课时作业
学习·理解
1．以下关于原子序数的说法正确的是( )
A．原子序数与原子核电荷数一定相等
B．原子序数与微粒的核外电子数一定相等
C．原子序数相同的原子是同一种原子
D．原子序数为16，核外电子数也为16的原子，其质量数为32
答案 A
解析 A正确；B错误，微粒不一定是原子，它可以是阴离子、阳离子或原子团；C错误，有同位素存在；D错误，质量数是质子数和中子数之和。
2．下列关于元素周期律的叙述正确的是( )
A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B．随着元素原子序数的递增，同周期从左到右原子半径从小到大(稀有气体元素除外)发生周期性变化
C．随着元素原子序数的递增，元素最高化合价从＋1到＋7、最低化合价从－7到－1重复出现
D．元素原子核外电子排布的周期性变化是导致原子半径、元素主要化合价和元素性质周期性变化的主要原因
答案 D
解析 从第2周期开始，随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数是从1到8重复出现，但在第一周期，随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数是从1到2，A错误；随着元素原子序数的递增，同周期从左到右原子半径从大到小(稀有气体元素除外)发生周期性变化，B错误；随着元素原子序数的递增，一般情况下同周期主族元素的最高化合价从＋1到＋7、最低化合价从－4到－1重复出现，C错误；元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果，D正确。
3．已知N、O、Si、S四种元素原子的半径数据如下表：
原子
N
S
O
Si
半径/pm
70
104
66
117
根据以上数据，试估计磷原子的半径可能是( )
A．80 pm B．110 pm
C．120 pm D．70 pm
答案 B
解析 同周期主族元素随原子序数增大，原子半径减小，同主族元素自上而下原子半径增大，故原子半径：S
4．下列有关结构和性质的说法中正确的是( )
A．金属元素的化合价均不会超过＋4
B．同一横行元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小
C．元素原子的最外层电子数越多，越容易得电子，非金属性越强
D．核外电子排布相同的简单离子，核电荷数越大，离子半径越小
答案 D
解析 元素的化合价与最外层电子数有关，因此金属元素的化合价可以超过＋4，例如Sb的最高价是＋5价，A错误；同周期主族元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B错误；元素原子的最外层电子数越多，不一定越容易得电子，非金属性不一定越强，例如Br原子最外层电子数为7，O为6，但非金属性：O>Br，C错误；核外电子排布相同的简单离子，离子半径随原子序数的增大而减小，即核电荷数越大，离子半径越小，D正确。
5．图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系，下列叙述不正确的是( )
A．①、②形成的化合物的摩尔质量可能是44 g/mol
B．①、③可以按原子个数比1∶1形成化合物
C．②、③形成的化合物是两性物质
D．简单离子半径大小为②<③
答案 D
解析 ①的常见最高化合价为＋5价，②的常见最高化合价为0价，③的常见最高化合价为＋3价，三种元素均为短周期元素，则结合原子序数大小关系判断①为N元素，②为O元素，③为Al元素。①、②形成的化合物N2O的摩尔质量是44 g/mol，A正确；①、③可以形成化合物AlN，原子个数比为1∶1，B正确；②、③形成的化合物Al2O3与强酸、强碱均能反应，是两性物质，C正确；电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径大小为O2－>Al3＋，D错误。
6．下列微粒半径大小顺序正确的是( )
A．Na＋B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C．NaD．Cs答案 B
解析 A项，四种离子核外电子排布相同，随着核电荷数的增加，离子半径依次减小，即Al3＋Cl－>Na＋>Al3＋，B正确。
7．下列化合物中，阴离子和阳离子的半径之比最大的是( )
A．CsI B．NaF
C．KCl D．LiI
答案 D
解析 在这些离子化合物中阳离子半径最小的是Li＋，阴离子半径最大的是I－，因此阴离子和阳离子的半径之比最大的是LiI。
应用·实践
8．元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是( )
A．元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B．元素的金属性和非金属性呈周期性变化
C．元素化合价呈周期性变化
D．元素原子核外电子排布呈周期性变化
答案 D
9．下列各组元素的原子随着原子序数的递增，有关递变规律不正确的是( )
A．原子半径：Si>P>S>Cl
B．金属性：NaC．最高正价：CD．非金属性：P答案 C
