第1课时 原子核 核素
[学习目标定位] 1.了解原子的结构，知道X的含义，掌握构成原子的各微粒数的关系。2.知道元素、核素、同位素的含义及其区别。
一、原子的构成
1．构成原子的微粒有电子、质子和中子，其中质子和中子构成原子核。
微粒
电子
质子
中子
质量/kg
9.109×10－31
1.673×10－27
1.675×10－27
相对质量
0.548×10－3
1.007
1.008
电量/C
1.602×10－19
1.602×10－19
0
电荷
－1
＋1
0
N原子中微粒数
7
7
根据表中数据，讨论下列问题：
(1)决定原子质量的微粒有哪些？
(2)若一个质子和一个中子的相对质量都近似等于1，则原子的相对质量又近似等于什么？
(3)在原子中质子数、中子数、核外电子数、核电荷数、原子序数、质量数之间的关系如何？
(4)原子为什么显电中性？
2．原子组成表示方法
一般用符号X表示，字母表示意义如下：
如Cl表示________为37、________为17、________为20的氯原子。根据质量数和________可计算出中子数，所以根据符号X，就知道了该元素原子原子核的组成情况。
1．原子及构成微粒
原子
2．原子、离子组成中的数量关系
(1)核电荷数＝质子数＝核外电子数。
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
(3)阳离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋离子电荷数。
(4)阴离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数－离子电荷数。
3．原子的相对原子质量(Ar)＝≈质量数(A)。
关键提醒 (1)H原子不含中子。(2)原子的种类由质子和中子共同决定。
1．据新华社报道，我国科学家首次合成了一种新核素镅(Am)，这种新核素同铀(U)比较，下列叙述正确的是( )
A．具有相同的质子数
B．原子核中具有相同的中子数
C．具有相同的质量数
D．原子核外电子总数相同
2．用X表示原子：
(1)中性原子的中子数N＝__________。
(2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝______________。
(3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数 N＝______________。
(4)12C16O2分子中的中子数N＝________。
(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为_____________。
二、核素
1．填写下表
原子
C
C
C
质量数
质子数
中子数
核外电子数
2.分析上表，回答下列问题：
(1)三种碳原子结构上的相同点是________________________________。
(2)三种碳原子结构上的不同点是________________________________。
(3)通过上表分析可知，三种碳原子的质子数都是6，因而都属于________，但中子数不相同，它们属于不同的____________。
(4)C、C、C它们之间的关系是____________。
3．请将下列核素与其用途连线。
①C a．考古中推断生物体的存在年代
②C b．核反应堆的燃料
③H和H c．相对原子质量的标准原子
④U d．同位素示踪
⑤P e．制造氢弹
归纳总结
1．元素、核素、同位素和同素异形体的区别与联系
(1)区别
名称
内容
项目
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同的单质
范畴
同类原子，存在游离态、化合态两种形式
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同
由一种元素组成，可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、N三种元素
H、H、H三种核素
U、U、U互为同位素
石墨与金刚石
(2)联系
2．同位素的性质
(1)同一种元素的各种核素化学性质__________，物理性质有一定的差异。
(2)天然存在的某元素的核素，不论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子个数百分比一般是________的。
关键提醒 (1)元素可以有若干种核素，也可以只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(2)多数元素有同位素，个别元素没有同位素。
(3)不同核素间的转化不属于化学变化，而属于核反应。
3．科学家通过用14C标记的C60发现了一种C60的羧酸衍生物，它在特定条件下可以通过断裂DNA分子来抑制艾滋病毒。下列有关14C的叙述正确的是( )
A．14C与12C60的碳原子化学性质不同
B．14C与14N核内中子数相同
C．14C与12C60互为同素异形体
D．14C与12C、13C互为同位素
4．下列说法错误的是( )
A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同微粒
B.Ca和Ca、金刚石和石墨分别互为同位素
C.H和H是不同的两种核素
D.C和C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎相同
5．230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U。下列有关Th的说法正确的是( )
A．Th元素的质量数是232
B．Th元素的相对原子质量是231
C．232Th 转换成233U是化学变化
D．230Th和232Th的化学性质相同
1.U是重要的核工业原料，下面列出该原子核内中子数与核外电子数之差的数据正确的是( )
A．51 B．92
C．143 D．235
2．在RO中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数是( )
A．A－x＋n＋48 B．A－x＋n＋24
C．A－x－n－24 D．A＋x－n－24
3．16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．16O2与18O2是氧元素的两种核素
B．16O与18O核外电子排布方式不同
C．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化
D．标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含有0.1NA个氧原子
4．锎是锕系中的一种元素，1 mg锎(Cf)每秒钟约能释放出2.34×109个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关说法错误的是( )
A.Cf的摩尔质量为252
B.Cf和Cf互为同位素
C.Cf中，质子数和电子数均为98
D.Cf的中子数与质子数之差为56
5．已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
6．(1)在Li、Li、Na、Mg、C、N中：________和________互为同位素；________和________的质量数相等，但不能互称同位素；________和________的中子数相等，但质子数不等，所以不是同一种元素。
(2)在下列基本粒子中：1H、2H、3H、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。
①它们分属________种元素，属于氢元素的核素有________种；
②互为同位素的为________、________；
③质量数相等的为________；
④氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为________种；可得相对分子质量不同的水分子为________种。
(3)质量相同的HO和DO所含质子数之比为________，中子数之比为________，电解产生的氢气在同温同压下体积之比为________，质量之比为________。
答案精析
新知导学
一、
1．(1)质子和中子。
(2)等于质子数与中子数之和，这个数值叫做质量数，用A表示。
(3)质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数，
质量数＝质子数＋中子数。
(4)因为原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等。
2．质量数 质子数 元素符号 质量数 质子数 中子数 质子数
归纳总结
1．正 中子 负
活学活用
1．C [Am的质子数是95，质量数为235，核外电子数为95，中子数是235－95＝140；U的质子数是92，质量数为235，核外电子数为92，中子数是235－92＝143，它们的质量数都是235，只有C项正确。]
2．(1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n (4)22
(5) mol
解析 根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系可知：(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的中子数为6＋8＋8＝22。(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为 mol。
二、
1．(从左到右，从上到下)12 13 14 6 6 6 6 7 8 6 6 6
2．(1)质子数相同，核外电子数相同
(2)中子数不同，质量数也不同
(3)碳元素 核素
(4)互为同位素
3．①—c；②—a；③—e；④—b；⑤—d
归纳总结
1．(1)原子 原子
2．(1)几乎相同 (2)不变
活学活用
3．D
4．B
5．D [Th有质量数为230、232的两种核素，不能说Th元素的质量数为232，A项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量与其百分含量求得的平均值，B项错误；化学变化是生成新物质的变化，原子不变，C项错误；同位素的物理性质可以不同，但同位素的质子数和核外电子数相同，故化学性质相同，D项正确。]
达标检测
1．A [U质子数为92，质量数为235，原子核内质子数＝原子核外电子数，质量数＝质子数＋中子数。所以原子核内中子数与核外的电子数的差为(235－92)－92＝51。]
2．B [R的质子数为x－8×3－n＝x－24－n，所以其中子数为A－x＋24＋n，B项正确。]
3．D [核素是指具有一定数目质子和中子的原子，16O2与18O2都是氧气的单质，A项错误；16O与18O核外电子数相等，核外电子排布也相同，B项错误；16O与18O之间的转化是原子核的变化，不是化学变化，C项错误；标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2 的物质的量均为0.05 mol，含有的氧原子数均为0.1NA，D项正确。]
4．A
5．C [R2＋核外电子数为(A－N－2)，m g R2＋的物质的量为＝ mol，m g R2＋中含有电子的物质的量为(A－N－2) mol。]
6．(1)Li Li C N Na Mg
(2)①7 3 ②1H、2H、3H 234U、235U、238U ③40K、40Ca；14N、14C ④18 7 (3)10∶9 8∶9 10∶9 5∶9
解析 (1)6Li与7Li质子数相同，中子数不同；14C与14N，质子数不同，不能互为同位素；23Na与24Mg中子数相同，质子数不同。(2)①题列粒子分属H、U、K、Ca、Cl、N、C 7种元素。②1H、2H、3H属于氢元素的3种不同核素，且互为同位素。234U、235U、238U属于铀元素的3种不同核素，也互为同位素。③40K和40Ca 质量数都为40；14N和14C 质量数都为14。④H2O 可以看作两个氢原子结合一个氧原子，首先是两个氢原子的组合方式有以下几种共6种组合方式，每一种结合氧原子的可能性有3种(O、O、O)，这样水的种类共有：6×3＝18种，其相对分子质量分别为18、19、20、21、22、23、24共7种。
