第25讲 元素周期表 元素周期律
一、选择题（本题包括12小题，每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·通辽模拟）某元素＋1价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素处于周期表中的（ ）
A.第三周期第ⅠA族 B.第三周期第Ⅷ族
C.第四周期第Ⅷ族 D.第四周期第ⅠA族
2.下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A.酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3
B.碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C.热稳定性：H2O＞H2S＞PH3
D.非金属性：F＞O＞N
3.（2024·凉山模拟）下列关于元素周期表说法中，正确的是（ ）
A.除短周期外，其他周期都有18种元素
B.s区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素
C.基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第ⅠB族
D.第Ⅵ族是所含元素最多的族
4.已知X、Y元素同周期，且电负性：X＞Y，下列说法错误的是（ ）
A.第一电离能：Y可能大于X
B.气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
C.X、Y一定存在最高价含氧酸，且酸性：X＞Y
D.X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
5.（2024·长沙模拟）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2＋和Fe3＋渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系（可制得O2和HCOOH），下列说法中正确的是（ ）
A.第一电离能：N＞O＞C＞H
B.简单离子半径：Fe3＋＞Fe2＋
C.Fe、Cu、Pt均位于ds区
D.基态Si原子最高能级电子的电子云轮廓图为哑铃形
6.（2024·南京模拟）元素N、P、As位于周期表中第ⅤA族，下列说法正确的是（ ）
A.半径大小：r（N）＞r（P）＞r（As）
B.酸性强弱：H3AsO4＞H3PO4＞HNO3
C.热稳定性：NH3＜PH3＜AsH3
D.研究周期表中P、As附近区域元素有助于研制新品种农药
7.（2024·滨州期初统考）氨硼烷（NH3·BH3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢气：NH3·BH3＋2H2ONH4BO2＋3H2↑，下列说法不正确的是（ ）
A.原子半径：B＞N＞O＞H
B.第一电离能：N＞O＞B
C.元素的电负性：O＞N＞B
D.氢化物的稳定性：NH3＞H2O＞BH3
8.（2023·重庆高考6题）“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y（钇，原子序数比Fe大13）组成，下列说法正确的是（ ）
A.Y位于元素周期表的第ⅢB族
B.基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C.5种元素中，第一电离能最小的是Fe
D.5种元素中，电负性最大的是P
9.下列实验操作不能达到实验目的的是（ ）
选项 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溶液中分别通入氨 比较镁、铝的金属性强弱
C 测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH 比较碳、硫的非金属性强弱
D Fe、Cu分别与稀盐酸反应 比较铁、铜的金属性强弱
10.四种基态原子的价层电子排布式如下：
基态原子 X Y Z R
价层电子排布式 2s22p1 3s23p1 2s22p4 2s22p3
下列有关推断正确的是（ ）
A.原子半径：Y＞R＞Z＞X
B.第一电离能：Y＜X＜R＜Z
C.电负性：Z＞R＞X＞Y
D.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比R的强
11.（2024·长春模拟）下列有关原子结构与元素性质的叙述不正确的是（ ）
A.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
B.X、Y元素同周期且电负性：X＞Y，则第一电离能：Y＜X
C.某主族元素的逐级电离能（单位：kJ·mol－1）分别为738、1 451、7 733、10 540……据此推知该元素在第ⅡA族
D.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
12.（2024·中山期末）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，W与Z位于同一主族。下列说法正确的是（ ）
A.元素的电负性：W＞Z＞Y
B.原子半径：r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
C.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
D.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
二、非选择题（本题包括2小题）
13.1869年，俄国化学家门捷列夫编制了一份元素周期表，是化学发展史上的一个里程碑。元素周期表的意义远远超出了化学领域本身，他体现了科学规律的本质。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
B C N O
Al Si P S
Ga Ge As Se
In Sn Sb Te
Tl Pb Bi Po
（1）元素周期表中位于金属和非金属的交界处，容易找到的元素是 （填字母）。
A.制备农药的元素
B.用于制作半导体材料的元素
C.耐高温的合金元素
D.制备催化剂的元素
（2）稳定性：H2O （填“＞”或“＜”）NH3。
（3）C、N、O第一电离能的由小到大的顺序是 。
（4）硒（Se）被誉为“生命的奇效元素”，下列关于硒的描述不正确的是 （填字母）。
A.富硒大米中的“硒”指硒元素
B.最高价氧化物是SeO2
C.单质常温下呈固态
D.硒原子最外层核外电子数为6
（5）人体内产生的活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，化学家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧，此时Na2SeO3表现出 性（填“氧化”或“还原”）。
14.（2024·楚雄民族中学月考）元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
（1）请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱： 。
（2）元素⑤、⑥非金属性更强的是： （用元素符号表示），请从原子结构的角度解释：
。
（3）电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能（I1），失去第二个电子所需要的能量为第二电离能（I2），依次类推。
上图为1～19号元素第一电离能I1。
同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常，预测下列关系式中正确的是 （填字母）。
A.I1（As）＞I1（Se） B.I1（As）＜I1（Se）
C.I1（Br）＞I1（Se） D.I1（Br）＜I1（Se）
（4）Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如下表所示：
元素 Mn Fe
电离能/（kJ·mol－1） I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价层电子排布式： ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去1个电子比气态Fe2＋再失去1个电子难，对此你的解释是
。
第25讲 元素周期表 元素周期律
1.D ＋1价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则其原子的价层电子排布式为4s1，为钾元素，位于周期表第四周期第ⅠA族，属于s区元素。
2.A 元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A错误。
3.C 第六、七周期为长周期，有32种元素，A错误；s区的H元素不是金属元素，p区为ⅢA族→0族，其中Al、Sn等元素均为金属元素，B错误；基态原子的价层电子排布式为4d105s1，为银元素，位于第五周期第ⅠB族，C正确；第六、七周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系，每个系的一个空格包含了15种元素，故ⅢB族含有元素最多，D错误。
4.C X、Y元素同周期，且电负性：X＞Y，则原子序数：X＞Y，非金属性：X＞Y。同周期自左而右主族元素的第一电离能呈增大趋势，但有特殊情况，如第一电离能：N＞O，A正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，B正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，但O、F不存在最高价含氧酸，C错误；电负性大的元素在化合物中显负价，则X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，D正确。
5.D 第一电离能：H＞C，A错误；质子数相等，核外电子数越多，微粒半径越大，离子半径：Fe2＋＞Fe3＋，B错误；Fe和Pt位于d区，C错误；基态Si原子最高能级为3p，p电子的电子云轮廓图为哑铃形，D正确。
6.D 同一主族元素，从上到下核外电子层数逐渐增大，原子半径逐渐增大，A错误；非金属性：N＞P＞As，酸性：H3AsO4＜H3PO4＜HNO3，B错误；非金属性：N＞P＞As，热稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，C错误；农药中含非金属元素，所以研究周期表中P、As附近区域元素有利于研制新品种农药，D正确。
7.D 根据同周期、同主族元素的原子半径变化规律可知，原子半径：B＞N＞O＞H，A正确；同周期主族元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道处于半充满稳定状态，其第一电离能大于O，B正确；同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，故电负性：O＞N＞B，C正确；由于电负性：O＞N＞B，则氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞BH3，D错误。
8.A 钇原子序数比Fe大13，为39号元素，位于元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；钙为20号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，基态Ca原子的核外电子填充在10个轨道中，B错误；同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小，同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，5种元素中钙和钇第一电离能比铁小，C错误；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变大，同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减小，5种元素中，电负性最大的是O，D错误。
9.B A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应的难易程度，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2生成Mg（OH）2，AlCl3生成Al（OH）3，不能比较二者的金属性强弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，即可判断出H2CO3与H2SO4的酸性强弱，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
10.C 根据价层电子排布式可知，X为硼原子，Y为铝原子，Z为氧原子，R为氮原子。铝、硼、氮、氧原子半径依次减小，A错误；第一电离能：N＞O＞B＞Al，B错误；电负性：O＞N＞B＞Al，C正确；硝酸的酸性比硼酸（H3BO3）的强，D错误。