解析 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故A正确；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，故B正确；F元素的非金属性很强，难以失去电子，没有正价，故C错误；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故D正确。
10．前18号元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是( )
A．原子半径：A>B>D>C
B．原子序数：d>c>b>a
C．离子半径：C>D>B>A
D．单质的还原性：A>B>D>C
答案 C
解析 已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则离子核外电子数相同，即a－2＝b－1＝c＋3＝d＋1，则原子序数：a>b>d>c，A、B处于同一周期，C、D处于同一周期，且A、B处于C、D所在周期的下一周期。同周期主族元素，原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径：B>A，C>D，电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径：B>A>C>D，A错误；原子序数：a>b>d>c，B错误；电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，核电荷数：a>b>d>c，所以离子半径：C>D>B>A，C正确；A、B处于同一周期，A、B形成阳离子，则A、B为金属元素，原子序数：A>B，单质还原性：B>A，D错误。
11．下列各组元素性质的递变情况错误的是( )
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正价依次升高
C．N、O、F原子半径依次增大
D．Li、Na、K的电子层数逐渐增多
答案 C
解析 N、O、F三种原子具有相同的电子层数，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，即r(N)>r(O)>r(F)。
12．某元素R的最高价氧化物对应的水化物是HnRO2n－2，则元素R在其最低负价氢化物中的化合价是( )
A．3n－10 B．12－3n
C．3n－4 D．3n－12
答案 D
解析 设R的最高正价为＋x，由化合物中各元素正、负化合价代数和为0，列式：(＋1)×n＋x＋(－2)×(2n－2)＝0，解得x＝3n－4。因为元素的最高正价＋|最低负价|＝8，所以氢化物中元素R的化合价为－[8－(3n－4)]＝3n－12。
13．W、X、Y、Z都是1～18号非稀有气体元素，其原子半径依次减小，它们最低负价对应的气态氢化物分子中具有相同的电子总数，Y元素原子的K层电子数与M层电子数之和等于L层的电子数，则它们的最高价氧化物的化学式正确的是( )
A．WO B．X2O5
C．YO2 D．ZO3
答案 B
解析 Y元素原子的K层电子数与M层电子数之和等于L层的电子数，则Y为硫元素，又知四种元素原子半径依次减小，气态氢化物分子中具有相同的电子总数，都为18电子，则W、X、Y、Z依次为Si、P、S、Cl，它们的最高价氧化物分别是SiO2、P2O5、SO3、Cl2O7。
14．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。
(1)YO中Y元素的化合价是________。
(2)Y元素原子的最外层电子数是________。
(3)比较S2－和Y－的还原性：________。
答案 (1)＋5 (2)7 (3)S2－>Y－
解析 (1)根据电荷守恒得(－n)＋(－2)×3＋1×6＝－1，n＝1，代入YO中求得Y的化合价为＋5。
(2)由(1)及离子方程式知，Y有＋5、－1两种化合价，但由于Y存在Y－，－1价则是Y元素的最低化合价，其最外层电子数＝8－|最低化合价|＝8－|－1|＝7。由于不能确定＋5价是否为Y元素的最高化合价，所以不能通过＋5价确定Y元素原子的最外层电子数。
(3)根据还原剂的还原性强于还原产物的还原性知，还原性：S2－>Y－。
迁移·创新
15．(1)有下列四种微粒：a.8O；b.Na；c.Mg；d.7N(用字母填空)。
①按原子半径由大到小顺序排列是__________________________________。
②微粒中质子数小于中子数的是__________________________________。
③在化合物中呈现的化合价的数值最多的是________。
④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________________，最外层电子数由多到少的顺序为_____________。
答案 (1)①b>c>d>a ②ab ③d ④ab cd
(2)D(n＋1)－>Cn－>An＋>B(n＋1)＋ B>A>C>D C>D>B>A
解析 (1)①电子层数越多，原子半径越大；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径r(Na)>r(Mg)>r(N)>r(O)。②由N＝A－Z得中子数分别为N(O)＝10、N(Na)＝12、N(Mg)＝12、N(N)＝7。④能形成X2Y2型化合物，则X可呈＋1价而Y呈－1价，故为Na2O2，能形成X3Y2型化合物，则X呈＋2价，Y呈－3价，故为Mg3N2。
