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第四章
物质结构 元素周期律
第二节 元素周期律
课时23 元素性质的周期性变化规律
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 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，构建元素周期律 2. 以第三周期元素为例，了解同周期主族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 原子序数越大，原子半径一定越大( )
(2) 元素性质周期性变化不是元素性质的简单重复( )
(3) 按C、N、O、F的顺序，元素的最高正价依次升高( )
(4) HCl的酸性强于HF，则氯的非金属性强于氟( )
(5) 氯的非金属性强于硫，则次氯酸的酸性强于硫酸( )
概 念 辨 析
×
√
×
×
×
纲要笔记
元素周期律的比较
1
性质 同周期(左→右) 同主族(上→下)
电子层结构 层数相同 层数增大
失电子能力 减弱 增强
得电子能力 增强 减弱
金属性 减弱 增强
非金属性 增强 减弱
主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强 (如H2SiO3
Mg(OH)2>Al(OH)3] 酸性减弱
(如HNO3>H3PO4)；
碱性增强
(如LiOH非金属气态氢化 物的热稳定性 增强(如SiH4HCl>HBr>HI)
原子半径 减小(如Si>P>S>Cl) 增大(如F阳离子半径 减小(如Na＋>Mg2＋>Al3＋) 增大(如Li＋阴离子半径 减小(如P3－>S2－>Cl－) 增大(如F－[要点提醒]
试比较下列微粒的半径大小(填“>”“<”或“＝”)。
(1) P___S___Cl；
(2) Be___Mg___Ca；
(3) Na___F；
(4) Cl___Cl－；Na＋___Na;
(5) O2－___Mg2＋；
(6) S2－___Cl－___Na＋。
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元素化合价的变化规律
2
原子序数 电子层数 最外层电子数 原子半径 (稀有气体除外) 化合价的变化
1～2 1 1→2 — ＋1→0
3～10 2 1→8 0.152 nm→0.071 nm ＋1→＋5－4→－1→0
11～18 3 1→8 0.186 nm→0.099 nm ＋1→＋7－4→－1→0
结论 随着原子序数的递增，元素最外层电子、原子半径、化合价呈周期性变化
说明 ①F元素没有正化合价，O元素一般没有最高正化合价，金属元素没有负化合价； ②元素的最高化合价＝原子核外最外层电子数(O、F除外)；元素的最低化合价＝原子核外最外层电子数－8； ③最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(O、F除外)
钠、镁、铝金属性的递变规律
3
元素 Na Mg Al
判 断 依 据 与水反应的现象 与冷水___________ 与沸水___________ 常温或加热下遇水无明显现象
与酸反应的现象 与酸反应极为迅速 与酸反应很快 与酸反应较快
最高价氧化物对应水化物及其碱性的强弱 NaOH(强碱) Mg(OH)2(中强碱) Al(OH)3
(两性氢氧化物)
结论 ①同周期从左到右，金属元素单质与水(或酸)反应能力越来越弱 ②同周期从左到右，元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱 ③Na、Mg、Al的金属性逐渐______
剧烈反应
缓慢反应
减弱
硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律
4
元素 Si P S Cl
判断 依据 与氢气化合条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
反应由难到易的顺序是Si>P>S>Cl
最高价氧化物对应水化物及其酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸
酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4
结论 硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐______
增强
1. 金属性强弱比较方法
元素金属性、非金属性的比较方法与应用
2. 非金属性强弱比较方法
3. 金属性、非金属性的应用
4. 不能用来判断元素金属性或非金属性强弱的依据
(1) 原子失去或得到电子数目的多少。
(2) 单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质。
(3) 非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性。
(4) 气态氢化物水溶液(无氧酸HCl、H2S等)的酸性。
金属与水或与酸反应的剧烈程度 比较金属性
最高价氧化物对应的水化物的碱性：NaOH>Mg(OH)2 比较金属性
与氢气化合的难易程度 比较非金属性
简单气态氢化物的热稳定性：HCl>HBr 比较非金属性
最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4[要点提醒]
(1) 递变性规律推断注意点
举例 错因
推测元素的非金属性 酸性：HCl＞H2SiO3，非金属性：Cl＞Si 不是最高价氧化物对应的水化物
酸性：H2SO3＞H2SiO3，非金属性：S＞Si
酸性：HCl＞H2S，非金属性：Cl＞S
不能用元素周期律解释 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 热稳定性比较的是简单氢化物
(2) 微粒半径大小比较
微粒半径的变化 举例
同周期 序大→径小 Na>Mg>Al
同主族 序大→径大 LiLi＋F－具有相同核外电子排布的微粒 序大→径小 Al3＋同种元素形成的微粒 阳离子<原子<阴离子 H＋既不在同周期又不在同主族的元素 找和一种元素同周期且与另一种元素同主族的元素作参照物 F分类悟法
类型1 元素性质呈周期性变化的原因
元素性质呈周期性变化的原因是 ( )
A. 元素原子半径大小呈周期性变化
B. 元素相对原子质量依次递增