11.B 基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，故位于p区，A正确；X、Y元素同周期且电负性：X＞Y，则X的原子序数大于Y，但X的第一电离能不一定大于Y，如电负性：N＜O，第一电离能：N＞O，B错误；由元素的逐级电离能可知，第二、三电离能相差较大，说明原子最外层有2个电子，该元素处于第ⅡA族，C正确；根据同周期元素第一电离能的变化规律及原子的价层电子排布特点可知，第一电离能：Mg＜Si＜S＜P，故第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有Si，D正确。
12.C 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y的周期序数与族序数相等，则Y为Al元素；基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，则Z为Cl元素；W与Z位于同一主族，W为Br元素。电负性大小为Cl＞Br＞Al，A错误；原子半径：Al＞Cl，B错误；N的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比同周期相邻元素大，C正确；非金属性：Cl＞Br，稳定性：HCl＞HBr，D错误。
13.（1）B （2）＞ （3）C ＜O＜N （4）B （5）还原
解析：（1）在元素周期表中金属和非金属的交界处，可找到用于制作半导体材料的元素。（2）O和N是同周期元素，非金属性：N＜O，对应气态氢化物的稳定性：NH3＜H2O。（3）同周期从左到右，第一电离能呈逐渐增大的趋势，但N的2p轨道处于半满稳定态，第一电离能：O＜N。（4）A项，富硒大米中的“硒”指的是硒元素，而不是指Se单质，其中硒元素以化合态的形式存在，正确；B项，硒为第ⅥA族元素，最高价氧化物是SeO3，错误；C项，常温下O2为气态、硫为固态，依据递变性，则硒单质呈固态，正确；D项，硒为第ⅥA族元素，硒原子最外层电子数为6，正确。（5）用Na2SeO3能清除人体内的活性氧，活性氧具有氧化性，所以此时Na2SeO3表现出还原性。
14.（1）2HNO3＋Na2CO32NaNO3＋CO2↑＋H2O （2）Cl 硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子原子核对最外层电子的吸引能力强于硫原子，故非金属性更强的是Cl （3）AC （4）3d5 由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
解析：由元素在周期表中的位置可知①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为S，⑥为Cl。（1）可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素非金属性的强弱，相关反应2HNO3＋Na2CO32NaNO3＋CO2↑＋H2O。（2）⑤为S，⑥为Cl；硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子原子核对最外层电子的吸引能力强于硫原子，故非金属性更强的是Cl。（3）As、Se、Br为同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族最外层np轨道为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的第ⅥA族元素，则第一电离能：Br＞As＞Se，A、C正确。（4）Mn为25号元素，基态Mn2＋的价层电子排布式：3d5；由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。
4 / 4第25讲 元素周期表 元素周期律
课标要求
1.认识元素性质与元素在周期表中位置的关系。
2.结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，掌握元素周期律的实质。
3.了解同周期和同主族元素性质的递变规律。
4.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
5.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征，了解元素周期律（表）的应用价值。
考点一 元素周期表
1.元素周期表的结构
（1）原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝ ＝ ＝ 。
（2）元素周期表的编排原则
（3）元素周期表的结构
2.原子结构与元素周期表的关系
（1）原子结构与周期的关系
原子的最大能层数＝周期序数。
周期 能层数（n） 各周期中各元素原子价层电子排布特点 元素种数
一 1 1s1→1s2
二 2s1→2s22p6
三 3s1→3s23p6
四 4s1→→4s24p6
五 5s1→[Pd：4d10]→5s25p6
六 6s1→→6s26p6
（2）原子结构与族的关系
①主族元素的价层电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 ns1
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 ns2np5
②0族元素的价层电子排布：He为1s2；其他为ns2np6。
③过渡元素的价层电子排布：
（n－1）d1～10ns1～2（镧系、锕系元素、Pd除外）。
3.元素周期表分区
（1）按元素种类分区
①图示
②金属与非金属的分界线
a.分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、与硼、硅、砷、碲、砹、的交界处画一条虚线，即为 和非金属元素区的分界线。
b.各区位置：分界线左下方为 ，分界线右上方为 。
c.分界线附近元素的性质：既能表现出一定的 ，又能表现出一定的 。
（2）按价层电子排布分区
①图示
②各区价层电子排布特点
分区 价层电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6（除He外）
d区 （n－1）d1～9ns1～2（除Pd外）
ds区 （n－1）d10ns1～2
f区 （n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2
4.元素周期表的应用
（1）科学预测
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
（2）寻找新材料
（3）用于工农业生产
对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系，研制农药材料等。
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素。（ ）
（2）所有非金属元素都分布在p区。（ ）
（3）价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素。（ ）
（4）价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素。（ ）
（5）价层电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素。（ ）
（6）原子价层电子排布式为3d104s1的元素为ds区元素。（ ）
一 元素周期表的结构
1.具有下列特征的原子对应的元素，一定属于同一周期的是（ ）
A.最外电子层上全部都是s轨道电子
B.3p能级上电子数为奇数
C.4s能级上有2个电子
D.次外层电子数均为8
2.（2024·保山期末改编）有关元素周期表判断，下列叙述不正确的有 。
①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族
⑦同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一主族
二 元素周期表的应用
3.（2024·亳州二中期中）元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是（ ）
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以寻找合适的超导材料、磁性材料
D.可以预测未知元素的结构和性质
4.（2024·沈阳模拟）锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各种电子装置，锗（Ge）是第四周期第ⅣA族元素，位于周期表中金属区与非金属区的交界线上。下列叙述正确的是（ ）
A.锗的单质具有半导体的性能
B.锗是金属性很强的元素
C.锗化氢（GeH4）稳定性很强
D.锗酸（H4GeO4）是难溶于水的强酸
考点二 元素周期律
1.元素周期律
2.主族元素性质的周期性变化规律
项目 同周期 （从左到右） 同主族 （从上到下）
原子 结构 电子层数
最外层电子数 依次增加
原子半径 逐渐增大
元素 性质 金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
化合价 最高正化合价：＋1价→＋7价（第一周期、O、F除外），负化合价＝ （H为－1价） 相同，最高正化合价＝ （O、F除外）
化合 物性 质 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性 碱性 酸性 碱性
简单气态氢化物的稳定性
3.电离能
（1）含义（第一电离能）
气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 ，符号： ，单位： 。
（2）变化规律
①同周期元素：从左往右，元素第一电离能呈 的趋势，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐 。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
（3）应用
①判断元素金属性的强弱
一般情况下，电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之，金属性越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In＋1 In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素的I2 I1，所以钠元素的化合价为＋1价。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。
4.电负性
（1）含义
不同元素的原子 的大小。元素的电负性越大，表示其原子对键合电子的吸引力 。
（2）计算标准
以氟的电负性为 和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性（稀有气体元素未计）。
（3）变化规律
①在元素周期表中，同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐 ，同主族元素从上至下，元素的电负性逐渐 。
②金属元素的电负性一般 ，非金属元素的电负性一般 ，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。
（4）重要应用
5.对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如，Li2CO3、MgCO3都微溶于水，Be（OH）2、Al（OH）3都具有两性等。
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能。（ ）
（2）C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞F＞C。（ ）
（3）元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，金属性越强。（ ）
（4）元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。（ ）
（5）元素Mn与O中，第一电离能较大的是O。（ ）
（6）元素气态氢化物越稳定，其水溶液的酸性越强，元素的非金属性越强。（ ）
一 粒子半径大小的判断
1.比较下列粒子半径大小（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）Si N F。
（7）Fe Fe2＋ Fe3＋。
（8）H－ Li＋ H＋。
判断粒子半径大小的方法
二 金属性、非金属性强弱的判断
2.（2023·天津高考5题）下列性质不能用于判断C、Si的非金属性强弱的是（ ）
A.元素的电负性
B.最高价氧化物的熔点
C.简单氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性
3.根据元素周期律比较下列各组性质（用“＞”或“＜”填空）。
（1）金属性：K Na Mg；
非金属性：F O S。
（2）碱性：Mg（OH）2 Ca（OH）2 KOH。
（3）酸性：HClO4 H2SO4 HClO。