(3)设质量都为1 g，HO与DO的质子数之比为∶＝10∶9，中子数之比为(×8)∶(×10)＝8∶9，电解产生的氢气同温同压下的体积比即为物质的量之比为∶＝10∶9，质量比为(×2)∶(×4)＝5∶9。
第2课时 核外电子排布
[学习目标定位] 1.了解1～18号元素原子的核外电子排布。2.了解核外电子的排布规律。3.了解原子的最外层电子数与元素原子得失电子的能力和化合价的关系。
一、原子核外电子的排布规律
1．电子层
根据现代物质结构理论和下面原子的电子层结构模型填表：
各电子层由内到外
电子层序数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
离核远近
由____到____
能量高低
由____到____
2.电子层的表示方法
(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：
(2)离子结构示意图
离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样，但注意离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。
如Cl－：、Na＋：
3．完成下列表格
核电荷数
元素名称
元素符号
各层电子数
K
L
M
N
1
氢
H
8
氧
O
11
钠
Na
17
氯
Cl
18
氩
Ar
19
钾
K
4.观察分析上表，元素原子核外电子排布的规律特点有
(1)______________________；(2)_____________________________________；
(3)______________________；(4)________________________________________等。
在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同而分层排布，其主要规律是
(1)核外电子总是先排布在__________的电子层，然后由____向____，依次排布在______________的电子层。
(2)原子核外各电子层最多容纳____个电子。
(3)原子最外层电子数不能超过____(K层为最外层时不能超过____)，次外层电子数不能超过____，倒数第三层电子数不能超过____。
关键提醒 (1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排18个电子，而当它是最外层时，最多可以排8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为。
1．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息
元素名称
原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的
2.有X、Y两种原子，X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L层电子数的2倍，则X、Y元素的元素符号分别为( )
A．Mg和S B．N和Be
C．Si和B D．C和Al
二、原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
1．金属钠的原子结构示意图为________，钠在反应中，钠原子容易________个电子而表现出______性，钠在其化合物中表现为____价。
2．氧的原子结构示意图为________，氧气在反应中，氧原子容易得到____个电子而表现出______性，氧在其化合物中一般表现为____价。
3．氖的原子结构示意图为________，氖原子不易得失电子，一般______其他物质反应。
4．硫的原子结构示意图为________，硫在反应中容易得到__________而表现出______性，在H2S和H2SO4中硫的化合价分别为____价和____价，硫元素的最低负价和最高正价与硫原子的最外层电子数的关系是硫的最高正价＝___________，硫的最低负价＝______________。
归纳总结
元素
结构和性质
稀有气体元素
金属元素
非金属元素
最外层电子数
8(氦为2)
一般小于____
一般大于或等于____
原子得失电子的能力
不易得失电子
易______电子
易______电子
单质氧化(还原)性
一般不与其他物质反应
只具有______性
具有______性
化合价
0
只有0价和____价，且正化合价数值一般等于最外层电子数
既有正价，又有负价，最高化合价＝____________电子数(O、F除外)，最低化合价＝____________电子数－8(H除外)
关键提醒 (1)最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如Po等。
(2)氟没有正价；氧没有最高正价，只有在OF2中表现正价；活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；硅难以形成Si4＋和Si4－；硼难以形成B3＋；氢元素可以形成H＋和H－。
3．核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是( )
A．原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素
B．核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同
C．原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素
D．核电荷数为17的元素容易获得1个电子
4．下列元素的最高正价为＋5价的是( )
A．Na B．Al
C．P D．Cl
5．X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A．XYZ B．X3YZ
C．XYZ2 D．X2YZ3
1．某元素X的气态氢化物极易溶于水，其水溶液能使酚酞溶液显红色，则X元素的原子结构示意图为( )
2．下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是( )
3．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4。该原子核内的质子数是( )
A．14 B．15
C．16 D．17
4．下列说法中肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子
5．某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是________。
(2)该微粒的盐溶液能使溴水退色，并出现浑浊，这种微粒的符号是________。
(3)该微粒的氧化性很弱，得到1个电子后变为原子，原子的还原性很强，这种微粒的符号是________。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒的符号是________。
答案精析
新知导学
一、
1．N M L K 原子核
K L M N O P Q 近 远 低 高
2．(1)(从上到下，从左到右)电子层 M层电子数 粒子符号 原子核 核内质子数或核电荷数
3．1 2 6 2 8 1 2 8 7 2 8 8 2 8 8 1
4．(1)原子核外电子分层排布 (2)K层最多容纳电子数为2
(3)L层最多排8个电子 (4)最外层电子数不超过8个
归纳总结
(1)能量较低 内 外 能量逐渐升高 (2)2n2 (3)8 2 18 32
活学活用
1．(从左到右，从上到下)硅 硼 钠 氧
解析 L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。
2．D [X原子的M电子层比Y原子的M电子层少3个电子，说明Y原子的核外电子数比X多；Y原子的L电子层的电子数恰为X原子的L层电子数的2倍，Y原子的L层电子数应是8，则X的L层电子数是4未排满，M层电子数是0，则Y原子的M层电子数是3，所以X是C元素，Y是Al元素。]
二、
1. 失去1 还原 ＋1
2. 2 氧化 －2
3. 不与
4. 2个电子 氧化 －2 ＋6 硫原子最外层电子数 －(8－硫原子最外层电子数)
答案精析 化学 必修2
归纳总结
(从左到右，从上到下)4 4 失去 得到 还原 氧化 正 原子最外层 原子最外层
活学活用
3．D [在核电荷数为1～18的元素中，最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H为非金属元素，最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He为稀有气体元素，A项错误；核外电子排布完全相同的微粒S2－和K＋化学性质不相同，S2－具有还原性，K＋不具有还原性，B项错误；原子核外各层电子数相等的只有Be，它是金属元素，C项错误；核电荷数为17的元素的原子结构示意图为，其最外层有7个电子，很容易获得1个电子而成为8个电子的稳定结构，D项正确。]
4．C
5．D [元素组成的化合物分子中正负化合价的代数和为0。X最外层电子数为1，则其在化合物中的化合价为＋1价；Y最外层电子数为4，则其在化合物中的化合价为＋4价；Z元素原子的最外层电子数为6，则其在化合物中的化合价为－2价；所以根据化合物中的正负化合价的代数和为0的原则可知这三种元素组成的化学式可能是X2YZ3。如H2CO3、Na2SiO3等。]
达标检测
1．B [由题意知X的气态氢化物的水溶液呈碱性，则该氢化物为NH3，X为氮元素。]
2．A [A、B、C、D分别为Ne、Al3＋、Cl－、S2－，则较难发生反应的是Ne。]
3．A [根据核外电子排布规律可知该原子结构示意图为，则x＝14。]
4．C [每个电子层上最多容纳2n2个电子，如K层最多容纳2个电子，但可以不排满，A项正确；P3－、S2－、Cl－、K＋、Ca2＋M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，B项正确；电子首先占据能量低的电子层，如M层上若有电子则L层上必有8个电子，M层上不可能有32个电子，C项错误；离子的最外层电子数常为2或8，存在核电荷数和最外层电子数都为8的离子，如O2－，D项正确。]
5．(1)Ar (2)S2－ (3)K＋ (4)Cl－
第1课时 元素周期律
[学习目标定位] 1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、元素主要化合价等元素性质的周期性变化，理解元素周期律及其实质。2.了解微粒半径大小的比较。
一、元素周期律
1．填写下表：
原子结构
原子序数(a的取值)
电子层数
最外层电子数(x的取值)
____→____
____→____
____→____
____→____
____→____
____→____
分析上表可知：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布______________。
2．以元素的原子序数为横坐标、元素的原子半径为纵坐标的折线图如下：
由图可知，同一周期中，随着原子序数的递增，元素的原子半径____________________。
3．填写下表
原子序数
最高正价变化
最低负价变化
1～2
____→____
3～10
____→______
____→____
11～18
____→______
____→____
分析上表可知，同一周期中，随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现___________(O、F除外)，元素的最低负价呈现__________________________________________________。
1．元素周期律是______________________________________________________。
2．元素周期律的实质是_________________________________________________。
