元素周期律
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文档简介
【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
元素周期律
1、核外电子排布
2、元素周期律
二. 重点、难点：
1、了解元素原子核外电子排布。
2、了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。
三. 教学过程：
（一）核外电子排布
原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢
1、电子层的划分
科学研究证明，电子的能量是不相同的，它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。
电子层（n） 1、2、3、4、5、6、7
电子层符号 K、L、M、N、O、P、Q
离核距离 近 远
能量高低 低 高
2、核外电子的排布规律
（1）电子总是从能量最低的电子层排起,然后由里往外，从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层，排满L层才排M层)。
（2）各层最多能容纳的电子数目为2n2（n为电子层数）。
电子层序号 1 2 3 4 5 6 7
代表符号 K L M N O P Q
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
（3）最外层最多能容纳的电子数目为8（K层为最外层，不超过2个电子），次外层电子数目不超过18，倒数第三层不超过32个电子。
3、核外电子排布的表示方法
（1）原子结构示意图：氯原子，圆圈内表示原子的质子数，要注意正号；弧线表示电子层，弧线内数字表示该层中的电子数。离子结构示意图中各符号含意一样，但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如Cl-：
（2）电子式：电子式是在元素符号周围用小黑点或“×”的数目表示该元素原子的最外层电子数的式子。小黑点或“×”的数目即为该原子的最外层电子数。
4、稳定结构与不稳定结构
通常，我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。
金属元素的原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构，表现出金属性；而非金属元素的最外层一般多于4个电子，在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构，所以非金属元素表现出非金属性。
[练习1] 判断下列示意图是否正确？为什么？
A、B、C、D均错。A、B违反了最外层电子数为8的排布规律，C的第一电子层上应为2个电子，D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。
[练习2] 写出下列离子的离子结构示意图： Mg2+ F- Br- Ca2+
?
Mg2+
（二）元素周期律
1、原子的电子层排布的周期性：
原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数
1～2 1 12 2
3～10 2 1 8 8
11～18 3 1 8 8
结论：随着原子序数的递增，最外层电子数由1递增至8（若K层为最外层则由1递增2），元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。
2、化合价的周期性变化：
原子序数 化合价的变化
1～2 ＋1
3～10 +1 +4 +5-4 -1
11～18 +1 +4 +5 +7-4 -1
结论：随着原子序数的递增，最高正价由+1递变到+7，从中部开始有负价，从-4递变至-1（稀有气体元素化合价为零），元素化合价呈现周期性变化。
[小结]元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定。
（1）金属无负价，O、F无正价，一般，最高正价存在于氧化物及酸根，最低负价通常存在于氢化物中。
（2） 主族元素最高正价数=最外层电子数
（3）│最高正价│+│负价│=8
⊙3、原子半径的递变规律：
原子序数 原子半径的变化
3～10 逐渐减小
11～17 逐渐减小
结论：同一周期，随着原子序数的递增，元素原子半径逐渐减小，呈现周期性变化。
[小结] 原子半径由电子层数和核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据。同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大。同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小。
【典型例题】
例1．下列说法正确的是（ ）
A．原子序数越大，原子半径一定越大
B．电子层数越多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C．元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D．按C、N、O、F的顺序，元素的最高正价依次升高
分析：原子半径随原子序数的递增不是一直增大下去，而是呈周期性变化，故A不正确，原子半径的大小受电子层数、核电荷数及核外电子数等因素的影响，其中电子层数是主要的，但不是唯一因素，例如，Cl原子比Li多一个电子层，但原子半径RLi＞RCl，故B不正确，元素性质的周期性变化不是简单的重复变化，变化的程度不同，变化的起点和终点不同，故C是正确的，氟是最活泼的非金属元素，它只有负价，没有正价；氧的非金属性也很强，很少有正价，一般只有负价，故D不正确。答案为C。
例2．A元素原子核外电子数比B元素原子核外电子数少5个，且A元素原子L层比B元素原子L层少3个电子，则A，B两元素形成的化合物可表示为（ ）
A．A3B2 B．A2B3 C．AB3 D．AB2
分析：B元素原子的L层比A元素原子多3个电子，而电子总数比A元素多5个，说明B元素的L层已充满，且下一层M层有5－3=2个电子，则B为＋2价，A为－3价，AB形成的化合物化学式为B3A2或A2B3，故B正确。答案为B。