（4）热稳定性：CH4 NH3 H2O。
（5）还原性：HBr HCl，I－ S2－。
判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
（1）金属性
①金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠左，同一主族越靠下，金属性越强。
②金属单质之间的置换，如Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu，则金属性：Fe＞Cu。
③单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强。
④单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强。
⑤最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。
（2）非金属性
①非金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠右（稀有气体元素除外），同一主族越靠上，非金属性越强。
②非金属单质之间的置换，Cl2能从KBr溶液中置换出Br2，非金属性：Cl＞Br。
③与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。
④最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。
三 电离能、电负性的大小比较及应用
4.（2024·吴忠模拟）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是（ ）
A.最高正化合价：④＞③＝②＞①
B.电负性：④＞③＞②＞①
C.原子半径：④＞③＞②＞①
D.第一电离能：④＞③＞②＞①
5.（1）（2023·北京高考节选）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：
。
（2）（2022·河北高考节选）Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是 ，原因是
。
判断电离能大小的规范描述
（1）从原子核对最外层电子的吸引力来分析判断电离能大小。
答题模板：A原子比B原子的半径大，且A原子的核电荷数比B原子的小，所以A原子对最外层电子的吸引力小于B， 故第一电离能A小于B。
（2）从电离能与原子轨道的半充满、全充满稳定态角度分析判断电离能大小。
答题模板：A原子的价层电子排布式为×××，××能级处于半充满（全充满）结构，比较稳定，难失电子，×××电离能大。
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·安徽高考）基态原子的第一电离能：Cl＞P。（ ）
（2）（2024·湖北高考）元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律。（ ）
（3）（2024·湖北高考）电负性：H＞S。（ ）
（4）（2024·河北高考）原子半径：H＜C＜N。（ ）
（5）（2024·甘肃高考）原子半径：O＜N＜C。（ ）
（6）（2024·甘肃高考）第一电离能：C＜N＜O。（ ）
（7）（2024·广东高考）Fe位于元素周期表p区。（ ）
（8）（2024·北京高考）依据第二周期主族元素电负性依次增大，可推断它们的第一电离能依次增大。（ ）
（9）（2023·广东高考）“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，Xe是第ⅠA族元素。（ ）
2.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2023·全国乙卷）原子半径大小为Mg＞O＞C。（ ）
（2）（2023·湖南高考）电负性：O＞F＞P＞Ca。（ ）
（3）（2023·浙江1月选考）最高正价：N＜O。（ ）
（4）（2022·湖南高考）非金属性：O＞C＞Si。（ ）
（5）（2022·湖南高考）原子序数为82的元素与Si位于同一主族。（ ）
（6）（2022·海南高考）钠元素与钾元素的原子序数相差18。（ ）
（7）（2023·海南高考）原子Ti、Nb、Cr、Sn均属于第四周期元素，均属于过渡元素。（ ）
3.（2024·上海高考1题）下列关于氟元素的性质说法正确的是（ ）
A.原子半径最小 B.原子第一电离能最大
C.元素的电负性最强 D.最高正化合价为＋7
4.按要求填写下列空白。
（1）（2024·河北高考）铜位于元素周期表第 周期第 族。
（2）（2024·山东高考）Mn在元素周期表中位于第 周期 族。
（3）（2024·全国甲卷）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是 。
（4）（2023·全国乙卷）橄榄石的化学式为MgxFe2－xSiO4，橄榄石中，各元素电负性大小顺序为 。
（5）（2023·天津高考）Cu＋和Cu2＋中半径较大的是 。
（6）（2022·山东高考）Ni在元素周期表中的位置为 。
（7）（2022·湖南高考）富马酸亚铁（FeC4H2O4）中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
元素“位—构—性”关系的相互推断
题型分析
通过“位—构—性”的关系考查元素周期表、元素周期律的综合应用一般以选择题形式呈现。通常以原子核外电子排布、元素周期表的片段、短周期元素的结构特点、元素化合物的性质为情境载体进行元素推断，考查角度有粒子半径大小比较、电离能大小比较、元素金属性和非金属性强弱比较、电负性的大小比较、化学键类型的判断、物质性质判断等。
题型一 文字叙述型
国家航天局公布了由“祝融号”火星车拍摄的首批科学影像图。火星气体及岩石中富含X、Y、Z、W四种元素。已知X、Y、Z、W为原子序数递增的四种短周期元素，其中Z为金属元素，其单质与热水反应后的溶液能使酚酞试液变为浅红色，X、W为同一主族元素，Y是地壳中含量最多的元素，火星岩石中含有ZWY3。下列说法错误的是（ ）
A.W位于元素周期表第三周期第ⅣA族
B.X、W简单氢化物的沸点：X＜W
C.火星气体中可能含有XY、XY2
D.非金属性：Y＞W＞X
依据原子结构、元素性质推断元素的解题模型
1.（2024·新课标卷11题）我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z（WX）6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是（ ）
A.W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B.在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D.Y3[ZWX6]2中WX－提供电子对与Z3＋形成配位键
2.（2024·江西高考5题）某新材料阳离子为W36X18Y2Z6M＋。W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素，前四周期中M原子半径最大，X、Y、Z同周期。X6W6分子含有大π键（），XZ2分子呈直线形。下列说法正确的是（ ）
A.WYZ2是强酸
B.MZW是强碱
C.M2Z2是共价化合物
D.X2W2是离子化合物
3.（2025·八省联考河南卷）某化合物分子式为YWZX2，W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X与Z同主族，W与X的质子数之和等于Z的质子数，Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是（ ）
A.电负性：W＜Y
B.WX2的空间结构为直线形
C.最简单氢化物的沸点：X＜Z
D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
文字叙述型元素推断的常见“题眼”
（1）依据短周期元素的“特殊性质”推元素
依据 题眼 元素
根据金属 性、非金 属性推断 金属性最强、第一电离能最小的元素 Na
非金属性最强、电负性最大的元素 F
应用最广泛的半导体材料 Si
根据含 量推断 空气中含量最多的元素 N
地壳中含量最多的元素 O
地壳中含量最多的金属元素 Al
根据特殊 性质推断 形成化合物种类最多、其一种单质是硬度最大的物质的元素 C
气态氢化物溶于水显碱性的元素 N
单质是密度最小的气体 H
单质密度最小的金属元素 Li
短周期元素的单质为半导体材料 Si
气态氢化物能和它的某种氧化物在常温下反应生成该元素的单质的元素 S
气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能反应生成离子化合物的元素 N
同主族并且能够形成离子化合物的两种元素 H和Li或H和Na
最高价氧化物及其水化物既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的元素 Al
简单氢化物（常温下为气体）可作制冷剂 N
（2）依据元素原子的特殊核外电子排布推元素
①核内无中子的元素是H；
②最外层电子数是内层电子数2倍的元素是C；
③最外层电子数是内层电子数3倍的元素是O；
④短周期未成对电子数最多（3个）的元素是N或P；
⑤第四周期未成对电子数为4的元素是Fe，为5的是Mn，为6的是Cr；
⑥第四周期最外层有1个电子且内层全充满的元素是Cu。
题型二 结构推断型
某种化学品的结构如图所示，已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M在其下一周期，则下列说法正确的是（ ）
A.简单离子半径：M＞X＞W
B.W的同周期元素中，第一电离能比W大的元素只有2种
C.X、Y、Z、W形成的简单氢化物的沸点：W＞X＞Z＞Y
D.在该化合物中Y和Z的杂化类型不同
常考短周期元素的成键特点
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
H ⅠA —X —
B、Al ⅢA （位于阴离子中）
C、Si ⅣA 或或 —
N、P ⅤA 或 （位于阳离子中）； （10e－结构）等
O、S ⅥA 或 S可形成（12e－结构）等
F、Cl ⅦA —X Cl可形成（14e－结构）等
（注：X表示对应表格中的元素）
【提醒】 硼元素成键的特殊性
中B与1个H形成的是配位键，B为缺电子原子，可提供空轨道。配位键是指成键的一方提供孤电子对，另一方提供空轨道而形成的“电子对给予—接受”键，如，氮原子提供孤电子对并与B原子共用而形成氨硼烷中的配位键。
4.（2024·湖北高考9题）主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是（ ）
A.电负性：W＞Y
B.酸性：W2YX3＞W2YX4
C.基态原子的未成对电子数：W＞X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH：Z＞Y
5.（2025·八省联考内蒙古卷）电池中一种常用电解质的阴离子的结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同族。下列说法错误的是（ ）
A.原子半径：Z＞X＞Y
B.该离子中Z、W、Z三原子共线
C.第一电离能：M＜X＜W
D.简单氢化物的沸点：X＞Y＞M
第25讲 元素周期表 元素周期律
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
1.（1）核电荷数 质子数 核外电子数 （2）原子序数 最外层电子数 （3）短周期 2 8 8 长周期 18 18 32 32 短周期元素和长周期元素 7 A 8 B 18 2.（1）2 2 8 3 8 4 18 5 18 6 32 （2）①ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 3.（1）②a.金属元素区 b.金属元素区 非金属元素区 c.金属性 非金属性 4.（2）半导体
易错辨析
（1）× （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）√
关键能力突破
1.B 原子最外电子层上全部都是s轨道电子，对应元素可能是第ⅠA、ⅡA族，也可能是过渡元素，如Cu（3d104s1）等，不一定处于同周期，A错误；3p能级上电子数为奇数的原子可能是Al（3s23p1）、P（3s23p3）、Cl（3s23p5），对应元素均处于第三周期，B正确；4s能级上有2个电子，若4s能级是最高能级，可能是第四周期的元素，如Ca（4s2）、Zn（3d104s2）等，若4s能级不是最高能级，可能是第五、六、七周期的元素，C错误；原子的次外层电子数为8的元素可能是第三周期元素，如Na、Mg等，也可能是第四周期元素，如K、Ca等，不一定处于同周期，D错误。
2.①②④⑤⑦