C. 元素原子核外电子排布呈周期性变化
D. 元素的最高正化合价呈周期性变化
1
【解析】元素性质的周期性变化是原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果，C正确。
C
类型2 元素性质周期性变化
下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：K＞Na＞Be
B. 碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3
C. 热稳定性：HF＞H2O＞H2S
D. 酸性：H2SO3＞H2CO3＞H2SiO3
2
【解析】H2SO3不是最高价氧化物对应的水化物，不能用于比较非金属性，D错误。
D
类型3 元素金属性与非金属性的比较方法
溴(Br)与氯同属于卤族元素，性质上与氯具有很大的相似性，但Br2比Cl2的活泼性弱，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中正确的是 ( )
A. 溴单质既有氧化性，又有还原性
B. 溴单质与水反应可生成HBr和O2
C. Br－具有还原性，但还原性比Cl－弱
D. 溴蒸气与氢气反应比氯气与氢气反应剧烈
3
【解析】溴单质中溴元素的化合价为0，处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，A正确；溴单质与水反应可生成HBr和HBrO，B错误；Br－具有还原性，还原性比Cl－强，C错误；氯气可与氢气在点燃或光照条件下发生反应，Br2在加热条件下可与氢气缓慢化合生成溴化氢，故溴蒸气与氢气反应没有氯气与氢气反应剧烈，D错误。
A
课堂评价
1. (2024·汕尾)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是( )
A. 金属性：Mg＞Al
B. 酸性：HClO4＞HClO
C. 碱性：NaOH＞Mg(OH)2
D. 热稳定性：H2O＞H2S
【解析】同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，不可以用元素周期律解释，B正确。
B
2. (2024·宣城)氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)常用作合成工业洗涤剂的中间体。下列说法正确的是( )
A. 半径：O2－＜Na＋ B. 非金属性：H>O
C. 酸性：HNO3>H2CO3 D. 热稳定性：H2O＜NH3
【解析】核外电子排布完全相同，核电荷数越大，微粒半径越小，则半径：O2－>Na＋，A错误；H2O中O元素显负价，H元素显正价，则O得电子能力比H强，得电子能力越强，元素非金属性越强，则非金属性：O>H，B错误；非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，则非金属性：N>C，则酸性：HNO3>H2CO3，C正确；非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：O>N，则热稳定性：H2O>NH3，D错误。
C
3. 下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是( )
A. Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性：Na>Mg
B. F2比O2更容易与H2化合，非金属性：F>O
C. KOH的碱性强于 Ca(OH)2，金属性：K>Ca
D. 盐酸的酸性强于H2SO3，非金属性：Cl>S
【解析】HCl不是氯元素最高价氧化物的水化物，H2SO3也不是硫元素的最高价氧化物的水化物，不能通过二者的酸性强弱得出非金属性的强弱，D符合题意。
D
4. 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性的相对强弱的是( )
【解析】HCl不是氯元素最高价氧化物对应的水化物，故不能根据HCl、H2CO3的酸性强弱判断非金属性的强弱，C错误。
C
选项 事实 推论
A 与氢气反应，F2比Cl2剧烈 非金属性：F＞Cl
B NaOH的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Na＞Mg
C 酸性：HCl＞H2CO3 非金属性：Cl＞C
D 热稳定性：NH3＜CH4 非金属性：N＞C
配套新练案
1. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是 ( )
A. O B. Na
C. Al D. S
A
2. 下列性质的比较不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：Na＞Al
B. 热稳定性：NH3＞PH3
C. 酸性：HCl＞H2CO3
D. 还原性：I－＞Br－
【解析】同周期主族元素从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：Na＞Al，A错误；同主族元素从上向下，非金属性减弱，非金属性：N＞P，则热稳定性：NH3＞PH3，B错误；HCl不是Cl元素的最高价含氧酸，则不能用元素周期律解释HCl酸性比H3CO3强，C正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则非金属性：Br＞I，则阴离子还原性：I－＞Br－，D错误。
C
3. 根据元素在元素周期表中的位置，下列说法错误的是( )
A. 酸性：H3PO4>HNO3 B. 碱性：KOH>Mg(OH)2
C. 非金属性：Br>I D. 热稳定性：H2O＜HF
【解析】元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性：N>P，则酸性：H3PO4＜HNO3，A错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，金属性：K＞Na，碱性：KOH>Mg(OH)2，B正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，非金属性：Br>I，C正确；同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，对应的气态氢化物的热稳定性增强，非金属性：F>O，热稳定性：H2O＜HF，D正确。