例3．下列有关叙述正确的是 （ ）
A．元素的化学性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化
B．元素周期律的实质是因为元素原子最外层电子数由1→8周期性的变化而引起的
C．半径由大到小氧化性由弱到强的是：K+、Mg2+、Al3+、H+，而还原性由弱到强的则具I-、Br-、Cl-、F-
D．某元素R的最高价氧化物化学式为：R2O5，又知R的气态氢化物中含氢8.8％，则R的相对原子质量为28
分析：本题考查元素周期律的确切含义和实质，以及随粒子半径变化，其氧化性、还原性的变化规律。按相对原子质量，，而，两元素都有五个电子层，但最外层电子数是6个，而是7个。如果按相对原子质量大小顺序排列，与应该互换位置，而这又造成了元素性周期性变化的改变。因此，按元素的相对原子质量大小顺序排列不是元素性质呈周期性变化的依据。因此A项不正确。B项正确。C项从离子结构分析：
故离子半径大小顺序为。对比它们的氧化性，根据学过的金属活动性顺序表，它们原子的还原性由钾到氢逐渐减弱，反过来它们离子的氧化性逐渐增强。命题信息是正确的，但题中后半部，、、、半径是逐渐减小。、、、还原性应由强到弱。而题中却说：“还原性由弱到强的则是、、、”是错误的。故C项不正确。D项某元素最高价氧化物化学式为，则R为+5价，负价应为价，其形成气态氢化物为。根据已知，，，排除D项。答案为B。
例4．有X1、X2两种元素，已知X2原子中L层电子数是M层电子数的4/7，而X1原子M层电子数是X2原子M层电子数的1/2，X1、X2的单质在一定条件下发生化学反应，其生成物的分子式为________。
分析：解题思路是从电子层结构特征先推出元素所在的周期数和族数，再确定元素名称，进一步推知元素所形成的单质相互反应的产物。
答案：X2元素原子中M层电子数只能为7的整数倍，M层有电子，
电子，X2即为第四周期、第VIII族的铁元素。X1原子M层电子数：
生成FeCl3。
例5．某元素R的气态氢化物的式量为34，最高价氧化物的式量为142．求该元素的气态氢化物和最高价氧化物的化学式。
分析：求元素的气态氢化物和最高价氧化物化学式必须要知道该元素的负化合价和最高正化合价，根据原子结构的知识可知元素的负化合价的绝对值与最高正化合价之和等于8。可设：该元素的最高正价数值为X，那么该元素的负价绝对值为8－X，气态氢化物的化学式为H（8-x）R，最高价氧化物的化学式为R2OX(X为奇数)，或为ROX/2(X为偶数)；R的相对原子质量为A。
根据题意有：8－X＋A=34 …(1)
16X＋2A＝142 …(2)
8X＋A＝142 …(3)
将(1)式与(2)式联立解所得X的值为5，气态氢化物的化学式为RH3，最高价氧化物的化学式为R2O5。将(1)式与(3)式联立解所得X的值不合题意。答案为：气态氢化物的化学式为RH3，最高价氧化物的化学式为R2O5。
例6．种短周期的元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数可能是①m－4②m＋4③m＋8④m－2⑤m＋6，其中正确的是（ ）
A．①② B．①②③ C．①②⑤ D．①②③④⑤
分析：化合物的化学式是由组成原子的化合价来确定的，反之由化学式也可推知组成原子的化合价和其原子结构及在周期表中的位置。本题依据化学式XY3，可推知X的化合价可能为：＋3、＋6、－3；Y的化合价可能为：－1、－2、＋1．当X为＋3价时，其原子最外层电子数为3，X为ⅢA族元素；类推Y为ⅦA族元素．当X和Y位于同周期时，X的原子序数应比Y的原子序数少4(即m－4)；当X位于Y前一周期时，X的原子序数应比Y的原子序数少12(即m－4－8)；当X位于Y后一周期时，X的原子序数应比Y的原子序数多4(即m－4＋8)．简单归纳为：在短周期中，找出同周期的表达式m－4，再推广到不同周期的表达式m－4±8(在原基础上±8)。同样方法推知：当X为＋6价时(X和Y处于同主族)，其表达式为m＋8；当X为－3价时，其表达式为m＋6(Y为H)。(注意第一周期元素的特殊性)。以上是按X的最高正价推断X在周期表的位置，实际在中学还学过诸如PCl3……等物质，由于磷的价态不是最高价，因此不能以此来推断其在周期表中的位置。在PCl3中，磷元素在化合物中表现＋3价，但其最外层有5个电子，属于VA族元素，X的原子序数表达式为m－2±8。综上所知，D选项为正确选项。答案为D。
例7．有aXn-和bYm+2种离子，其电子结构相同，则（ ）
A．a－n＝b＋m B．a＋m=b－n C．氧化物为YOm D．氢化物为HnX或XHn
分析：aXn-的核外电子数为a＋n，bYm+的电子数为b－m，二者电选项B正确。由化合价规则知Ym+的化合价为＋m价，由它形成的氧化物化学式价，氢化物应为HnX或XHn，故D正确。本题正确选项BD。答案为BD。
例8．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次相同，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
分析：根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小，是正向思维。而本题是已知原子和离子半径的大小，判断原子序数大小的关系，是逆向思维。电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的则半径小，具有相同的电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径递减。根据题意，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素。由此得出三种元素原子序数的关系为Z＞Y＞X。答案为D。
【模拟试题】（答题时间：35分钟）
一、选择题
1、某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，该原子核内的质子数为（ ）
A、14 B、15 C、16 D、17
2、原子核外的M电子层和L电子层最多容纳的电子数的关系是（ ）
A、大于 B、小于 C、等于 D不能确定
3、若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a的数值为( )