解析：①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们可能是同主族或都为0族元素，①错误；②第ⅠA族元素称为碱金属元素（H除外），②错误；③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族，③正确；④元素周期表中第ⅡA族元素不含非金属元素，④错误；⑤除0族外，F元素没有正价，O元素的最高价不是＋6价，⑤错误；⑥第ⅢB族中有镧系、锕系，所含元素种类最多的族是第ⅢB族，第ⅣA族含有C元素，C能形成种类繁多的有机物，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族，⑥正确；⑦同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族，He、Mg最外层都有2个电子，He、Mg不是同主族元素，⑦错误。
3.B 可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料，A正确；可以在过渡元素区域寻找优良的催化剂材料，B错误；利用元素周期表可以寻找合适的超导材料、磁性材料，C正确；根据元素周期表，可以预测未知元素的结构和性质，D正确。
4.A Ge位于周期表中金属区与非金属区的交界线上，金属性和非金属性都较弱，B错误；主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，锗化氢稳定性很弱，C错误；锗和硅位于同一主族，硅的非金属性强于锗，锗酸的酸性比硅酸弱，硅酸是弱酸，推知锗酸也是弱酸，D错误。
考点二
必备知识夯实
1.原子序数 元素原子的核外电子排布 2.相同 依次增加 相同 逐渐减小 主族序数－8 主族序数 逐渐增强 逐渐减弱 逐渐减弱 逐渐增强 逐渐增强 逐渐减弱 3.（1）最低能量 I1 kJ·mol－1 （2）①增大 ②变小 4.（1）对键合电子吸引力 越大 （2）4.0 （3）①变大 变小 ②小于1.8 大于1.8
易错辨析
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）×
关键能力突破
1.（1）＞ ＞ （2）＜ ＜ （3）＞ ＞ （4）＜ ＜ （5）＞ ＞ ＞ （6）＞ ＞ （7）＞ ＞ （8）＞ ＞
2.B 电负性越大，元素的非金属性越强，不选A；最高价氧化物的熔点，与化学键或分子间作用力有关，与元素非金属性无关，选B；简单氢化物的热稳定性越强，元素非金属性越强，不选C；最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，元素非金属性越强，不选D。
3.（1）＞ ＞ ＞ ＞ （2）＜ ＜ （3）＞ ＞ （4）＜ ＜ （5）＞ ＜
4.D 由电子排布式可知，①为S元素、②为P元素、③为N元素、④为F元素。氟元素和氧元素无最高正化合价，A错误；同周期主族元素，从左到右电负性增大，氮元素的电负性大于硫元素，则电负性：F＞N＞S＞P，即：④＞③＞①＞②，B错误；同周期主族元素，从左到右原子半径依次减小，电子层数越多半径越大，原子半径：P＞S＞N＞F，即：②＞①＞③＞④，C错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：F＞N＞P＞S，即：④＞③＞②＞①，D正确。
5.（1）I1（O）＞I1（S），氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
（2）Cu Cu的第一电离能失去的是4s1电子，第二电离能失去的是3d10的电子，Zn的第一电离能失去的是4s2电子，第二电离能失去的是4s1的电子，失去2个电子后Zn2＋的3d10电子处于全充满状态
【真题·体验品悟】
1.（1）√ （2）√ （3）× （4）× （5）√ （6）× （7）×
（8）× （9）×
2.（1）× （2）× （3）× （4）√ （5）√ （6）× （7）×
3.C 元素周期表中H的原子半径最小，A错误；同周期元素从左至右第一电离能呈增大趋势，故每一周期最后一种元素（稀有气体元素）的第一电离能最大，B错误；同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则元素周期表中F的电负性最强，C正确；F没有正化合价，D错误。
4.（1）四 ⅠB （2）四 ⅦB （3）C （4）O＞Si＞Fe＞Mg
（5）Cu＋ （6）第四周期第Ⅷ族 （7）O＞C＞H＞Fe
题型突破4 元素“位—构—性”关系的相互推断
题型一
典题示例研析
【例1】 D
解题流程：
迁移应用演练
1.A W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；X、Y的第一电离能都比左右相邻元素的高，则X、Y为第ⅡA族或第ⅤA族的元素，W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素，结合无机盐Y3[Z（WX）6]2可知Y为金属元素，则X为N元素，Y为Mg元素；Z的M层未成对电子数为4，根据构造原理知，Z的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则Z为Fe元素。W、X、Y、Z四种元素可分别形成的单质有金刚石、氮气、单质镁、单质铁，其中金刚石为共价晶体，熔点最高，A项错误；NH3的中心N原子的价层电子对数为3＋×（5－3×1）＝4，轨道杂化类型为sp3，B项正确；Mg（OH）2难溶于NaCl溶液，但能与NH4Cl溶液反应：Mg（OH）2＋2NMg2＋＋2NH3·H2O，C项正确；Mg3[Fe（CN）6]2中Fe3＋有空轨道，CN－提供孤电子对可以与Fe3＋形成配位键，D项正确。
2.B W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素，前四周期中M原子半径最大，则M为K元素；X6W6分子含有大π键（），则X6W6为苯，W为H元素，X为C元素；XZ2分子呈直线形，且X、Y、Z同周期，则Z为O元素，Y为N元素。HNO2为弱酸，A项错误；KOH为强碱，B项正确；K2O2为离子化合物，C项错误；C2H2为共价化合物，D项错误。
3.D W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且W、X原子序数小于Y，则Y为P；因为X与Z同主族，则X与Z分别可能是O与S或F与Cl，又因为W与X的质子数之和等于Z的质子数，则X与Z分别是F与Cl，则W是O，W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl。同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，P的电负性小于N，N的电负性小于O，故电负性：W ＞Y，A错误；WX2为OF2，OF2中中心原子为O，价层电子对数＝2＋＝4，成键电子对数为2，孤电子对数为4－2＝2，VSEPR模型为四面体形，孤电子对越多，排斥力越大，所以OF2分子的空间结构为V形，B错误；HF气体之间可以形成氢键，而HCl无氢键，则最简单氢化物的沸点：X＞Z，C错误；第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的高，则Y的第一电离能高于同周期相邻元素，D正确。
题型二
典题示例研析
【例2】 C
解题流程：W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M在其下一周期，则W、X、Y位于第二周期，Z、M位于第三周期。
A项，电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：O2－＞F－＞Al3＋，错误；B项，同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大的趋势，但N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，稀有气体原子为稳定结构，第一电离能更大，故O的同周期元素中，第一电离能比O大的元素有氮、氟、氖3种，错误；C项，F、C、S、O形成的简单氢化物均为分子晶体，相对分子质量大的沸点高，但HF、H2O可以形成分子间氢键导致沸点升高，且等物质的量的H2O形成分子间氢键的数目比HF的多，故沸点：H2O＞HF＞H2S＞CH4，正确；D项，单键均为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，在该化合物中，C和S均形成4个σ键，它们的杂化类型相同，均为sp3，错误。
迁移应用演练
4.D Z的价电子所在能层有16个轨道，故Z为第四周期元素，结合题给化合物的结构图可知，Z为K元素；W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，结合题给结构图可知，X为O元素、Y为S元素；W形成一个共价键，则W为H元素。电负性：H＜S，A错误；H2SO3为弱酸，故酸性：H2SO3＜H2SO4，B错误；基态H原子中未成对电子数为1，基态O原子中未成对电子数为2，C错误；K的氧化物溶于水生成KOH，溶液pH＞7，S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4，溶液pH＜7，D正确。
5.B M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X形成2个共价键，Z形成6个共价键，且X和Z同族，则X为O，Z为S；M形成4个共价键，则M为C，W为N；Y形成1个共价键，则Y为F，因此M、W、X、Y、Z依次为C、N、O、F、S。电子层数越多，原子半径越大；电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大，因此原子半径：S＞O＞F，A正确。根据该阴离子的结构示意图可知，N原子采取sp3杂化，因此该离子中S、N、S三原子不可能共线，B错误。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、ⅤA族异常，故第一电离能：C＜O＜N，C正确。由于H2O、HF分子间存在氢键，H2O常温下为液态，HF常温下为气态，故简单氢化物的沸点：H2O＞HF＞CH4，D正确。
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第25讲 元素周期表 元素周期律
高中总复习·化学
课标要求
1. 认识元素性质与元素在周期表中位置的关系。
2. 结合有关数据和实验事实认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，掌握元素周期律的实质。
3. 了解同周期和同主族元素性质的递变规律。
4. 认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知
道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
5. 知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征，了解
元素周期律（表）的应用价值。
考点·全面突破
01
题型突破 4
03
真题·体验品悟
02
课时·跟踪检测
04
考点·全面突破
锁定要点，聚焦应用
考点一 元素周期表
1. 元素周期表的结构
（1）原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数
＝ ＝ ＝ 。
核电荷数
质子数
核外电子数
（2）元素周期表的编排原则
（3）元素周期表的结构
2. 原子结构与元素周期表的关系
（1）原子结构与周期的关系
原子的最大能层数＝周期序数。
周
期 能层数（n） 各周期中各元素原子价层电子排布特点 元素种数
一 1 1s1→1s2
二 2s1→2s22p6
三 3s1→3s23p6
2
2
8
3
8
周
期 能层数（n） 各周期中各元素原子价层电子排布特点 元素种数
四 4s1→ →4s24p6
五 5s1→ [Pd：
4d10]→5s25p6
六 6s1→ →6s26p6
4
18
5
18
6
32
（2）原子结构与族的关系
①主族元素的价层电子排布特点
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 ns1
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 ns2np5
②0族元素的价层电子排布：He为1s2；其他为ns2np6。
③过渡元素的价层电子排布：（n－1）d1～10ns1～2（镧系、锕系元素、Pd
除外）。
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
3. 元素周期表分区
（1）按元素种类分区
①图示
②金属与非金属的分界线
a.分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、 与硼、硅、砷、碲、
砹、 的交界处画一条虚线，即为 和非金属元素区的分界
线。
b.各区位置：分界线左下方为 ，分界线右上方为
。
c.分界线附近元素的性质：既能表现出一定的 ，又能表现出一
定的 。
金属元素区
金属元素区
非金属
元素区
金属性
非金属性
（2）按价层电子排布分区
①图示
②各区价层电子排布特点
分区 价层电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6（除He外）