(2)当微粒具有相同电子层时，核电荷数越大，核对最外层电子的吸引力就越大，其微粒半径就越小。设An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－具有的电子数为x，则质子数分别为x＋n、x＋(n＋1)、x－n、x－(n＋1)，故离子半径由大到小的顺序为D(n＋1)－、Cn－、An＋、B(n＋1)＋。
第2节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律
核心素养发展重点
学业要求
结合有关数据(半径、化合价)认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律，建构元素周期律。
能用原子结构解释元素性质(半径、化合价)及其递变规律。
学生自主学习
1.原子序数
元素在元素周期表中的序号，其数值等于原子核内的质子数或原子核外的电子数。
2．元素周期律
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律。
(1)元素原子最外层电子的排布呈现周期性变化：最外层电子数由1递增到8(若K层为最外层，则由1递增到2)。
(2)随着原子序数的递增，元素的原子半径呈周期性变化。在核外电子层数相同的情况下，随着原子序数的递增原子半径逐渐减小。
(3)随着原子序数的递增，元素的化合价呈现周期性变化。最高正化合价从＋1到＋7 (O无最高正价、F无正价)，最低负化合价从－4到－1(H、He除外)。
3．元素周期律的实质
元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
课堂互动探究
一、原子核外电子排布、原子半径的变化规律
对于电子层数相同的原子，为什么其核电荷数越多，原子半径越小？
提示：原子核带正电荷，电子带负电荷，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越大，原子半径越小。
微粒半径大小的比较
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
(1)同周期——“序大径小”(稀有气体元素除外)
同周期，从左到右，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小：
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
(2)同主族——“序大径大”
同主族，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大：
r(Li)r(Li＋)(3)同元素
同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大：
r(Na＋)r(Cl)；
r(Fe3＋)(4)同结构——“序大径小”
电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小：
r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
知识拓展
(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。
(2)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，数据没有比较的价值。
1．下列有关原子序数的说法不正确的是( )
A．原子序数＝原子核内的质子数＝原子核外的电子数
B．简单阳离子的原子序数＝阳离子核外电子数＋电荷数
C．简单阴离子的原子序数＝阴离子核外电子数－电荷数
D．原子序数＝相对原子质量－中子数
答案 D
解析 根据原子序数的定义可知，A正确；原子失去电子形成阳离子，故简单阳离子的原子序数＝阳离子核外电子数＋电荷数，B正确；原子得到电子形成阴离子，故简单阴离子的原子序数＝阴离子核外电子数－电荷数，C正确；原子序数＝质子数＝质量数－中子数，D错误。
2．已知1～20号元素的离子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>C>D
B．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋
C．原子序数：d>c>b>a
D．原子最外层电子数：A>B>D>C
答案 B
解析 原子序数＝核电荷数＝原子核外电子数，aA2＋、bB＋、cC2－、dD－的电子层结构相同，即核外电子数相同，根据离子电荷的多少及正负，推知原子电子层数：A＝B>C＝D，原子序数：a>b>d>c，原子最外层电子数：BC＝D，所以原子半径：B>A>C>D。当电子层结构相同时，核电荷数越多，离子半径越小，推知离子半径C2－>D－>B＋>A2＋。综上可知只有B正确。
规律方法
微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。
二、元素化合价的变化规律
分析1～18号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别是什么元素？
提示：最高正化合价＝原子最外层电子数(O、F除外)，最高正化合价＋最低负化合价的绝对值＝8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P元素。