关键提醒 稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同，不能进行比较；氟没有正价，氧没有最高正价。
1．下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是( )
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C．N、O、F原子半径依次增大
D．P、S、Cl元素的最低化合价依次为－3、－2、－1
2．下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是( )
A．C、N、O、F B．K、Mg、C、S
C．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar
二、微粒半径大小比较与元素化合价的确定
1．试比较下列微粒半径大小(填“>”或“<”)
(1)r(F)____r(Cl)____r(Br)____r(I)，r(F－)____r(Cl－)____r(Br－)____r(I－)；r(Li)____r(Na)____r(K)，r(Li＋)____r(Na＋)____r(K＋)。
(2)r(Na)____r(Mg)____r(Al)____r(Si)____r(P)____r(S)____r(Cl)。
(3)r(N3－)____r(O2－)____r(F－)____r(Na＋)____r(Mg2＋)____r(Al3＋)；r(S2－)____r(Cl－)____r(K＋)____r(Ca2＋)。
(4)r(Na)____r(Na＋)，r(Cl)____r(Cl－)。
2．原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数为____，最高价氧化物与水反应的生成物的化学式为________；其最高正价与最低负价的代数和为____，绝对值之和为____。
1．影响原子半径大小的因素
(1)电子层数：最外层电子数相同，电子层数不同时，电子层数越多，原子或离子半径一般越____。
(2)核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越____；电子数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越____。
(3)电子数：电子层数和核电荷数均相同时，电子数越多，半径越____。
关键提醒 电子层数和核电荷数、电子数都不相同时，可以借助“桥元素”比较。如比较O和P原子半径时，P>N>O，或P>S>O。
2．主族元素的主要化合价
元素最高正化合价＝最外层电子数(O、F除外)
最低负化合价＝最外层电子数－8(H除外)
|最高正化合价|＋|最低负化合价|＝8(O、F、H除外)
关键提醒 H元素的化合价有＋1、－1、0价；F元素无正价，O元素常见化合价为－2、－1、0价；金属元素只有正价无负价，非金属元素既有正价又有负价(F除外)，多数非金属元素的正化合价出现变价。
3．下列4种微粒中，微粒半径按由大到小的顺序排列的是( )
A．①>②>③>④ B．③>④>①>②
C．③>①>②>④ D．①>②>④>③
4．已知Y为1～18号元素。在水溶液中，YO和S2－发生反应的离子方程式为YO＋3S2－＋6H＋===Y－＋3S↓＋3H2O，YO中Y的化合价是________，Y元素原子的最外层电子数是________，S2－的半径________(填“大于”或“小于”)Y－的半径。
1．元素的以下结构与性质，随着原子序数的递增不呈周期性变化的是( )
A．化合价
B．原子半径
C．元素原子的最外层电子排布
D．相对原子质量
2．元素X、Y、Z的电子层数相同，原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是( )
A．X、Y、Z原子的核内质子数依次增大
B．X、Y、Z的最高正化合价依次升高
C．X、Y、Z原子的原子半径依次增大
D．X、Y、Z单质的金属活动性依次增大
3．某主族元素的最高正价与最低负价的代数和为4，则该元素原子的最外层电子数为( )
A．4 B．5 C．6 D．7
4．已知原子序数小于18的元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>D>C
B．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋
C．原子序数：d>c>b>a
D．原子的最外层电子数目：A>B>D>C
5．X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是( )
A．X>Y>Z B．Y>X>Z
C．Z>X>Y D．Z>Y>X
6．(1)有下列四种微粒：①O ②Na ③Mg ④N(用序号填空)。
Ⅰ.按原子半径由大到小顺序排列是________________________________________。
Ⅱ.微粒中质子数小于中子数的是_________________________________________。
Ⅲ.在化合物中呈现的化合价的数值最多的是______________________________________。
Ⅳ.能形成X2Y2型化合物的是________，能形成X3Y2型的化合物的是________。
(2)已知An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的离子半径由大到小的顺序是________________________________，原子序数由大到小的顺序是__________________。
(3)X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物的化学式为________，R元素的气态氢化物化学式为H2R，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式________。
答案精析
新知导学
一、
1．(从左到右，从上到下)1 2 1 1 2 3 10 2 1 8 11 18 3 1 8 呈周期性变化
2．呈现由大到小的周期性变化
3．(从左到右，从上到下)＋1 0 －1(H) ＋1 ＋5(N) －4 －1 ＋1 ＋7(Cl) －4 －1 由＋1到＋7 由－4到－1的周期性变化
归纳总结
1．元素的性质(原子半径、化合价)随着元素原子序数的递增而呈现周期性变化的规律
2．元素性质周期性变化是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果
活学活用
1．C [Li、Be、B最外层电子数由1递增到3，A项正确；P、S、Cl最高化合价从＋5到＋7，B项正确；在核外电子层数相同的情况下，核电荷数越多，半径越小，C项错误；P、S、Cl最低化合价从－3到－1，D项正确。]
2．B [元素的最高正价＝原子的最外层电子数，氟没有正价，氧没有最高正价。A项，C＋4价，N＋5价；B项，K＋1价，Mg＋2价，C＋4价，S＋6价；C项，H＋1价，He为0价，Li＋1价，Be＋2价；D项，P＋5价，S＋6价，Cl＋7价，Ar为0价。]
二、
1．(1)< < < < < < < < < <
(2)> > > > > > (3)> > > > > > > >
(4)> <
2．16 H2SO4 4 8
归纳总结
1．(1)大 (2)小 小 (3)大
活学活用
3．C [①～④依次为S、Cl、S2－、F，①②比较原子半径①>②；①③比较粒子半径①＜③；②④比较原子半径②>④，故有③>①>②>④。]
4．＋5 7 大于
解析 在氧化还原反应中得电子总数与失电子总数是相等的，即化合价升高总数等于降低总数。硫元素化合价升高总数为2×3＝6，则Y元素化合价降低总数也是6，由此可知YO中Y的化合价是＋5价；由Y－可知，Y原子得到1个电子变为稳定结构，故Y元素原子的最外层电子数是7；因为Y是1～18号元素，又属于卤族元素，则Y是Cl，而Cl－与S2－具有相同的电子层结构但原子序数大于S2－，故其半径小于S2－的半径。
达标检测
1．D [元素的化合价、原子半径、最外层电子排布等性质都随元素原子序数的递增而呈周期性变化，但相对原子质量的决定因素是原子中的质子数、中子数及同一元素的同位素原子在自然界中的百分数，故相对原子质量不呈周期性变化。]
2．A [元素的原子序数等于原子核内的质子数，A项正确；氟没有正价，氧没有最高正化合价，B项错误；电子层数相同的原子，原子序数越大，原子半径越小，C项错误；X、Y、Z中可能含有非金属，D项错误。]
3．C [设该元素的最高正价为x，最低负价为y，则
解得x＝6，y＝－2，因此该原子的最外层电子数为6。]
4．B
5．D
6．(1)Ⅰ.②>③>④>① Ⅱ.①② Ⅲ.④ Ⅳ.①② ③④
(2)D(n＋1)－>Cn－>An＋>B(n＋1)＋ B>A>C>D
(3)XH3 H2RO4
第2课时 元素周期表
[学习目标定位] 1.了解元素周期表的结构以及周期、族等的概念，理解原子结构与元素在周期表中位置的关系。2.了解ⅡA族、ⅤA族和过渡元素的某些性质和用途。
一、元素周期表
1．通过元素周期表可了解元素的信息。例如：
2．元素周期表的分区
(1)元素周期表的分区：
(2)分界线附近元素的性质：既能表现出一定的______性，又能表现出一定的________性。
3．元素周期表的结构
(1)周期
元素周期表有____个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有____个周期。
类别
周期序数
起止
元素
包括元素种数
核外电子层数
稀有气体原子序数
位置与结构的关系
短周期
1
H～He
周期序数＝__________
2
Li～Ne
3
Na～Ar
长周期
4
K～Kr
5
Rb～Xe
6
Cs～Rn
不完全
周期
7
Fr～112号
118
(2)族
现在常用的元素周期表有____个纵行，它们被划分为______个族，包括____个主族，____个副族，____个第Ⅷ族(其中第8、9、10这3个纵行称为第Ⅷ族)，____个0族。详细情况见下表：
4．确定元素在元素周期表中的位置
(1)依据原子序数来确定元素在元素周期表中的位置。如已知某元素原子序数为7，则确定其在周期表中位置的方法是先画出该元素的原子结构示意图，由其电子层数为2，确定其处于第____周期，由其最外层有5个电子确定其处在第____族。
(2)推断原子序数为53的元素在周期表中的位置：__________________。
1．元素周期表的结构
七主七副七周期，0族Ⅷ族镧锕系。
2．利用稀有气体的原子序数(2,10,18,36,54,86)推断元素位置
(1)比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
(2)求差值定族数
①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的 ⅠA族或 ⅡA族。
②若比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族。
③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。
关键提醒 若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a。
(1)若A、B为ⅠA族或ⅡA族(位于过渡元素左边的元素)，则B的原子序数为(a＋m)。
(2)若A、B为ⅢA～ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)。
1．若把元素周期表的主副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是( )
A．只有第2列元素的原子最外层有2个电子
B．第14列元素形成的化合物种类最多
C．第3列元素种类最多
D．第16、17列元素不都是非金属元素
2．下列各表是元素周期表中的一部分，表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是( )
A.
1
2
11
18
B.
1
2
4
5
13
C.
3
12
13
19
D.
