素編號，稱之為原子序數，原子序數＝核電荷數＝質子數＝核外電子數。
2．編排原則
(1)周期：把電子層數相同的元素，按原子序數遞增的順序，從左至右排成的橫行。
(2)族：把最外層電子數相同的元素，按電子層數遞增的順序，從上至下排成的縱列。
3．元素周期表的結構
總結：
[正誤辨析]
(1)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素(　　)
(2)第ⅠA族全部是金屬元素(　　)
(3)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據同一格，它們是同位素(　　)
(4)兩短周期元素原子序數相差8，則周期數一定相差1(　　)
(5)包含元素種數最多的族是ⅠA族(　　)
(6)形成化合物種數最多的元素在ⅣA族(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
1．含元素種類最多的族是第ⅢB族，共有32種元素。
2．過渡元素包括7個副族和第Ⅷ族，全部是金屬元素，原子最外層電子數不超過2個(1～2個)。
3．最外層電子數為3～7個的原子一定屬于主族元素，且最外層電子數即為主族的族序數。　　
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一、元素周期表的結構
1．請在下表中畫出元素周期表的輪廓，并在表中按要求完成下列問題：
①標出族序數。
②畫出金屬與非金屬的分界線，寫出分界線處金屬的元素符號，并用陰影表示出過渡元素的位置。
③標出鑭系、錒系的位置。
④寫出各周期元素的種類。
⑤寫出稀有氣體元素的原子序數。
答案：　
二、元素位置與原子序數的關系
2．甲、乙是元素周期表中同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序數分別為m、n，則m和n的關系為____________________。
答案：　n＝m＋5或n＝m＋15或n＝m＋29
3．甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序數為x，則乙的原子序數是____________。
答案：　x＋2或x＋8或x＋18或x＋32
4．若A、B是相鄰周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分別有m種和n種元素，A的原子序數為x，B的原子序數為y，則x、y的關系為____________。
答案：　y＝x＋m或y＝x＋n
學生用書?第113頁
5.下列各圖為元素周期表的一部分，表中的數字為原子序數，其中M為37的是(　　)
C
6.如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數為x，則這五種元素的核電荷數之和為(　　)
A.5x＋10　　　　　　 B．5x
C．5x＋14 D．5x＋16
A
直接相鄰的“┬”型、“┴”型、“┼”型原子序數關系
　　
三、周期表的片段在元素推斷題中的應用
7.A、B、C均為短周期元素，它們在周期表中的位置如圖所示。已知B、C元素的原子序數之和是A元素原子序數的4倍，則A、B、C分別為(　　)
A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl D．C、Al、P
C　[設A的原子序數為x，則B的原子序數為x＋8－1，C的原子序數為x＋8＋1，由(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8，所以A為O元素，B為P元素，C為Cl元素。]
8. 元素周期表短周期的一部分如表所示。下列有關A、B、C、D、E五種元素的敘述中，正確的是(　　)
A．D在過量的B中燃燒的主要產物為DB3
B．C的氫化物的水溶液酸性比E的強
C．A與B形成的陰離子可能有AB、A2B
D．E單質中由于形成了氫鍵，所以很容易液化
C　[根據五種元素在元素周期表中的相對位置，可以確定A為碳、B為氧、C為氟、D為硫、E為氯。A項，硫在氧氣中燃燒生成SO2，錯誤；B項，氫氟酸為弱酸，其酸性比鹽酸的弱，錯誤；C項，碳與氧形成的陰離子較多，AB為碳酸根離子，A2B為草酸根離子，正確；D項，氯氣單質分子中沒有氫原子，也就不存在氫鍵，錯誤。]
考點二　元素周期律
1．元素周期律
2．主族元素的周期性變化規律
項目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子結構 核電荷數 逐漸增大 逐漸增大
電子層數 相同 逐漸增多
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
離子半徑 陽離子逐漸減小陰離子逐漸減小r(陰離子)＞r(陽離子) 逐漸增大
性質 化合價 最高正化合價由＋1→＋7(O、F除外)負化合價＝－(8－主族序數) 相同，最高正化合價＝主族序數(O、F除外)
元素的金屬性和非金屬性 金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強 金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱
離子的氧化性、還原性 陽離子氧化性逐漸增強，陰離子還原性逐漸減弱 陽離子氧化性逐漸減弱，陰離子還原性逐漸增強
氣態氫化物的穩定性 逐漸增強 逐漸減弱
最高價氧化物對應的水化物的酸堿性 堿性逐漸減弱酸性逐漸增強 堿性逐漸增強酸性逐漸減弱
學生用書?第114頁
3.對角線規則
在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素有些性質是相似的，如