A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+2
4、下列有关叙述中错误的是（ ）
A．元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化
B．两个原子如果核外电子排布相同，一定是同一种元素
C．原子的次外层电子数不一定是8个
D．一切原子的原子核都是由质子和中子构成的
5、元素X的原子核外M电子层上有3个电子，元素的离子核外有18个电子，则这两种元素可形成的化合物为（ ）
A． B． C． D．
6、A、B均为原子序数1～20的元素，已知A的原子序数为n，离子比离子少8个电子，则B的原子序数为（ ）
A．n＋4 B．n＋6 C．n＋8 D．n＋10
7、1～18号元素的离子中，原子核电荷数和离子最外层电子数相同的是（ ）
A． B． C． D．
8、1～18号元素中，原子的核外电子数与电子层数相同的是（ ）
A．氢 B．铍 C．铝 D．氯
9、在下列各组元素中，按核电荷数递增而粒子半径递减的一组是
A.F、Cl、Br B.P、S、Cl C.Na、Al、F D.Na+、K+、Rb+
10、X元素原子最外层有7个电子，Y元素原子最外层有2个电子，X、Y两元素形成化合物的化学式是（ ）
A.Y2X7 B.Y7X2 C.Y2X D.YX2
11、下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
A.6和8 B.16和8 C.12和9 D.11和6
12、已知元素的原子序数，可推断元素原子的（ ）
①质子数 ②中子数 ③质量数 ④核电荷数 ⑤核外电子数
A.①②③ B.①④⑤ C.②③④ D.③④⑤
13、元素性质呈周期性变化的原因是（ ）
A. 相对原子质量逐渐增大 B. 核电荷数逐渐增大
C. 核外电子排布周期性变化 D. 元素的化合价呈周期性变化
14、元素R的最高价含氧酸化学式为，则在气态氢化物中，R元素的化合价为（ ）
A. B. C. D.
二. 填空题：
1．某元素的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为
2．C原子L层上的电子数等于次外层上的电子数、电子层数，C是 元素。
3．元素A的原子核内质子数和中子数相等，它形成的气态氢化物在标准状况下密度为，此氢化物的化学式为，则此元素的符号是 ，原子结构示意图为
，最高价氧化物对应的水化物化学式为 。
4．A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的核电荷数比A大2，C原子的电子总数比B原子电子总数多4。的单质跟足量的反应可置换出（标准状况下）的氢气，这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答：
（1）A是 元素，B是 元素，C是 元素。
（2）分别写出A、B最高正价氧化物对应水化物跟C的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式 ， 。
（3）A离子的氧化性比B离子氧化性 ，这是由于 。
5．今有甲、乙、丙、丁四种元素。已知：甲元素是自然界中含量最多的元素；乙元素为金属元素，它的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和；丙元素的单质及其化合物的焰色反应都显黄色；氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。
(1)试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号；
(2)写出上述元素两两化合成的化合物的化学式。
6．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：