9
16
18
35
3．已知钋的原子序数是84，是一种放射性元素，被称为世界上最毒的物质。试推算与钋处于同一主族的上一周期的元素在元素周期表中的位置及其原子序数是( )
A．第6周期ⅥA族 50 B．第5周期ⅥA族 52
C．第6周期ⅡA族 54 D．第5周期ⅥA族 56
二、元素周期表中的部分元素
1．元素周期表中的部分元素
族
元素
最外层电子数
得失电子难易
性质
ⅡA族
(碱土金属元素)
______、
______、
______、
锶(Sr)、
______、
镭(Ra)
易_____电子
(1)物理共性：亮白色，具有导电性、导热性、延展性(2)化学共性：R－2e－―→R2＋，性质活泼，在自然界中只以______态存在
ⅤA族
______、
______、
______、
锑(Sb)、
铋(Bi)
易_____电子
______________为非金属元素，__________为金属元素
过渡元素
第______列
(1)全为______元素
(2)具有良好的______性
(3)多数元素化学性质比较稳定
2.焰色反应
(1)概念：某些金属或它们的化合物在______时火焰呈现特征颜色的反应，如钠呈____色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。
(2)操作步骤：
1．同主族元素原子具有相同的最外层电子数，所以同主族元素性质相似。
2．焰色反应是金属元素的特有性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关；观察钾的焰色要通过蓝色钴玻璃片。
4．下列关于ⅡA族元素的说法中，不正确的是( )
A．元素的主要化合价都是＋2价
B．元素的单质都呈亮白色
C．有的元素的单质可在自然界中稳定存在
D．其中包括被誉为“国防金属”的元素
5．已知元素砷(As)的原子序数为33，下列叙述正确的是( )
A．砷元素的最高化合价为＋3
B．砷元素是第5周期的主族元素
C．砷原子的第3个电子层含有18个电子
D．与砷同主族的上一周期元素原子序数为25
1．下列说法中错误的是( )
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数
B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C．除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D．ⅡA族与ⅢA族之间隔着10个纵列
2．M2＋有2个电子层，则M在元素周期表中的位置是( )
A．第2周期零族 B．第2周期Ⅷ族
C．第2周期ⅡA族 D．第3周期ⅡA族
3．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的相对位置如图，且X的原子序数为a，下列说法不正确的是( )
A．Y、Z的原子序数之和可能为2a
B．Y的原子序数可能为a－17
C．Z的原子序数可能为a＋31
D．X、Y、Z一定是短周期元素
4.原子序数为x的元素E在周期表中位于A、B、C、D四种元素中间(如图所示)，则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)( )
A．4x B．4x＋6 C．4x＋10 D．4x＋14
5.A、B、C、D为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示，A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
(1)写出下列各种元素的名称：
A．________，B.________，C.________，D.________。
(2)B位于周期表中第________周期第________族。
(3)C的原子结构示意图为____________。
(4)D的单质与水反应的化学方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出A的气态氢化物与B的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．下表列出了A～R九种元素在元素周期表中的位置：
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
E
F
3
A
C
D
G
H
R
4
B
(1)这九种元素分别为A________、B________、C________、D________、E________、F________、G________、H________、R________，其中化学性质最不活泼的是________。
(2)A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为______________(用元素符号表示)。
(3)F元素氢化物的化学式是________，该氢化物在常温下跟A发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D、G两种元素的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式是__________
________________________________________________________________________。
答案精析
新知导学
一、
1．原子序数 元素符号 元素名称 相对原子质量
2．(1)非金属 金属 (2)金属 非金属
3．(1)7 7 (从左到右，从上到下)2 1 2 8 2 10 8 3 18
18 4 36 18 5 54 32 6 86 26 7 电子层数
(2)18 16 7 7 1 1 (从左到右，从上到下) 7 6 32 4
4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 最外层电子数
最高正价数值 |最低负价|
4．(1)2 ⅤA (2)第5周期第ⅦA族
活学活用
1．A [解决本题的关键在于熟记元素周期表的结构。第2列元素、He及多数过渡元素的最外层电子数都为2，A项错误；碳元素(在第14列)形成的化合物种类最多，B项正确；第3列中含镧系和锕系元素，元素种类最多，C项正确；第17列全为非金属元素，而第16列中钋为金属元素，D项正确。]
2．D [A项，18号元素与1号、11号元素不在同一列，且1号和2号并不间隔一个位置；B项，13号元素与1号元素不在同一列，且4号和5号不直接相邻；C项，3号元素与13号元素不在同一列，且12号和13号位置不直接相邻。]
3．B [稀有气体元素Xe、Rn的原子序数分别为54、86,54<84<86，所以84号元素钋位于第6周期，86－84＝2，即84号元素钋位于86号元素左侧第二列，即ⅥA族。则与钋处于同一主族的上一周期元素则为第5周期ⅥA族。元素Xe(54号)亦处于第5周期，0族与ⅥA族只差两列，因此该元素原子序数为52。]
二、
1．(从左到右，从上到下)铍(Be) 镁(Mg) 钙(Ca) 钡(Ba) 2 失去 化合 氮(N) 磷(P) 砷(As) 5 得到 N、P、As Sb、Bi 3～12 (1)金属 (2)导电
2．(1)灼烧 黄
活学活用
4．C [ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子，最外层电子易失去，因此ⅡA族元素的主要化合价都是＋2价；元素的金属性较强，单质的性质活泼，在自然界中都以化合态存在；镁的合金大量用于制造飞机、导弹等，因此被誉为“国防金属”。]
5．C [As原子结构示意图为，故为第4周期ⅤA族元素，最高化合价＝最外层电子数＝＋5，与砷同主族的上一周期元素为15号磷。]
达标检测
1．A [A项，原子及其阴离子的核外电子层数才等于该元素所在周期序数，但像Na＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子的核外电子层数等于元素所在周期的上一周期的周期序数，错误；B项，这些元素均是过渡元素，即为金属，正确；C项，稀有气体元素原子的最外层电子数为2、8，正确；D项，ⅡA族与ⅢA族之间隔着10个纵列，正确。]
2．D [M2＋有2个电子层，M原子结构示意图为，由电子层数＝周期序数，最外层电子数＝主族序数可知，M元素位于第3周期ⅡA族。]
3．D [若Y、X、Z分别是第1、2、3周期元素，则只能是He、F、S,2＋16＝2×9，A项正确；若Y是第3或第4周期元素，则B项正确；若X为第5或第6周期元素，则C项正确；D不正确。]
4．B
5．(1)氮 硫 氟 氯 (2)3 ⅥA (3)
(4)Cl2＋H2O===HCl＋HClO
(5)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
解析 A、B、C、D均为短周期元素，从四者的相对位置及周期表的结构来看，A、C一定处于第2周期，B、D处于第3周期，若A的原子序数为x，则C为x＋2，B为x＋8＋1。由题意x＋x＋2＝x＋8＋1，x＝7，所以A、B、C、D的原子序数分别为7、16、9、17，分别为氮、硫、氟、氯。
6．(1)Na K Mg Al N O S Cl Ar Ar (2)K>Na>Mg
(3)H2O 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (4)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
解析 由元素在周期表中的位置关系可知A是Na，B是K，C是Mg，D是Al，E是N，F是O，G是S，H是Cl，R是Ar，其中最稳定的是Ar。
第1课时 认识同周期元素性质的递变规律
[学习目标定位] 1.以第3周期元素为例，掌握同周期元素的性质递变规律，并能用实验等间接的方法验证规律的正确性。2.能用原子结构理论解释同周期元素性质的递变规律。3.了解原子结构、元素性质及该元素在周期表中的位置三者之间的关系。
一、同周期元素原子失电子能力的判断
1．按表中实验操作要求完成实验，填写下表：
实验操作
实验现象
实验结论
加热前
镁与冷水_______，与热水______，反应的化学方程式为____________
加热至沸腾后
两支试管内都有__________冒出，但放______的试管中逸出气体的速率较快
镁、铝都能置换出____中的氢，但____更容易，反应的化学方程式为________________________________________
2.比较钠、镁、铝最高价氧化物对应水化物碱性的强弱
最高价氧化物对应的水化物
NaOH
Mg(OH)2
Al(OH)3
滴加酚酞
溶液的现象
碱性强弱
中强碱
3.由上述实验可知：
(1)钠、镁、铝置换出水(或酸)中的氢时，由易到难的顺序是______________。
(2)钠、镁、铝的最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为_______________。
(3)钠、镁、铝原子失电子能力由强到弱的顺序为__________________
在同一周期中，各元素原子的核外电子层数______，但从左到右核电荷数依次______，原子半径逐渐______(稀有气体元素除外)，原子核对外层电子的吸引力逐渐______，原子失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。
1．能证明Al的金属性比Mg弱的实验事实是( )
A．Al的导电性比Mg强
B．Al的原子半径比Mg小
C．Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2则不能
D．Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大
2．下列叙述中能判断A金属比B金属失电子能力强的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多
D．常温时，A能从水中置换出H2，而B不能
3．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是( )
A．碱性：NaOH
B．阳离子氧化性：Na＋>Mg2＋>Al3＋
C．单质的还原性：NaD．离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋
二、同周期元素原子得电子能力的判断
根据下表中的内容，回答问题。
元素
Si
P
S
Cl
最高价氧化物的化学式
最高价氧化物对应水化物的化学式及酸性
______弱酸
_____中强酸
H2SO4强酸
______酸性比H2SO4强
单质与H2反应的条件