。
4．元素周期表、元素周期律的應用
(1)根據元素周期表中的位置尋找未知元素。
(2)預測元素的性質(由遞變規律推測)
①比較不同周期、不同主族元素的性質
如：金屬性：Mg＞Al、Ca＞Mg，則堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，則Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推測未知元素的某些性質
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶；再如：已知鹵族元素的性質遞變規律，可推知元素砹(At)應為有色固體，與氫難化合，HAt不穩定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)啟發人們在一定區域內尋找新物質
①半導體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。
②農藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
[正誤辨析]
(1)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小(　　)
(2)第二周期非金屬元素的氣態氫化物溶于水后，水溶液均為酸性(　　)
(3)元素的原子得電子越多，非金屬性越強，失電子越多，金屬性越強(　　)
(4)元素的氧化物對應的水化物酸性越強，非金屬性越強，堿性越強，金屬性越強(　　)
(5)元素的氣態氫化物越穩定，非金屬性越強，其水溶液的酸性越強，還原性越弱(　　)
答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
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一、元素周期律的應用
1．根據元素周期律比較下列各組性質(用“＞”或“＜”填空)：
(1)金屬性：K________Na________Mg，
非金屬性：F________O________S。
(2)堿性：Mg(OH)2________Ca(OH)2______KOH。
(3)酸性：HClO4________H2SO4________HClO。
(4)熱穩定性：CH4________NH3________H2O。
(5)還原性：HBr________HCl，I－________S2－。
(6)氧化性：Fe3＋________Cu2＋________Fe2＋。
答案：　(1)＞　＞　＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞
(4)＜　＜　(5)＞　＜　(6)＞　＞
2．比較下列微粒半徑大小(用“＞”或“＜”填空)：
(1)Na________Mg________Cl
(2)Li________Na________K
(3)Na＋________Mg2＋________Al3＋
(4)F－________Cl－________Br－
(5)Cl－________O2－________Na＋________Mg2＋
(6)Fe2＋________Fe3＋
答案：　(1)＞　＞　(2)＜　＜　(3)＞　＞　(4)＜　＜　(5)＞　＞　＞　(6)＞
3．應用元素周期律分析下列推斷，其中正確的是(　　)
A．鉈(Tl)與鋁同主族，其單質既能與鹽酸反應，又能與氫氧化鈉溶液反應
B．氣態氫化物的穩定性HF低于HCl
C．硒(Se)位于元素周期表第ⅥA族，其最高價氧化物對應水化物的酸性比硫酸弱
D．第二周期非金屬元素的氣態氫化物溶于水后，水溶液均為酸性
C　[在元素周期表中，鉈位于鋁的下面，其金屬性比鋁的金屬性強，不與堿反應，A項錯誤；氟的非金屬性比氯強，氣態氫化物穩定性HF較強，B項錯誤；NH3的水溶液呈堿性，D項錯誤。]
1．“三看”法快速判斷簡單微粒半徑的大小
一看電子層數：最外層電子數相同時，電子層數越多，半徑越大。
二看核電荷數：當電子層結構相同時，核電荷數越大，半徑越小。
三看核外電子數：當電子層數和核電荷數均相同時，核外電子數越多，半徑越大。
2．依據周期律預測元素性質的流程
對于同一主族的陌生元素，首先確定它在元素周期表中的位置，然后確定它是金屬元素還是非金屬元素，再根據同族元素性質的相似性、遞變性及同周期元素性質的規律(元素周期律)，來推測該元素及其化合物的性質。　　
二、元素金屬性、非金屬性的判斷
4．下列事實能說明氯的非金屬性比硫強的是________(填序號)。
①HCl的溶解度比H2S大　
②HCl的酸性比H2S強
學生用書?第115頁
③HCl的穩定性比H2S強　
④HCl的還原性比H2S弱
⑤HClO4的酸性比H2SO4強
⑥Cl2與鐵反應生成FeCl3，而S與鐵反應生成FeS
⑦Cl2能與H2S反應生成S
⑧在周期表中Cl處于同周期S的右側
⑨還原性：Cl－＜S2－
解析：　元素原子得電子能力的強弱與元素氫化物的溶解性無關，所以①不符合題意；氫化物的酸性強弱和元素原子得電子能力大小沒有固定的對應關系，所以②也不符合題意，其他均符合題意。
答案：　③④⑤⑥⑦⑧⑨
5．甲、乙兩種非金屬元素：
①甲的單質比乙的單質容易與氫氣化合
②甲的單質能與乙的陰離子發生置換反應
③甲的最高價氧化物對應的水化物酸性比乙的最高價氧化物對應的水化物酸性強
④與某金屬反應時，甲元素原子得電子數目比乙的多
⑤甲的單質熔、沸點比乙的低
能說明甲比乙的非金屬性強的是(　　)
A．只有④　　　　　　　 B．只有⑤
C．①②③ D．①②③④⑤
