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第二節(jié)　元素周期律
基礎(chǔ)課時(shí)25　元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
學(xué)習(xí)目標(biāo)　 1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化規(guī)律。2.以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律，會(huì)比較元素的金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱。
一、元素性質(zhì)的周期性變化
(一)知識梳理
1.原子核外電子排布的周期性變化
以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究原子最外層電子數(shù)的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)由1到8的周期性變化(第一周期除外)。
2.原子半徑的周期性變化
以第二、三周期元素為例，探究元素的原子半徑的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。
3.元素化合價(jià)的周期性變化
以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究元素化合價(jià)的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價(jià)呈周期性變化，即每周期，最高正價(jià)為＋1→＋7(O無最高正價(jià)、F無正價(jià))，負(fù)價(jià)為－4→－1。
4.結(jié)論
同周期，隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)都呈現(xiàn)周期性的變化。
(二)互動(dòng)探究
材料1　人體和地球一樣，也是由各種化學(xué)元素組成的，如人的大腦中含有豐富的鈉、鉀、鎂等元素，骨筋和骨組織中含有豐富的鋰、鎂、鉀等元素。
材料2　下圖表示短周期主族元素原子半徑的周期性變化。
查閱資料知，原子半徑的大小取決于兩個(gè)因素：一個(gè)因素是電子層數(shù)，一般電子層數(shù)越多，原子半徑越大；另一個(gè)因素是核電荷數(shù)，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。
【問題討論】
問題1　如何判斷H、Li、Na、K原子半徑的大小？理由是什么？
提示　H、Li、Na、K原子最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，故原子半徑依次增大。
問題2　為什么同周期元素的原子半徑會(huì)隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小呢？
提示　同一周期元素的原子電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子核對核外電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，故原子半徑逐漸減小。
問題3　主族元素的最高化合價(jià)等于其族序數(shù)，這句話對嗎？為什么？
提示　不對。主族元素形成最高化合價(jià)時(shí)，失去(或偏移)最外層的全部電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但O、F元素因原子半徑很小，非金屬性很強(qiáng)，所以在反應(yīng)中不能失去(或偏移)最外層的全部電子，故O元素沒有最高正化合價(jià)、F元素?zé)o正價(jià)。
問題4　如何比較Na＋、Mg2＋、Al3＋半徑的大小？
提示　Na＋、Mg2＋、Al3＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，核外電子數(shù)相同，核電荷數(shù)逐漸增大，離子半徑逐漸減小。
【探究歸納】
1.主族元素主要化合價(jià)的確定方法
(1)最高正價(jià)＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)(O、F除外)。
(2)最低負(fù)價(jià)＝最高正價(jià)－8(H、O、F除外)。
(3)H的最高價(jià)為＋1，最低價(jià)為－1；O無最高正價(jià)；F無正化合價(jià)。
2.“三看”比較簡單粒子半徑
影響粒子半徑的因素有電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)。在比較粒子半徑時(shí)，一般先看電子層數(shù)，再看核電荷數(shù)，最后看核外電子數(shù)。
一看電子層數(shù)：電子層數(shù)不同、最外層電子數(shù)相同時(shí)，核外電子層數(shù)越多，半徑越大，如r(F)二看核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小，如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)，r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。
三看核外電子數(shù)：核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大，如r(Na＋)r(Cl)。
1.原子序數(shù)為3～10的元素，隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是(　　)
A.電子層數(shù) B.核外電子數(shù)
C.原子半徑 D.化合價(jià)
答案　B
解析　A項(xiàng)，原子序數(shù)為3～10的元素為第二周期的8種元素，原子的電子層數(shù)都為2；C項(xiàng)，除了10號稀有氣體元素原子外，3～9號元素原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小；D項(xiàng)，氧無最高正價(jià)、氟無正價(jià)。
2.下列各組元素中，按從左到右的順序，原子序數(shù)遞增，元素的最高正化合價(jià)也遞增的是(　　)
A.C、N、O、F B.Na、Be、B、C
C.P、S、Cl、Ar D.Na、Mg、Al、Si
答案　D
解析　A項(xiàng)和C項(xiàng)原子序數(shù)遞增，而A項(xiàng)中F無正價(jià)，C項(xiàng)中Ar的化合價(jià)為0價(jià)；B項(xiàng)中的原子序數(shù)不完全呈遞增趨勢；D項(xiàng)中原子序數(shù)和最高正化合價(jià)均呈遞增趨勢。
3.下列各組粒子，按半徑由大到小的順序排列正確的是(　　)
A.Mg、Ca、K、Na B.S2－、Cl－、K＋、Na＋
C.Br－、Br、Cl、S D.Na＋、Al3＋、Cl－、F－
答案　B
解析　K、Ca原子分別比Na、Mg原子多1個(gè)電子層，有r(K)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg)，A錯(cuò)誤；S2－、Cl－、K＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)越小，離子半徑越大，又因K＋比Na＋多1個(gè)電子層，故有r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Na＋)，B正確；Br－比Br多1個(gè)電子，Br原子比Cl原子多1個(gè)電子層，故r(Br－)>r(Br)>r(Cl)，但r(Cl)r(F－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，D錯(cuò)誤。
二、同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
(一)知識梳理
1.第三周期元素性質(zhì)的遞變
(1)鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱比較
結(jié)論：隨著核電荷數(shù)的增大，第三周期金屬元素的單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)越來越難，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越來越弱。
(2)Si、P、S、Cl的非金屬性的遞變規(guī)律
元素 Si P S Cl
最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性 H2SiO3弱酸 H3PO4中強(qiáng)酸 H2SO4強(qiáng)酸 HClO4強(qiáng)酸
酸性：H2SiO3單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件 高溫 磷蒸氣與H2能反應(yīng) 加熱 光照或點(diǎn)燃
氫化物的穩(wěn)定性 SiH4非金屬性 由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镃l、S、P、Si
(3)同周期主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律
同一周期從左到右，主族元素原子核電荷數(shù)依次增大，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。
2.元素周期律
(1)含義：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。
(2)實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。
(二)互動(dòng)探究
實(shí)驗(yàn)1　Na、Mg元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬與水反應(yīng)置換出H2的難易程度
操作
現(xiàn)象 鎂條表面附著少量氣泡 劇烈反應(yīng)，溶液變成淺紅色
化學(xué)反應(yīng) － Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
結(jié)論 結(jié)合Na與水的反應(yīng)的現(xiàn)象，Na與水反應(yīng)置換H2比Mg容易，則金屬性：Na>Mg
實(shí)驗(yàn)2　Mg、Al元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱
物質(zhì) Al(OH)3 Mg(OH)2
操作
現(xiàn)象 A中沉淀溶解 B中沉淀溶解 C中沉淀溶解 D中沉淀不溶解
A、B、C、D試管中的離子方程式 A：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O B：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ C：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O D：不反應(yīng)
結(jié)論 Al(OH)3是兩性氫氧化物，其堿性弱于Mg(OH)2(中強(qiáng)堿)，更弱于NaOH(強(qiáng)堿)，則金屬性：Na>Mg>Al
【問題討論】
問題1　根據(jù)實(shí)驗(yàn)1你能寫出相關(guān)的化學(xué)方程式嗎？由此可以判斷鈉和鎂的金屬性強(qiáng)弱關(guān)系嗎？
提示　Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，結(jié)合Na與水的反應(yīng)的現(xiàn)象，Na與水反應(yīng)置換H2比Mg容易，則金屬性：Na>Mg。
