微专题（二） 元素推断与元素周期律的综合应用
1.“位、构、性”三者关系的解读
（1）原子结构元素在周期表中的位置。
结构位置
（2）原子结构元素的化学性质。
结构性质
（3）位置原子结构和元素性质。
2.同周期、同主族元素的原子结构与性质递变规律
同周期主族元素 （从左→右） 同主族元素 （从上→下）
最外层 电子数 从1递增到7（第一周期除外） 相同
金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
主要化 合价 最高化合价由＋1价→＋7价（第一周期除外，O和F特殊），主族非金属元素最低化合价的绝对值＝8－族序数 最高化合价＝主族的族序数（O和F特殊），非金属元素的最低化合价相同
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱
第一电离能 总体呈增大趋势 逐渐减小
电负性 逐渐增大 逐渐减小
3.由基态原子的价层电子排布确定元素在元素周期表中的位置
（1）周期序数＝电子层数＝最高能层序数。
（2）主族元素的族序数＝价层电子数。
（3）第ⅢB族～第ⅦB族的价层电子排布为（n－1）d1～5ns1～2（镧系、锕系除外），族序数＝价层电子数。如锰的价层电子排布为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
（4）第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布为（n－1）d10ns1～2，族序数＝ns能级上的电子数。
【迁移应用】
1.X、Y、Z均为第三周期主族元素，X的第一电离能在同周期中最小，Y的电负性在同周期中最大，Z的离子半径在同周期中最小，下列关于X、Y、Z的叙述不正确的是（ ）
A.元素Y形成的简单气态氢化物极易溶于水，水溶液呈强酸性
B.元素X与元素Y能形成离子化合物
C.元素Z的最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应
D.原子序数和原子半径的大小顺序均为X＜Y＜Z
2.（2024·沈阳高二检测）X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大。X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，W与Z同族。R的最外层电子数与最内层电子数相等。下列说法正确的是（ ）
A.简单离子半径：R＞W＞Z
B.简单气态氢化物的热稳定性：W＞Z
C.元素第一电离能：I1（Y）＞I1（Z）＞I1（W）
D.最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W
3.（2024·宁波高二检测）某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是（ ）
A.氢化物的沸点：Z＜M
B.基态原子未成对电子数：Y＞Q
C.简单离子半径：M＜Q
D.基态原子第一电离能由大到小的顺序为Q＞M＞Z＞Y
4.已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A、B、C、D为短周期元素。请根据下表中的信息回答有关问题：
元素 信息
A 原子半径最小的元素
B 原子最外层p能级上只有一对成对电子
C 原子的第一至第四电离能分别是I1＝578 kJ·mol－1、I2＝1 817 kJ·mol－1、I3＝2 745 kJ·mol－1、I4＝11 575 kJ·mol－1
D 基态原子的核外电子共有17种运动状态
E 元素基态原子的价层电子排布式为 （n－1）dn＋6ns2
（1）基态B原子的核外电子排布式为 。
（2）基态D原子的价层电子轨道表示式为 。
（3）E元素位于元素周期表第 周期第 族。
（4）写出A2B2的电子式： 。
（5）写出C与D形成的化合物的化学式： 。
5.（2024·成都高二检测）前四周期的A、B、C、D、E、F六种元素，原子序数依次增大。基态A原子核外电子的L层电子数是K层的2倍；B原子基态时的2p轨道上未成对的电子数最多；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素与B元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
（1）E元素在周期表中的位置为 ，E3＋价层电子的轨道表示式为 。
（2）B、C、F三种元素电负性由大到小的顺序为 （用元素符号表示），第一电离能：D （填“＞”“＜”或“＝”）Al，其原因是 。
（3）F元素可能的性质有 （填字母）。
A.其单质可作半导体材料
B.存在－3价、＋3价、＋5价等多种化合价
C.最高价氧化物对应的水化物是强酸
D.单质还原性弱于磷单质
微专题（二） 元素推断与元素周期律的综合应用
迁移应用