A
4. 下列各组性质的比较正确的是( )
A. 酸性：HClO4＜HBrO4＜HIO4
B. 碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2
C. 还原性：Cl－＞Br－＞I－
D. 热稳定性：HCl＞PH3＞H2S
【解析】非金属性：Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，A错误；金属性：Ba＞Ca＞Mg，则最高价氧化物对应的水化物的碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2，B正确；非金属性：Cl＞Br＞I，则离子的还原性：Cl－＜Br－＜I－，C错误；非金属性：Cl＞S＞P，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则简单氢化物的热稳定性：HCl＞H2S＞PH3，D错误。
B
5. 下列关于元素性质的比较正确的是( )
A. 金属性：Al＞Mg
B. 原子半径：O＞S
C. 非金属性：F＞Cl
D. 最高正化合价：C＞N
【解析】同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，故金属性：Al＜Mg，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径：O＜S，B错误；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故非金属性：F＞Cl，C正确；C元素是ⅣA族元素，N元素是ⅤA族元素，最高正化合价分别为＋4、＋5，故最高正化合价：C＜N，D错误。
C
6. (2024·茂名)某元素R的气态氢化物的化学式为H2R，则R的最高价氧化物的水化物化学式是( )
A. H2RO3 B. HRO3
C. H3RO4 D. H2RO4
【解析】元素R的气态氢化物的化学式为H2R，则R的最低负价为－2，故元素R的最高正价为＋6，R的最高价氧化物的水化物化学式是H2RO4，D正确。
D
7. 下列粒子半径大小顺序正确的是( )
A. Na＋Cl－>Na＋>Al3＋
C. Na【解析】核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径逐渐减小，即Al3＋Cl－>Na＋>Al3＋，B正确；同周期主族元素，核电荷数越大，原子半径越小，即Na＞Mg＞Al＞S，C错误；同主族元素随着核电荷数增加，原子半径依次增大，故Na＜K＜Rb＜Cs，D错误。
B
8. (2024·深圳)华为麒麟9000S芯片实现了智能手机5G芯片的国产化。下列说法正确的是( )
A. 硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
B. 自然界中存在的28Si、29Si、30Si互为同素异形体
D. 硅与碳同主族，酸性：H2SiO3＞H2CO3
A
9. (2024·安徽)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：K>Na>Be
B. 碱性：KOH>NaOH>Al(OH)3
C. 热稳定性：HF>H2O>H2S
D. 酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3
【解析】H2SO3不是S元素的最高价氧化物对应的水化物，不能用元素周期律解释酸性强弱，D错误。
D
10. 已知：34Se(硒)与S为同族元素。下列说法不正确的是( )
A. 硒元素位于元素周期表的第四周期ⅥA族
B. 单质的沸点：Se＞S
C. Se元素形成的最高价氧化物的水化物：H2SeO4
D. 与氢气反应的剧烈程度：Se＞S
【解析】元素的非金属性越强，单质与氢气反应越剧烈，非金属性：S＞Se，则单质与氢气反应剧烈程度：S＞Se，D错误。
D
11. 下表是元素周期表的一部分。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
一 ①
二 ② ③ ④
三 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1) 写出表中部分元素的元素符号：②___、⑦___。
(2) ⑧的简单离子的结构示意图为_______________。
(3) ①～⑧元素形成的单质中氧化性最强的是______(填化学式，下同)，还原性最强的是______。
C
P
F2
Na
(4) ②③⑦三种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是___________(填化学式，下同)；②③④三种元素形成的简单氢化物中最稳定的是______。
(5) 将④⑤⑥三种元素的简单离子半径按由大到小的顺序排列：_____________ _______(用离子符号表示)。
(6) ⑥的最高价氧化物与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为____________________________________________。
HNO3
HF
F－＞Na＋＞
Al3＋
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
12. X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
元素 原子半径/nm 主要化合价 其他
X 阳离子核外无电子
Y －4，＋4 无机非金属材料的主角
Z 0.186 焰色试验呈黄色
M 0.074 －2
R 0.099 －1，＋7
Q 0.143 ＋3
(1) R在元素周期表中的位置是___________________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为_________。
(2) Z的单质与水反应的化学方程式为__________________________________。
(3) Y与R相比，非金属性较强的是______(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是______(填字母)。
A. 常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B. 热稳定性：XR＞YX4