答案：　C
金屬性和非金屬性強弱的判斷方法
三表 元素周期表：金屬性“右弱左強，上弱下強，右上弱左下強”；非金屬性“左弱右強，下弱上強，左下弱右上強”
金屬活動性順序表：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au的順序，金屬性減弱
非金屬活動性順序表：按F、O、Cl、Br、I、S的順序，非金屬性減弱
三反應 置換反應：強的置換弱的，適合金屬也適合非金屬
與水或非氧化性酸反應越劇烈，或最高價氧化物對應的水化物的堿性越強，則金屬性越強
與氫氣反應越容易，生成的氣態氫化物的穩定性越強，或最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，則非金屬性越強
氧化性 金屬離子的氧化性越弱，對應單質的金屬性越強
還原性 非金屬氫化物或非金屬陰離子的還原性越弱，對應單質的非金屬性越強
1．同一元素的“位－構－性”關系
2．推斷題要點總結
(1)結構與位置互推是解題的核心
①掌握四個關系式
a．電子層數＝周期數；
b．質子數＝原子序數；
c．最外層電子數＝主族序數；
d．主族元素的最高正價＝主族序數(O、F除外)，負價＝主族序數－8。
②熟練掌握周期表的結構及周期表中的一些特殊規律
a．“凹”型結構的“三短四長，七主七副八零完”；
b．各周期元素種類；
c．稀有氣體的原子序數及在周期表中的位置；
d．同主族上下相鄰元素原子序數的關系。
(2)熟記常見元素及其化合物的特性
①形成化合物種類最多的元素、單質是自然界中存在的硬度最大的物質的元素、氣態氫化物中氫的質量分數最大的元素：C。
②空氣中含量最多的元素、氣態氫化物水溶液呈堿性的元素：N。
③地殼中含量最多的元素：O。
④常見的具有漂白性的物質：氯水、SO2、Na2O2、雙氧水等。
⑤單質是最活潑的非金屬元素、無正價的元素或無含氧酸的非金屬元素、氣態氫化物的水溶液可腐蝕玻璃的元素、氣態氫化物最穩定的元素、陰離子還原性最弱的元素：F。
學生用書?第116頁
⑥單質密度最小的元素：H；密度最小的金屬元素：Li。
⑦常溫下單質呈液態的非金屬元素：Br；金屬元素：Hg。
⑧最高價氧化物及其水化物既能與強酸又能與強堿反應的元素：Al。
⑨元素的氣態氫化物和它的最高價氧化物對應的水化物能化合的元素：N；能發生氧化還原反應的元素：S。
⑩元素的單質在常溫下能與水反應放出氣體的短周期元素：Li、Na、F。
類型一　“原子結構－位置－性質”關系推斷
1．(2022·安徽馬鞍山三模)短周期元素X、Y、Z、Q、R的原子序數依次增大，且X、Y、Q、R的原子的最外層電子數之和為12，X與R同主族，Q是地殼中含量最高的元素。下列說法錯誤的是(　　)
A．簡單離子半徑大小順序為：Z>Q>R
B．最簡單氫化物的沸點高低順序為：Q>Z>Y
C．X與Q形成的化合物僅含共價鍵
D．Q與R形成的常見化合物中，陰、陽離子數目之比為1∶2
C　[短周期元素X、Y、Z、Q、R的原子序數依次增大，Q是地殼中含量最高的元素，則Q為O元素；X與R同主族，X、Y、Q、R的原子的最外層電子數之和為12，則X與R的最外層電子數為1、Y的最外層電子數為4，X為H元素或Li元素、Y為C元素、Z為N元素、R為Na元素。A.電子層結構相同的離子，核電荷數越大，離子半徑越小，則氮離子、氧離子和鈉離子的離子半徑大小順序為Z>Q>R，故A正確；B.甲烷分子不能形成分子間氫鍵，分子間作用力小于氨分子和水分子，沸點最低，常溫下，H2O為液態，NH3為氣態(或H2O分子間的氫鍵比NH3強)，水沸點高于氨分子，所以最簡單氫化物的沸點高低順序為Q>Z>Y，故B正確；C.若X為Li元素，氧化鋰是只含有離子鍵的離子化合物，故C錯誤；D.氧化鈉和過氧化鈉都是陰、陽離子數目之比為1∶2的離子化合物，故D正確。]
2．短周期元素W、X、Y、Z原子序數依次增大。常溫下，W、Y形成的一種液態化合物是一種綠色氧化劑；X、Y為同周期相鄰元素，X原子核外電子數等于Z原子最外層電子數，X、Z原子核外電子數之和為Y原子核外電子數的3倍。下列說法錯誤的是(　　)
A．簡單氫化物的沸點：XB．Y、Z兩種元素形成的一種化合物可用于殺菌消毒
C．W、X、Y三種元素形成的化合物中不可能含有離子鍵
D．元素最高價氧化物對應水化物的酸性：Z>X
C　[短周期元素W、X、Y、Z原子序數依次增大，依據常溫下，W、Y形成的一種液態化合物是一種綠色氧化劑，初步判斷其為H2O2；X、Y為同周期相鄰元素，W、X、Y、Z原子序數依次增大，則W為H，X為N，Y為O，X原子核外電子數等于Z原子最外層電子數，X、Z原子核外電子數之和為Y原子核外電子數的3倍，則Z為Cl。A.N、O的簡單氫化物分別為NH3和H2O，水分子間的氫鍵比氨氣分子間的氫鍵強，沸點：NH3N，酸性：HClO4>HNO3，D正確。]
類型二　“粒子結構－位置－性質”關系推斷
3．(2022·湖南婁底二模)一種由四種短周期主族元素組成的化合物(如圖所示)可用作化肥和木材、紙張、織物的防火劑，也用于制藥和反芻動物飼料添加劑，其中W、X、Y、Z的原子序數依次增大，且X與Y、Z均相鄰。下列有關說法錯誤的是(　　)
A．該化合物中Z的化合價為＋5價
B．簡單氫化物的沸點：X＞Z
C．原子半徑：Z＞X＞Y＞W
D．Z的最高價氧化物對應的水化物為強酸