d区 （n－1）d1～9ns1～2（除Pd外）
ds区 （n－1）d10ns1～2
f区 （n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2
4. 元素周期表的应用
（1）科学预测
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
（2）寻找新材料
（3）用于工农业生产
对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置
关系，研制农药材料等。
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素。 （ × ）
（2）所有非金属元素都分布在p区。 （ × ）
（3）价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素。
（ √ ）
（4）价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素。
（ × ）
（5）价层电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素。 （ × ）
（6）原子价层电子排布式为3d104s1的元素为ds区元素。 （ √ ）
×
×
√
×
×
√
一 元素周期表的结构
1. 具有下列特征的原子对应的元素，一定属于同一周期的是（ ）
A. 最外电子层上全部都是s轨道电子
B. 3p能级上电子数为奇数
C. 4s能级上有2个电子
D. 次外层电子数均为8
√
解析： 原子最外电子层上全部都是s轨道电子，对应元素可能是第ⅠA、
ⅡA族，也可能是过渡元素，如Cu（3d104s1）等，不一定处于同周期，A错
误；3p能级上电子数为奇数的原子可能是Al（3s23p1）、P（3s23p3）、Cl
（3s23p5），对应元素均处于第三周期，B正确；4s能级上有2个电子，若
4s能级是最高能级，可能是第四周期的元素，如Ca（4s2）、Zn（3d104s2）
等，若4s能级不是最高能级，可能是第五、六、七周期的元素，C错误；
原子的次外层电子数为8的元素可能是第三周期元素，如Na、Mg等，也可
能是第四周期元素，如K、Ca等，不一定处于同周期，D错误。
2. （2024·保山期末改编）有关元素周期表判断，下列叙述不正确的
有 。
①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族
元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族
④元素周期表中各主族元素都含有金属元素和非金属元素
⑤除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族
序数
①②④⑤⑦
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的是
第ⅣA族
⑦同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一
主族
解析：①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们可能是同
主族或都为0族元素，①错误；②第ⅠA族元素称为碱金属元素（H除外），
②错误；③某元素的核电荷数为34，则该元素位于第四周期第ⅥA族，③
正确；④元素周期表中第ⅡA族元素不含非金属元素，④错误；⑤除0族
外，F元素没有正价，O元素的最高价不是＋6价，⑤错误；⑥第ⅢB族中有
镧系、锕系，所含元素种类最多的族是第ⅢB族，第ⅣA族含有C元素，C
能形成种类繁多的有机物，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族，
⑥正确；⑦同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素
不一定位于同一主族，He、Mg最外层都有2个电子，He、Mg不是同主族
元素，⑦错误。
二 元素周期表的应用
3. （2024·亳州二中期中）元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关
于周期表的应用错误的是（ ）
A. 可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B. 可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C. 可以寻找合适的超导材料、磁性材料
D. 可以预测未知元素的结构和性质
√
解析： 可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料，A正确；
可以在过渡元素区域寻找优良的催化剂材料，B错误；利用元素周期表可
以寻找合适的超导材料、磁性材料，C正确；根据元素周期表，可以预测
未知元素的结构和性质，D正确。
4. （2024·沈阳模拟）锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各
种电子装置，锗（Ge）是第四周期第ⅣA族元素，位于周期表中金属区与
非金属区的交界线上。下列叙述正确的是（ ）
A. 锗的单质具有半导体的性能
B. 锗是金属性很强的元素
C. 锗化氢（GeH4）稳定性很强
D. 锗酸（H4GeO4）是难溶于水的强酸
√
解析： Ge位于周期表中金属区与非金属区的交界线上，金属性和非金
属性都较弱，B错误；主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，锗化氢稳
定性很弱，C错误；锗和硅位于同一主族，硅的非金属性强于锗，锗酸的
酸性比硅酸弱，硅酸是弱酸，推知锗酸也是弱酸，D错误。
考点二 元素周期律
1. 元素周期律
2. 主族元素性质的周期性变化规律
项目 同周期 （从左到右） 同主族
（从上到下）
原子 结构 电子层数
最外层电子数 依次增加
原子半径 逐渐增大
相同
依次增加
相同
逐渐减小
项目 同周期（从左到右） 同主族（从上到
下）
元素 性质 金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
化合价 最高正化合价：＋1价→＋7
价（第一周期、O、F除
外），负化合价＝
（H为－1价） 相同，最高正化合
价＝
（O、F除外）
主族序
数－8
主族序数
项目 同周期（从左到右） 同主族（从上到
下）
化合 物性 质 最高价氧化物
对应水化物的
酸碱性 酸性 碱性 酸性
碱性
简单气态氢化
物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
逐渐减弱
逐渐增强
逐渐增强
逐渐减弱
（1）含义（第一电离能）
气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的
，符号： ，单位： 。
（2）变化规律
①同周期元素：从左往右，元素第一电离能呈 的趋势，其中第ⅡA
族、第ⅤA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐 。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
最低能
量
I1
kJ·mol－1
增大
变小
3. 电离能
（3）应用
①判断元素金属性的强弱
一般情况下，电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之，金
属性越弱。
②判断元素的化合价
如果某元素的In＋1 In，则该元素的常见化合价为＋n价，如钠元素的
I2 I1，所以钠元素的化合价为＋1价。
③判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能
的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。
4. 电负性
（1）含义
不同元素的原子 的大小。元素的电负性越大，表示
其原子对键合电子的吸引力 。
（2）计算标准
以氟的电负性为 和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他
元素的电负性（稀有气体元素未计）。
（3）变化规律
①在元素周期表中，同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐 ，
同主族元素从上至下，元素的电负性逐渐 。
对键合电子吸引力
越大
4.0
变大
变小
②金属元素的电负性一般 ，非金属元素的电负性一般
，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性
则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。
小于1.8
大于
1.8
（4）重要应用
5. 对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似
的，如 ，Li2CO3、MgCO3都微溶于水，Be（OH）2、Al（OH）
3都具有两性等。
判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能。
（ × ）
（2）C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞F＞C。
（ × ）
（3）元素的氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强；碱性越强，
金属性越强。 （ × ）
×
×
×
（5）元素Mn与O中，第一电离能较大的是O。 （ √ ）
√
（4）元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。
（ × ）
×
（6）元素气态氢化物越稳定，其水溶液的酸性越强，元素的非金属性越
强。 （ × ）
×
一 粒子半径大小的判断
1. 比较下列粒子半径大小（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）Si N F。
（7）Fe Fe2＋ Fe3＋。
（8）H－ Li＋ H＋。
＞
＞
＜
＜
＞
＞
＜
＜
＞
＞
＞
＞
＞
＞
＞
＞
＞
判断粒子半径大小的方法
二 金属性、非金属性强弱的判断
2. （2023·天津高考5题）下列性质不能用于判断C、Si的非金属性强弱的
是（ ）
A. 元素的电负性
B. 最高价氧化物的熔点
C. 简单氢化物的热稳定性
D. 最高价氧化物对应的水化物的酸性
√
解析： 电负性越大，元素的非金属性越强，不选A；最高价氧化物的熔
点，与化学键或分子间作用力有关，与元素非金属性无关，选B；简单氢
化物的热稳定性越强，元素非金属性越强，不选C；最高价氧化物对应的
水化物的酸性越强，元素非金属性越强，不选D。
3. 根据元素周期律比较下列各组性质（用“＞”或“＜”填空）。
（1）金属性：K Na Mg；
非金属性：F O S。
（2）碱性：Mg（OH）2 Ca（OH）2 KOH。
（3）酸性：HClO4 H2SO4 HClO。
（4）热稳定性：CH4 NH3 H2O。
（5）还原性：HBr HCl，I－ S2－。
＞
＞
＞
＞
＜
＜
＞
＞
＜
＜
＞
＜
判断元素金属性、非金属性强弱的常用方法
（1）金属性
①金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠左，同一主族越靠下，
金属性越强。
②金属单质之间的置换，如Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu，则金属
性：Fe＞Cu。
③单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强。
④单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强。
⑤最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。
（2）非金属性
①非金属元素在周期表中的位置：同一周期越靠右（稀有气体元素除
外），同一主族越靠上，非金属性越强。
②非金属单质之间的置换，Cl2能从KBr溶液中置换出Br2，非金属性：
Cl＞Br。
③与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。
④最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。
三 电离能、电负性的大小比较及应用
4. （2024·吴忠模拟）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是（ ）
A. 最高正化合价：④＞③＝②＞①
B. 电负性：④＞③＞②＞①
C. 原子半径：④＞③＞②＞①
D. 第一电离能：④＞③＞②＞①
√
解析： 由电子排布式可知，①为S元素、②为P元素、③为N元素、④
为F元素。氟元素和氧元素无最高正化合价，A错误；同周期主族元素，从
左到右电负性增大，氮元素的电负性大于硫元素，则电负性：F＞N＞S＞
P，即：④＞③＞①＞②，B错误；同周期主族元素，从左到右原子半径依