C. Y与R形成的化合物中Y呈正价
(4) 根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是________________ _______________。
第三周期ⅦA族
同位素
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
Cl
BC
0.099 nm＜r＜
0.143 nm
谢谢观赏第二节 元素周期律
课时23 元素性质的周期性变化规律
学习目标 知识体系
1. 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，构建元素周期律2. 以第三周期元素为例，了解同周期主族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 原子序数越大，原子半径一定越大(×)
(2) 元素性质周期性变化不是元素性质的简单重复(√)
(3) 按C、N、O、F的顺序，元素的最高正价依次升高(×)
(4) HCl的酸性强于HF，则氯的非金属性强于氟(×)
(5) 氯的非金属性强于硫，则次氯酸的酸性强于硫酸(×)
元素周期律的比较
性质 同周期(左→右) 同主族(上→下)
电子层结构 层数相同 层数增大
失电子能力 减弱 增强
得电子能力 增强 减弱
金属性 减弱 增强
非金属性 增强 减弱
主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强(如H2SiO3Mg(OH)2>Al(OH)3] 酸性减弱(如HNO3>H3PO4)；碱性增强(如LiOH非金属气态氢化物的热稳定性 增强(如SiH4HCl>HBr>HI)
原子半径 减小(如Si>P>S>Cl) 增大(如F阳离子半径 减小(如Na＋>Mg2＋>Al3＋) 增大(如Li＋阴离子半径 减小(如P3－>S2－>Cl－) 增大(如F－[要点提醒]
试比较下列微粒的半径大小(填“>”“<”或“＝”)。
(1) P>S>Cl；
(2) Be(3) Na>F；
(4) Cl(5) O2－>Mg2＋；
(6) S2－>Cl－>Na＋。
元素化合价的变化规律
原子序数 电子层数 最外层电子数 原子半径(稀有气体除外) 化合价的变化
1～2 1 1→2 — ＋1→0
3～10 2 1→8 0.152 nm→0.071 nm ＋1→＋5－4→－1→0
11～18 3 1→8 0.186 nm→0.099 nm ＋1→＋7－4→－1→0
结论 随着原子序数的递增，元素最外层电子、原子半径、化合价呈周期性变化
说明 ①F元素没有正化合价，O元素一般没有最高正化合价，金属元素没有负化合价；②元素的最高化合价＝原子核外最外层电子数(O、F除外)；元素的最低化合价＝原子核外最外层电子数－8；③最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(O、F除外)
钠、镁、铝金属性的递变规律
元素 Na Mg Al
判断依据 与水反应的现象 与冷水剧烈反应 与沸水缓慢反应 常温或加热下遇水无明显现象
与酸反应的现象 与酸反应极为迅速 与酸反应很快 与酸反应较快
最高价氧化物对应水化物及其碱性的强弱 NaOH(强碱) Mg(OH)2(中强碱) Al(OH)3(两性氢氧化物)
结论 ①同周期从左到右，金属元素单质与水(或酸)反应能力越来越弱②同周期从左到右，元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱③Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱
硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
判断依据 与氢气化合条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
反应由难到易的顺序是Si>P>S>Cl
最高价氧化物对应水化物及其酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸
酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4
结论 硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐增强
元素金属性、非金属性的比较方法与应用
1. 金属性强弱比较方法
2. 非金属性强弱比较方法
3. 金属性、非金属性的应用
金属与水或与酸反应的剧烈程度 比较金属性
最高价氧化物对应的水化物的碱性：NaOH>Mg(OH)2 比较金属性
与氢气化合的难易程度 比较非金属性
简单气态氢化物的热稳定性：HCl>HBr 比较非金属性
最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO44. 不能用来判断元素金属性或非金属性强弱的依据
(1) 原子失去或得到电子数目的多少。
(2) 单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质。
(3) 非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性。
(4) 气态氢化物水溶液(无氧酸HCl、H2S等)的酸性。
[要点提醒]
(1) 递变性规律推断注意点
举例 错因
推测元素的非金属性 酸性：HCl＞H2SiO3，非金属性：Cl＞Si 不是最高价氧化物对应的水化物
酸性：H2SO3＞H2SiO3，非金属性：S＞Si
酸性：HCl＞H2S，非金属性：Cl＞S
不能用元素周期律解释 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 热稳定性比较的是简单氢化物
(2) 微粒半径大小比较
微粒半径的变化 举例
同周期 序大→径小 Na>Mg>Al
同主族 序大→径大 Li具有相同核外电子排布的微粒 序大→径小 Al3＋同种元素形成的微粒 阳离子<原子<阴离子 H＋既不在同周期又不在同主族的元素 找和一种元素同周期且与另一种元素同主族的元素作参照物 F类型1 元素性质呈周期性变化的原因
元素性质呈周期性变化的原因是 (C)
A. 元素原子半径大小呈周期性变化
B. 元素相对原子质量依次递增
C. 元素原子核外电子排布呈周期性变化
D. 元素的最高正化合价呈周期性变化