1．元素化合价与原子结构的关系
(1)随着原子序数的递增，主族元素的主要化合价呈现周期性的变化(正价＋1→＋7，负价－4→－1)。
(2)主族元素最高正化合价数＝原子最外层电子数(O、F除外)。
(3)非金属元素：最低负化合价＝原子最外层电子数－8(H、稀有气体除外)。
(4)非金属元素：最高正化合价＋|最低负化合价|＝8(氢元素是2，稀有气体、O、F除外)。
2．一些典型元素的化合价
(1)H元素的化合价有＋1、－1、0价。如H2O、NaH、H2。
(2)F元素、O元素没有正价。
(3)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、O除外)。
(4)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为奇数，则变价元素的化合价一般为一系列的奇数，如：Cl有－1、＋1、＋3、＋5、＋7；N有－3、＋1、＋3、＋5，但还有＋2、＋4。
(5)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为偶数，则变价元素的化合价一般为一系列的偶数，如：S有－2、＋4、＋6；C有－4、＋2、＋4。
(6)多数非金属有变价，如O元素常见化合价为－2、－1、0价。
3．元素周期律的实质
(1)除原子半径和元素的化合价以外，元素的其他性质，如金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、气态氢化物的稳定性等也呈现周期性变化。
(2)原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化，即元素周期律的实质是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。
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
答案 C
解析 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．某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3，则X的简单气态氢化物的分子式为( )
A．HX B．H2X
C．XH3 D．XH4
答案 D
解析 X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3，则X的最高正化合价为＋4，说明X原子最外层有4个电子，最低负化合价为－4，形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。
本课小结
课时作业
学习·理解
1．在元素周期表中，铂的表示如图所示，下列对图示解读正确的是( )
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B．“78”是铂的原子序数
C．“195.1”是铂的质量数
D．铂的名称为Pt
答案 B
解析 铂为金属元素，A错误；“78”是铂原子的质子数即铂的原子序数，B正确；“195.1”是铂的相对原子质量，C错误；Pt是铂的元素符号，D错误。
2．某主族元素在元素周期表中的位置，取决于该元素原子的( )
A．相对原子质量和核电荷数
B．电子层数和核内中子数
C．电子层数和最外层电子数
D．金属性和非金属性的强弱
答案 C
解析 主族元素在元素周期表中的周期数取决于原子的核外电子层数，族序数取决于原子的最外层电子数，C正确。
3．下列不属于过渡元素的通性的是( )
A．单质具有还原性
B．单质比较稳定，有的不能与空气和水反应
C．单质都有良好的导电性
D．单质都有很低的熔点和较小的硬度
答案 D
解析 在过渡元素的单质中，只有汞在常温常压下呈液态，其他的都有较高(或很高)的熔点，较大(或很大)的硬度。
4．下列关于元素周期表中元素分布的描述正确的是( )
A．元素周期表的主族中都有非金属元素
B．元素周期表的主族中都有金属元素
C．元素周期表中的金属元素都位于长周期
D．元素周期表中的非金属元素都位于主族和0族
答案 D
解析 第ⅡA族为碱土金属元素，全为金属元素，其他主族中均有非金属元素，A错误；第ⅦA族为卤素，均为非金属元素，其他主族中均有金属元素，B错误；元素周期表中的金属元素不都位于长周期，例如Li元素位于第2周期，属于短周期元素，C错误；副族和第Ⅷ族均为金属元素，元素周期表中的非金属元素都位于主族和0族，D正确。
5．将元素周期表原先的主、副族的族号取消，从左往右改为18列，碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列，按这个规定，下列说法不正确的是( )
A．不只是第2列元素的原子最外层有2个电子
B．第3～12列元素全为金属元素
C．第3列元素种类最多
D．第15、16、17列元素都是非金属元素
答案 D
解析 He、部分副族元素和部分Ⅷ族元素的原子最外层也有2个电子，A正确；第3～12列元素全为副族和Ⅷ族元素，均是金属元素，B正确；第3列中含有镧系元素和锕系元素，元素种类最多，C正确；第15、16、17列元素不都是非金属元素，例如第15列的锑是金属元素，D错误。
6．已知A为第ⅡA族的元素，B为第ⅢA族的元素，它们的原子序数分别为x和y，且A、B为同一周期元素，下列关系式错误的是( )