問題2　從這實(shí)驗(yàn)2兩組實(shí)驗(yàn)對比中你能得出什么結(jié)論？
提示　NaOH是強(qiáng)堿，Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物；元素金屬性：Na>Mg>Al。
【探究歸納】
1.兩性氫氧化物
既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且均生成鹽和水的氫氧化物。如Al(OH)3既能溶于鹽酸又能溶于NaOH溶液。
2.元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到右)(主族元素) 同主族(從上到下)
原子結(jié)構(gòu) 電子層數(shù) 相同 依次增加
最外層電子數(shù) 依次增加 相同
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
主要化合價(jià) 一般從＋1→＋7(O、F除外)，從－4→－1 最高正化合價(jià)＝族序數(shù)(O、F除外)
元素 的性質(zhì) 得電子能力 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
非金屬性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
離子 陽離子氧化性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
陰離子還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
簡單氫化物 穩(wěn)定性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
最高價(jià)氧化物 對應(yīng)的水化物 酸性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
堿性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
注意　(1)元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱實(shí)質(zhì)是得失電子的難易。比較化學(xué)變化中元素原子得失電子的難易，即可比較元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱。
(2)元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱與元素原子得失電子的數(shù)目無關(guān)。如1個(gè)Na原子在反應(yīng)中失去1個(gè)電子，1個(gè)Al原子在反應(yīng)中失去3個(gè)電子，但是元素金屬性：Na>Al。
1.隨著原子序數(shù)的遞增，下列敘述正確的是(　　)
A.第二周期元素的最高正化合價(jià)由＋1價(jià)→＋7價(jià)→0價(jià)
B.第三周期非金屬元素氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱
C.堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱
D.鹵族元素的原子半徑逐漸增大
答案　D
解析　第二周期中，O沒有最高正化合價(jià)、F沒有正價(jià)，則第二周期元素的最高正化合價(jià)由＋1價(jià)→＋5價(jià)，故A錯(cuò)誤；第三周期，隨原子序數(shù)增大，非金屬性增強(qiáng)，則非金屬元素氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；堿金屬元素，隨原子序數(shù)增大，金屬性增強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性逐漸增強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；鹵族元素隨原子序數(shù)增大，電子層數(shù)增多，則原子半徑增大，D正確。
2.下列關(guān)系正確的是(　　)
A.原子半徑：Na＜Cl
B.金屬性：K＜Na
C.酸性：H3PO4＞H2SO4
D.穩(wěn)定性：HBr＜HCl
答案　D
解析　A項(xiàng)，同周期主族元素半徑從左到右遞減，所以原子半徑Na＞Cl，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，同主族金屬性從上到下遞增，所以金屬性K＞Na，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同周期非金屬性從左到右遞增，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性也遞增，所以酸性H3PO4＜H2SO4，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，同主族非金屬性從上到下遞減，其氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性也遞減，所以穩(wěn)定性HBr＜HCl，正確。
3.下列各組中化合物的性質(zhì)比較，不正確的是(　　)
A.酸性：HClO4>HBrO4>HIO4
B.堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.穩(wěn)定性：PH3>H2S>HCl
D.非金屬性：F>O>S
答案　C
解析　元素非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性就越強(qiáng)，非金屬性：Cl>Br>I，則酸性；HClO4>HBrO4>HIO4，A項(xiàng)正確；元素金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性就越強(qiáng)，金屬性：Na>Mg>Al，堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，B項(xiàng)正確；元素非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性：Cl>S>P，穩(wěn)定性：HCl>H2S>PH3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族元素，從上到下，非金屬性逐漸減弱；同周期主族元素，從左到右，非金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性：F>O>S，D項(xiàng)正確。
A級　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)元素性質(zhì)的周期性變化
1.在下列元素中，隨著元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化的是(　　)
①原子半徑　②化合價(jià)　③金屬性、非金屬性
④相對原子質(zhì)量
A.僅有①② B.僅有②④
C.僅有①②③ D.①②③④
答案　C
解析　①隨著原子序數(shù)的遞增，同周期主族元素的原子半徑從大到小呈現(xiàn)周期性變化(稀有氣體元素除外)；②隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正化合價(jià)從＋1價(jià)到＋7價(jià)(O、F除外)，最低負(fù)化合價(jià)從－4價(jià)到－1價(jià)重復(fù)出現(xiàn)；③隨著元素原子序數(shù)的遞增，金屬性由強(qiáng)變?nèi)酰墙饘傩杂扇踝儚?qiáng)；④隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的相對原子質(zhì)量增大，但不呈現(xiàn)周期性的變化。
2.下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越小，主族元素原子半徑越大
B.當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多，主族元素原子半徑越大
C.r(F－)r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
D.原子電子層數(shù)越多，對應(yīng)的原子半徑越大
答案　D
解析　原子電子層數(shù)越多，對應(yīng)的原子半徑不一定越大，如Li的原子半徑大于S，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.如圖表示1～18號元素原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增的變化。該圖中縱坐標(biāo)表示(　　)
A.電子層數(shù) B.最外層電子數(shù)
C.最高化合價(jià) D.原子半徑
答案　B
解析　根據(jù)1～18號元素原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析，縱坐標(biāo)表示最外層電子數(shù)。
4.已知短周期主族元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對位置如下所示，其中Y的最高化合價(jià)為＋3。
(1)M、X、Y形成的簡單離子半徑由大到小關(guān)系為______________。(用相應(yīng)離子符號回答)
(2)比較Q、R形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性____________________ 。(用相應(yīng)化學(xué)式回答)
(3)比較X、Y最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性____________________ 。(用相應(yīng)化學(xué)式回答)
(4)寫出Y與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________
__________________________________________________________________。
答案　(1)N3－>Mg2＋>Al3＋　(2)HCl>H2S
(3)Mg(OH)2>Al(OH)3
(4)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
解析　根據(jù)短周期元素在周期表中的相對位置可知，Z、M位于第二周期，X、Y、Q、R位于第三周期，其中Y的最高化合價(jià)為＋3，說明位于第ⅢA族，則Y為Al，結(jié)合各元素的相對位置可知，X為Mg、Z為C、M為N、Q為S、R為Cl元素。(1)電子層數(shù)越多離子半徑越大，電子層數(shù)相同的核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則離子半徑：N3－>Mg2＋>Al3＋；(2)Q為S，R為Cl元素，同周期主族元素從左到右非金屬性增強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)，則非金屬性：SAl，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；(4)Y為Al元素，Al能夠與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和Fe。
(二)同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
5.下列說法能說明金屬性：Na>Al的是(　　)
A.Na最外層有一個(gè)電子，Al最外層有3個(gè)電子
B.Na能與冷水反應(yīng)，而Al不能
C.Na的熔、沸點(diǎn)低于Al的
D.Na能從AlCl3的溶液中把Al置換出來
答案　B