【解析】元素性质的周期性变化是原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果，C正确。
类型2 元素性质周期性变化
下列事实不能用元素周期律解释的是(D)
A. 原子半径：K＞Na＞Be
B. 碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3
C. 热稳定性：HF＞H2O＞H2S
D. 酸性：H2SO3＞H2CO3＞H2SiO3
【解析】H2SO3不是最高价氧化物对应的水化物，不能用于比较非金属性，D错误。
类型3 元素金属性与非金属性的比较方法
溴(Br)与氯同属于卤族元素，性质上与氯具有很大的相似性，但Br2比Cl2的活泼性弱，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中正确的是 (A)
A. 溴单质既有氧化性，又有还原性
B. 溴单质与水反应可生成HBr和O2
C. Br－具有还原性，但还原性比Cl－弱
D. 溴蒸气与氢气反应比氯气与氢气反应剧烈
【解析】溴单质中溴元素的化合价为0，处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，A正确；溴单质与水反应可生成HBr和HBrO，B错误；Br－具有还原性，还原性比Cl－强，C错误；氯气可与氢气在点燃或光照条件下发生反应，Br2在加热条件下可与氢气缓慢化合生成溴化氢，故溴蒸气与氢气反应没有氯气与氢气反应剧烈，D错误。
1. (2024·汕尾)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是(B)
A. 金属性：Mg＞Al
B. 酸性：HClO4＞HClO
C. 碱性：NaOH＞Mg(OH)2
D. 热稳定性：H2O＞H2S
【解析】同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，不可以用元素周期律解释，B正确。
2. (2024·宣城)氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)常用作合成工业洗涤剂的中间体。下列说法正确的是(C)
A. 半径：O2－＜Na＋
B. 非金属性：H>O
C. 酸性：HNO3>H2CO3
D. 热稳定性：H2O＜NH3
【解析】核外电子排布完全相同，核电荷数越大，微粒半径越小，则半径：O2－>Na＋，A错误；H2O中O元素显负价，H元素显正价，则O得电子能力比H强，得电子能力越强，元素非金属性越强，则非金属性：O>H，B错误；非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，则非金属性：N>C，则酸性：HNO3>H2CO3，C正确；非金属性越强，其气态氢化物的热稳定性越强，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：O>N，则热稳定性：H2O>NH3，D错误。
3. 下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是(D)
A. Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性：Na>Mg
B. F2比O2更容易与H2化合，非金属性：F>O
C. KOH的碱性强于 Ca(OH)2，金属性：K>Ca
D. 盐酸的酸性强于H2SO3，非金属性：Cl>S
【解析】HCl不是氯元素最高价氧化物的水化物，H2SO3也不是硫元素的最高价氧化物的水化物，不能通过二者的酸性强弱得出非金属性的强弱，D符合题意。
4. 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性的相对强弱的是(C)
选项 事实 推论
A 与氢气反应，F2比Cl2剧烈 非金属性：F＞Cl
B NaOH的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Na＞Mg
C 酸性：HCl＞H2CO3 非金属性：Cl＞C
D 热稳定性：NH3＜CH4 非金属性：N＞C
【解析】HCl不是氯元素最高价氧化物对应的水化物，故不能根据HCl、H2CO3的酸性强弱判断非金属性的强弱，C错误。
配套新练案
1. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是(A)
A. O B. Na
C. Al D. S
2. 下列性质的比较不能用元素周期律解释的是(C)
A. 原子半径：Na＞Al
B. 热稳定性：NH3＞PH3
C. 酸性：HCl＞H2CO3
D. 还原性：I－＞Br－
【解析】同周期主族元素从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：Na＞Al，A错误；同主族元素从上向下，非金属性减弱，非金属性：N＞P，则热稳定性：NH3＞PH3，B错误；HCl不是Cl元素的最高价含氧酸，则不能用元素周期律解释HCl酸性比H3CO3强，C正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，则非金属性：Br＞I，则阴离子还原性：I－＞Br－，D错误。
3. 根据元素在元素周期表中的位置，下列说法错误的是(A)
A. 酸性：H3PO4>HNO3
B. 碱性：KOH>Mg(OH)2
C. 非金属性：Br>I
D. 热稳定性：H2O＜HF
【解析】元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性：N>P，则酸性：H3PO4＜HNO3，A错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，金属性：K＞Na，碱性：KOH>Mg(OH)2，B正确；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，非金属性：Br>I，C正确；同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，对应的气态氢化物的热稳定性增强，非金属性：F>O，热稳定性：H2O＜HF，D正确。
4. 下列各组性质的比较正确的是(B)
A. 酸性：HClO4＜HBrO4＜HIO4
B. 碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2
C. 还原性：Cl－＞Br－＞I－