A．y＝x＋1 B．y＝x＋11
C．y＝x＋25 D．y＝x＋10
答案 D
解析 短周期中，同周期第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数相差1，A正确；第4、5周期中，由于副族元素的存在，同周期第ⅡA族、第ⅢA族元素的原子序数相差11，B正确；第6、7周期中，由于镧系、锕系元素的存在，同周期第ⅡA族、第ⅢA族元素的原子序数相差25，C正确；同周期第ⅡA族、第ⅢA族元素的原子序数不可能相差10，D错误。
7．下列各表为元素周期表中的一部分，表中数字为原子序数，其中M的原子序数为36的是( )
答案 D
解析 M的原子序数为36，则M为Kr，应位于元素周期表中第4周期0族，其同族上一周期元素为Ar，下一周期元素为Xe。Ar为18号元素，左侧为17号元素，Xe为54号元素，左侧为53号元素，A错误，D正确；M为Kr，位于元素周期表中最后一列，其右侧无其他元素，B、C错误。
应用·实践
8．下列有关焰色试验或其应用的说法中错误的是 ( )
A．焰色试验是物理变化
B．“焰色”属于对应元素化合物的性质
C．利用焰色试验确定NaCl中是否含有KCl时必须使用蓝色的钴玻璃
D．烟花燃放中发出的“五光十色”与焰色试验有关
答案 B
解析 焰色试验是元素的性质，B错误；焰色试验属于物理变化，A正确；钠的焰色能掩盖钾的焰色，故观察钾的焰色时要透过蓝色钴玻璃，C正确。
9．下列关于元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的
B．元素周期表有7个横行，即7个周期；有18个纵行，即18个族
C．凡是位于元素周期表中同一周期的元素，都是按从左到右的顺序原子最外层电子数由1递增到8
D．凡是位于元素周期表中同一主族的元素，都是按从上到下的顺序电子层数逐渐增多
答案 D
解析 元素周期表是按照元素原子序数递增的顺序排列而成的，A错误；元素周期表有7个横行，即7个周期，18个纵行，但只有16个族(其中Ⅷ族有3个纵行)，B错误；凡是位于元素周期表中同一周期的元素，电子层数均相同，短周期中第2、3周期的元素按从左到右的顺序原子最外层电子数由1递增到8，但第1周期和长周期元素不符合此规律，C错误；凡是位于元素周期表中同一主族的元素，都是按从上到下的顺序电子层数逐渐增多，D正确。
10．现有两种短周期元素A、B，原子序数分别为a、b，若a＋8＝b，则下列有关A、B的说法正确的是( )
A．A和B一定在同主族
B．A和B一定在同周期
C．若A和B在相邻周期，则A、B一定同主族
D．A、B可能既不同周期，又不同主族
答案 D
解析 A、B可能不是同主族，也不是同周期，如H元素与F元素，A、C错误，D正确；同周期的短周期元素，原子序数之差小于8，短周期元素A、B的原子序数相差8，A、B两元素一定不在同周期，B错误。
11．我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾制得一种合成纳米材料，其化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的( )
A．第3周期ⅤA族 B．第4周期ⅤA族
C．第5周期ⅢA族 D．第4周期ⅢA族
答案 D
解析 化合物RN中N是－3价，则R是＋3价，已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子，则R的原子序数是28＋3＝31，所以R是Ga元素，位于元素周期表的第4周期ⅢA族。
12．如果n为ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于( )
①ⅢA族 ②ⅣA族 ③ⅢB族 ④ⅠA族
A．①③ B．①②
C．②③ D．①③④
答案 A
解析 元素周期表中，在第2、3周期中，若n为ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于ⅢA族。从第4周期往后，若n为ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为n＋1的元素位于ⅢB族。
13．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
答案 C
解析 ⅡA族元素的原子最外层都有2个电子，这部分电子容易失去，因此ⅡA族元素的主要化合价都是＋2价；ⅡA族元素都是金属元素，都呈亮白色；元素原子的失电子能力较强，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、导弹等的材料，因此被誉为“国防金属”，镁元素位于元素周期表的第3周期ⅡA族。
14．X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素原子的质子数之和为40，请回答下列问题：
X
Y
Z
(1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号：
X________，Y________，Z________。
(2)写出Y在周期表中的位置：______________。
答案 (1)N S Cl (2)第3周期ⅥA族
解析 (1)X、Y、Z均为短周期元素，假设X的原子序数是a，则与X同一主族的下一周期元素的原子序数是a＋8，Y的原子序数是a＋9，Z的原子序数是a＋10。