（1）三种元素的名称和符号：A ，B ，C 。
（2）画出三种元素的原子结构示意图：A ，B ，C 。
7．某元素R的原子最外层有5个电子，6.2g R的单质完全氧化后生成14.2g氧化物，R原子核内质子数比中子数少1个。
试推断R元素的名称________；元素符号________；原子结构示意图________。
8．把主族元素R的最高价氧化物溶于水，生成溶液的质量分数为%。
（1）计算R的相对原子质量。
（2）A与R同主族，每A的氢氧化物跟的盐酸正好完全中和，求A的相对原子质量。
[试题答案]
一、1A 2 A 3 A 4 AD 5 B 6 A 7 C 8 A 9 B 10 D 11 D 12 B 13 C 14 B
二、1、该元素为磷元素
2、Be
3、N
4、（1）钠；铝；氯 （2）
5、(1)O Ca Na Cl (2)略
6、（1）A：碳、C B：硅、Si C：氯、Cl
（2）A： B： C：
7、磷；P；
8、（1）
2M（R）+16
（2）
M 1
12g
一. 本周教学内容：
元素周期律
1、核外电子排布
2、元素周期律
二. 重点、难点：
1、了解元素原子核外电子排布。
2、了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。
三. 教学过程：
（一）核外电子排布
原子是由原子核和电子构成的，原子核的体积很小，仅占原子体积的几千亿分之一，电子在原子内有“广阔”的运动空间。在这“广阔”的空间里，核外电子是怎样运动的呢
1、电子层的划分
科学研究证明，电子的能量是不相同的，它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。
电子层（n） 1、2、3、4、5、6、7
电子层符号 K、L、M、N、O、P、Q
离核距离 近 远
能量高低 低 高
2、核外电子的排布规律
（1）电子总是从能量最低的电子层排起,然后由里往外，从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布(即排满K层再排L层，排满L层才排M层)。
（2）各层最多能容纳的电子数目为2n2（n为电子层数）。
电子层序号 1 2 3 4 5 6 7
代表符号 K L M N O P Q
最多电子数 2 8 18 32 50 72 98
（3）最外层最多能容纳的电子数目为8（K层为最外层，不超过2个电子），次外层电子数目不超过18，倒数第三层不超过32个电子。
3、核外电子排布的表示方法
（1）原子结构示意图：氯原子，圆圈内表示原子的质子数，要注意正号；弧线表示电子层，弧线内数字表示该层中的电子数。离子结构示意图中各符号含意一样，但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如Cl-：
（2）电子式：电子式是在元素符号周围用小黑点或“×”的数目表示该元素原子的最外层电子数的式子。小黑点或“×”的数目即为该原子的最外层电子数。
4、稳定结构与不稳定结构
通常，我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。如稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。
金属元素的原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去电子达到相对稳定结构，表现出金属性；而非金属元素的最外层一般多于4个电子，在化学反应中易得到电子而达到8个电子的相对稳定结构，所以非金属元素表现出非金属性。
[练习1] 判断下列示意图是否正确？为什么？
A、B、C、D均错。A、B违反了最外层电子数为8的排布规律，C的第一电子层上应为2个电子，D项不符合次外层电子数不超过18的排布规律。
[练习2] 写出下列离子的离子结构示意图： Mg2+ F- Br- Ca2+
?