D. 热稳定性：HCl＞PH3＞H2S
【解析】非金属性：Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，A错误；金属性：Ba＞Ca＞Mg，则最高价氧化物对应的水化物的碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2，B正确；非金属性：Cl＞Br＞I，则离子的还原性：Cl－＜Br－＜I－，C错误；非金属性：Cl＞S＞P，非金属性越强，气态氢化物越稳定，则简单氢化物的热稳定性：HCl＞H2S＞PH3，D错误。
5. 下列关于元素性质的比较正确的是(C)
A. 金属性：Al＞Mg
B. 原子半径：O＞S
C. 非金属性：F＞Cl
D. 最高正化合价：C＞N
【解析】同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，故金属性：Al＜Mg，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子半径：O＜S，B错误；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故非金属性：F＞Cl，C正确；C元素是ⅣA族元素，N元素是ⅤA族元素，最高正化合价分别为＋4、＋5，故最高正化合价：C＜N，D错误。
6. (2024·茂名)某元素R的气态氢化物的化学式为H2R，则R的最高价氧化物的水化物化学式是(D)
A. H2RO3 B. HRO3
C. H3RO4 D. H2RO4
【解析】元素R的气态氢化物的化学式为H2R，则R的最低负价为－2，故元素R的最高正价为＋6，R的最高价氧化物的水化物化学式是H2RO4，D正确。
7. 下列粒子半径大小顺序正确的是(B)
A. Na＋B. S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C. NaD. Cs【解析】核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径逐渐减小，即Al3＋Cl－>Na＋>Al3＋，B正确；同周期主族元素，核电荷数越大，原子半径越小，即Na＞Mg＞Al＞S，C错误；同主族元素随着核电荷数增加，原子半径依次增大，故Na＜K＜Rb＜Cs，D错误。
8. (2024·深圳)华为麒麟9000S芯片实现了智能手机5G芯片的国产化。下列说法正确的是(A)
A. 硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
B. 自然界中存在的28Si、29Si、30Si互为同素异形体
C. Si的中子数为14
D. 硅与碳同主族，酸性：H2SiO3＞H2CO3
【解析】Si是14号元素，原子核外有3个电子层、最外层电子数为4，位于元素周期表中第三周期ⅣA族，A正确；28Si、29Si、30Si是硅元素不同原子，互为同位素，B错误；Si的中子数＝29－14＝15，C错误；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，元素非金属性：Si＜C，则酸性：H2SiO3＜H2CO3，D错误。
9. (2024·安徽)下列事实不能用元素周期律解释的是(D)
A. 原子半径：K>Na>Be
B. 碱性：KOH>NaOH>Al(OH)3
C. 热稳定性：HF>H2O>H2S
D. 酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3
【解析】H2SO3不是S元素的最高价氧化物对应的水化物，不能用元素周期律解释酸性强弱，D错误。
10. 已知：34Se(硒)与S为同族元素。下列说法不正确的是(D)
A. 硒元素位于元素周期表的第四周期ⅥA族
B. 单质的沸点：Se＞S
C. Se元素形成的最高价氧化物的水化物：H2SeO4
D. 与氢气反应的剧烈程度：Se＞S
【解析】元素的非金属性越强，单质与氢气反应越剧烈，非金属性：S＞Se，则单质与氢气反应剧烈程度：S＞Se，D错误。
11. 下表是元素周期表的一部分。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
一 ①
二 ② ③ ④
三 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1) 写出表中部分元素的元素符号：②C、⑦P。
(2) ⑧的简单离子的结构示意图为。
(3) ①～⑧元素形成的单质中氧化性最强的是F2(填化学式，下同)，还原性最强的是Na。
(4) ②③⑦三种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HNO3(填化学式，下同)；②③④三种元素形成的简单氢化物中最稳定的是HF。
(5) 将④⑤⑥三种元素的简单离子半径按由大到小的顺序排列：F－＞Na＋＞Al3＋(用离子符号表示)。
(6) ⑥的最高价氧化物与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。
12. X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
元素 原子半径/nm 主要化合价 其他
X 阳离子核外无电子
Y －4，＋4 无机非金属材料的主角
Z 0.186 焰色试验呈黄色
M 0.074 －2
R 0.099 －1，＋7
Q 0.143 ＋3
(1) R在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为同位素。
(2) Z的单质与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(3) Y与R相比，非金属性较强的是Cl(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是BC(填字母)。
A. 常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B. 热稳定性：XR＞YX4
C. Y与R形成的化合物中Y呈正价
(4) 根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是0.099 nm＜r＜0.143 nm。第二节 元素周期律
课时23 元素性质的周期性变化规律
学习目标 知识体系