解析　金屬性的強(qiáng)弱與最外層電子數(shù)的多少無對應(yīng)關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可以通過金屬與水反應(yīng)生成氫氣的難易程度判斷金屬性的強(qiáng)弱，B項(xiàng)正確；熔、沸點(diǎn)的高低與金屬性的強(qiáng)弱無對應(yīng)關(guān)系，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Na進(jìn)入鹽溶液中首先與水反應(yīng)，因此Na不能從AlCl3的溶液中置換出Al，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
6.下列實(shí)驗(yàn)不能作為判斷依據(jù)的是(　　)
A.鈉和鎂分別與冷水反應(yīng)，判斷鈉和鎂金屬性強(qiáng)弱
B.比較Mg(OH)2與Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱，判斷鎂與鋁的金屬性強(qiáng)弱
C.往硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，判斷碳酸與硅酸的酸性強(qiáng)弱
D.根據(jù)HF和HCl的水溶液的酸性強(qiáng)弱判斷氟與氯的非金屬性的強(qiáng)弱
答案　D
解析　A項(xiàng)，鈉與冷水比鎂與冷水反應(yīng)劇烈，因此鈉的金屬性強(qiáng)于鎂，正確；B項(xiàng)，金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)堿的堿性越強(qiáng)，鎂的金屬性強(qiáng)于鋁，則堿性Mg(OH)2>Al(OH)3，正確；C項(xiàng)，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理，往硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，說明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的酸性，正確；D項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，而鹽酸是強(qiáng)酸，但氟的非金屬性要比氯的非金屬性強(qiáng)，錯(cuò)誤。
7.下列有關(guān)敘述中，能說明非金屬元素M與N的非金屬性強(qiáng)的是(　　)
A.非金屬單質(zhì)N能從M的化合物中置換出非金屬單質(zhì)M
B.M原子比N原子容易得到電子
C.氣態(tài)氫化物水溶液的酸性HmM>HnN
D.氧化物水化物的酸性HmMOx>HnNOy
答案　B
解析　A.非金屬單質(zhì)N能從M的化合物中置換出非金屬單質(zhì)M，則氧化性N>M，說明非金屬性N強(qiáng)于M，故A錯(cuò)誤；B.M原子比N原子容易得到電子，說明非金屬性M強(qiáng)于N，故B正確；C.非金屬性強(qiáng)弱與氫化物的酸性沒有關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D.HmMOx、HnNOy不一定是最高價(jià)含氧酸，不能比較非金屬性強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。
8.某學(xué)習(xí)小組探究元素周期律，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，以完成非金屬性強(qiáng)弱比較的研究，下列各組實(shí)驗(yàn)中所選用試劑與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗥ヅ涞氖?　　)
實(shí)驗(yàn)序號 試劑 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明非金屬性強(qiáng)弱
a b c
① 濃鹽酸 二氧化錳 溴化鈉溶液 Cl>Br
② 濃鹽酸 碳酸鈉 硅酸鈉溶液 Cl>C>Si
③ 稀硝酸 石灰石 硅酸鈉溶液 N>C>Si
④ 稀硫酸 純堿 硅酸鈉溶液 S>C>Si
A.④ B.①②④
C.①③ D.③④
答案　A
解析　濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，需要加熱，故①不選；鹽酸是無氧酸，鹽酸的酸性強(qiáng)于碳酸，不能證明非金屬性：Cl>C，碳酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)制取的二氧化碳中含有氯化氫，氯化氫也能和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，不能說明非金屬性：C>Si，故②不選；稀硝酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳，證明非金屬性：N>C，硝酸易揮發(fā)，石灰石和硝酸反應(yīng)制取的二氧化碳中含有硝酸蒸氣，硝酸蒸氣也能和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，不能說明非金屬性：C>Si，故③不選；稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，證明非金屬性：S>C，二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，說明非金屬性：C>Si，故④選。
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
9.(2023·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)已知短周期主族元素A、B、C、D的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)
A.原子半徑：B>A>C>D
B.原子序數(shù)：d>c>b>a
C.原子的最外層電子數(shù)：C>D>A>B
D.離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋
答案　A
解析　根據(jù)題意可推知，A為Mg，B為Na，C為N，D為F。A.同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，故原子半徑：Na>Mg>N>F，A正確；B.原子序數(shù)：a>b>d>c，B錯(cuò)誤；C.對于主族元素，最外層電子數(shù)等于主族序數(shù)，故最外層電子數(shù)：F>N>Mg>Na，C錯(cuò)誤；D.Mg2＋、Na＋、N3－、F－的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故離子半徑：N3－>F－>Na＋>Mg2＋，D錯(cuò)誤。
10.五種短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)與其常見化合價(jià)的關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A.元素X只能為氫
B.原子半徑：r(Y)＞r(M)
C.Z的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物不能溶解在氫氧化鉀溶液中
D.H3MO4的酸性比HWO4的弱
答案　D
解析　X的常見化合價(jià)為＋1，其原子序數(shù)小于其他四種元素，則元素X可能為H或Li；Z的常見化合價(jià)為＋3，M的常見化合價(jià)為－3，原子序數(shù)：M＞Z，則M為P，Z為Al；W的常見化合價(jià)為－1，其原子序數(shù)最大，則W為Cl，Y為＋5價(jià)，原子序數(shù)小于Z(Al)，則Y為P。元素X可能為H或Li，A項(xiàng)錯(cuò)誤；N和P為同主族元素，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，則原子半徑：r(N)＜r(P)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Al(OH)3為兩性氫氧化物，能溶解在KOH溶液中，C項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性：P＜Cl，故它們的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性：H3PO4＜HClO4，D項(xiàng)正確。
11.如圖表示部分短周期元素的原子半徑和最高正價(jià)、最低負(fù)價(jià)隨原子序數(shù)的變化情況，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.最高正價(jià)的順序：g>c>b
B.形成的簡單離子半徑：d>e>b>c
C.d與c形成的化合物中陰、陽離子個(gè)數(shù)比一定為1∶2
D.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：g答案　C
解析　由原子半徑大小可知，a、b、c位于第二周期，d、e、f、g位于第三周期，結(jié)合化合價(jià)可知，a為C，b為N，c為O，d為Na，e為Al，f為S，g為Cl。Cl的最高正價(jià)為＋7價(jià)，N的最高正價(jià)為＋5價(jià)，O沒有最高正價(jià)，故A錯(cuò)誤；核外電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則簡單離子半徑：b>c>d>e，故B錯(cuò)誤；鈉元素與氧元素可以形成氧化鈉和過氧化鈉，陰、陽離子個(gè)數(shù)比均為1∶2，故C正確；非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：Cl>S>C，因此簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：g>f>a，故D錯(cuò)誤。
12.(1)下列曲線分別表示元素某種性質(zhì)與核電荷數(shù)的關(guān)系(Z為核電荷數(shù)，Y為元素的有關(guān)性質(zhì))，把與下面的元素有關(guān)性質(zhì)相符合的曲線的標(biāo)號填入相應(yīng)括號中。
①第ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)________。
②第ⅦA族元素單質(zhì)的沸點(diǎn)________。
③第三周期元素的最高化合價(jià)________。
④第二周期元素Be、B、C、N、O的原子半徑________。
(2)比較下列性質(zhì)(用“>”“＝”或“<”填空)
①氧化性：Cl2________Br2。
②還原性：H2S________HCl。
③堿性：Mg(OH)2________Al(OH)3。
④穩(wěn)定性：H2S________H2O。
(3)元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是________。
A.元素原子半徑大小呈周期性變化
B.元素的相對原子質(zhì)量依次遞增
C.元素原子核外電子排布呈周期性變化
D.元素的最高正化合價(jià)呈周期性變化
答案　(1)①a　②e　③e　④b　(2)①>　②>　③>　④<　(3)C
解析　(1)①第ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)均相同，都是2個(gè)，故選a；②第ⅦA族元素單質(zhì)的沸點(diǎn)依次升高，故選e；③第三周期元素的最高化合價(jià)隨著原子序數(shù)增大而增大，故選e；④同一周期主族元素從左到右，原子半徑減小，第二周期元素Be、B、C、N、O的原子半徑依次減小，故選b；(2)①氯元素的非金屬性大于溴元素，非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，因此單質(zhì)的氧化性：Cl2>Br2；②非金屬性：SHCl；③鎂元素的金屬性大于鋁元素，金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；④氧元素的非金屬性強(qiáng)于硫元素，非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，氫化物的穩(wěn)定性：H2S13.某同學(xué)為了驗(yàn)證元素周期律相關(guān)的結(jié)論，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①將氯氣通入Na2S溶液中 有淡黃色固體(S)生成