高温
磷蒸气与H2能反应
加热
光照或点燃
氢化物的稳定性
不稳定
受热分解
受热分解
稳定
(1)硅、磷、硫、氯单质与氢气化合时条件由易到难的顺序为__________________。
(2)硅、磷、硫、氯最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为_______________。
(3)硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力由强到弱的顺序为__________________。
同周期元素原子得电子能力的递变规律
在同一周期中，各元素原子的核外电子层数______，但从左至右核电荷数依次______，原子半径逐渐______，原子核对外层电子的吸引力逐渐增大，原子得电子能力逐渐增强，非金属性逐渐增强。
4．具有相同电子层数的X、Y、Z三种元素，已知它们的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4，则下列判断中正确的是( )
A．离子半径：X>Y>Z
B．单质的氧化性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：XD．阴离子的还原性：X>Y>Z
5．下列不能说明氯的得电子能力比硫强的事实是( )
①HCl比H2S稳定 ②HClO氧化性比H2SO4强 ③HClO4酸性比H2SO4强 ④Cl2能与H2S反应生成S
⑤Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子
⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS
A．②⑤ B．①② C．①②④ D．①③⑤
同周期元素(稀有气体元素除外)原子结构与性质的递变规律
项目
同周期(从左到右)
最外层电子数
由1逐渐增加到7
主要化合价
最高正价＋1→＋7，负价－4→－1
原子半径
逐渐减小
失电子能力与得电子能力
失电子能力减弱，得电子能力增强
单质的氧化性、还原性
还原性减弱，氧化性增强
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性减弱，酸性增强
非金属的氢化物
生成由难到易，稳定性由弱到强
同周期，从左至右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
1．下列能说明非金属性S强于P的是( )
A．S的颜色比P4的颜色深
B．P4能在常温下自燃，而S不能
C．酸性：H2SD．酸性：H2SO4>H3PO4
2．下列事实不能用于判断金属元素失电子能力强弱的是( )
A．金属间发生的置换反应
B．1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D．金属元素的单质与水或酸置换出氢的难易
3．下列关于第3周期元素的相关内容叙述不正确的是( )
A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次增强
B．P、S、Cl最高正价依次升高，对应的气态氢化物的稳定性依次增强
C．第3周期ⅦA族元素的原子半径最大
D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
4．X、Y为同一周期的元素，如果X原子半径大于Y的原子半径，则下列说法不正确的是( )
A．若X、Y均为金属元素，则X的金属性强于Y
B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子的氧化性比Y的阳离子的氧化性强
C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D．若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y强于X
5．下列所述变化规律正确的是( )
A．Na、Mg、Al还原性依次增强
B．HCl、PH3、H2S稳定性依次减弱
C．Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH碱性依次减弱
D．S2－、Cl－、K＋、Ca2＋的离子半径依次减小
6．请根据周期表中第3周期元素相关知识回答下列问题(除稀有气体元素外)：
(1)按原子序数递增的顺序，以下说法正确的是________(填字母)。
a．原子半径和离子半径均减小
b．金属性减弱，非金属性增强
c．氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强
d．单质的熔点降低
(2)原子半径最小的元素的原子结构示意图为________，金属性最强的元素是________(填元素符号)；氧化性最弱的简单阳离子是________(填离子符号)。
(3)最不稳定的气态氢化物是________(填化学式)。
(4)最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是________(填化学式，下同)，酸性最强的是________，显两性的是________，该两性氢氧化物与盐酸、烧碱溶液分别反应的离子方程式为________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
7．A、B、C、D为同一短周期的4种元素，A为该周期原子半径最大的元素，B的氧化物既可溶于强酸溶液又可溶于强碱溶液。C、D离子的电子层结构与氩原子相同，C点燃时与氧气反应生成的氧化物可与C的气态氢化物反应得到C的单质，D的单质在常温下为气态。
(1)A、B、C、D的元素符号分别为A________、B________、C________、D________。
(2)C在元素周期表中位于第________周期________族。
(3)A、B最高价氧化物对应的水化物的碱性大小______________(用化学式表示)，C、D氢化物的稳定性强弱________(用化学式表示)。
答案精析
新知导学
一、
1．不反应 反应缓慢，溶液变为浅红色 不反应 反应 Mg＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑ 无色气泡 镁条 酸 镁 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2．变红 浅红 不显红色 强碱 两性
3．(1)Na>Mg>Al (2)NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 (3)Na>Mg>Al
归纳总结
相同 增多 减小 增大
活学活用
1．C [元素的金属性是指元素原子的失电子能力。金属的导电性、溶解度与元素的金属性强弱无关；原子半径大小不能作为判断元素金属性强弱的依据。]
2．D [A项，只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，不能确定两元素原子核电荷数及其原子半径的大小，不能确定A、B失电子能力的强弱；B项，电子层数少的原子不一定比电子层数多的原子失电子能力弱；C项，原子失电子的多少不能说明原子失电子能力的强弱，如1 mol Al比 1 mol Na 与足量稀HCl反应时生成的H2多，但Al不如Na活泼；D项，说明A比B失电子能力强。]
3．D [Na、Mg、Al金属原子失电子能力减弱，单质的还原性减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，由于离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋，故氧化性：Na＋二、
SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7 H2SiO3 H3PO4 HClO4
(1)Cl>S>P>Si (2)HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3
(3)Cl>S>P>Si
归纳总结
相同 增多 减小
学案导学与随堂笔记答案精析活学活用
4．B [根据最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断出同周期元素X、Y、Z在周期表中的位置从左到右的顺序为Z、Y、X，也可以根据最高化合价(分别为＋7、＋6、＋5)进行判断，进而再运用元素周期律判断元素及其单质的各项性质。]
5．A [气态氢化物稳定性越高，元素非金属性越强，①可以说明；最高价氧化物的水化物酸性越强，元素非金属性越强，②不能说明，③可以说明；Cl2能置换出H2S中的S，④可以说明；最外层电子数的多少不能说明元素非金属性的强弱，⑤不可以说明；Fe与Cl2、S分别反应生成FeCl3、FeS，说明非金属性Cl>S，⑥可以说明。只有②⑤不能说明氯的得电子能力比硫强的事实。]
达标检测
1．D [物理性质不能作为非金属性强弱的比较依据；P4的自燃是其着火点低的缘故，与非金属性无关；H2S不是S的最高价氧化物对应的水化物，不能作为比较的依据。]
2．B [活泼性强的金属能置换出活泼性弱的金属；最高价氧化物对应水化物碱性越强，元素原子失电子能力越强；金属越活泼越容易置换出氢。]
3．C [Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次为1、2、3，其原子的还原性依次减弱，但离子的氧化性依次增强；P、S、Cl的最高正价分别为＋5、＋6、＋7，依次升高，由于P、S、Cl的得电子能力依次增强，其所对应的气态氢化物稳定性也依次增强；除稀有气体外，第3周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，因此这一周期ⅦA族元素的原子半径最小；因Na、Mg、Al的失电子能力依次减弱，则它们的氢氧化物的碱性应依次减弱。]
4．B [X、Y为同一周期元素，X原子半径大于Y的原子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数，即Y在X的右边。依据同周期元素的性质递变规律知，若X、Y均为金属元素，从X到Y，金属性逐渐减弱，元素原子的还原性逐渐减弱，其形成的阳离子氧化性增强，A项正确，B项错误；若X、Y均为非金属元素，同周期元素的非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性也逐渐增强，C、D项均正确。]
5．D [Na、Mg、Al还原性依次减弱，A项错误；HCl、H2S、PH3稳定性依次减弱，B项错误；Al(OH)3、Mg(OH)2、NaOH碱性依次增强，C项错误；S2－、Cl－、K＋、Ca2＋核外电子排布相同，随原子序数递增离子半径逐渐减小，D项正确。]
6．(1)b (2) Na Na＋ (3)SiH4
(4)NaOH HClO4 Al(OH)3 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
7．(1)Na Al S Cl (2)3 ⅥA (3)NaOH>Al(OH)3 H2S解析 B的氧化物具有两性，可能是Al。C、D离子的电子层结构与氩原子相同，且C为非金属元素，故4种元素在第3周期，A原子半径最大，所以A为Na，B为Al，D为Cl，C为S(因第3周期中只有SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O)。
第2课时 预测同主族元素的性质
[学习目标定位] 1.以ⅠA族、ⅦA族元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律。2.能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律。3.能根据学习过的一些典型元素的性质预测同主族其他元素的性质。4.了解元素周期表的应用。
一、卤族元素原子结构与性质的相似性和递变性
1．卤族元素原子结构和性质的相似性
元素
(名称与符号)
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子结构示意图
最外层电子数
都为____
最高正价
无
____价
最低负价
都为____价
自然界中存在形态
全部以化合态形式存在
最高价含氧酸
无
气态氢化物
2.卤族元素性质的递变性
(1)卤族元素单质的物理性质及递变性
单质
物理性质
F2
Cl2
Br2
I2
颜色
浅黄绿色
____色
______色
____色
状态
气体
气体
液体
固体
密度
逐渐________
熔、沸点
逐渐________
(2)卤素单质与H2的反应
F2