1. 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，构建元素周期律2. 以第三周期元素为例，了解同周期主族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 原子序数越大，原子半径一定越大( )
(2) 元素性质周期性变化不是元素性质的简单重复( )
(3) 按C、N、O、F的顺序，元素的最高正价依次升高( )
(4) HCl的酸性强于HF，则氯的非金属性强于氟( )
(5) 氯的非金属性强于硫，则次氯酸的酸性强于硫酸( )
元素周期律的比较
性质 同周期(左→右) 同主族(上→下)
电子层结构 层数相同 层数增大
失电子能力 减弱 增强
得电子能力 增强 减弱
金属性 减弱 增强
非金属性 增强 减弱
主要化合价 最高正价升高(O、F除外) 最高正价相同(O、F除外)
最高价氧化物对应水化物的酸、碱性 酸性增强(如H2SiO3Mg(OH)2>Al(OH)3] 酸性减弱(如HNO3>H3PO4)；碱性增强(如LiOH非金属气态氢化物的热稳定性 增强(如SiH4HCl>HBr>HI)
原子半径 减小(如Si>P>S>Cl) 增大(如F阳离子半径 减小(如Na＋>Mg2＋>Al3＋) 增大(如Li＋阴离子半径 减小(如P3－>S2－>Cl－) 增大(如F－[要点提醒]
试比较下列微粒的半径大小(填“>”“<”或“＝”)。
(1) P________S________Cl；
(2) Be________Mg________Ca；
(3) Na________F；
(4) Cl________Cl－；Na＋________Na;
(5) O2－________Mg2＋；
(6) S2－________Cl－________Na＋。
元素化合价的变化规律
原子序数 电子层数 最外层电子数 原子半径(稀有气体除外) 化合价的变化
1～2 1 1→2 — ＋1→0
3～10 2 1→8 0.152 nm→0.071 nm ＋1→＋5－4→－1→0
11～18 3 1→8 0.186 nm→0.099 nm ＋1→＋7－4→－1→0
结论 随着原子序数的递增，元素最外层电子、原子半径、化合价呈周期性变化
说明 ①F元素没有正化合价，O元素一般没有最高正化合价，金属元素没有负化合价；②元素的最高化合价＝原子核外最外层电子数(O、F除外)；元素的最低化合价＝原子核外最外层电子数－8；③最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(O、F除外)
钠、镁、铝金属性的递变规律
元素 Na Mg Al
判断依据 与水反应的现象 与冷水________ 与沸水________ 常温或加热下遇水无明显现象
与酸反应的现象 与酸反应极为迅速 与酸反应很快 与酸反应较快
最高价氧化物对应水化物及其碱性的强弱 NaOH(强碱) Mg(OH)2(中强碱) Al(OH)3(两性氢氧化物)
结论 ①同周期从左到右，金属元素单质与水(或酸)反应能力越来越弱②同周期从左到右，元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱③Na、Mg、Al的金属性逐渐________
硅、磷、硫、氯非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
判断依据 与氢气化合条件 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
反应由难到易的顺序是Si>P>S>Cl
最高价氧化物对应水化物及其酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸
酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4
结论 硅、磷、硫、氯的非金属性逐渐________
元素金属性、非金属性的比较方法与应用
1. 金属性强弱比较方法
2. 非金属性强弱比较方法
3. 金属性、非金属性的应用
金属与水或与酸反应的剧烈程度 比较金属性
最高价氧化物对应的水化物的碱性：NaOH>Mg(OH)2 比较金属性
与氢气化合的难易程度 比较非金属性
简单气态氢化物的热稳定性：HCl>HBr 比较非金属性
最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO44. 不能用来判断元素金属性或非金属性强弱的依据
(1) 原子失去或得到电子数目的多少。
(2) 单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质。
(3) 非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性。
(4) 气态氢化物水溶液(无氧酸HCl、H2S等)的酸性。
[要点提醒]
(1) 递变性规律推断注意点
举例 错因
推测元素的非金属性 酸性：HCl＞H2SiO3，非金属性：Cl＞Si 不是最高价氧化物对应的水化物
酸性：H2SO3＞H2SiO3，非金属性：S＞Si
酸性：HCl＞H2S，非金属性：Cl＞S
不能用元素周期律解释 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 热稳定性比较的是简单氢化物
(2) 微粒半径大小比较
微粒半径的变化 举例
同周期 序大→径小 Na>Mg>Al
同主族 序大→径大 Li具有相同核外电子排布的微粒 序大→径小 Al3＋同种元素形成的微粒 阳离子<原子<阴离子 H＋既不在同周期又不在同主族的元素 找和一种元素同周期且与另一种元素同主族的元素作参照物 F类型1 元素性质呈周期性变化的原因
元素性质呈周期性变化的原因是 ( )
A. 元素原子半径大小呈周期性变化
B. 元素相对原子质量依次递增
C. 元素原子核外电子排布呈周期性变化
D. 元素的最高正化合价呈周期性变化
类型2 元素性质周期性变化
下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：K＞Na＞Be
B. 碱性：KOH＞NaOH＞Al(OH)3
C. 热稳定性：HF＞H2O＞H2S
D. 酸性：H2SO3＞H2CO3＞H2SiO3
类型3 元素金属性与非金属性的比较方法
溴(Br)与氯同属于卤族元素，性质上与氯具有很大的相似性，但Br2比Cl2的活泼性弱，下面是根据氯的性质对溴的性质的预测，其中正确的是 ( )
A. 溴单质既有氧化性，又有还原性