1.D X、Y、Z均为第三周期主族元素，X的第一电离能在同周期中最小，X为Na；Y的电负性在同周期中最大，Y为Cl；Z的离子半径在同周期中最小，Z为Al。Cl的简单气态氢化物是HCl，极易溶于水，其水溶液呈强酸性，A项正确；Na和Cl形成的化合物是NaCl，属于离子化合物，B项正确；Al的最高价氧化物对应的水化物为Al（OH）3，Al（OH）3是两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，C项正确；原子序数：Na＜Al＜Cl，同周期主族元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，原子半径：Na＞Al＞Cl，D项错误。
2.C X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大，X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，分别为2p2、2p4，即X为C元素，Z为O元素，则Y为N元素；W与Z同族，则W为S元素；R的最外层电子数与最内层电子数相等，即最外层电子数为2，且原子序数大于16，则R为Ca元素，由上述分析可知，X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、S、Ca元素。S2－、Ca2＋的核外电子数均为18，二者核外电子排布相同，但Ca2＋的质子数多，对最外层电子的吸引力强，Ca2＋的半径小于S2－，即离子半径：S2－ ＞Ca2＋，O2－核外电子数为10，小于S2－、Ca2＋，所以正确排序为W＞R＞Z，A错误；非金属性：O＞S，非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，则热稳定性：H2O＞H2S，B错误；N、O位于第二周期，但N原子的2p3结构属于半充满的稳定结构，失去1个电子所需能量大，所以元素第一电离能：I1（N）＞I1（O）；O、S位于同一主族，元素第一电离能：I1（O）＞I1（S），C正确；碳酸是弱酸，硫酸是强酸，即最高价氧化物对应水化物的酸性： H2SO4＞H2CO3，D错误。
3.D X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Q为非金属性最强的元素，则Q为F，根据该离子液体的结构得到X、Q有一个价键，Z有四个价键，M有三个价键，Y得到一个电子形成四个价键，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，则X为H，Y为B，Z为C，M为N，由于碳有固态、液态和气态的很多氢化物，故无法比较碳和氮的氢化物的沸点，A错误；Y为B，核外有1个未成对电子，而Q为F，核外也有1个未成对电子，故基态原子未成对电子数：Y＝Q，B错误；M为N、Q为F，N3－、F－具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大半径越小，即简单离子半径：N3－＞F－，即M＞Q，C错误；根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族和ⅤA族元素高于同周期相邻元素，同一主族从上往下第一电离能依次减小，故基态原子第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞C＞B，即Q＞M＞Z＞Y，D正确。
4.（1）1s22s22p4 （2） （3）四 ⅡB
（4）H︰︰︰H （5）AlCl3
解析：
5.（1）第四周期第Ⅷ族
（2）F＞N＞As ＞ Mg的3p轨道处于全空状态，较稳定
（3）AB
解析：基态A原子核外电子的L层电子数是K层的2倍，则A为C元素；B原子基态时的2p轨道上未成对的电子数最多，则B为N元素；C元素为最活泼的非金属元素，则C为F元素；D元素核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，设最外层电子数为x，则（2＋8＋x）×＝x，解得x＝2，故D为Mg元素；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故E为Fe元素；F元素与B元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则F为As元素。（1）E元素为Fe元素，Fe元素在周期表中位于第四周期第Ⅷ族；基态Fe原子价层电子排布式为3d64s2，Fe原子失去3个电子形成Fe3＋，则Fe3＋的价层电子轨道表示式为。（2）B、C、F三种元素分别为N、F、As，元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，故电负性：F＞N＞As；D为Mg，由于Mg的3p轨道处于全空状态，较稳定，因此第一电离能：Mg＞Al。（3）F元素为As元素，As与Si位于周期表对角线位置，性质与Si相似，则As单质可作为半导体材料，A正确；As与N、P同在第ⅤA族，N和P都有－3价、＋3价、＋5价等多种化合价，则As也有－3价、＋3价、＋5价等多种化合价，B正确；As的非金属性比P弱，因磷酸为中强酸，则As的最高价氧化物对应的水化物是弱酸，C错误；非金属性：P＞As，则还原性：P＜As，D错误。
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微专题（二）