Cl2
Br2
I2
反应条件
氢化物稳定性
(3)卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后，液体分层，上层____色，下层____色
静置后，液体分层，上层____色，下层____色
静置后，液体分层，上层____色，下层____色
归纳总结
卤族元素性质的递变性
性质
规律(从上到下)
原子半径
原子得电子能力
原子失电子能力
元素非金属性
单质的氧化性
阴离子的还原性
与H2化合的难易程度
氢化物的稳定性
最高价氧化物对应水化物的酸性
关键提醒 (1)卤素单质都有颜色，都不易溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂(F2易和水发生反应)。
(2)卤素元素气态氢化物的酸性从上到下逐渐增强。氢氟酸为弱酸，其余为强酸。
1．下列关于ⅦA族元素的说法中不符合递变规律的是( )
A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
D．HF、HCl、HBr、HI水溶液的酸性逐渐减弱
2．砹是原子序数最大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是( )
A．与H2化合能力：At2>I2
B．砹在常温下为白色固体
C．砹原子的最外电子层上有7个电子
D．砹能从NaCl溶液中置换出氯单质
二、碱金属元素原子结构与性质的相似性与递变性
1．碱金属元素原子结构和性质的相似性
原子的最外电子层都有____个电子，最高化合价均为____价，都是活泼的金属元素，单质都能与氧气、水等物质发生反应，在自然界中以________形式存在，最高价氧化物对应的水化物一般具有很强的________。
2．碱金属元素性质的递变性
(1)已知1.4 g锂在空气中加热充分反应，可生成3.0 g氧化物，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)将一坩埚加热，同时取一小块金属钾擦干表面的煤油后，迅速投到热坩埚中，观察到的现象是____________，若与钠在空气中燃烧现象相比较，其结论是_________________________
________________________________________________________________________。
(3)按下列实验操作完成实验，并填写下表：
碱金属
钾
钠
实验操作
实验现象
结论
实验原理
归纳总结
性质
规律(从上到下)
原子半径
原子失电子能力
元素金属性
单质的还原性
金属阳离子氧化性
最高价氧化物对应水化物的碱性
关键提醒 Li在O2中燃烧生成Li2O，Na在O2中燃烧生成Na2O2。
3．下列关于碱金属单质的化学性质的说法正确的是( )
A．K与H2O反应最剧烈
B．K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na
C．碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性
D．从Li到Cs都易失去最外层电子，且失电子能力逐渐增强
4．我国最新报道的高温超导体中，铊(Tl)是组成成分之一，已知铊与铝是同主族元素。下列关于铊的性质判断中，可能错误的是( )
A．是银白色金属
B．能生成＋3价化合物
C．氢氧化铊与氢氧化铝一样是两性氢氧化物
D．Tl可能与水反应生成H2
1．X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素，X的非金属性比Y强。下列叙述中正确的是( )
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
C．X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D．X的氢化物水溶液的酸性一定比Y的氢化物的水溶液的酸性强
2．关于锂的结构和性质的判断，错误的是( )
①与水反应比钠剧烈 ②原子半径比钠小 ③氧化物暴露于空气易吸收二氧化碳 ④阳离子最外层电子数和钠离子相同 ⑤其单质是强还原剂
A．只有① B．①和④ C．②和③ D．③和⑤
3．碲(Te)是52号元素，位于周期表中ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是( )
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
4．镭(Ra)位于周期表的第7周期ⅡA族。下列关于镭的性质的描述不正确的是( )
A．在化合物中呈＋2价
B．单质能与水反应产生氢气
C．氢氧化物呈两性
D．碳酸盐难溶于水
5．X、Y两种元素，原子序数均小于20；X、Y原子的最外层电子数相等，且原子半径XA．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为＋m，则X的最高正价一定为＋m
6．根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。
(1)属于金属元素的有__________种，金属性最强的元素与氧气反应生成的化合物为____________(任填两种化合物的化学式)。
(2)最高正化合价最高的元素是____________，其最高正化合价为________。
(3)单质既能与HCl反应，又能与NaOH反应的是______(填元素符号)，其最高价氧化物对应水化物具有______(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第3周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)________(填元素符号)。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性：______>________(填化学式)。
答案精析
新知导学
一、
1．7 ＋7 －1 HClO4 HBrO4 HIO4 HF HCl HBr HI
2．(1)黄绿 深红棕 紫黑 增大 升高
(2)(从左到右，从上到下)暗处 光照或点燃 加热 不断加热
很稳定 稳定 较稳定 不稳定 (3)无 橙红 2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2 无 紫红 2KI＋Br2===2KBr＋I2 无 紫红 2KI＋Cl2===2KCl＋I2
归纳总结
增大 减弱 增强 减弱 减弱 增强 变难 减弱 减弱
活学活用
1．D [从F到I原子半径逐渐增大，单质的氧化性逐渐减弱，则其对应阴离子的还原性逐渐增强，故A、B两项均正确；从F到I，其气态氢化物的热稳定性逐渐减弱，C项正确；F－半径较小，与H结合稳定，HF在水中难以电离出H＋，为弱酸，故酸性强弱关系为HF2．C
二、
1．1 ＋1 化合态 碱性
2．(1)4Li＋O22Li2O (2)钾迅速燃烧 钾与O2的反应比钠与O2的反应更剧烈，说明钾的活动性比钠强 (3)熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后溶液加酚酞变红 熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红 钾比钠的活动性强 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
归纳总结
增大 增强 增强 增强 减弱 增强
活学活用
3．D [从Li→Cs失电子能力逐渐增强，与水的反应也越来越剧烈，A项错误、D项正确；碱金属单质都能与水反应，但不能在水中相互置换，B项错误；碱金属的阳离子有弱氧化性而非强氧化性，C项错误。]
4．C [铊与铝均在ⅢA族，性质相似，都是银白色金属，与其他物质反应时能生成＋3价化合物，A、B项正确；氢氧化铝呈两性，根据同主族元素性质的递变规律，铊的金属性强于铝，氢氧化铊呈碱性，铊能与水反应生成H2。]
达标检测
1．C [同一主族，自上而下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。不要混淆最高价含氧酸的酸性与氢化物水溶液的酸性，如酸性：HF2．B [Li与Na位于同一主族，但原子序数比Na的小，原子半径比Na的小，金属性比Na的弱，与水反应不如Na剧烈，①错、②正确；Li2O是碱性氧化物，能与CO2反应，③正确；Li＋最外层有2个电子，Na＋最外层有8个电子，④错；碱金属元素的单质都是很强的还原剂，⑤正确。]
3．B [Te元素在元素周期表的第5周期ⅥA族，位于金属与非金属区的交界线处的元素，有半导体的性能，A项正确；同主族元素自上而下得电子能力减弱，则氢化物稳定性H2Te4．C [根据ⅡA族Mg、Ca等性质，以及Ra的金属性比Mg、Ca更强可推测出Ra及其化合物的性质。]
5．A
6．(1)7 K2O、K2O2(KO2也可以) (2)氯(或Cl) ＋7价 (3)Al
两性 (4)Na (5)NH3 SiH4
解析 前20号元素中，(1)属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。(2)最高正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为＋7价。(3)既能与HCl反应又能与NaOH反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是 Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，故第3周期中，原子半径最大的是Na。(5)非金属性：N>P>Si，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
第1章 原子结构与元素周期律
章末重难点专题突破
一、原子核外电子排布规律
原子非常小，原子核更小。如果把原子比作十层高的大楼，则原子核只能是大楼中放置的一个桃子。由此可见，原子中具有“很大”的空间，电子就在此空间里做高速运动。现代物质结构理论认为，在含有多个电子的原子里，电子是分层排布的。
1．核外电子排布规律
原子核外电子排布规律如图所示：
(1)各电子层最多容纳电子数目：2n2个。
(2)最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时，不超过2个)。
(3)次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
(4)核外电子总是尽量先排布在能量低的电子层，然后按能量高低依次排布。
2．核外电子排布表示方法
(1)原子结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。原子结构示意图是核外电子排布规律的具体体现，其构成图示如下：
(2)原子失去电子变为阳离子时，原子核不变，电子层数改变，最外层电子数改变，原子带正电荷；原子得到电子变为阴离子时，原子核不变，电子层数不变，最外层电子数改变，原子带负电荷。
3．元素的性质与原子结构的关系
(1)元素金属性、非金属性与原子结构的关系
金属元素：最外层电子数一般少于4个，易失电子，显金属性。
非金属元素：最外层电子数一般大于或等于4个，易得电子，显非金属性。
稀有气体元素：原子最外层电子数为8个(其中氦为2个)，性质稳定，不易起反应。
(2)元素的化合价与原子结构的关系
元素化合价的正负及数值与原子的电子层结构特别是原子的最外层电子数具有密切的关系。例如，稀有气体原子核外电子排布已达稳定结构，既不易得电子也不易失电子，所以稀有气体元素的常见化合价为零；钠原子的最外层电子数为1，容易失去这个电子达到8e－稳定结构，因此钠元素在化合物中通常显＋1价；氯原子最外层有7个电子，容易得到1个电子达到8e－稳定结构，因此氯元素在化合物中通常显－1价；碳原子的最外层电子数为4，它的化合价通常有＋4和－4价等。
【例1】 核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是( )
A．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素
B．核电荷数是7的元素原子容易获得1个电子
C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素
D．最外层只有4个电子的元素一定是金属元素
【例2】 有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中：X和Z是金属元素；V和Z元素原子的最外层电子都只有一个；W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。