D　[短周期元素W只形成1個共價鍵，其中W、X、Y、Z的原子序數依次增大且X與Y、Z均相鄰，則W是H元素，X是N元素，Y能夠形成2個共價鍵，且可以與H形成共價鍵，則Y是O；根據元素Z在周期表中與N元素相鄰，原子序數大于O，則Z是P元素。A.根據物質結構可知該化合物化學式是NH4H2PO4，其中P元素化合價為＋5價，A正確；B.X是N元素，Z是P元素，二者位于同一主族，它們形成的氫化物NH3、PH3，都是由分子構成的物質，但由于NH3分子之間存在氫鍵，增加了分子之間的吸引作用，導致物質的沸點升高，故氫化物的沸點：NH3＞PH3，B正確；C.同一周期元素，原子序數越大，原子半徑越小，不同周期元素，元素的周期序數越大，原子半徑就越大，則四種元素的原子半徑大小關系為：Z(P)＞X(N)＞Y(O)＞W(H)，C正確；D.Z是P元素，P的最高價氧化物對應的水化物是H3PO4，H3PO4屬于中強酸，不屬于強酸，D錯誤。]
4．(2022·河南商丘三模)某化合物可用作發酵助劑，結構如圖所示。圖中X、Y、Z、W為元素周期表中前20號元素，且位于不同周期，它們的原子序數依次增大，其中Y為地殼中含量最高的元素。下列有關說法正確的是(　　)
A．該化合物中除X外，其他原子最外層不一定均為8e－
B．Z元素形成的單質均為白色固體
C．X分別與Y、Z、W形成的簡單化合物中均含有共價鍵
D．Z的最高價氧化物對應的水化物的酸性強于硫酸
A　[X、Y、Z、W為元素周期表中前20號元素，且位于不同周期，它們的原子序數依次增大，其中Y為地殼中含量最高的元素，則X為H元素、Y為O元素；由化合物中Z形成5個共價鍵可知，Z為P元素，所以W為K元素。A.由化合物的結構式可知，化合物中磷原子的最外層電子數為10，鉀離子和氧原子的最外層電子數為8，故A正確；B.紅磷為磷元素形成的紅色單質，故B錯誤；C.氫元素和鉀元素形成的化合物氫化鉀為離子化合物，故C錯誤；D.磷元素的最高價氧化物對應的水化物為磷酸，酸性弱于硫酸，故D錯誤。]
類型三　“表格位置－結構－性質”關系推斷
5．前四周期主族元素X、Y、Z、W在周期表中的相對位置如圖所示，其中W的原子序數是Z的2倍。下列說法正確的是(　　)
X
Y Z
W
A．熔點：Y>Y2X3
B．最高價含氧酸酸性：W>Z
C．Z能與X形成多種化合物
D．Y的最高價氧化物對應的水化物是強堿
C　[設Z的原子序數是a，則W的原子序數是a＋17，W的原子序數是Z的2倍，2a＝a＋17，a＝17，所以Z是Cl元素、W是Se元素、X是O元素、Y是Al元素。A.Al的熔點低于Al2O3的熔點，故A錯誤；B.非金屬性越強，最高價含氧酸的酸性越強，最高價含氧酸酸性：HClO4>H2SeO4，故B錯誤；C.Cl能與O形成Cl2O、ClO2、Cl2O7等多種化合物，故C正確；D.Al(OH)3是兩性氫氧化物，故D錯誤。]
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6.(2022·廣西南寧二模)R、X、Y、Z、W是原子序數依次遞增的主族元素，位于三個不同短周期。其中X、Y、Z在元素周期表的位置如表所示，其中X與Z的最外層電子數之和比Y的核電荷數少2，下列說法正確的是(　　)
X
Y Z
A．簡單離子的還原性：W>Z
B．R、X、W可形成既含離子鍵又含共價鍵的化合物
C．工業上用電解熔融的YW3制備Y單質
D．Z的氧化物的水化物是強酸
B　[R、X、Y、Z、W是原子序數依次遞增的主族元素，位于三個不同短周期，則R為H。設X的最外層電子數為x，則Z的最外層電子數為x＋1，X與Z的最外層電子數之和比Y的核電荷數少2，則Y 的核電荷數為x＋x＋1＋2＝2x＋3，因Y為第三周期元素，故2x＋3≥11，x≥4。當x＝4時，X、Y、Z、W分別為C、Na、P、S(Cl)，與題表不符，不滿足要求；當x＝5時，X、Y、Z、W分別為N、Al、S、Cl，滿足要求；當x＝6時，推出Z為Cl，而W 也為短周期主族元素，故x＝6不符合，故R、X、Y、Z、W分別為H、N、Al、S、Cl。A.W、Z的簡單離子為Cl－和S2－，非金屬性Cl>S，離子還原性Cl－類型四　“轉化關系－位置－性質”關系推斷
7.(2022·廣東汕頭二模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半徑依次增大。M、N、P是由這些元素組成的二元化合物，r、s、q是其中三種元素對應的單質，M與r均為淡黃色固體，W、X、Y位于不同周期。上述物質轉化關系如圖所示(部分生成物省略)，下列說法錯誤的是(　　)
A．物質熔沸點：N＞P
B．X、Y可形成離子化合物
C．單質氧化性：X＞W
D．X、Y、Z三種元素組成的鹽溶液可能呈中性或堿性
B　[M、N、P是由這些元素組成的二元化合物，r、s、q是其中三種元素對應的單質，M與r均為淡黃色固體，則M為Na2O2，r為S，結合轉化關系，可推知，N為H2O，s為H2，P為H2S，q為O2，W、X、Y位于不同周期，又W、X、Y、Z是原子半徑依次增大的短周期主族元素，則W為H元素，X為O元素，Y為S元素，Z為Na元素，據此分析解答。A.由分析，N為H2O，P為H2S，H2O分子間可形成氫鍵，因此沸點：H2O＞H2S，A正確；B.X為O元素，Y為S元素，不可能形成離子化合物，B錯誤；C.X的單質為O2，W的單質為H2，氧化性：O2＞H2，C正確；D.X為O元素，Y為S元素，Z為Na元素，三者形成的鹽為Na2SO4和Na2SO3，前者呈中性，后者呈堿性，D正確。]
8．(2022·安徽蕪湖三模)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增大，M、N、P、Q依次是這些元素形成的單質，甲、乙、丙、丁、戊是由這些元素形成的二元化合物。其中，乙是一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的無色氣體；丙是一種高能燃料，其組成元素與乙相同；丁是常見的兩性氧化物。上述物質的轉化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．簡單離子半徑大小：Z＜X＜Y