②取一小塊金屬鎂，用砂紙磨去表面的氧化膜后，放入試管中，加入2 mL水，觀察現(xiàn)象，記錄為現(xiàn)象Ⅰ，過一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現(xiàn)象，記錄為現(xiàn)象Ⅱ 現(xiàn)象Ⅰ：無明顯變化 現(xiàn)象Ⅱ：金屬鎂逐漸溶解，有氣體生成
③將溴水滴入NaI溶液中，充分反應(yīng)后加入淀粉溶液 溶液變藍(lán)
④將一小塊金屬鈉放入冷水中 鈉浮在水面上，熔成小球，四處游動(dòng)，逐漸消失
回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________
___________________________________________________________________。
由實(shí)驗(yàn)①可知，Cl、S的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______(用元素符號表示，下同)。由實(shí)驗(yàn)③可知，Br、I的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______。
(2)由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④知，堿性：NaOH________(填“>”或“<”)Mg(OH)2。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同主族元素自上而下，元素的非金屬性逐漸____________(填“增強(qiáng)”或“減弱”，下同)；同周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，金屬性逐漸________，非金屬性逐漸________。由此可知，H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______________________________(填化學(xué)式，下同)，常見簡單氣態(tài)氫化物NH3、H2O、HF、H2S中穩(wěn)定性最強(qiáng)的是________。
答案　(1)S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓　Cl>S　Br>I
(2)>　(3)減弱　減弱　增強(qiáng)　HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3　HF
解析　(1)將氯氣通入Na2S溶液中，氯氣將S2－氧化成S單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓，單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，元素非金屬性越強(qiáng)，故非金屬性：Cl>S；實(shí)驗(yàn)③中將溴水滴入NaI溶液中，充分反應(yīng)后加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)，說明Br2將I－氧化成I2，非金屬性：Br>I。(2)實(shí)驗(yàn)②現(xiàn)象可以表明Mg與冷水不反應(yīng)，與熱水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)④中Na與冷水劇烈反應(yīng)，由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④中反應(yīng)的劇烈程度可知，Na與水反應(yīng)比Mg與水反應(yīng)更劇烈，則金屬性：Na>Mg，由此可知，堿性：NaOH>Mg(OH)2。(3)由實(shí)驗(yàn)分析可知，非金屬性：Br>I，由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同主族元素自上而下，元素的非金屬性逐漸減弱；金屬性：MgH2SO4>H3PO4>H2SiO3；非金屬性：F>O>N>S，元素非金屬性越強(qiáng)，簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，穩(wěn)定性最強(qiáng)的是HF。第二節(jié)　元素周期律
基礎(chǔ)課時(shí)25　元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
學(xué)習(xí)目標(biāo)　 1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化規(guī)律。2.以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例,會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律,會(huì)比較元素的金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱。
一、元素性質(zhì)的周期性變化
　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.原子核外電子排布的周期性變化
以原子序數(shù)為1~18的元素為例,探究原子最外層電子數(shù)的變化,圖示如下:
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)　　　　　　的周期性變化(第一周期除外)。
2.原子半徑的周期性變化
以第二、三周期元素為例,探究元素的原子半徑的變化,圖示如下:
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的原子半徑呈現(xiàn)　　　　　　的周期性變化。
3.元素化合價(jià)的周期性變化
以原子序數(shù)為1~18的元素為例,探究元素化合價(jià)的變化,圖示如下:
規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的化合價(jià)呈　　　　　　　　變化,即每周期,最高正價(jià)為　　　　　　(O無最高正價(jià)、F無正價(jià)),負(fù)價(jià)為　　　　　　。
4.結(jié)論
同周期,隨著　　　　　　　　的遞增,元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)都呈現(xiàn)　　　　　　的變化。
(二)互動(dòng)探究
材料1　人體和地球一樣,也是由各種化學(xué)元素組成的,如人的大腦中含有豐富的鈉、鉀、鎂等元素,骨筋和骨組織中含有豐富的鋰、鎂、鉀等元素。
材料2　下圖表示短周期主族元素原子半徑的周期性變化。
查閱資料知,原子半徑的大小取決于兩個(gè)因素:一個(gè)因素是電子層數(shù),一般電子層數(shù)越多,原子半徑越大;另一個(gè)因素是核電荷數(shù),電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,原子半徑越小。
【問題討論】
問題1　如何判斷H、Li、Na、K原子半徑的大小 理由是什么
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題2　為什么同周期元素的原子半徑會(huì)隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小呢
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題3　主族元素的最高化合價(jià)等于其族序數(shù),這句話對嗎 為什么
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題4　如何比較Na+、Mg2+、Al3+半徑的大小
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.主族元素主要化合價(jià)的確定方法
(1)最高正價(jià)=主族序數(shù)=最外層電子數(shù)(O、F除外)。
(2)最低負(fù)價(jià)=最高正價(jià)-8(H、O、F除外)。
(3)H的最高價(jià)為+1,最低價(jià)為-1;O無最高正價(jià);F無正化合價(jià)。
2.“三看”比較簡單粒子半徑
影響粒子半徑的因素有電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)。在比較粒子半徑時(shí),一般先看電子層數(shù),再看核電荷數(shù),最后看核外電子數(shù)。
一看電子層數(shù):電子層數(shù)不同、最外層電子數(shù)相同時(shí),核外電子層數(shù)越多,半徑越大,如r(F)二看核電荷數(shù):電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小,如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl),r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
三看核外電子數(shù):核電荷數(shù)相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大,如r(Na+)r(Cl)。
1.原子序數(shù)為3~10的元素,隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是 (　　)
A.電子層數(shù) B.核外電子數(shù)
C.原子半徑 D.化合價(jià)
2.下列各組元素中,按從左到右的順序,原子序數(shù)遞增,元素的最高正化合價(jià)也遞增的是 (　　)
A.C、N、O、F B.Na、Be、B、C
C.P、S、Cl、Ar D.Na、Mg、Al、Si
3.下列各組粒子,按半徑由大到小的順序排列正確的是 (　　)
A.Mg、Ca、K、Na B.S2-、Cl-、K+、Na+
C.Br-、Br、Cl、S D.Na+、Al3+、Cl-、F-
二、同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
　　　　　　　　　　　　　　　　
(一)知識梳理
1.第三周期元素性質(zhì)的遞變
(1)鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱比較
結(jié)論:隨著核電荷數(shù)的增大,第三周期金屬元素的單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)越來越難,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越來越弱。
(2)Si、P、S、Cl的非金屬性的遞變規(guī)律
元素 Si P S Cl
最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性 H2SiO3 弱酸 H3PO4 中強(qiáng)酸 H2SO4 強(qiáng)酸 HClO4 強(qiáng)酸
酸性:H2SiO3單質(zhì)與H2 反應(yīng)的條件 高溫 磷蒸氣與H2 能反應(yīng) 加熱 光照或 點(diǎn)燃
氫化物的 穩(wěn)定性 SiH4非金屬性 由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椤　　　　?