元素推断与元素周期律的综合应用
1. “位、构、性”三者关系的解读
（1）原子结构 元素在周期表中的位置。
结构 位置
（2）原子结构 元素的化学性质。
结构
性质
（3）位置 原子结构和元素性质。
2. 同周期、同主族元素的原子结构与性质递变规律
同周期主族元素（从左→右） 同主族元素（从上→下）
最外层
电子数 从1递增到7（第一周期除外） 相同
金属性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
主要化 合价 最高化合价由＋1价→＋7价（第一周期除外，O和F特殊），主族非金属元素最低化合价的绝对值＝8－族序数 最高化合价＝主族的族
序数（O和F特殊），
非金属元素的最低化合
价相同
同周期主族元素（从左→右） 同主族元素（从上→
下）
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐
渐减弱
第一电离能 总体呈增大趋势 逐渐减小
电负性 逐渐增大 逐渐减小
3. 由基态原子的价层电子排布确定元素在元素周期表中的位置
（1）周期序数＝电子层数＝最高能层序数。
（2）主族元素的族序数＝价层电子数。
（3）第ⅢB族～第ⅦB族的价层电子排布为（ n －1）d1～5 n s1～2
（镧系、锕系除外），族序数＝价层电子数。如锰的价层电
子排布为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
（4）第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布为（ n －1）d10 n s1～2，族序
数＝ n s能级上的电子数。
【迁移应用】
1. X、Y、Z均为第三周期主族元素，X的第一电离能在同周期中最
小，Y的电负性在同周期中最大，Z的离子半径在同周期中最小，
下列关于X、Y、Z的叙述不正确的是（ ）
A. 元素Y形成的简单气态氢化物极易溶于水，水溶液呈强酸性
B. 元素X与元素Y能形成离子化合物
C. 元素Z的最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应
D. 原子序数和原子半径的大小顺序均为X＜Y＜Z
解析： X、Y、Z均为第三周期主族元素，X的第一电离能在同
周期中最小，X为Na；Y的电负性在同周期中最大，Y为Cl；Z的离
子半径在同周期中最小，Z为Al。Cl的简单气态氢化物是HCl，极
易溶于水，其水溶液呈强酸性，A项正确；Na和Cl形成的化合物是
NaCl，属于离子化合物，B项正确；Al的最高价氧化物对应的水化
物为Al（OH）3，Al（OH）3是两性氢氧化物，既能与强酸反应，
又能与强碱反应，C项正确；原子序数：Na＜Al＜Cl，同周期主族
元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，原子半径：Na＞
Al＞Cl，D项错误。
2. （2024·沈阳高二检测）X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号
主族元素，且原子序数依次增大。X和Z的基态原子的2p能级上各
有两个未成对电子，W与Z同族。R的最外层电子数与最内层电子
数相等。下列说法正确的是（ ）
A. 简单离子半径：R＞W＞Z
B. 简单气态氢化物的热稳定性：W＞Z
C. 元素第一电离能： I1（Y）＞ I1（Z）＞ I1（W）
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞W
解析： X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，
且原子序数依次增大，X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成
对电子，分别为2p2、2p4，即X为C元素，Z为O元素，则Y为N元
素；W与Z同族，则W为S元素；R的最外层电子数与最内层电子数
相等，即最外层电子数为2，且原子序数大于16，则R为Ca元素，
由上述分析可知，X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、S、Ca元素。
S2－、Ca2＋的核外电子数均为18，二者核外电子排布相同，但Ca2＋的
质子数多，对最外层电子的吸引力强，Ca2＋的半径小于S2－，即离子
半径：S2－ ＞Ca2＋，O2－核外电子数为10，小于S2－、Ca2＋，所以正确
排序为W＞R＞Z，A错误；非金属性：O＞S，非金属性越强，其简单
气态氢化物的热稳定性越强，则热稳定性：H2O＞H2S，B错误；N、
O位于第二周期，但N原子的2p3结构属于半充满的稳定结构，失去1个
电子所需能量大，所以元素第一电离能： I1（N）＞ I1（O）；O、S位
于同一主族，元素第一电离能： I1（O）＞ I1（S），C正确；碳酸是
弱酸，硫酸是强酸，即最高价氧化物对应水化物的酸性： H2SO4＞
H2CO3，D错误。
3. （2024·宁波高二检测）某种离子液体的结构如图所示，X、Y、
Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Z的原子序数等于
X、Y原子序数之和，Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是（ ）
A. 氢化物的沸点：Z＜M
B. 基态原子未成对电子数：Y＞Q
C. 简单离子半径：M＜Q
D. 基态原子第一电离能由大到小的顺序为Q＞M＞Z＞Y
解析： X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，
Q为非金属性最强的元素，则Q为F，根据该离子液体的结构得到
X、Q有一个价键，Z有四个价键，M有三个价键，Y得到一个电子
形成四个价键，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，则X为H，
Y为B，Z为C，M为N，由于碳有固态、液态和气态的很多氢化
物，故无法比较碳和氮的氢化物的沸点，A错误；Y为B，核外有1
个未成对电子，而Q为F，核外也有1个未成对电子，故基态原子未
成对电子数：Y＝Q，B错误；
M为N、Q为F，N3－、F－具有相同的核外电子排布，则核电荷数越大
半径越小，即简单离子半径：N3－＞F－，即M＞Q，C错误；根据同一
周期从左往右第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族和ⅤA族元素高于同周
期相邻元素，同一主族从上往下第一电离能依次减小，故基态原子第
一电离能由大到小的顺序为F＞N＞C＞B，即Q＞M＞Z＞Y，D正确。
4. 已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A、B、
C、D为短周期元素。请根据下表中的信息回答有关问题：
元素 信息
A 原子半径最小的元素
B 原子最外层p能级上只有一对成对电子
C 原子的第一至第四电离能分别是 I1＝578 kJ·mol－1、 I2＝1 817
kJ·mol－1、 I3＝2 745 kJ·mol－1、 I4＝11 575 kJ·mol－1
D 基态原子的核外电子共有17种运动状态
E 元素基态原子的价层电子排布式为（ n －1）d n＋6 n s2
（1）基态B原子的核外电子排布式为 。
（2）基态D原子的价层电子轨道表示式为 。
1s22s22p4
（3）E元素位于元素周期表第 周期第 族。
（4）写出A2B2的电子式： 。
四
ⅡB
H︰ ︰ ︰H
（5）写出C与D形成的化合物的化学式： 。
解析：
AlCl3
5. （2024·成都高二检测）前四周期的A、B、C、D、E、F六种元
素，原子序数依次增大。基态A原子核外电子的L层电子数是K层
的2倍；B原子基态时的2p轨道上未成对的电子数最多；C元素为最
活泼的非金属元素；D元素核外有3个电子层，最外层电子数是核
外电子总数的 ；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素
与B元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
（1）E元素在周期表中的位置为 ，E3＋价层电
子的轨道表示式为 。
第四周期第Ⅷ族
解析：基态A原子核外电子的L层电子数是K层的2倍，则A为C元素；B原子基态时的2p轨道上未成对的电子数最多，则B为N元素；C元素为最活泼的非金属元素，则C为F元素；D元素核外有3个电子层，最外层电子数是核外电子总数的 ，设最外层电子数为 x ，则（2＋8＋ x ）× ＝ x ，解得 x ＝2，故D为Mg元素；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故E为Fe元素；F元素与B元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则F为As元素。
（1）E元素为Fe元素，Fe元素在周期表中位于第四周期第Ⅷ族；基
态Fe原子价层电子排布式为3d64s2，Fe原子失去3个电子形成Fe3＋，则
Fe3＋的价层电子轨道表示式为 。
（2）B、C、F三种元素电负性由大到小的顺序为 （用
元素符号表示），第一电离能：D （填“＞”“＜”或
“＝”）Al，其原因是 。
F＞N＞As
＞
Mg的3p轨道处于全空状态，较稳定
解析： B、C、F三种元素分别为N、F、As，元素的非金属性越强，吸引电子的能力越强，元素的电负性越大，故电负性：F＞N＞As；D为Mg，由于Mg的3p轨道处于全空状态，较稳定，因此第一电离能：Mg＞Al。
（3）F元素可能的性质有 （填字母）。
A. 其单质可作半导体材料
B. 存在－3价、＋3价、＋5价等多种化合价
C. 最高价氧化物对应的水化物是强酸
D. 单质还原性弱于磷单质
AB
解析： F元素为As元素，As与Si位于周期表对角线位置，性质与Si相似，则As单质可作为半导体材料，A正确；As与N、P同在第ⅤA族，N和P都有－3价、＋3价、＋5价等多种化合价，则As也有－3价、＋3价、＋5价等多种化合价，B正确；As的非金属性比P弱，因磷酸为中强酸，则As的最高价氧化物对应的水化物是弱酸，C错误；非金属性：P＞As，则还原性：P＜As，D错误。