次减小，电子层数越多半径越大，原子半径：P＞S＞N＞F，即：②＞①＞
③＞④，C错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子
的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，
第一电离能：F＞N＞P＞S，即：④＞③＞②＞①，D正确。
5. （1）（2023·北京高考节选）比较S原子和O原子的第一电离能大小，从
原子结构的角度说明理由：
。
（2）（2022·河北高考节选）Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值
更大的是 ，原因是
。
I1（O）＞I1（S），氧原子半径小，原子核
对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子
Cu
Cu的第一电离能失去的是4s1电子，第二电离
能失去的是3d10的电子，Zn的第一电离能失去的是4s2电子，第二电离能失
去的是4s1的电子，失去2个电子后Zn2＋的3d10电子处于全充满状态
判断电离能大小的规范描述
（1）从原子核对最外层电子的吸引力来分析判断电离能大小。
答题模板：A原子比B原子的半径大，且A原子的核电荷数比B原子的
小，所以A原子对最外层电子的吸引力小于B， 故第一电离能A小于B。
（2）从电离能与原子轨道的半充满、全充满稳定态角度分析判断电
离能大小。
答题模板：A原子的价层电子排布式为×××，××能级处于半充满
（全充满）结构，比较稳定，难失电子，×××电离能大。
真题·体验品悟
感悟高考，明确方向
1. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·安徽高考）基态原子的第一电离能：Cl＞P。 （ √ ）
（2）（2024·湖北高考）元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规
律称为元素周期律。 （ √ ）
（3）（2024·湖北高考）电负性：H＞S。 （ × ）
（4）（2024·河北高考）原子半径：H＜C＜N。 （ × ）
（5）（2024·甘肃高考）原子半径：O＜N＜C。 （ √ ）
（6）（2024·甘肃高考）第一电离能：C＜N＜O。 （ × ）
（7）（2024·广东高考）Fe位于元素周期表p区。 （ × ）
√
√
×
×
√
×
×
（8）（2024·北京高考）依据第二周期主族元素电负性依次增大，可推断
它们的第一电离能依次增大。 （ × ）
（9）（2023·广东高考）“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，Xe
是第ⅠA族元素。 （ × ）
×
×
2. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2023·全国乙卷）原子半径大小为Mg＞O＞C。 （ × ）
（2）（2023·湖南高考）电负性：O＞F＞P＞Ca。 （ × ）
（3）（2023·浙江1月选考）最高正价：N＜O。 （ × ）
（4）（2022·湖南高考）非金属性：O＞C＞Si。 （ √ ）
（5）（2022·湖南高考）原子序数为82的元素与Si位于同一主族。
（ √ ）
（6）（2022·海南高考）钠元素与钾元素的原子序数相差18。 （ × ）
（7）（2023·海南高考）原子Ti、Nb、Cr、Sn均属于第四周期元素，均属
于过渡元素。 （ × ）
×
×
×
√
√
×
×
3. （2024·上海高考1题）下列关于氟元素的性质说法正确的是（ ）
A. 原子半径最小 B. 原子第一电离能最大
C. 元素的电负性最强 D. 最高正化合价为＋7
解析： 元素周期表中H的原子半径最小，A错误；同周期元素从左至右
第一电离能呈增大趋势，故每一周期最后一种元素（稀有气体元素）的第
一电离能最大，B错误；同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变
大，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，则元素周期表中F的
电负性最强，C正确；F没有正化合价，D错误。
√
4. 按要求填写下列空白。
（1）（2024·河北高考）铜位于元素周期表第 周期第 族。
（2）（2024·山东高考）Mn在元素周期表中位于第 周期 族。
（3）（2024·全国甲卷）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷 ，其中电
负性最大的元素是 。
（4）（2023·全国乙卷）橄榄石的化学式为MgxFe2－xSiO4，橄榄石中，各
元素电负性大小顺序为 。
四
ⅠB
四
ⅦB
C
O＞Si＞Fe＞Mg
（5）（2023·天津高考）Cu＋和Cu2＋中半径较大的是 。
（6）（2022·山东高考）Ni在元素周期表中的位置为
。
（7）（2022·湖南高考）富马酸亚铁（FeC4H2O4）中各元素的电负性由大
到小的顺序为 。
Cu＋
第四周期第Ⅷ
族
O＞C＞H＞Fe
题型突破 4
元素“位—构—性”关系的相互推断
题型分析
通过“位—构—性”的关系考查元素周期表、元素周期律的综合应用
一般以选择题形式呈现。通常以原子核外电子排布、元素周期表的片段、
短周期元素的结构特点、元素化合物的性质为情境载体进行元素推断，考
查角度有粒子半径大小比较、电离能大小比较、元素金属性和非金属性强
弱比较、电负性的大小比较、化学键类型的判断、物质性质判断等。
题型一 文字叙述型
国家航天局公布了由“祝融号”火星车拍摄的首批科学影像图。火星
气体及岩石中富含X、Y、Z、W四种元素。已知X、Y、Z、W为原子序数
递增的四种短周期元素，其中Z为金属元素，其单质与热水反应后的溶液
能使酚酞试液变为浅红色，X、W为同一主族元素，Y是地壳中含量最多的
元素，火星岩石中含有ZWY3。下列说法错误的是（ ）
A. W位于元素周期表第三周期第ⅣA族
B. X、W简单氢化物的沸点：X＜W
C. 火星气体中可能含有XY、XY2
D. 非金属性：Y＞W＞X
√
解题流程：
依据原子结构、元素性质推断元素的解题模型
1. （2024·新课标卷11题）我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z（WX）
6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z
的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电
子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。
Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是（ ）
A. W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B. 在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C. Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D. Y3[ZWX6]2中WX－提供电子对与Z3＋形成配位键
√
解析： W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；X、Y的
第一电离能都比左右相邻元素的高，则X、Y为第ⅡA族或第ⅤA族的元素，
W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元
素，结合无机盐Y3[Z（WX）6]2可知Y为金属元素，则X为N元素，Y为Mg
元素；Z的M层未成对电子数为4，根据构造原理知，Z的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2，则Z为Fe元素。W、X、Y、Z四种元素可分别形成
的单质有金刚石、氮气、单质镁、单质铁，其中金刚石为共价晶体，熔点
最高，A项错误；NH3的中心N原子的价层电子对数为3＋ ×（5－3×1）
＝4，轨道杂化类型为sp3，B项正确；Mg（OH）2难溶于NaCl溶液，但能与NH4Cl溶液反应：Mg（OH）2＋2N Mg2＋＋2NH3·H2O，C项正确；Mg3[Fe（CN）6]2中Fe3＋有空轨道，CN－提供孤电子对可以与Fe3＋形成配位键，D项正确。
2. （2024·江西高考5题）某新材料阳离子为W36X18Y2Z6M＋。W、X、Y、
Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素，前四周期中M原子半径最
大，X、Y、Z同周期。X6W6分子含有大π键（ ），XZ2分子呈直线形。
下列说法正确的是（ ）
A. WYZ2是强酸 B. MZW是强碱
C. M2Z2是共价化合物 D. X2W2是离子化合物
√
解析： W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素，前
四周期中M原子半径最大，则M为K元素；X6W6分子含有大π键（ ），
则X6W6为苯，W为H元素，X为C元素；XZ2分子呈直线形，且X、Y、Z同
周期，则Z为O元素，Y为N元素。HNO2为弱酸，A项错误；KOH为强碱，
B项正确；K2O2为离子化合物，C项错误；C2H2为共价化合物，D项错误。
3. （2025·八省联考河南卷）某化合物分子式为YWZX2，W、X、Y、Z是
原子序数依次增大的短周期元素，X与Z同主族，W与X的质子数之和等于
Z的质子数，Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是
（ ）
A. 电负性：W＜Y
B. WX2的空间结构为直线形
C. 最简单氢化物的沸点：X＜Z
D. Y的第一电离能高于同周期相邻元素
√
解析： W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，Y最外层电子
数是其内层电子总数的一半且W、X原子序数小于Y，则Y为P；因为X与Z
同主族，则X与Z分别可能是O与S或F与Cl，又因为W与X的质子数之和等
于Z的质子数，则X与Z分别是F与Cl，则W是O，W、X、Y、Z依次是O、
F、P、Cl。同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到
下电负性逐渐减小，P的电负性小于N，N的电负性小于O，故电负性：W
＞Y，A错误；WX2为OF2，OF2中中心原子为O，价层电子对数＝2＋
＝4，成键电子对数为2，孤电子对数为4－2＝2，VSEPR模型为四面体
形，孤电子对越多，排斥力越大，所以OF2分子的空间结构为V形，B错
误；HF气体之间可以形成氢键，而HCl无氢键，则最简单氢化物的沸点：X＞Z，C错误；第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的高，则Y的第一电离能高于同周期相邻元素，D正确。
文字叙述型元素推断的常见“题眼”
（1）依据短周期元素的“特殊性质”推元素
依据 题眼 元素
根据金属 性、非金 属性推断 金属性最强、第一电离能最小的元素 Na
非金属性最强、电负性最大的元素 F
应用最广泛的半导体材料 Si
根据含 量推断 空气中含量最多的元素 N
地壳中含量最多的元素 O
地壳中含量最多的金属元素 Al
依据 题眼 元素
根据特
殊性质推断 形成化合物种类最多、其一种单质是硬度最大的
物质的元素 C
气态氢化物溶于水显碱性的元素 N
单质是密度最小的气体 H
单质密度最小的金属元素 Li
短周期元素的单质为半导体材料 Si
气态氢化物能和它的某种氧化物在常温下反应生
成该元素的单质的元素 S
气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能
反应生成离子化合物的元素 N
依据 题眼 元素
根据特殊 性质推断 同主族并且能够形成离子化合物的两种元素 H和Li或
H和Na
最高价氧化物及其水化物既能与盐酸反
应，又能与NaOH溶液反应的元素 Al
简单氢化物（常温下为气体）可作制冷剂 N
③最外层电子数是内层电子数3倍的元素是O；
④短周期未成对电子数最多（3个）的元素是N或P；
⑤第四周期未成对电子数为4的元素是Fe，为5的是Mn，为6的是Cr；
⑥第四周期最外层有1个电子且内层全充满的元素是Cu。
（2）依据元素原子的特殊核外电子排布推元素
①核内无中子的元素是H；
②最外层电子数是内层电子数2倍的元素是C；
题型二 结构推断型
某种化学品的结构如图所示，已知W、X、Y、Z、M均为短周期主族元素，其中W、X、Y在同一周期，Z、M在其下一周期，则下列说法正确的是（ ）
A. 简单离子半径：M＞X＞W
B. W的同周期元素中，第一电离能比W大的元素只有2种
C. X、Y、Z、W形成的简单氢化物的沸点：W＞X＞Z＞Y
D. 在该化合物中Y和Z的杂化类型不同
√
解题流程：W、X、Y、Z、M
均为短周期主族元素，其中
W、X、Y在同一周期，Z、M
在其下一周期，则W、X、Y
位于第二周期，Z、M位于第
三周期。
A项，电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越
大，离子半径越小，故离子半径：O2－＞F－＞Al3＋，错误；B项，同一