(3)同周期主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律
同一周期從左到右,主族元素原子核電荷數(shù)依次增大,金屬性逐漸　　　　　　,非金屬性逐漸　　　　　　。
2.元素周期律
(1)含義:元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。
(2)實(shí)質(zhì):元素性質(zhì)的周期性變化是　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　周期性變化的必然結(jié)果。
(二)互動(dòng)探究
實(shí)驗(yàn)1　Na、Mg元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬與水反應(yīng)置換出H2的難易程度
操作
現(xiàn)象 鎂條表面附著少量氣泡 劇烈反應(yīng),溶液變成淺紅色
化學(xué)反應(yīng) - Mg+2H2O===Mg(OH)2+H2↑
結(jié)論 結(jié)合Na與水的反應(yīng)的現(xiàn)象,Na與水反應(yīng)置換H2比Mg容易,則金屬性:Na>Mg
實(shí)驗(yàn)2　Mg、Al元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱
物質(zhì) Al(OH)3 Mg(OH)2
操作
現(xiàn)象 A中沉淀溶解 B中沉淀溶解 C中沉淀溶解 D中沉淀不溶解
A、B、C、D 試管中的 離子方 程式 A:Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O B:Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]- C:Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O D:不反應(yīng)
結(jié)論 Al(OH)3是兩性氫氧化物,其堿性弱于Mg(OH)2(中強(qiáng)堿),更弱于NaOH(強(qiáng)堿),則金屬性:Na>Mg>Al
【問題討論】
問題1　根據(jù)實(shí)驗(yàn)1你能寫出相關(guān)的化學(xué)方程式嗎 由此可以判斷鈉和鎂的金屬性強(qiáng)弱關(guān)系嗎
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
問題2　從這實(shí)驗(yàn)2兩組實(shí)驗(yàn)對比中你能得出什么結(jié)論
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　
【探究歸納】
1.兩性氫氧化物
既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng),且均生成鹽和水的氫氧化物。如Al(OH)3既能溶于鹽酸又能溶于NaOH溶液。
2.元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到 右)(主族元素) 同主族 (從上到下)
原子 結(jié)構(gòu) 電子 層數(shù) 相同 依次增加
最外層 電子數(shù) 依次增加 相同
原子 半徑 逐漸減小 逐漸增大
主要化合價(jià) 一般從+1→+7(O、F除外),從-4→-1 最高正化合價(jià)=族序數(shù)(O、F除外)
元素 的性質(zhì) 得電子 能力 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
失電子 能力 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
非金 屬性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
離子 陽離子 氧化性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
陰離子 還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
簡單 氫化物 穩(wěn)定性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
最高價(jià) 氧化物 對應(yīng)的 水化物 酸性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
堿性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
注意　(1)元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱實(shí)質(zhì)是得失電子的難易。比較化學(xué)變化中元素原子得失電子的難易,即可比較元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱。
(2)元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱與元素原子得失電子的數(shù)目無關(guān)。如1個(gè)Na原子在反應(yīng)中失去1個(gè)電子,1個(gè)Al原子在反應(yīng)中失去3個(gè)電子,但是元素金屬性:Na>Al。
1.隨著原子序數(shù)的遞增,下列敘述正確的是 (　　)
A.第二周期元素的最高正化合價(jià)由+1價(jià)→+7價(jià)→0價(jià)
B.第三周期非金屬元素氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱
C.堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱
D.鹵族元素的原子半徑逐漸增大
2.下列關(guān)系正確的是 (　　)
A.原子半徑:NaB.金屬性:KC.酸性:H3PO4>H2SO4
D.穩(wěn)定性:HBr3.下列各組中化合物的性質(zhì)比較,不正確的是 (　　)
A.酸性:HClO4>HBrO4>HIO4
B.堿性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.穩(wěn)定性:PH3>H2S>HCl
D.非金屬性:F>O>S
:課后完成　第四章　基礎(chǔ)課時(shí)25(共59張PPT)
第二節(jié)　元素周期律
第四章　物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
基礎(chǔ)課時(shí) 　元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
25
1.了解元素原子核外電子排布、原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化規(guī)律。2.以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯為例，會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究同周期元素性質(zhì)的變化規(guī)律，會(huì)比較元素的金屬性或非金屬性的強(qiáng)弱。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
一、元素性質(zhì)的周期性變化
二、同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
目
錄
CONTENTS
課后鞏固訓(xùn)練
一、元素性質(zhì)的周期性變化
對點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識梳理
1.原子核外電子排布的周期性變化
以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究原子最外層電子數(shù)的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)__________的周期性變化(第一周期除外)。
由1到8
2.原子半徑的周期性變化
以第二、三周期元素為例，探究元素的原子半徑的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子半徑呈現(xiàn)__________的周期性變化。
由大到小
3.元素化合價(jià)的周期性變化
以原子序數(shù)為1～18的元素為例，探究元素化合價(jià)的變化，圖示如下：
規(guī)律：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價(jià)呈________變化，即每周期，最高正價(jià)為____________ (O無最高正價(jià)、F無正價(jià))，負(fù)價(jià)為____________。
周期性
＋1→＋7
－4→－1
4.結(jié)論
同周期，隨著__________的遞增，元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)都呈現(xiàn)________的變化。
原子序數(shù)
周期性
(二)互動(dòng)探究
材料1　人體和地球一樣，也是由各種化學(xué)元素組成的，如人的大腦中含有豐富的鈉、鉀、鎂等元素，骨筋和骨組織中含有豐富的鋰、鎂、鉀等元素。
材料2　下圖表示短周期主族元素原子半徑的周期性變化。
查閱資料知，原子半徑的大小取決于兩個(gè)因素：一個(gè)因素是電子層數(shù)，一般電子層數(shù)越多，原子半徑越大；另一個(gè)因素是核電荷數(shù)，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，原子半徑越小。
【問題討論】
問題1　如何判斷H、Li、Na、K原子半徑的大小？理由是什么？
提示　H、Li、Na、K原子最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，故原子半徑依次增大。
問題2　為什么同周期元素的原子半徑會(huì)隨著原子序數(shù)的遞增而逐漸減小呢？
提示　同一周期元素的原子電子層數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子核對核外電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，故原子半徑逐漸減小。
問題3　主族元素的最高化合價(jià)等于其族序數(shù)，這句話對嗎？為什么？
提示　不對。主族元素形成最高化合價(jià)時(shí)，失去(或偏移)最外層的全部電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，但O、F元素因原子半徑很小，非金屬性很強(qiáng)，所以在反應(yīng)中不能失去(或偏移)最外層的全部電子，故O元素沒有最高正化合價(jià)、F元素?zé)o正價(jià)。
問題4　如何比較Na＋、Mg2＋、Al3＋半徑的大小？
提示　Na＋、Mg2＋、Al3＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，核外電子數(shù)相同，核電荷數(shù)逐漸增大，離子半徑逐漸減小。
【探究歸納】
1.主族元素主要化合價(jià)的確定方法
(1)最高正價(jià)＝主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)(O、F除外)。
(2)最低負(fù)價(jià)＝最高正價(jià)－8(H、O、F除外)。
(3)H的最高價(jià)為＋1，最低價(jià)為－1；O無最高正價(jià)；F無正化合價(jià)。