B．常溫常壓下，戊的沸點高于乙
C．工業上在一定條件下可由丁制備Q
D．W分別與X、Y兩種元素均可形成至少兩種化合物
A　[短周期元素W、X、Y、Z的原子序數依次增加。M、N、P、Q分別是這些元素形成的單質，甲、乙、丙、丁、戊是由這些元素形成的二元化合物。其中，乙是一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的無色氣體，則乙為NH3；丙是一種高能燃料，其組成元素與乙相同，則丙為N2H4；M、N元素的單質反應生成NH3，由題圖轉化關系可知M為H、N為N元素；丁是常見的兩性氧化物，則丁為Al2O3；己加熱生成Al2O3，則己為Al(OH)3；Q與P反應生成丁Al2O3，則Q、P為Al和O2，若Q為O2，則甲為NO，NO與戊不會生成氫氧化鋁和氨氣，則Q為Al，甲為AlN，戊為H2O。根據分析可知：W為H，X為N，Y為O，Z為Al；甲為AlN，乙為NH3，丙為N2H4，丁為Al2O3，戊為H2O，己為Al(OH)3。A.X為N，Y為O，Z為Al，電子層數相同時，原子序數越大離子半徑越小，則離子半徑Al3＋＜O2－＜N3－，故A錯誤；B.戊為H2O，乙為NH3，水在常溫下為液態，氨氣為氣體，則水的沸點較高，故B正確；C.丁為Al2O3，Q為Al，工業上電解熔融狀態的Al2O3制備Al，故C正確；D.W為H，X為N，Y為O，W分別與X、Y兩種元素均可形成至少兩種化合物，如NH3、N2H4等，H2O、H2O2，故D正確。]
真題演練　明確考向
1. (2022·廣東高考)甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對位置如圖所示。戊的最高價氧化物對應的水化物為強酸。下列說法不正確的是(　　)
A．原子半徑：丁＞戊＞乙
B．非金屬性：戊＞丁＞丙
C．甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產生
D．丙的最高價氧化物對應的水化物一定能與強堿反應
C　[甲～戊是短周期元素，戊的最高價氧化物對應的水化物為強酸，則可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，則戊為Cl，甲為N、乙為F、丙為P、丁為S，若是硫酸，則戊為S，甲為C、乙為O、丙為Si、丁為P。A.根據層多半徑大，同電子層結構核多半徑小原則，則原子半徑：丁＞戊＞乙，故A正確；B.根據同周期從左到右非金屬性逐漸增強，則非金屬性：戊＞丁＞丙，故B正確；C.甲的氫化物可能為氨氣，也可能為甲烷、乙烷等，若是氨氣，則遇氯化氫一定有白煙產生，若是甲烷、乙烷等，則遇氯化氫不反應，沒有白煙生成，故C錯誤；D.丙的最高價氧化物對應的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能與強堿反應，故D正確。]
2．(2022·全國甲卷)Q、X、Y、Z是原子序數依次增大的短周期主族元素，其最外層電子數之和為19。Q與X、Y、Z位于不同周期，X、Y相鄰，Y原子最外層電子數是Q原子內層電子數的2倍。下列說法正確的是(　　)
A．非金屬性：X＞Q
B．單質的熔點：X＞Y
C．簡單氫化物的沸點：Z＞Q
D．最高價含氧酸的酸性：Z＞Y
D　[Q、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期主族元素，Q與X、Y、Z位于不同周期，Y原子最外層電子數為Q原子內層電子數的2倍，則Q應為第二周期元素，X、Y、Z位于第三周期，Y的最外層電子數為4，則Y為Si元素，X、Y相鄰，且X的原子序數小于Y，則X為Al元素，Q、X、Y、Z的最外層電子數之和為19，則Q、Z的最外層電子數之和為19－3－4＝12，主族元素的最外層電子數最多為7，若Q的最外層電子數為7，為F元素，Z的最外層電子數為5，為P元素，若Q的最外層電子數為6，為O元素，則Z的最外層電子數為6，為S元素，若Q的最外層電子數為5，為N元素，Z的最外層電子數為7，為Cl元素；綜上所述，Q為N或O或F，X為Al，Y為Si，Z為Cl或S或P。A.X為Al，Q為N或O或F，同一周期從左往右元素非金屬性依次增強，同一主族從上往下非金屬依次減弱，故非金屬性：Q>X，A錯誤；B.由分析可知，X為Al，屬于金屬晶體，Y為Si，屬于共價晶體，故單質熔點Si>Al，即Y>X，B錯誤；C.含有氫鍵的物質沸點升高，由分析可知Q為N或O或F，其簡單氫化物為H2O或NH3或HF，Z為Cl或S或P，其簡單氫化物為HCl或H2S或PH3，由于前者物質中存在分子間氫鍵，而后者物質中不存在，故沸點Q>Z，C錯誤；D.元素的非金屬性越強，其最高價含氧酸的酸性越強，P、S、Cl的非金屬性均強于Si，因此最高價含氧酸酸性：Z>Y，D正確。]
3．(2021·全國甲卷)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z的最外層電子數是W和X的最外層電子數之和，也是Y的最外層電子數的2倍。W和X的單質常溫下均為氣體。下列敘述正確的是(　　)
A．原子半徑：Z>Y>X>W
B．W與X只能形成一種化合物
C．Y的氧化物為堿性氧化物，不與強堿反應
D．W、X和Z可形成既含有離子鍵又含有共價鍵的化合物
D　[由綜合推斷知，W為H、X為N、Y為Al、Z為S。一般來說，電子層數越多，原子半徑越大，電子層數相同，核電荷數越大，原子半徑越小，所以原子半徑：Y>Z>X>W，A錯誤；H、N可以形成NH3、N2H4等多種化合物，B錯誤；Y的氧化物為Al2O3，Al2O3是兩性氧化物，既能與強酸反應，也能與強堿反應，C錯誤；H、N和S可以形成(NH4)2S，該化合物中既含有離子鍵也含有共價鍵，D正確。]