Mg2+
（二）元素周期律
1、原子的电子层排布的周期性：
原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数
1～2 1 12 2
3～10 2 1 8 8
11～18 3 1 8 8
结论：随着原子序数的递增，最外层电子数由1递增至8（若K层为最外层则由1递增2），元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。
2、化合价的周期性变化：
原子序数 化合价的变化
1～2 ＋1
3～10 +1 +4 +5-4 -1
11～18 +1 +4 +5 +7-4 -1
结论：随着原子序数的递增，最高正价由+1递变到+7，从中部开始有负价，从-4递变至-1（稀有气体元素化合价为零），元素化合价呈现周期性变化。
[小结]元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定。
（1）金属无负价，O、F无正价，一般，最高正价存在于氧化物及酸根，最低负价通常存在于氢化物中。
（2） 主族元素最高正价数=最外层电子数
（3）│最高正价│+│负价│=8
⊙3、原子半径的递变规律：
原子序数 原子半径的变化
3～10 逐渐减小
11～17 逐渐减小
结论：同一周期，随着原子序数的递增，元素原子半径逐渐减小，呈现周期性变化。
[小结] 原子半径由电子层数和核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据。同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大。同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小。
【典型例题】
例1．下列说法正确的是（ ）
A．原子序数越大，原子半径一定越大
B．电子层数越多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C．元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D．按C、N、O、F的顺序，元素的最高正价依次升高
分析：原子半径随原子序数的递增不是一直增大下去，而是呈周期性变化，故A不正确，原子半径的大小受电子层数、核电荷数及核外电子数等因素的影响，其中电子层数是主要的，但不是唯一因素，例如，Cl原子比Li多一个电子层，但原子半径RLi＞RCl，故B不正确，元素性质的周期性变化不是简单的重复变化，变化的程度不同，变化的起点和终点不同，故C是正确的，氟是最活泼的非金属元素，它只有负价，没有正价；氧的非金属性也很强，很少有正价，一般只有负价，故D不正确。答案为C。
例2．A元素原子核外电子数比B元素原子核外电子数少5个，且A元素原子L层比B元素原子L层少3个电子，则A，B两元素形成的化合物可表示为（ ）
A．A3B2 B．A2B3 C．AB3 D．AB2
分析：B元素原子的L层比A元素原子多3个电子，而电子总数比A元素多5个，说明B元素的L层已充满，且下一层M层有5－3=2个电子，则B为＋2价，A为－3价，AB形成的化合物化学式为B3A2或A2B3，故B正确。答案为B。
例3．下列有关叙述正确的是 （ ）
A．元素的化学性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化
B．元素周期律的实质是因为元素原子最外层电子数由1→8周期性的变化而引起的
C．半径由大到小氧化性由弱到强的是：K+、Mg2+、Al3+、H+，而还原性由弱到强的则具I-、Br-、Cl-、F-
D．某元素R的最高价氧化物化学式为：R2O5，又知R的气态氢化物中含氢8.8％，则R的相对原子质量为28
分析：本题考查元素周期律的确切含义和实质，以及随粒子半径变化，其氧化性、还原性的变化规律。按相对原子质量，，而，两元素都有五个电子层，但最外层电子数是6个，而是7个。如果按相对原子质量大小顺序排列，与应该互换位置，而这又造成了元素性周期性变化的改变。因此，按元素的相对原子质量大小顺序排列不是元素性质呈周期性变化的依据。因此A项不正确。B项正确。C项从离子结构分析：
故离子半径大小顺序为。对比它们的氧化性，根据学过的金属活动性顺序表，它们原子的还原性由钾到氢逐渐减弱，反过来它们离子的氧化性逐渐增强。命题信息是正确的，但题中后半部，、、、半径是逐渐减小。、、、还原性应由强到弱。而题中却说：“还原性由弱到强的则是、、、”是错误的。故C项不正确。D项某元素最高价氧化物化学式为，则R为+5价，负价应为价，其形成气态氢化物为。根据已知，，，排除D项。答案为B。
例4．有X1、X2两种元素，已知X2原子中L层电子数是M层电子数的4/7，而X1原子M层电子数是X2原子M层电子数的1/2，X1、X2的单质在一定条件下发生化学反应，其生成物的分子式为________。