影響粒子半徑的因素有電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)。在比較粒子半徑時(shí)，一般先看電子層數(shù)，再看核電荷數(shù)，最后看核外電子數(shù)。
一看電子層數(shù)：電子層數(shù)不同、最外層電子數(shù)相同時(shí)，核外電子層數(shù)越多，半徑越大，如r(F)二看核電荷數(shù)：電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大，半徑越小，如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)，r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。
三看核外電子數(shù)：核電荷數(shù)相同時(shí)，核外電子數(shù)越多，半徑越大，如
r(Na＋)r(Cl)。
2.“三看”比較簡單粒子半徑
1.原子序數(shù)為3～10的元素，隨著核電荷數(shù)的遞增而逐漸增大的是(　　)
A.電子層數(shù) B.核外電子數(shù) C.原子半徑 D.化合價(jià)
解析　A項(xiàng)，原子序數(shù)為3～10的元素為第二周期的8種元素，原子的電子層數(shù)都為2；C項(xiàng)，除了10號稀有氣體元素原子外，3～9號元素原子的核電荷數(shù)越大，原子半徑越小；D項(xiàng)，氧無最高正價(jià)、氟無正價(jià)。
B
2.下列各組元素中，按從左到右的順序，原子序數(shù)遞增，元素的最高正化合價(jià)也遞增的是(　　)
A.C、N、O、F B.Na、Be、B、C
C.P、S、Cl、Ar D.Na、Mg、Al、Si
解析　A項(xiàng)和C項(xiàng)原子序數(shù)遞增，而A項(xiàng)中F無正價(jià)，C項(xiàng)中Ar的化合價(jià)為0價(jià)；B項(xiàng)中的原子序數(shù)不完全呈遞增趨勢；D項(xiàng)中原子序數(shù)和最高正化合價(jià)均呈遞增趨勢。
D
3.下列各組粒子，按半徑由大到小的順序排列正確的是(　　)
A.Mg、Ca、K、Na B.S2－、Cl－、K＋、Na＋
C.Br－、Br、Cl、S D.Na＋、Al3＋、Cl－、F－
解析　K、Ca原子分別比Na、Mg原子多1個(gè)電子層，有r(K)>r(Ca)>r(Na)>r(Mg)，A錯(cuò)誤；S2－、Cl－、K＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)越小，離子半徑越大，又因K＋比Na＋多1個(gè)電子層，故有r(S2－)>r(Cl－) >r(K＋)>r(Na＋)，B正確；Br－比Br多1個(gè)電子，Br原子比Cl原子多1個(gè)電子層，故r(Br－)>r(Br)>r(Cl)，但r(Cl)r(F－)>r(Na＋)>r(Al3＋)，D錯(cuò)誤。
B
二、同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
對點(diǎn)訓(xùn)練
(一)知識梳理
1.第三周期元素性質(zhì)的遞變
(1)鈉、鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱比較
結(jié)論：隨著核電荷數(shù)的增大，第三周期金屬元素的單質(zhì)與水(或酸)反應(yīng)越來越難，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越來越弱。
Na、Mg、Al
NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3
Na、Mg、Al
(2)Si、P、S、Cl的非金屬性的遞變規(guī)律
元素 Si P S Cl
最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性 H2SiO3弱酸 H3PO4中強(qiáng)酸 H2SO4強(qiáng)酸 HClO4強(qiáng)酸
酸性：H2SiO3單質(zhì)與H2反應(yīng)的條件 高溫 磷蒸氣與H2能反應(yīng) 加熱 光照或點(diǎn)燃
氫化物的穩(wěn)定性 SiH4非金屬性 由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開___________________
Cl、S、P、Si
(3)同周期主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律
同一周期從左到右，主族元素原子核電荷數(shù)依次增大，金屬性逐漸______，非金屬性逐漸______。
減弱
增強(qiáng)
2.元素周期律
(1)含義：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。
(2)實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是________________________周期性變化的必然結(jié)果。
元素原子的核外電子排布
(二)互動(dòng)探究
實(shí)驗(yàn)1　Na、Mg元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬與水反應(yīng)置換出H2的難易程度
操作
現(xiàn)象 鎂條表面附著少量氣泡 劇烈反應(yīng)，溶液變成淺紅色
化學(xué)反應(yīng) － Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑
結(jié)論 結(jié)合Na與水的反應(yīng)的現(xiàn)象，Na與水反應(yīng)置換H2比Mg容易，則金屬性：Na>Mg
實(shí)驗(yàn)2　Mg、Al元素金屬性強(qiáng)弱比較
原理 金屬的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性強(qiáng)弱
物質(zhì) Al(OH)3 Mg(OH)2
操作
現(xiàn)象 A中沉淀溶解 B中沉淀溶解 C中沉淀溶解 D中沉淀不溶解
A、B、C、D試管中的離子方程式 A：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O B：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ C：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
D：不反應(yīng)
結(jié)論 Al(OH)3是兩性氫氧化物，其堿性弱于Mg(OH)2(中強(qiáng)堿)，更弱于NaOH(強(qiáng)堿)，則金屬性：Na>Mg>Al
【問題討論】
問題1　根據(jù)實(shí)驗(yàn)1你能寫出相關(guān)的化學(xué)方程式嗎？由此可以判斷鈉和鎂的金屬性強(qiáng)弱關(guān)系嗎？
提示　Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑，結(jié)合Na與水的反應(yīng)的現(xiàn)象，Na與水反應(yīng)置換H2比Mg容易，則金屬性：Na>Mg。
問題2　從這實(shí)驗(yàn)2兩組實(shí)驗(yàn)對比中你能得出什么結(jié)論？
提示　NaOH是強(qiáng)堿，Mg(OH)2是中強(qiáng)堿，Al(OH)3是兩性氫氧化物；元素金屬性：Na>Mg>Al。
【探究歸納】
1.兩性氫氧化物
既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)，且均生成鹽和水的氫氧化物。如Al(OH)3既能溶于鹽酸又能溶于NaOH溶液。
2.元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律
內(nèi)容 同周期(從左到右)(主族元素) 同主族(從上到下)
原子結(jié)構(gòu) 電子層數(shù) 相同 依次增加
最外層電子數(shù) 依次增加 相同
原子半徑 逐漸減小 逐漸增大
主要化合價(jià) 一般從＋1→＋7(O、F除外)，從－4→－1 最高正化合價(jià)＝族序數(shù)(O、F除外)
內(nèi)容 同周期(從左到右)(主族元素) 同主族(從上到下)
元素 的性質(zhì) 得電子能力 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
失電子能力 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
金屬性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
非金屬性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
離子 陽離子氧化性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
陰離子還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
內(nèi)容 同周期(從左到右)(主族元素) 同主族(從上到下)
簡單氫化物 穩(wěn)定性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
最高價(jià)氧化物 對應(yīng)的水化物 酸性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱
堿性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng)
注意　(1)元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱實(shí)質(zhì)是得失電子的難易。比較化學(xué)變化中元素原子得失電子的難易，即可比較元素非金屬性和金屬性的強(qiáng)弱。
(2)元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱與元素原子得失電子的數(shù)目無關(guān)。如1個(gè)Na原子在反應(yīng)中失去1個(gè)電子，1個(gè)Al原子在反應(yīng)中失去3個(gè)電子，但是元素金屬性：Na>Al。
1.隨著原子序數(shù)的遞增，下列敘述正確的是(　　)
A.第二周期元素的最高正化合價(jià)由＋1價(jià)→＋7價(jià)→0價(jià)
B.第三周期非金屬元素氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱
C.堿金屬元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱
D.鹵族元素的原子半徑逐漸增大
解析　第二周期中，O沒有最高正化合價(jià)、F沒有正價(jià)，則第二周期元素的最高正化合價(jià)由＋1價(jià)→＋5價(jià)，故A錯(cuò)誤；第三周期，隨原子序數(shù)增大，非金屬性增強(qiáng)，則非金屬元素氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；堿金屬元素，隨原子序數(shù)增大，金屬性增強(qiáng)，則最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物堿性逐漸增強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；鹵族元素隨原子序數(shù)增大，電子層數(shù)增多，則原子半徑增大，D正確。
D
2.下列關(guān)系正確的是(　　)
A.原子半徑：Na＜Cl B.金屬性：K＜Na
C.酸性：H3PO4＞H2SO4 D.穩(wěn)定性：HBr＜HCl