(1)由此可知：V是________，W是___________________________________________，
X是________，Y是________，Z是________(填元素符号)。
(2)W原子结构示意图为________，Y和Z形成的化合物的化学式是____________。
(3)由这些元素组成的一种结晶水合物的化学式为________________，俗称________。
二、元素金属性、非金属性强弱的判断方法
1．元素金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大，越易失电子，金属性越强。
②当电子层数相同时，核电荷数越多，越难失电子，金属性越弱。
(2)根据金属活动性顺序表判断
一般来说，排在前面的金属元素其金属性比排在后面的强。
(3)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①金属单质与水或酸反应越剧烈，元素金属性越强。
②最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素金属性越强。
(4)根据离子的氧化性强弱判断
离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱。
【例3】 研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是________。
a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点
b．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的NaOH溶液
c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
d．将空气中久置的这两种元素的单质分别和热水作用
2．非金属性强弱的判断方法
(1)从元素原子的结构判断
①当电子层数相同时，核电荷数越多，非金属性越强。
②当最外层电子数相同时，核电荷数越多，非金属性越弱。
(2)从元素单质及其化合物的相关性质判断
①单质越易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，其非金属性也就越强。
②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强。如H2SO4的酸性强于H3PO4，说明S的非金属性比P强。
③非金属单质间的置换反应，例如：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘强。
(3)元素的原子对应阴离子的还原性越强，元素的非金属性就越弱。如S2－的还原性比Cl－强，说明Cl的非金属性比 S强。
【例4】 下列有关叙述：①非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；②M原子比N原子容易得到电子；③单质M跟H2反应比N跟H2反应容易得多；④气态氢化物水溶液的酸性HmM>HnN；⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>HnNOy；⑥熔点M>N，能说明M比N的非金属性强的是( )
A．①②③ B．②⑤
C．①②③④⑤ D．全部
【例5】 不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是( )
A．单质氧化性的强弱
B．单质沸点的高低
C．单质与氢气化合的难易
D．最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
三、胸怀周期表 放眼周期律
元素周期表能使无机化学有序可循，根据周期表可以推测各种元素的原子结构以及元素化合物的性质，是学习元素化合物的理论基础。由于该部分知识内容丰富，规律性强，因此命题的空间极为广阔。要快速准确地解答这类题目，只有熟悉元素周期表的结构，理解元素周期律的特点，才能灵活运用。
1．周期表要了然于胸
(1)能熟练地画出周期表的结构
周期表的结构具有一定的对称性。元素周期表共18个纵行16个族(第18纵行为0族，第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族)，第Ⅷ族左边是Ⅰ～Ⅶ，右边也是Ⅰ～Ⅶ，但要分清是主族还是副族；副族都是过渡元素，副族在表的中间，主族ⅠA、ⅡA和ⅢA～ⅦA分列两边，0族在最后。在此基础上，要能画出周期表的结构，并能将前20号和主族元素的名称、符号填在表中；找出金属与非金属的分界线；标出周期和族序数；画出镧系、锕系(各15种元素)的位置；标出各周期元素的种类[2、8、8、18、18、32、32(填满时)]；记住稀有气体元素的原子序数(2、10、18、36、54、86、118)。
(2)掌握原子序数之间的关系
①同主族内相邻周期元素原子序数的关系
元素周期表中，处于ⅠA族、ⅡA族的元素，未经过过渡元素，下一周期元素原子序数等于同主族上一周期元素的原子序数与上一周期元素种类之和。如K原子序数等于Na原子序数与第3周期元素种类之和；而处于ⅢA族以后的元素，经过了过渡元素，原子序数等于本周期元素的种类与同主族上一周期元素的原子序数之和。
②形和⊥形关系数字
在短周期中，直接相邻的⊥形和⊥形四种元素的原子序数关系如下图：
如果涉及长周期，则上下原子序数可以变为Z－18、Z＋18或Z＋32。
③能熟练作出以下推断：以0族元素的原子序数2、10、18、36、54、86、118为基数，找到任意原子序数元素在周期表中的位置。如第6周期ⅡA族元素的原子序数可由第5周期的Xe(54)后推得到；再如115号元素在周期表中的位置可由118号前推即可得到。
④将第7周期的序号填满，所填元素所在的主族数正好等于原子序数的个位数(118号元素除外)。
【例6】 甲～庚等元素在周期表中的相对位置如下表，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是( )
A．丙与戊的原子序数相差25
B．气态氢化物的稳定性：庚<己<戊
C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应
D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维
2．周期律要多层次理解
(1)性质递变规律
①同一周期，从左到右金属性减弱，非金属性增强；同一主族，从上到下金属性增强，非金属性减弱。金属性最强的元素是位于左下角的铯，非金属性最强的元素是位于右上角的氟(稀有气体除外)。
②金属性越强，单质越容易跟水或酸反应置换出氢，对应的最高价氧化物对应的水化物碱性越强；非金属性越强，跟氢气反应越容易，生成的气态氢化物越稳定，对应的最高价氧化物对应的水化物酸性越强。
(2)“定性”判断规律
设主族元素族序数为a，周期数为b，则：
①当<1时，为金属元素，且比值越小，元素的金属性越强。
②当＝1时，为两性元素(H除外)，其最高价氧化物为两性氧化物，最高价氧化物对应的水化物为两性氢氧化物。
③当>1时，为非金属元素，且比值越大，元素的非金属性越强。
(3)“阴上阳下，径小序大”规律
与稀有气体元素同周期的阴离子及下周期元素的阳离子，若二者具有相同的电子层结构，原子序数大者，粒子的半径小。例如：r(Ca2＋)(4)序差“左上右下”规律
元素周期表中上下相邻两元素的原子序数之差，取决于它们所在周期表中的位置，如果它们位于元素周期表ⅢB族元素之左(或右)，它们的原子序数之差就是上(或下)面的元素所在周期的元素个数。
(5)“序位互定”规律
若n为奇数，则第n周期最多容纳的元素种数为；若n为偶数，则第n周期最多容纳的元素种数为。应用这一规律，不仅可求出任一周期所含元素种数(第7周期未排满除外)，进而还可进行“序位互定”。
(6)化合价规律
①同周期元素主要化合价：最高正价由＋1→＋7递增，最低负价由－4→－1递增。
②关系式：最高正化合价＋|最低负化合价|＝8；最高正化合价＝主族序数＝最外层电子数＝主族价电子数(O、F除外)。最高正化合价＋最低负化合价＝0,2,4,6，依次是ⅣA～ⅦA族元素。
③主族元素的原子序数为奇(偶)数的元素，元素所在族的序数及主要化合价也为奇(偶)数。口诀为“奇序奇族奇价，偶序偶族偶价”。
(7)“分界线”规律
位于金属元素与非金属元素之间的分界线，右上方的元素为非金属元素，在此可以找到制造农药的元素(Cl、P等)，左下角的元素为金属元素，靠近分界线两边的元素一般既有金属性，又有非金属性；能与酸和碱反应(Be、Al等)，还可找到制造半导体材料的元素(Si、Ge等)。
(8)“对角线”规律
对角线规律包括以下两点内容：
①沿表中金属元素与非金属元素分界线方向(左上角与右下角)对角相邻的两主族元素(都是金属元素或非金属元素)性质(金属性或非金属性)相近。
②元素周期表中左上右下(左上角与右下角)相邻的两金属元素的离子半径相近。
【例7】 a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是( )
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
四、元素的“位置、结构、性质”之间的关系规律及其应用
元素的原子结构、其在周期表中的位置及元素的性质(位、构、性)三者之间的关系可用下图表示：
应用“位置、结构、性质”三者的关系解答问题时要注意掌握以下几个方面：
1．熟练掌握四个关系式
电子层数＝周期序数
最外层电子数＝主族序数
主族元素的最高正价＝族序数(O、F除外)
最低负价＝主族序数－8(H除外)
2．熟练掌握周期表中的一些特殊规律
(1)各周期元素种类数(分别为2、8、8、18、18、32、26)。
(2)稀有气体元素原子序数(分别为2、10、18、36、54、86)和所在周期(分别在1到6周期)。
(3)同族上下相邻元素原子序数的关系(相差2、8、18、32等各种情况)。
(4)同周期ⅡA族与ⅢA族元素原子序数差值(有1、11、25等情况)。
3．熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律
(1)元素的金属性、非金属性。
(2)气态氢化物的稳定性。
(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。
4．熟悉1～20号元素原子结构特点及其规律
(1)原子核中无中子的原子：H。
(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。
(3)最外层有2个电子的元素：He、Be、Mg、Ca。
(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。
(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层3倍的元素：O；是次外层4倍的元素：Ne。
(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。
(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。
(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。
(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。
(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca。
(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。
(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素：O。
【例8】 W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：YD．X与Y不能存在于同一离子化合物中
【例9】 四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W< XB．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：WD．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z
五、元素推断题的解题思路
1．有关“位—构—性”的综合推断题的一般解题思路
2．元素推断题的常见突破口
(1)微粒的电子层结构特征