學生用書?第118頁
4.(2020·浙江1月選考)下列說法正確的是(　　)
A．同一周期中，隨著核電荷數的增加，元素的原子半徑逐漸增大
B．原子核外電子排布，先排滿K層再排L層，先排滿M層再排N層
C．同一原子中，在離核較遠的區域運動的電子能量較高
D．同一周期中，ⅡA族與ⅢA族元素原子的核電荷數都相差1
C　[同一原子中，能量高的電子在離核較遠的區域運動，C正確；原子核外電子排布，不是先排滿M層再排N層，如鉀原子的M層有8個電子，N層有1個電子，B錯誤；同周期中，隨著核電荷數的增大，原子半徑逐漸減小，A錯誤；同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序數之差可能是1、11或25，D錯誤。]
5．(2022·海南高考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，X、Y同周期并相鄰，Y是組成水的元素之一，Z在同周期主族元素中金屬性最強，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，下列判斷正確的是(　　)
A．XW3是非極性分子
B．簡單氫化物沸點：X＞Y
C．Y與Z形成的化合物是離子化合物
D．X、Y、Z三種元素組成的化合物水溶液呈酸性
C　[X、Y、Z、W為原子序數依次增大的短周期主族元素，X、Y同周期并相鄰，且Y是組成水的元素之一，則Y為O元素，X為N元素，Z在同周期主族元素中金屬性最強，則Z為Na元素，W原子在同周期主族元素中原子半徑最小，則W為Cl元素。
A．由分析可知，X為N元素，W為Cl元素，NCl3分子的空間構型為三角錐形，其正負電荷的中心不重合，屬于極性分子，A錯誤；B.H2O和NH3均含有氫鍵，但H2O分子形成的氫鍵更多，故沸點H2O＞NH3，B錯誤；C.Y為O元素，Z為Na元素，兩者形成的化合物為Na2O、Na2O2，均為離子化合物，C正確；D.N、O、Na三種元素組成的化合物NaNO3呈中性、NaNO2呈堿性，D錯誤。]
6．(2022·浙江1月選考)W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期主族元素。W和Y同族，Y的原子序數是W的2倍，X是地殼中含量最多的金屬元素。下列說法正確的是(　　)
A．非金屬性：Y＞W
B．XZ3是離子化合物
C．Y、Z的氧化物對應的水化物均為強酸
D．X與Y可形成化合物X2Y3
D　[X是地殼中含量最多的金屬元素，X為Al元素，W和Y同族，Y的原子序數是W的2倍，W為O元素，Y為S元素，Z為Cl元素。A.非金屬性同主族從上至下逐漸減弱：Y＜W，A錯誤；B.氯化鋁是共價化合物，B錯誤；C.Y、Z的最高價氧化物對應的水化物分別為硫酸和高氯酸，兩者均為強酸，次氯酸也是氯的氧化物對應的水化合物，但次氯酸為弱酸，C錯誤；D.根據化合物的化合價代數和為0可知，鋁與硫元素形成的化合物化學式為Al2S3，D正確。]
課時精練(二十四)　元素周期律　元素周期表
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
1．IUPAC(國際純粹與應用化學聯合會)宣布，第112號化學元素正式名稱為“Copernicium”，元素符號為“Cn”，以紀念著名天文學家哥白尼，該元素的一種核素含有的中子數為165。下列關于Cn的說法正確的是(　　)
A．Cn位于第六周期ⅡB族
B．Cn是過渡元素
C．Cn是非金屬元素
D．Cn元素的核外電子數為165
B　[根據稀有氣體原子序數He為2、Ne為10、Ar為18、Kr為36、Xe為54、Rn為86，118號位于第七周期0族，可知112號元素位于第七周期ⅡB族；Cn屬于過渡元素，屬于金屬元素；Cn元素的核外電子數＝原子序數＝112。故B正確。]
2．(2022·河北保定二模)中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定的銦(49In)等9種元素相對原子質量的新值，被采用為國際新標準。In與Al同主族。下列說法正確的是(　　)
A．In是第四周期ⅢA族元素
B． eq \o(,\s\do1( 49)) In與 eq \o(,\s\do1( 49)) In互為同素異形體
C．原子半徑：Rb＞In
D．堿性：In(OH)3＜Al(OH)3
C　[A.In的原子序數為49，原子核外有5個電子層，數目分別為2、8、18、18、3，則In處于第五周期第ⅢA族，A錯誤；B. eq \o(,\s\do1( 49)) In與 eq \o(,\s\do1( 49)) In質子數相同，中子數不同，兩者互為同位素，B錯誤；C.Rb位于第五周期第ⅠA族，Rb和In均位于第五周期，同周期主族元素從左到右原子半徑遞減，則原子半徑：Rb>In，C正確；D.Al位于第三周期第ⅢA族，元素的金屬性越強，對應的最高價氧化物對應的水化物的堿性越強，同一主族元素從上向下，金屬性逐漸增強，則堿性：In(OH)3＞Al(OH)3，D錯誤。]
3．(2022·浙江臺州二模)下列說法正確的是(　　)
A．同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數的增加而減弱
B．原子最外層電子數為2的元素一定處于周期表第ⅡA族
C．同周期中金屬性最強的元素是ⅠA族金屬元素
D．元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素