解析　A項(xiàng)，同周期主族元素半徑從左到右遞減，所以原子半徑Na＞Cl，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，同主族金屬性從上到下遞增，所以金屬性K＞Na，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同周期非金屬性從左到右遞增，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性也遞增，所以酸性H3PO4＜H2SO4，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，同主族非金屬性從上到下遞減，其氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性也遞減，所以穩(wěn)定性HBr＜HCl，正確。
D
3.下列各組中化合物的性質(zhì)比較，不正確的是(　　)
A.酸性：HClO4>HBrO4>HIO4 B.堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
C.穩(wěn)定性：PH3>H2S>HCl D.非金屬性：F>O>S
解析　元素非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性就越強(qiáng)，非金屬性：Cl>Br>I，則酸性；HClO4>HBrO4>HIO4，A項(xiàng)正確；元素金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性就越強(qiáng)，金屬性：Na>Mg>Al，堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，B項(xiàng)正確；元素非金屬性越強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性：Cl>S>P，穩(wěn)定性：HCl>H2S>PH3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族元素，從上到下，非金屬性逐漸減弱；同周期主族元素，從左到右，非金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性：F>O>S，D項(xiàng)正確。
C
課后鞏固訓(xùn)練
A級　合格過關(guān)練
選擇題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意
(一)元素性質(zhì)的周期性變化
1.在下列元素中，隨著元素原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化的是(　　)
①原子半徑　②化合價(jià)　③金屬性、非金屬性 ④相對原子質(zhì)量
A.僅有①② B.僅有②④ C.僅有①②③ D.①②③④
C
解析　①隨著原子序數(shù)的遞增，同周期主族元素的原子半徑從大到小呈現(xiàn)周期性變化(稀有氣體元素除外)；②隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正化合價(jià)從＋1價(jià)到＋7價(jià)(O、F除外)，最低負(fù)化合價(jià)從－4價(jià)到－1價(jià)重復(fù)出現(xiàn)；③隨著元素原子序數(shù)的遞增，金屬性由強(qiáng)變?nèi)酰墙饘傩杂扇踝儚?qiáng)；④隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的相對原子質(zhì)量增大，但不呈現(xiàn)周期性的變化。
2.下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越小，主族元素原子半徑越大
B.當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多，主族元素原子半徑越大
C.r(F－)r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
D.原子電子層數(shù)越多，對應(yīng)的原子半徑越大
D
解析　原子電子層數(shù)越多，對應(yīng)的原子半徑不一定越大，如Li的原子半徑大于S，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.如圖表示1～18號元素原子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)隨核電荷數(shù)遞增的變化。該圖中縱坐標(biāo)表示(　　)
A.電子層數(shù) B.最外層電子數(shù) C.最高化合價(jià) D.原子半徑
解析　根據(jù)1～18號元素原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析，縱坐標(biāo)表示最外層電子數(shù)。
B
4.已知短周期主族元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相對位置如下所示，其中Y的最高化合價(jià)為＋3。
(1)M、X、Y形成的簡單離子半徑由大到小關(guān)系為______________。(用相應(yīng)離子符號回答)
(2)比較Q、R形成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性__________。(用相應(yīng)化學(xué)式回答)
(3)比較X、Y最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性____________________ 。(用相應(yīng)化學(xué)式回答)
(4)寫出Y與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。
N3－>Mg2＋>Al3＋
HCl>H2S
Mg(OH)2>Al(OH)3
解析　根據(jù)短周期元素在周期表中的相對位置可知，Z、M位于第二周期，X、Y、Q、R位于第三周期，其中Y的最高化合價(jià)為＋3，說明位于第ⅢA族，則Y為Al，結(jié)合各元素的相對位置可知，X為Mg、Z為C、M為N、Q為S、R為Cl元素。(1)電子層數(shù)越多離子半徑越大，電子層數(shù)相同的核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則離子半徑：N3－>Mg2＋>Al3＋；(2)Q為S，R為Cl元素，同周期主族元素從左到右非金屬性增強(qiáng)，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)，則非金屬性：SAl，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；(4)Y為Al元素，Al能夠與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和Fe。
(二)同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律
5.下列說法能說明金屬性：Na>Al的是(　　)
A.Na最外層有一個(gè)電子，Al最外層有3個(gè)電子
B.Na能與冷水反應(yīng)，而Al不能
C.Na的熔、沸點(diǎn)低于Al的
D.Na能從AlCl3的溶液中把Al置換出來
解析　金屬性的強(qiáng)弱與最外層電子數(shù)的多少無對應(yīng)關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可以通過金屬與水反應(yīng)生成氫氣的難易程度判斷金屬性的強(qiáng)弱，B項(xiàng)正確；熔、沸點(diǎn)的高低與金屬性的強(qiáng)弱無對應(yīng)關(guān)系，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Na進(jìn)入鹽溶液中首先與水反應(yīng)，因此Na不能從AlCl3的溶液中置換出Al，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
B
6.下列實(shí)驗(yàn)不能作為判斷依據(jù)的是(　　)
A.鈉和鎂分別與冷水反應(yīng)，判斷鈉和鎂金屬性強(qiáng)弱
B.比較Mg(OH)2與Al(OH)3的堿性強(qiáng)弱，判斷鎂與鋁的金屬性強(qiáng)弱
C.往硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，判斷碳酸與硅酸的酸性強(qiáng)弱
D.根據(jù)HF和HCl的水溶液的酸性強(qiáng)弱判斷氟與氯的非金屬性的強(qiáng)弱
D
解析　A項(xiàng)，鈉與冷水比鎂與冷水反應(yīng)劇烈，因此鈉的金屬性強(qiáng)于鎂，正確；B項(xiàng)，金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)堿的堿性越強(qiáng)，鎂的金屬性強(qiáng)于鋁，則堿性Mg(OH)2>Al(OH)3，正確；C項(xiàng)，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理，往硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，說明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸的酸性，正確；D項(xiàng)，氫氟酸是弱酸，而鹽酸是強(qiáng)酸，但氟的非金屬性要比氯的非金屬性強(qiáng)，錯(cuò)誤。
7.下列有關(guān)敘述中，能說明非金屬元素M與N的非金屬性強(qiáng)的是(　　)
A.非金屬單質(zhì)N能從M的化合物中置換出非金屬單質(zhì)M
B.M原子比N原子容易得到電子
C.氣態(tài)氫化物水溶液的酸性HmM>HnN
D.氧化物水化物的酸性HmMOx>HnNOy
解析　A.非金屬單質(zhì)N能從M的化合物中置換出非金屬單質(zhì)M，則氧化性N>M，說明非金屬性N強(qiáng)于M，故A錯(cuò)誤；B.M原子比N原子容易得到電子，說明非金屬性M強(qiáng)于N，故B正確；C.非金屬性強(qiáng)弱與氫化物的酸性沒有關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D.HmMOx、HnNOy不一定是最高價(jià)含氧酸，不能比較非金屬性強(qiáng)弱，故D錯(cuò)誤。
B
8.某學(xué)習(xí)小組探究元素周期律，設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，以完成非金屬性強(qiáng)弱比較的研究，下列各組實(shí)驗(yàn)中所選用試劑與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嗥ヅ涞氖?　　)
實(shí)驗(yàn)序號 試劑 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鹤C明非金屬性強(qiáng)弱
a b c
① 濃鹽酸 二氧化錳 溴化鈉溶液 Cl>Br
② 濃鹽酸 碳酸鈉 硅酸鈉溶液 Cl>C>Si
③ 稀硝酸 石灰石 硅酸鈉溶液 N>C>Si
④ 稀硫酸 純堿 硅酸鈉溶液 S>C>Si
A.④ B.①②④ C.①③ D.③④
A