(2)元素化合价特征
①根据元素化合价推断元素主族位置，最高正价＝最外层电子数＝主族序数(O、F除外)；已知负价(或离子符号)，则先根据最高正价＝8－最低负价的绝对值，求出最高正价(H除外)，再确定主族位置。
②最高正价与最低负价代数和为0的短周期元素有H、C、Si。
③最高正价与最低负价绝对值之差为2、4、6的短周期元素分别为N、P、S、Cl元素。
④最高正价是最低负价绝对值3倍的元素是S。
⑤最高正价不等于族序数(最外层电子数)的短周期元素有F、O。
(3)根据元素的含量、存在、用途及性质特征
①形成化合物种类最多的元素或单质是自然界硬度最大的物质或其最简单氢化物中氢的质量分数最大的元素是C(金刚石为天然存在的最硬单质；CH4是氢化物中含氢量最高的化合物)。
②空气中含量最多与O元素可以形成两种以上气态化合物的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素或元素的气态氢化物与它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应生成盐的元素是N(氨水显碱性，NH3＋HNO3===NH4NO3)。
③地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素、氢化物在通常情况下呈液态的元素是O。
④原子核内无中子的元素、阳离子核外无电子的元素、原子半径最小的元素、常温下单质气体密度最小的元素是H。
⑤其气态氢化物和其气态氧化物反应生成其单质和水的短周期元素可能是N或S；其气态氢化物与其最高价含氧酸能起氧化还原反应的元素是S。
⑥地壳中含量最多的金属元素、短周期且同周期的三种元素最高价氧化物对应水化物两两皆反应，则必定含有Al。
⑦最高价氧化物对应水化物酸性最强的元素是Cl。
⑧只有负价不存在正价的元素、不存在含氧酸的非金属元素、单质的氧化性最强(或阴离子还原性最弱)的元素、单质在暗处能与氢气剧烈化合的元素、气态氢化物最稳定的元素、其气态氢化物的水溶液可雕刻玻璃的元素、非金属性最强的元素是F。
⑨可以作半导体材料的短周期元素、其单质能与强碱溶液反应置换出氢气的元素是Si。
⑩其最高价氧化物或其最高价氧化物对应的水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的短周期元素是Be、Al。
?两种元素以原子个数比为2∶1和1∶1组成的化合物常温下为液态的元素为H和O。
?其单质常温下为液态的非金属元素为Br；常温下，其单质是有色气体的元素是F、Cl。
【例10】 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，下列说法不正确的是( )
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
【例11】 元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是( )
A．非金属性：ZB．R与Q的电子数相差16
C．气态氢化物稳定性：RD．最高价氧化物的水化物的酸性：T>Q
【例12】 下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是( )
A．原子半径：Z>Y>X
B．气态氢化物的稳定性：R>W
C．WX3和水反应生成的化合物是H2WX4
D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
【例13】 已知W、X、Y、Z为短周期元素，W、Z同主族，X、Y、Z同周期，W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，X、Y为金属元素，X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性。下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B．W与X元素的单质在常温下不反应
C．W的气态氢化物的沸点一定低于Z的气态氢化物的沸点
D．若W与Y的原子序数相差5，则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【例14】 短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示，已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍。下列说法正确的是( )
Y
Z
X
W
A.原子半径：XB．气态氢化物的稳定性：X>Z
C．Z、W均可与Mg形成离子化合物
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>W
【例15】 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，Y是迄今发现的非金属性最强的元素，在周期表中Z位于ⅠA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A．元素X、W的简单阴离子具有相同的电子层结构
B．由Y、Z两种元素组成的化合物是离子化合物
C．W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D．原子半径：r(X)六、两种推测元素在周期表中位置的重要方法
学习元素周期表之后，我们掌握了一种研究物质的重要思想，即“结构决定位置，结构决定性质”。如果我们能够确定未知元素在周期表中的位置，就可以确定它的结构
和性质。下面介绍两种重要的推测元素在周期表中位置的方法。
1．由原子序数推测周期数和族序数
对于长周期和不完全周期的元素，用原子序数减去比它小且临近的稀有气体的原子序数，即为该元素所在的纵列数(如果得到的数值大于18，再减去14即为该元素所在的纵列数)。由纵列数与族数的对应关系可推出族数；被减的那个稀有气体所在的周期数加上1，即为该元素所在的周期数。
【例16】 2000年俄罗斯和美国科学家宣布他们发现了核电荷数为116的元素，试推断该元素在元素周期表中的位置____________________，若已知该元素原子核内有155个中子，则其质量数为________。
2．推测相邻元素的原子序数
(1)同一周期，根据是否存在副族元素，ⅡA、ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
(2)同一主族，相邻元素原子序数差可能为2、8、18、32。具体规律是在ⅠA、ⅡA族，同主族相邻元素原子序数差等于原子序数小的元素所在周期的元素种数。其他族(包含过渡元素和ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族元素)，同族相邻元素原子序数差等于原子序数大的元素所在周期的元素种数。
【例17】 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是( )
A．x＋2 B．x＋4
C．x＋8 D．x＋18
【例18】 已知某元素X与35号元素位于同一主族，且位于35号元素的下一个周期。下列关于X元素的说法正确的是( )
A．X元素的原子序数是52
B．X元素形成的气态氢化物比35号元素形成的气态氢化物稳定
C．X元素的气态氢化物溶于水，比35号元素的气态氢化物溶于水酸性强
D．X元素与铁在一定条件下反应可生成FeX3
答案精析
【例1】 C
【例2】 (1)H O Al S K (2) K2S
(3)KAl(SO4)2·12H2O 明矾
解析 根据五种元素核电荷数依次增大，且都小于20，V、Z原子最外层电子数为1可知，V为氢元素，Z为钾元素或钠元素；W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，可知W为氧元素；W和Y元素原子的最外层电子数相同，则可知Y为S(排除Z为钠元素的可能)；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半，可知X为Al。
【例3】 bc
解析 元素原子越易失电子，元素金属性越强。a项，金属元素单质的物理性质不能证明元素金属性的强弱；b项，氯化铝溶液中滴加过量NaOH溶液，先生成Al(OH)3，后Al(OH)3与NaOH溶液反应，氯化镁溶液中滴加过量NaOH溶液，生成的Mg(OH)2不与NaOH溶液反应，证明Al(OH)3的碱性弱于Mg(OH)2，即Mg比Al的金属性强；c项，打磨过的镁带与热水反应，而铝片与热水不反应，证明Al的金属性比Mg的弱。
【例4】 A [根据非金属单质间的置换反应可推断M比N的非金属性强，故①正确；根据得电子的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故②正确；根据单质与H2反应的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故③正确；根据气态氢化物水溶液的酸性不能推断M、N的非金属性强弱，故④错误；如果不是最高价氧化物对应水化物的酸性则不能推断M、N的非金属性强弱，故⑤错误；熔点属于物理性质，其高低与化学性质无关，故⑥错误。选A。]
【例5】 B [单质的物理性质不能作为元素非金属性强弱的判断依据；单质的氧化性和气态氢化物的稳定性及最高价氧化物对应水化物的酸性可以作为非金属元素非金属性强弱的判断依据。]
【例6】 D
【例7】 A [由题中所给的信息可知，a为H，b为O，c为Na，d为S。A项，H与Na可以形成化合物NaH，H的化合价为－1；B项，O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物；C项，四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H；D项，H与S形成化合物H2S，其水溶液呈弱酸性。]
【例8】 B
【例9】 B [四种短周期主族元素的原子序数依次增大，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性，则Z为Cl元素；因W与X的简单离子电子层结构相同，且W与Y同族，则W可能为N(或O)元素、Y可能为P(或S)元素。A项，Na＋与N3－(或O2－)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：Na＋Y；D项，最高价氧化物对应的水化物中HClO4是最强的无机酸。]
【例10】 A
【例11】 D
【例12】 A [依据元素化合价规律可知X、Y、Z、W、R分别是O、Na、Al、S、Cl元素。A项，原子半径Na>Al>O，即Y>Z>X；B项，氢化物稳定性HCl>H2S，即R>W；C项，SO3＋H2O===H2SO4，即H2WX4；D项，Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。]
【例13】 A [W和Z同主族且W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物的稳定性，说明W在Z的上一周期，X、Y、Z同周期，且X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性，说明X在Y的同一周期的左边，r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)，A项正确。]
【例14】 C [由题意可知，短周期元素X、Y、Z、W分别位于2、3周期，设Z的原子序数为x，则Y、W的原子序数分别为x－1、x＋9，则有x－1＋x＋9＝3x，解得x＝8，则元素X、Y、Z、W分别为Si 、N 、O、 Cl。A项，原子半径应为X>Y>Z，错误；B项，气态氢化物的稳定性应为X【例15】 B [短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子的最外层有6个电子，X为氧元素；Y是非金属性最强的元素，Y为氟元素；在周期表中Z位于ⅠA族，Z为钠元素；W与X属于同一主族，W为硫元素。A项，O2－有2个电子层，电子数分别为2、8，S2－有3个电子层，电子数分别为2、8、8，错误；B项，NaF为离子化合物，正确；C项，非金属性：F>S，热稳定性：HF>H2S，错误；D项，原子半径：r(F)【例16】 第7周期ⅥA族 271
解析 每周期最多容纳的元素种数是2、8、8、18、18、32……，数字相加即为0族元素的原子序数，例如氦为2号，氖为2＋8＝10号，氩为2＋8＋8＝18号……，由此可知氡为86号，116－86＝30，该周期最多容纳32种元素，因此116号元素位于第7周期第ⅥA族。
【例17】 B
【例18】 C