周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大的趋势，但N的2p轨道为半
充满稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，稀有气体原子为
稳定结构，第一电离能更大，故O的同周期元素中，第一电离能比O大
的元素有氮、氟、氖3种，错误；C项，F、C、S、O形成的简单氢化物均为分子晶体，相对分子质量大的沸点高，但HF、H2O可以形成分子间氢键导致沸点升高，且等物质的量的H2O形成分子间氢键的数目比HF的多，故沸点：H2O＞HF＞H2S＞CH4，正确；D项，单键均为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，在该化合物中，C和S均形成4个σ键，它们的杂化类型相同，均为sp3，错误。
常考短周期元素的成键特点
短周期元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
H ⅠA —X —
B、Al ⅢA （位于阴离子中）
短周期 元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
C、Si ⅣA 或
或 —
N、P ⅤA 或 （位于阳离子中）；
（10e－结构）等
短周期 元素 族 常见成键情况 特殊成键情况
O、S ⅥA 或 S可形成 （12e－结构）等
F、Cl ⅦA —X Cl可形成
（14e－结构）等
（注：X表示对应表格中的元素）
中B与1个H形成的是配位键，B为缺电子原子，可提供空轨
道。配位键是指成键的一方提供孤电子对，另一方提供空轨道而形成的
“电子对给予—接受”键，如 ，氮原子提供孤电子对并与B原
子共用而形成氨硼烷中的配位键。
【提醒】 硼元素成键的特殊性
4. （2024·湖北高考9题）主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、
Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合
物如图。下列说法正确的是（ ）
A. 电负性：W＞Y
B. 酸性：W2YX3＞W2YX4
C. 基态原子的未成对电子数：W＞X
D. 氧化物溶于水所得溶液的pH：Z＞Y
√
解析： Z的价电子所在能层有16个轨道，故Z为第四周期元素，结合题
给化合物的结构图可知，Z为K元素；W、X、Y、Z原子序数依次增大，
X、Y的价电子数相等，结合题给结构图可知，X为O元素、Y为S元素；W
形成一个共价键，则W为H元素。电负性：H＜S，A错误；H2SO3为弱酸，
故酸性：H2SO3＜H2SO4，B错误；基态H原子中未成对电子数为1，基态O
原子中未成对电子数为2，C错误；K的氧化物溶于水生成KOH，溶液pH＞
7，S的氧化物溶于水生成H2SO3或H2SO4，溶液pH＜7，D正确。
5. （2025·八省联考内蒙古卷）电池中一种常用电解质的阴离子的结构如
下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X和Z同
族。下列说法错误的是（ ）
A. 原子半径：Z＞X＞Y
B. 该离子中Z、W、Z三原子共线
C. 第一电离能：M＜X＜W
D. 简单氢化物的沸点：X＞Y＞M
√
解析： M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X形成2
个共价键，Z形成6个共价键，且X和Z同族，则X为O，Z为S；M形成4个共
价键，则M为C，W为N；Y形成1个共价键，则Y为F，因此M、W、X、
Y、Z依次为C、N、O、F、S。电子层数越多，原子半径越大；电子层数
相同时，核电荷数越小，原子半径越大，因此原子半径：S＞O＞F，A正
确。根据该阴离子的结构示意图可知，N原子采取sp3杂化，因此该离子中
S、N、S三原子不可能共线，B错误。同周期元素从左到右第一电离能呈
增大趋势，但第ⅡA、ⅤA族异常，故第一电离能：C＜O＜N，C正确。由
于H2O、HF分子间存在氢键，H2O常温下为液态，HF常温下为气态，故简
单氢化物的沸点：H2O＞HF＞CH4，D正确。
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一、选择题（本题包括12小题，每小题只有一个选项符合题意）
1. （2024·通辽模拟）某元素＋1价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该
元素处于周期表中的（ ）
A. 第三周期第ⅠA族 B. 第三周期第Ⅷ族
C. 第四周期第Ⅷ族 D. 第四周期第ⅠA族
解析： ＋1价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则其原子的
价层电子排布式为4s1，为钾元素，位于周期表第四周期第ⅠA族，属于
s区元素。
√
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2. 下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是（ ）
A. 酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3
B. 碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
C. 热稳定性：H2O＞H2S＞PH3
D. 非金属性：F＞O＞N
√
解析： 元素的非金属性越强，其最高o价氧化物对应水化物的酸性越
强，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，因此不能根据元素周
期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，A错误。
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3. （2024·凉山模拟）下列关于元素周期表说法中，正确的是（ ）
A. 除短周期外，其他周期都有18种元素
B. s区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素
C. 基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第ⅠB
族
D. 第Ⅵ族是所含元素最多的族
√
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解析： 第六、七周期为长周期，有32种元素，A错误；s区的H元素不
是金属元素，p区为ⅢA族→0族，其中Al、Sn等元素均为金属元素，B错
误；基态原子的价层电子排布式为4d105s1，为银元素，位于第五周期第ⅠB
族，C正确；第六、七周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系，每个系的一个
空格包含了15种元素，故ⅢB族含有元素最多，D错误。
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4. 已知X、Y元素同周期，且电负性：X＞Y，下列说法错误的是（ ）
A. 第一电离能：Y可能大于X
B. 气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
C. X、Y一定存在最高价含氧酸，且酸性：X＞Y
D. X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
√
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解析： X、Y元素同周期，且电负性：X＞Y，则原子序数：X＞Y，非
金属性：X＞Y。同周期自左而右主族元素的第一电离能呈增大趋势，但有
特殊情况，如第一电离能：N＞O，A正确；元素非金属性越强，气态氢化
物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，B正确；元素的非金属
性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，但O、F不存在最高价含氧
酸，C错误；电负性大的元素在化合物中显负价，则X和Y形成化合物时，
X显负价，Y显正价，D正确。
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5. （2024·长沙模拟）我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-
Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，其中Fe2＋和Fe3＋渗透Nafion膜可协同
CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系（可制得O2和
HCOOH），下列说法中正确的是（ ）
A. 第一电离能：N＞O＞C＞H
B. 简单离子半径：Fe3＋＞Fe2＋
C. Fe、Cu、Pt均位于ds区
D. 基态Si原子最高能级电子的电子云轮廓图为哑铃形
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解析： 第一电离能：H＞C，A错误；质子数相等，核外电子数越多，
微粒半径越大，离子半径：Fe2＋＞Fe3＋，B错误；Fe和Pt位于d区，C错
误；基态Si原子最高能级为3p，p电子的电子云轮廓图为哑铃形，D正确。
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6. （2024·南京模拟）元素N、P、As位于周期表中第ⅤA族，下列说法正确
的是（ ）
A. 半径大小：r（N）＞r（P）＞r（As）
B. 酸性强弱：H3AsO4＞H3PO4＞HNO3
C. 热稳定性：NH3＜PH3＜AsH3
D. 研究周期表中P、As附近区域元素有助于研制新品种农药
√
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解析： 同一主族元素，从上到下核外电子层数逐渐增大，原子半径逐
渐增大，A错误；非金属性：N＞P＞As，酸性：H3AsO4＜H3PO4＜
HNO3，B错误；非金属性：N＞P＞As，热稳定性：NH3＞PH3＞AsH3，C
错误；农药中含非金属元素，所以研究周期表中P、As附近区域元素有利
于研制新品种农药，D正确。
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7. （2024·滨州期初统考）氨硼烷（NH3·BH3）含氢量高、热稳定性好，是
一种具有潜力的固体储氢材料。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢
气：NH3·BH3＋2H2O NH4BO2＋3H2↑，下列说法不正确的是
（ ）
A. 原子半径：B＞N＞O＞H
B. 第一电离能：N＞O＞B
C. 元素的电负性：O＞N＞B
D. 氢化物的稳定性：NH3＞H2O＞BH3
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解析： 根据同周期、同主族元素的原子半径变化规律可知，原子半
径：B＞N＞O＞H，A正确；同周期主族元素从左到右，元素的第一电离
能呈增大趋势，N的2p轨道处于半充满稳定状态，其第一电离能大于O，B
正确；同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，故电负性：O
＞N＞B，C正确；由于电负性：O＞N＞B，则氢化物的稳定性：H2O＞
NH3＞BH3，D错误。
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8. （2023·重庆高考6题）“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，
其主要由Ca、Fe、P、O和Y（钇，原子序数比Fe大13）组成，下列说法正
确的是（ ）
A. Y位于元素周期表的第ⅢB族
B. 基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C. 5种元素中，第一电离能最小的是Fe
D. 5种元素中，电负性最大的是P
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解析： 钇原子序数比Fe大13，为39号元素，位于元素周期表的第五周期第ⅢB族，A正确；钙为20号元素，原子核外电子排布为
基态Ca原子的核外电子填充在10个轨道中，B错误；同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小，同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，5种元素中钙和钇第一电离能比铁小，C错误；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变大，同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减小，5种元素中，电负性最大的是O，D错误。