B. 溴单质与水反应可生成HBr和O2
C. Br－具有还原性，但还原性比Cl－弱
D. 溴蒸气与氢气反应比氯气与氢气反应剧烈
1. (2024·汕尾)下列有关性质的比较不能用元素周期律解释的是( )
A. 金属性：Mg＞Al
B. 酸性：HClO4＞HClO
C. 碱性：NaOH＞Mg(OH)2
D. 热稳定性：H2O＞H2S
2. (2024·宣城)氨基乙酸钠(H2NCH2COONa)常用作合成工业洗涤剂的中间体。下列说法正确的是( )
A. 半径：O2－＜Na＋
B. 非金属性：H>O
C. 酸性：HNO3>H2CO3
D. 热稳定性：H2O＜NH3
3. 下列事实不能用于比较元素金属性或非金属性强弱的是( )
A. Na比Mg与冷水反应剧烈，金属性：Na>Mg
B. F2比O2更容易与H2化合，非金属性：F>O
C. KOH的碱性强于 Ca(OH)2，金属性：K>Ca
D. 盐酸的酸性强于H2SO3，非金属性：Cl>S
4. 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性的相对强弱的是( )
选项 事实 推论
A 与氢气反应，F2比Cl2剧烈 非金属性：F＞Cl
B NaOH的碱性强于Mg(OH)2 金属性：Na＞Mg
C 酸性：HCl＞H2CO3 非金属性：Cl＞C
D 热稳定性：NH3＜CH4 非金属性：N＞C
配套热练
第二节 元素周期律
课时23 元素性质的周期性变化规律
1. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是( )
A. O B. Na
C. Al D. S
2. 下列性质的比较不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：Na＞Al
B. 热稳定性：NH3＞PH3
C. 酸性：HCl＞H2CO3
D. 还原性：I－＞Br－
3. 根据元素在元素周期表中的位置，下列说法错误的是( )
A. 酸性：H3PO4>HNO3
B. 碱性：KOH>Mg(OH)2
C. 非金属性：Br>I
D. 热稳定性：H2O＜HF
4. 下列各组性质的比较正确的是( )
A. 酸性：HClO4＜HBrO4＜HIO4
B. 碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2
C. 还原性：Cl－＞Br－＞I－
D. 热稳定性：HCl＞PH3＞H2S
5. 下列关于元素性质的比较正确的是( )
A. 金属性：Al＞Mg
B. 原子半径：O＞S
C. 非金属性：F＞Cl
D. 最高正化合价：C＞N
6. (2024·茂名)某元素R的气态氢化物的化学式为H2R，则R的最高价氧化物的水化物化学式是( )
A. H2RO3 B. HRO3
C. H3RO4 D. H2RO4
7. 下列粒子半径大小顺序正确的是( )
A. Na＋B. S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C. NaD. Cs8. (2024·深圳)华为麒麟9000S芯片实现了智能手机5G芯片的国产化。下列说法正确的是( )
A. 硅元素位于元素周期表的第三周期ⅣA族
B. 自然界中存在的28Si、29Si、30Si互为同素异形体
C. Si的中子数为14
D. 硅与碳同主族，酸性：H2SiO3＞H2CO3
9. (2024·安徽)下列事实不能用元素周期律解释的是( )
A. 原子半径：K>Na>Be
B. 碱性：KOH>NaOH>Al(OH)3
C. 热稳定性：HF>H2O>H2S
D. 酸性：H2SO3>H2CO3>H2SiO3
10. 已知：34Se(硒)与S为同族元素。下列说法不正确的是( )
A. 硒元素位于元素周期表的第四周期ⅥA族
B. 单质的沸点：Se＞S
C. Se元素形成的最高价氧化物的水化物：H2SeO4
D. 与氢气反应的剧烈程度：Se＞S
11. 下表是元素周期表的一部分。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
一 ①
二 ② ③ ④
三 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1) 写出表中部分元素的元素符号：
②____________、⑦____________。
(2) ⑧的简单离子的结构示意图为_______________________________________。
(3) ①～⑧元素形成的单质中氧化性最强的是________(填化学式，下同)，还原性最强的是________。
(4) ②③⑦三种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________(填化学式，下同)；②③④三种元素形成的简单氢化物中最稳定的是________。
(5) 将④⑤⑥三种元素的简单离子半径按由大到小的顺序排列：____________(用离子符号表示)。
(6) ⑥的最高价氧化物与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为__________________
____________________。
12. X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
元素 原子半径/nm 主要化合价 其他
X 阳离子核外无电子
Y －4，＋4 无机非金属材料的主角
Z 0.186 焰色试验呈黄色
M 0.074 －2
R 0.099 －1，＋7
Q 0.143 ＋3
(1) R在元素周期表中的位置是______________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系互为________。
(2) Z的单质与水反应的化学方程式为___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3) Y与R相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是________(填字母)。
A. 常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
B. 热稳定性：XR＞YX4
C. Y与R形成的化合物中Y呈正价
(4) 根据表中数据推测，Y的原子半径(用r表示)的最小范围是____________________。