分析：解题思路是从电子层结构特征先推出元素所在的周期数和族数，再确定元素名称，进一步推知元素所形成的单质相互反应的产物。
答案：X2元素原子中M层电子数只能为7的整数倍，M层有电子，
电子，X2即为第四周期、第VIII族的铁元素。X1原子M层电子数：
生成FeCl3。
例5．某元素R的气态氢化物的式量为34，最高价氧化物的式量为142．求该元素的气态氢化物和最高价氧化物的化学式。
分析：求元素的气态氢化物和最高价氧化物化学式必须要知道该元素的负化合价和最高正化合价，根据原子结构的知识可知元素的负化合价的绝对值与最高正化合价之和等于8。可设：该元素的最高正价数值为X，那么该元素的负价绝对值为8－X，气态氢化物的化学式为H（8-x）R，最高价氧化物的化学式为R2OX(X为奇数)，或为ROX/2(X为偶数)；R的相对原子质量为A。
根据题意有：8－X＋A=34 …(1)
16X＋2A＝142 …(2)
8X＋A＝142 …(3)
将(1)式与(2)式联立解所得X的值为5，气态氢化物的化学式为RH3，最高价氧化物的化学式为R2O5。将(1)式与(3)式联立解所得X的值不合题意。答案为：气态氢化物的化学式为RH3，最高价氧化物的化学式为R2O5。
例6．种短周期的元素X和Y，可组成化合物XY3，当Y的原子序数为m时，X的原子序数可能是①m－4②m＋4③m＋8④m－2⑤m＋6，其中正确的是（ ）
A．①② B．①②③ C．①②⑤ D．①②③④⑤
分析：化合物的化学式是由组成原子的化合价来确定的，反之由化学式也可推知组成原子的化合价和其原子结构及在周期表中的位置。本题依据化学式XY3，可推知X的化合价可能为：＋3、＋6、－3；Y的化合价可能为：－1、－2、＋1．当X为＋3价时，其原子最外层电子数为3，X为ⅢA族元素；类推Y为ⅦA族元素．当X和Y位于同周期时，X的原子序数应比Y的原子序数少4(即m－4)；当X位于Y前一周期时，X的原子序数应比Y的原子序数少12(即m－4－8)；当X位于Y后一周期时，X的原子序数应比Y的原子序数多4(即m－4＋8)．简单归纳为：在短周期中，找出同周期的表达式m－4，再推广到不同周期的表达式m－4±8(在原基础上±8)。同样方法推知：当X为＋6价时(X和Y处于同主族)，其表达式为m＋8；当X为－3价时，其表达式为m＋6(Y为H)。(注意第一周期元素的特殊性)。以上是按X的最高正价推断X在周期表的位置，实际在中学还学过诸如PCl3……等物质，由于磷的价态不是最高价，因此不能以此来推断其在周期表中的位置。在PCl3中，磷元素在化合物中表现＋3价，但其最外层有5个电子，属于VA族元素，X的原子序数表达式为m－2±8。综上所知，D选项为正确选项。答案为D。
例7．有aXn-和bYm+2种离子，其电子结构相同，则（ ）
A．a－n＝b＋m B．a＋m=b－n C．氧化物为YOm D．氢化物为HnX或XHn
分析：aXn-的核外电子数为a＋n，bYm+的电子数为b－m，二者电选项B正确。由化合价规则知Ym+的化合价为＋m价，由它形成的氧化物化学式价，氢化物应为HnX或XHn，故D正确。本题正确选项BD。答案为BD。
例8．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次相同，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
分析：根据原子序数和元素周期律推测原子和离子半径大小，是正向思维。而本题是已知原子和离子半径的大小，判断原子序数大小的关系，是逆向思维。电子层结构相同的阳离子，核电荷数大的则半径小，具有相同的电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径递减。根据题意，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y元素的原子核外电子层数相同，且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径，则Z元素的原子序数大于Y元素。由此得出三种元素原子序数的关系为Z＞Y＞X。答案为D。
【模拟试题】（答题时间：35分钟）
一、选择题
1、某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，该原子核内的质子数为（ ）
A、14 B、15 C、16 D、17
2、原子核外的M电子层和L电子层最多容纳的电子数的关系是（ ）
A、大于 B、小于 C、等于 D不能确定
3、若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a的数值为( )