1s22s22p63s23p64s2，
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9. 下列实验操作不能达到实验目的的是（ ）
选项 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溶液中分别通入氨 比较镁、铝的金属性强弱
C 测定相同物质的量浓度的Na2CO3、
Na2SO4溶液的pH 比较碳、硫的非金属性强
弱
D Fe、Cu分别与稀盐酸反应 比较铁、铜的金属性强弱
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解析： A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应的难易程度，即可判断
出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，
MgCl2生成Mg（OH）2，AlCl3生成Al（OH）3，不能比较二者的金属性强
弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，即可判断
出H2CO3与H2SO4的酸性强弱，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，
利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
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10. 四种基态原子的价层电子排布式如下：
基态原子 X Y Z R
价层电子排
布式 2s22p1 3s23p1 2s22p4 2s22p3
下列有关推断正确的是（ ）
A. 原子半径：Y＞R＞Z＞X
B. 第一电离能：Y＜X＜R＜Z
C. 电负性：Z＞R＞X＞Y
D. X的最高价氧化物对应水化物的酸性比R的强
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解析： 根据价层电子排布式可知，X为硼原子，Y为铝原子，Z为氧原
子，R为氮原子。铝、硼、氮、氧原子半径依次减小，A错误；第一电离
能：N＞O＞B＞Al，B错误；电负性：O＞N＞B＞Al，C正确；硝酸的酸
性比硼酸（H3BO3）的强，D错误。
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11. （2024·长春模拟）下列有关原子结构与元素性质的叙述不正确的是
（ ）
A. 基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
B. X、Y元素同周期且电负性：X＞Y，则第一电离能：Y＜X
C. 某主族元素的逐级电离能（单位：kJ·mol－1）分别为738、1 451、7
733、10 540……据此推知该元素在第ⅡA族
D. 第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
√
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解析： 基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，故位
于p区，A正确；X、Y元素同周期且电负性：X＞Y，则X的原子序数大于
Y，但X的第一电离能不一定大于Y，如电负性：N＜O，第一电离能：N＞
O，B错误；由元素的逐级电离能可知，第二、三电离能相差较大，说明原
子最外层有2个电子，该元素处于第ⅡA族，C正确；根据同周期元素第一
电离能的变化规律及原子的价层电子排布特点可知，第一电离能：Mg＜Si
＜S＜P，故第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有Si，D
正确。
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12. （2024·中山期末）前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增
大，X是空气中含量最多的元素，Y的周期序数与族序数相等，基态时Z原
子3p原子轨道上有5个电子，W与Z位于同一主族。下列说法正确的是
（ ）
A. 元素的电负性：W＞Z＞Y
B. 原子半径：r（X）＜r（Y）＜r（Z）＜r（W）
C. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
D. Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
√
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解析： 前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是
空气中含量最多的元素，则X为N元素；Y的周期序数与族序数相等，
则Y为Al元素；基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子，则Z为Cl元素；
W与Z位于同一主族，W为Br元素。电负性大小为Cl＞Br＞Al，A错
误；原子半径：Al＞Cl，B错误；N的2p轨道处于半充满状态，较稳
定，其第一电离能比同周期相邻元素大，C正确；非金属性：Cl＞Br，
稳定性：HCl＞HBr，D错误。
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二、非选择题（本题包括2小题）
13. 1869年，俄国化学家门捷列夫编制了一份元素周期表，是化学发展史
上的一个里程碑。元素周期表的意义远远超出了化学领域本身，他体现了
科学规律的本质。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
B C N O
Al Si P S
Ga Ge As Se
In Sn Sb Te
Tl Pb Bi Po
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（1）元素周期表中位于金属和非金属的交界处，容易找到的元素是
（填字母）。
A. 制备农药的元素
B. 用于制作半导体材料的元素
C. 耐高温的合金元素
D. 制备催化剂的元素
解析： 在元素周期表中金属和非金属的交界处，可找到用于制作半
导体材料的元素。
B
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（2）稳定性：H2O （填“＞”或“＜”）NH3。
解析： O和N是同周期元素，非金属性：N＜O，对应气态氢化物的稳
定性：NH3＜H2O。
（3）C、N、O第一电离能的由小到大的顺序是 。
解析： 同周期从左到右，第一电离能呈逐渐增大的趋势，但N的2p轨
道处于半满稳定态，第一电离能：O＜N。
＞
C ＜O＜N
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（4）硒（Se）被誉为“生命的奇效元素”，下列关于硒的描述不正确的
是 （填字母）。
A. 富硒大米中的“硒”指硒元素 B. 最高价氧化物是SeO2
C. 单质常温下呈固态 D. 硒原子最外层核外电子数为6
B
解析： A项，富硒大米中的“硒”指的是硒元素，而不是指Se单质，
其中硒元素以化合态的形式存在，正确；B项，硒为第ⅥA族元素，最高价
氧化物是SeO3，错误；C项，常温下O2为气态、硫为固态，依据递变性，
则硒单质呈固态，正确；D项，硒为第ⅥA族元素，硒原子最外层电子数
为6，正确。
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（5）人体内产生的活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，化学
家尝试用Na2SeO3清除人体内的活性氧，此时Na2SeO3表现出 性
（填“氧化”或“还原”）。
解析： 用Na2SeO3能清除人体内的活性氧，活性氧具有氧化性，所以
此时Na2SeO3表现出还原性。
还原
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14. （2024·楚雄民族中学月考）元素周期表是元素周期律的具体表现，是
学习和研究化学的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分，回答下列
问题：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
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（1）请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱：
。
解析：由元素在周期表中的位置可知①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为S，⑥为Cl。（1）可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较元素非金属性的强弱，相关反应2HNO3＋Na2CO3 2NaNO3＋CO2↑＋H2O。
2HNO3＋
Na2CO3 2NaNO3＋CO2↑＋H2O
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（2）元素⑤、⑥非金属性更强的是： （用元素符号表示），请从原
子结构的角度解释：
。
解析：（2）⑤为S，⑥为Cl；硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子原子核对最外层电子的吸引能力强于硫原子，故非金属性更强的是Cl。
Cl
硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫
原子半径，氯原子原子核对最外层电子的吸引能力强于硫原子，故非金属
性更强的是Cl
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（3）电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能（I1），失去第二个电子所需要的能量为第二电离能（I2），依次类推。
如图为1～19号元素第一电离能I1。
同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常，预
测下列关系式中正确的是 （填字母）。
A. I1（As）＞I1（Se） B. I1（As）＜I1（Se）
C. I1（Br）＞I1（Se） D. I1（Br）＜I1（Se）
AC
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解析：As、Se、Br为同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族最外层np轨道为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的第ⅥA族元素，则第一电离能：Br＞As＞Se，A、C正确。
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（4）Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如下
表所示：
元素 Mn Fe
电离能/ （kJ·mol－1） I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
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锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价层电子排布
式： ，比较两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去1个电子比气态
Fe2＋再失去1个电子难，对此你的解释是
。
3d5
由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级
由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2
＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态
需要的能量相对要少
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解析：由元素在周期表中的位置可知①为C，②为N，③为O，④为Al，⑤为S，⑥为Cl。（4）Mn为25号元素，基态Mn2＋的价层电子排布式：3d5；由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少。
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