解析　濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)制取氯氣，需要加熱，故①不選；鹽酸是無氧酸，鹽酸的酸性強(qiáng)于碳酸，不能證明非金屬性：Cl>C，碳酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)制取的二氧化碳中含有氯化氫，氯化氫也能和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，不能說明非金屬性：C>Si，故②不選；稀硝酸和石灰石反應(yīng)生成二氧化碳，證明非金屬性：N>C，硝酸易揮發(fā)，石灰石和硝酸反應(yīng)制取的二氧化碳中含有硝酸蒸氣，硝酸蒸氣也能和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，不能說明非金屬性：C>Si，故③不選；稀硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，證明非金屬性：S>C，二氧化碳和硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸沉淀，說明非金屬性：C>Si，故④選。
B級　素養(yǎng)培優(yōu)練
9.(2023·山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一期末)已知短周期主族元素A、B、C、D的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(　　)
A.原子半徑：B>A>C>D
B.原子序數(shù)：d>c>b>a
C.原子的最外層電子數(shù)：C>D>A>B
D.離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋
A
解析　根據(jù)題意可推知，A為Mg，B為Na，C為N，D為F。A.同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大，故原子半徑：Na>Mg>N>F，A正確；B.原子序數(shù)：a>b>d>c，B錯(cuò)誤；C.對于主族元素，最外層電子數(shù)等于主族序數(shù)，故最外層電子數(shù)：F>N>Mg>Na，C錯(cuò)誤；D.Mg2＋、Na＋、N3－、F－的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故離子半徑：N3－>F－>Na＋>Mg2＋，D錯(cuò)誤。
10.五種短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序數(shù)與其常見化合價(jià)的關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A.元素X只能為氫
B.原子半徑：r(Y)＞r(M)
C.Z的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物不能溶解
在氫氧化鉀溶液中
D.H3MO4的酸性比HWO4的弱
D
解析　X的常見化合價(jià)為＋1，其原子序數(shù)小于其他四種元素，則元素X可能為H或Li；Z的常見化合價(jià)為＋3，M的常見化合價(jià)為－3，原子序數(shù)：M＞Z，則M為P，Z為Al；W的常見化合價(jià)為－1，其原子序數(shù)最大，則W為Cl，Y為＋5價(jià)，原子序數(shù)小于Z(Al)，則Y為P。元素X可能為H或Li，A項(xiàng)錯(cuò)誤；N和P為同主族元素，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，則原子半徑：r(N)＜r(P)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Al(OH)3為兩性氫氧化物，能溶解在KOH溶液中，C項(xiàng)錯(cuò)誤；非金屬性：P＜Cl，故它們的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性：H3PO4＜HClO4，D項(xiàng)正確。
11.如圖表示部分短周期元素的原子半徑和最高正價(jià)、最低負(fù)價(jià)隨原子序數(shù)的變化情況，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A.最高正價(jià)的順序：g>c>b
B.形成的簡單離子半徑：d>e>b>c
C.d與c形成的化合物中陰、陽離子個(gè)數(shù)比一定為1∶2
D.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：gC
解析　由原子半徑大小可知，a、b、c位于第二周期，d、e、f、g位于第三周期，結(jié)合化合價(jià)可知，a為C，b為N，c為O，d為Na，e為Al，f為S，g為Cl。Cl的最高正價(jià)為＋7價(jià)，N的最高正價(jià)為＋5價(jià)，O沒有最高正價(jià)，故A錯(cuò)誤；核外電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，則簡單離子半徑：b>c>d>e，故B錯(cuò)誤；鈉元素與氧元素可以形成氧化鈉和過氧化鈉，陰、陽離子個(gè)數(shù)比均為1∶2，故C正確；非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，非金屬性：Cl>S>C，因此簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：g>f>a，故D錯(cuò)誤。
12.(1)下列曲線分別表示元素某種性質(zhì)與核電荷數(shù)的關(guān)系(Z為核電荷數(shù)，Y為元素的有關(guān)性質(zhì))，把與下面的元素有關(guān)性質(zhì)相符合的曲線的標(biāo)號填入相應(yīng)括號中。
①第ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)________。
②第ⅦA族元素單質(zhì)的沸點(diǎn)________。
③第三周期元素的最高化合價(jià)________。
④第二周期元素Be、B、C、N、O的原子半徑________。
a
e
e
b
解析　(1)①第ⅡA族元素原子的最外層電子數(shù)均相同，都是2個(gè)，故選a；②第ⅦA族元素單質(zhì)的沸點(diǎn)依次升高，故選e；③第三周期元素的最高化合價(jià)隨著原子序數(shù)增大而增大，故選e；④同一周期主族元素從左到右，原子半徑減小，第二周期元素Be、B、C、N、O的原子半徑依次減小，故選b；
(2)比較下列性質(zhì)(用“>”“＝”或“<”填空)
①氧化性：Cl2________Br2。
②還原性：H2S________HCl。
③堿性：Mg(OH)2________Al(OH)3。
④穩(wěn)定性：H2S________H2O。
(3)元素性質(zhì)呈周期性變化的決定因素是________。
A.元素原子半徑大小呈周期性變化 B.元素的相對原子質(zhì)量依次遞增
C.元素原子核外電子排布呈周期性變化 D.元素的最高正化合價(jià)呈周期性變化
>
>
>
<
C
解析　(2)①氯元素的非金屬性大于溴元素，非金屬性越強(qiáng)，單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，因此單質(zhì)的氧化性：Cl2>Br2；②非金屬性：SHCl；③鎂元素的金屬性大于鋁元素，金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，堿性：Mg(OH)2>Al(OH)3；④氧元素的非金屬性強(qiáng)于硫元素，非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)的氫化物越穩(wěn)定，氫化物的穩(wěn)定性：H2S13.某同學(xué)為了驗(yàn)證元素周期律相關(guān)的結(jié)論，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①將氯氣通入Na2S溶液中 有淡黃色固體(S)生成
②取一小塊金屬鎂，用砂紙磨去表面的氧化膜后，放入試管中，加入2 mL水，觀察現(xiàn)象，記錄為現(xiàn)象Ⅰ，過一會(huì)兒，加熱試管至液體沸騰，觀察現(xiàn)象，記錄為現(xiàn)象Ⅱ 現(xiàn)象Ⅰ：無明顯變化
現(xiàn)象Ⅱ：金屬鎂逐漸溶解，有氣體生成
③將溴水滴入NaI溶液中，充分反應(yīng)后加入淀粉溶液 溶液變藍(lán)
④將一小塊金屬鈉放入冷水中 鈉浮在水面上，熔成小球，四處游動(dòng)，逐漸消失
回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①相關(guān)反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。
由實(shí)驗(yàn)①可知，Cl、S的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______(用元素符號表示，下同)。由實(shí)驗(yàn)③可知，Br、I的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______。
(2)由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④知，堿性：NaOH________(填“>”或“<”)Mg(OH)2。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同主族元素自上而下，元素的非金屬性逐漸____________(填“增強(qiáng)”或“減弱”，下同)；同周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，金屬性逐漸________，非金屬性逐漸________。由此可知，H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開_______________________________(填化學(xué)式，下同)，常見簡單氣態(tài)氫化物NH3、H2O、HF、H2S中穩(wěn)定性最強(qiáng)的是________。
S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓
Cl>S
Br>I
>
減弱
減弱
增強(qiáng)
HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
HF
解析　(1)將氯氣通入Na2S溶液中，氯氣將S2－氧化成S單質(zhì)，反應(yīng)的離子方程式為S2－＋Cl2===2Cl－＋S↓，單質(zhì)氧化性越強(qiáng)，元素非金屬性越強(qiáng)，故非金屬性：Cl>S；實(shí)驗(yàn)③中將溴水滴入NaI溶液中，充分反應(yīng)后加入淀粉溶液，溶液變藍(lán)，說明Br2將I－氧化成I2，非金屬性：Br>I。(2)實(shí)驗(yàn)②現(xiàn)象可以表明Mg與冷水不反應(yīng)，與熱水反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)④中Na與冷水劇烈反應(yīng)，由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④中反應(yīng)的劇烈程度可知，Na與水反應(yīng)比Mg與水反應(yīng)更劇烈，則金屬性：Na>Mg，由此可知，堿性：NaOH>Mg(OH)2。
(3)由實(shí)驗(yàn)分析可知，非金屬性：Br>I，由此得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同主族元素自上而下，元素的非金屬性逐漸減弱；金屬性：MgH2SO4>H3PO4>H2SiO3；非金屬性：F>O>N>S，元素非金屬性越強(qiáng)，簡單氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，穩(wěn)定性最強(qiáng)的是HF。

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