C　[A.同主族自上而下非金屬性減弱，最高價含氧酸的酸性減弱，不是最高價含氧酸則酸性不一定減弱，故A錯誤；B.原子最外層電子數為2的元素不一定處于周期表第ⅡA族，如氦原子最外層電子數為2，它處于周期表的0族，故B錯誤；C.同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，則第ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強的元素，故C正確；D.周期表中金屬和非金屬分界線附近的元素可以作半導體材料，過渡元素位于副族和第Ⅷ族，故D錯誤。]
4．部分元素在周期表中的分布如圖所示(虛線為金屬元素與非金屬元素的分界線)，下列說法不正確的是(　　)
A．虛線左側是金屬元素
B．As處于第五周期第ⅤA族
C．Si、Ge可作半導體材料
D．Sb既有金屬性又有非金屬性
B　[題圖中虛線左下方的元素均為金屬元素，A正確；由Si處于第三周期第ⅣA族可推知，As處于第四周期第ⅤA族，B錯誤；元素周期表中的金屬元素和非金屬元素分界線附近的元素往往既具有金屬性，又具有非金屬性，可在該分界線附近尋找半導體材料(如Ge、Si等)，C、D正確。]
5．下列事實中，不能用元素周期律解釋的是(　　)
A．原子半徑：K>Ca>Mg
B．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C．熱穩定性：HF>HCl>H2S
D．酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3
D　[同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，同一主族元素從上到下原子半徑依次增大，A項不符合題意；元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物堿性越強，B項不符合題意；元素的非金屬性越強，其氣態氫化物越穩定，C項不符合題意；元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物酸性越強，H2SO3不是S元素最高價氧化物對應的水化物，D項符合題意。]
6．我國神舟號飛船使用的砷化鎵(GaAs)太陽能電池是我國自主研發、生產的產品。在元素周期表中P與As同主族，Al與Ga同主族，Ga與As同周期，下列說法錯誤的是(　　)
A．酸性：H3AsO4B．還原性：AsH3>PH3
C．原子半徑：Ga>As
D．失電子能力：GaD　[P與As同主族，非金屬性AsPH3，故B正確；Ga、As同周期，且As的核電荷數更大，故原子半徑：Ga>As，故C正確；Ga的金屬性強于As，故失電子能力：Ga>As，故D錯誤。]
7．下列事實不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強弱的是(　　)
選項 事實 推論
A 與冷水反應，Na比Mg劇烈 金屬性：Na>Mg
B Ca(OH)2的堿性強于Mg(OH)2 金屬性：Ca>Mg
C 氧化性：HClO>H2CO3 金屬性：Cl>C
D 熱穩定性強弱：HBr>HI 非金屬性：Br>I
C　[根據與水反應的劇烈程度可判斷元素金屬性強弱，A項不符合題意；根據最高價氧化物對應的水化物堿性強弱可判斷元素金屬性強弱，B項不符合題意；根據最高價氧化物對應的水化物酸性強弱來判斷元素非金屬性強弱，C項符合題意；氣態氫化物越穩定，元素非金屬性越強，D項不符合題意。]
8．如圖是元素周期表的一部分，下列敘述不正確的是(　　)
B C N O F
Al Si P S Cl
Ga Ge As Se Br
In Sn Sb Te I
Tl Pb Bi Po At
A．Pb的最高正化合價為＋4
B．原子半徑比較：Al>F
C．酸性強弱：H3AsO4D．Br的最高價氧化物對應水化物的化學式為HBrO3
D　[Pb與C同主族，最外層含有4個電子，其最高正化合價為＋4價，故A正確；鋁原子核外電子層數為3，氟原子核外電子層數為2，則原子半徑：Al>F，B正確；As、Se同周期，原子序數越大，非金屬性越強，則非金屬性：As9．關于元素周期表，下列敘述中不正確的是(　　)
A．在金屬元素與非金屬元素的分界線附近可以尋找制備半導體材料的元素
B．在過渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫和耐腐蝕的元素
C．在金屬元素區域可以尋找制備新型農藥材料的元素
D．周期表中位置靠近的元素(稀有元素除外)性質相近
C　[A項，在金屬元素與非金屬元素的分界線附近的元素通常既具有金屬性又具有非金屬性，常作半導體材料；B項，在過渡元素中可以尋找制備催化劑及耐高溫和耐腐蝕的元素，如：鎳、鉑等；C項，在元素周期表的右上角，即非金屬區域尋找制備新型農藥材料的元素；D項，周期表中元素位置相近說明原子核外電子排布相近，因此性質相近。]
10．如圖是部分短周期元素原子序數與主要化合價的關系圖，X、Y、Z、W、R是其中的五種元素。下列說法正確的是(　　)
A．離子半徑：Y＋>X2－
B．Y＋、Z3＋、W2－、R－在水中能大量共存
C．氫化物的穩定性：H2W>H2X
D．工業上利用電解熔融態YR和Z2X3的方法制取金屬Y和Z
D　[短周期主族元素中，X只有－2價，沒有正化合價，則X為O元素；Y為＋1價，沒有負化合價，原子序數大于氧，則Y為Na元素；Z為＋3價，沒有負化合價，原子序數大于Na，故Z為Al元素；W有＋6、－2價，則W為S元素；R有＋7、－1價，則R為Cl元素。當電子層結構相同時，核電荷數越大，離子半徑越小，r(Na＋)S，故氫化物的穩定性：H2O>H2S，C錯誤；工業上可用電解熔融態NaCl和Al2O3的方法制取金屬Na和Al，D正確。]
11．(1)根據“原子序數”推導元素：