A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+2
4、下列有关叙述中错误的是（ ）
A．元素的性质随着相对原子质量的递增而呈周期性变化
B．两个原子如果核外电子排布相同，一定是同一种元素
C．原子的次外层电子数不一定是8个
D．一切原子的原子核都是由质子和中子构成的
5、元素X的原子核外M电子层上有3个电子，元素的离子核外有18个电子，则这两种元素可形成的化合物为（ ）
A． B． C． D．
6、A、B均为原子序数1～20的元素，已知A的原子序数为n，离子比离子少8个电子，则B的原子序数为（ ）
A．n＋4 B．n＋6 C．n＋8 D．n＋10
7、1～18号元素的离子中，原子核电荷数和离子最外层电子数相同的是（ ）
A． B． C． D．
8、1～18号元素中，原子的核外电子数与电子层数相同的是（ ）
A．氢 B．铍 C．铝 D．氯
9、在下列各组元素中，按核电荷数递增而粒子半径递减的一组是
A.F、Cl、Br B.P、S、Cl C.Na、Al、F D.Na+、K+、Rb+
10、X元素原子最外层有7个电子，Y元素原子最外层有2个电子，X、Y两元素形成化合物的化学式是（ ）
A.Y2X7 B.Y7X2 C.Y2X D.YX2
11、下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
A.6和8 B.16和8 C.12和9 D.11和6
12、已知元素的原子序数，可推断元素原子的（ ）
①质子数 ②中子数 ③质量数 ④核电荷数 ⑤核外电子数
A.①②③ B.①④⑤ C.②③④ D.③④⑤
13、元素性质呈周期性变化的原因是（ ）
A. 相对原子质量逐渐增大 B. 核电荷数逐渐增大
C. 核外电子排布周期性变化 D. 元素的化合价呈周期性变化
14、元素R的最高价含氧酸化学式为，则在气态氢化物中，R元素的化合价为（ ）
A. B. C. D.
二. 填空题：
1．某元素的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为
2．C原子L层上的电子数等于次外层上的电子数、电子层数，C是 元素。
3．元素A的原子核内质子数和中子数相等，它形成的气态氢化物在标准状况下密度为，此氢化物的化学式为，则此元素的符号是 ，原子结构示意图为
，最高价氧化物对应的水化物化学式为 。
4．A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，而B的核电荷数比A大2，C原子的电子总数比B原子电子总数多4。的单质跟足量的反应可置换出（标准状况下）的氢气，这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答：
（1）A是 元素，B是 元素，C是 元素。
（2）分别写出A、B最高正价氧化物对应水化物跟C的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式 ， 。
（3）A离子的氧化性比B离子氧化性 ，这是由于 。
5．今有甲、乙、丙、丁四种元素。已知：甲元素是自然界中含量最多的元素；乙元素为金属元素，它的原子核外K层、L层电子数之和等于M、N层电子数之和；丙元素的单质及其化合物的焰色反应都显黄色；氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。
(1)试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号；
(2)写出上述元素两两化合成的化合物的化学式。
6．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：
（1）三种元素的名称和符号：A ，B ，C 。
（2）画出三种元素的原子结构示意图：A ，B ，C 。
7．某元素R的原子最外层有5个电子，6.2g R的单质完全氧化后生成14.2g氧化物，R原子核内质子数比中子数少1个。
试推断R元素的名称________；元素符号________；原子结构示意图________。
8．把主族元素R的最高价氧化物溶于水，生成溶液的质量分数为%。
（1）计算R的相对原子质量。
（2）A与R同主族，每A的氢氧化物跟的盐酸正好完全中和，求A的相对原子质量。
[试题答案]
一、1A 2 A 3 A 4 AD 5 B 6 A 7 C 8 A 9 B 10 D 11 D 12 B 13 C 14 B
二、1、该元素为磷元素
2、Be
3、N
4、（1）钠；铝；氯 （2）
5、(1)O Ca Na Cl (2)略
6、（1）A：碳、C B：硅、Si C：氯、Cl
（2）A： B： C：
7、磷；P；
8、（1）
2M（R）+16
（2）
M 1
12g