①56號元素位于第________周期________族。
②114號元素位于第________周期________族。
③35號元素位于第________周期________族。
(2)根據“元素符號”填空(前20號元素)：
①主族序數與周期數相同的元素有________。
②主族序數是周期數2倍的元素有________，主族序數是周期數3倍的元素有________。
③周期數是主族序數2倍的元素有________，周期數是主族序數3倍的元素有________。
(3)用“元素符號”填空：
①最高正價與最低負價代數和為0的短周期元素是________。
②最高正價是最低負價絕對值3倍的短周期元素是________。
(4)①甲、乙是元素周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數為x，則乙的原子序數不可能是________(填字母)。
A．x＋2　　　　　　 B．x＋4
C．x＋8 D．x＋18
②若甲、乙分別是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序數分別為m和n。則下列關于m和n的關系不正確的是________(填字母)。
A．n＝m＋1 B．n＝m＋18
C．n＝m＋25 D．n＝m＋11
解析：　(4)因前六周期中元素的數目分別為2、8、8、18、18、32；同一主族中乙的原子序數可以是x＋2、x＋8、x＋18、x＋32，也可以是x－2、x－8、x－18、x－32。對于第一、二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數只相差1，而對于第四、五周期來說，由于存在過渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數則相差11；而對于第六、七周期來說，由于存在鑭系和錒系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數則相差25。
答案：　(1)①六　ⅡA　②七　ⅣA　③四　ⅦA
(2)①H、Be、Al　②C、S　O　③Li、Ca　Na　
(3)①H、C、Si　②S　(4)①B　②B
12．(2022·廣西柳州模擬預測)我國嫦娥五號探測器帶回1.731 kg的月球土壤，經分析發現其構成與地球土壤類似。土壤中含有的短周期元素A、B、C、D，原子序數依次增大，最外層電子數之和為15。B、C、D為同周期相鄰元素，A為地殼中含量最多的元素。回答下列問題：
(1)元素D在周期表中的位置為_________________________________________，
A、C的簡單離子半徑大小順序為________ (填離子符號)。
(2)化合物BA的電子式為________(填元素符號)。A和D形成的化合物中的化學鍵類型為________________________________________________________________________。
(3)B和C兩元素相比較，金屬性較強是________(填元素符號)，可以證明該結論的實驗________________________________________________________________________。
A．比較兩種元素的單質與冷的濃硫酸反應的速率
B．比較兩種元素最高價氧化物對應的水化物的堿性
C．將相同大小的兩種元素單質分別放入沸水中，觀察反應現象
D．比較相同物質的量的兩種元素的單質與足量稀鹽酸反應產生H2的多少
解析：　A為地殼中含量最多的元素，A為O，B、C、D為同周期相鄰元素，A、B、C、D原子序數依次增大，最外層電子數之和為15，則B、C、D最外層電子數之和為9，則B為Mg，C為Al，D為Si。(3)Mg和Al相比，金屬性較強的為Mg。A項鎂能和冷的濃硫酸反應，鋁也能和冷的濃硫酸反應，并在表面形成致密的氧化膜阻止硫酸與鋁進一步反應，不能通過兩種元素的單質與冷的濃硫酸反應的速率來比較金屬性強弱，A錯誤；B項元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的堿性越強，氫氧化鎂堿性強于氫氧化鋁，B正確；鎂可與沸水反應生成氫氣，反應較為劇烈，鋁不能和沸水發生明顯的反應，說明金屬性鎂強于鋁，C正確；D項相同物質的量的兩種單質，與足量鹽酸反應，鋁產生的氫氣要多但是鋁的金屬性弱于鎂，D錯誤。
答案：　(1)第三周期第ⅣA族(或第三周期14列)
O2－＞Al3＋ (2)Mg2＋ eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··)))) eq \s\up12(2－) 　共價鍵　(3)Mg　BC
13．(2022·湖南寧鄉市教育研究中心模擬預測)下表為元素周期表的一部分，請參照元素①～⑧在表中的位置，用化學用語回答下列問題：
(1)在此元素周期表的一部分中，金屬性最強的元素是________(填元素符號)。
(2)⑤、⑥的原子半徑由大到小的順序為________(填元素符號)。
(3)⑦、⑧兩種元素的氫化物穩定性較強的是________ (用化學式表示)。
(4)⑤、⑧的最高價氧化物對應的水化物相互反應的離子方程式為___________________。
解析：　根據元素在周期表中的位置，①②③④⑤⑥⑦⑧分別是H元素、C元素、N元素、O元素、Na元素、Al元素、Si元素、Cl元素。
答案：　(1)Na　(2)Na>Al　(3)HCl　(4)OH－＋ H＋===H2O

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