X、Y、Z三种元素原子的质子数之和为40，则a＋a＋9＋a＋10＝40，解得a＝7，所以X是N元素，Y是S元素，Z是Cl元素。
(2)S元素的原子序数是16，元素原子核外有3个电子层，最外层有6个电子，因此在周期表中的位置是第3周期ⅥA族。
迁移·创新
15．X、Y、Z、T、V为5种短周期元素，X、Y、Z在周期表中位置如图所示，这三种元素原子序数之和是41，X和T的单质在不同条件下反应，可以生成化合物T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物，V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰，产物溶于水能使石蕊溶液变红，则：
(1)5种元素的元素符号分别是：X________，Y________，Z________，T________，V________。
(2)Y的原子结构示意图是________。
(3)T、X的单质形成化合物T2X与T2X2的化学方程式：
①___________________________________________________________，
②______________________________________________________________。
答案 (1)O S Cl Na H (2)
(3)①4Na＋O2===2Na2O ②2Na＋O2Na2O2
解析 设X的原子序数为m，由X、Y、Z在周期表中位置，可知Y、Z的原子序数分别为m＋8、m＋9，则m＋m＋8＋m＋9＝41，m＝8，故X、Y、Z的元素符号分别为O、S、Cl；再结合题干信息可推得T为Na，V为H。
第2课时 元素周期表
核心素养发展重点
学业要求
建立原子结构与元素周期表之间的关系，提高基于理论进行预测的能力。
1.知道元素周期表的结构。认识原子结构与元素周期表的关系。
2.能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构分析、预测、比较元素及其化合物的性质。
学生自主学习
元素周期表
1．元素周期表与元素周期律的关系：元素周期表是按照元素周期律排成的，是元素周期律的具体表现形式。
2．元素周期表的特点
通过元素周期表，可以了解关于某元素的名称、元素符号、相对原子质量、原子序数等信息。如图：
3．元素周期表的结构：在元素周期表中，横行称为周期，纵列称为族。
(1)周期(四长三短)
(2)族(七主七副零八三)
说明：a.主族用“罗马数字＋A”表示，如ⅠA族。副族用“罗马数字＋B”表示，如ⅡB族。
b．镧系和锕系都属于ⅢB族，各有15种元素。镧系和锕系的最外层和次外层电子层结构相似，化学性质也十分相似。
4．编排原则
(1)周期的序数就是该周期元素具有的电子层数。
(2)位于同一主族的元素的原子最外层电子数相同，而且最外层电子数与族序数相同。
(3)同一主族的元素按电子层数递增的顺序自上而下排列。
元素周期表中的部分重要元素和焰色试验
1．碱土金属——ⅡA族元素
2．氮族元素——ⅤA族元素
(1)氮族元素：包括N、P、As、Sb、Bi、Mc等元素。这些元素原子的最外层都有5个电子，所以它们在最高价氧化物中的化合价是＋5价。其中，氮和磷是典型的非金属元素。
(2)磷的存在形态：自然界中没有游离态的磷元素。磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中，动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里也含有磷元素。磷是维持生物体正常生理活动的重要元素。
3．过渡元素：元素周期表中的第3～12列元素称为过渡元素。
(1)过渡元素包括大部分金属元素。
(2)过渡元素包括所有副族和Ⅷ族元素，不包括主族和0族元素。
(3)过渡金属的主要性质
①大部分单质坚硬、有光泽，金、铜等单质具有独特的色泽。
②所有单质都是电的良导体。
③多数单质性质稳定，与空气和水反应缓慢或根本不能反应。
4．焰色试验：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，如钠：黄色，钾：浅紫色。
课堂互动探究
一、元素周期表的结构
1．原子序数为x的元素位于元素周期表中的ⅡA族，则原子序数为x＋1的元素位于元素周期表的哪一族？
提示：ⅢA族或ⅢB族。原子序数为x＋1的元素应位于ⅡA族右侧相邻的族，在短周期中为ⅢA族，长周期中为ⅢB族。
2．同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差一定是1吗？请举例说明。
提示：不一定。具体举例如下：
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25
由原子序数确定元素在周期表中的位置
1．原子结构示意图法
推断根据：周期数＝原子电子层数，主族序数＝原子最外层电子数。
适用范围：主族元素，适合原子序数较小的元素位置推断。
2．0族定位法
(1)0族元素原子序数与周期序数
稀有气体元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)比大小，定周期；求差值，定族数
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数多1或2，则该元素处于相邻近0族元素下一周期的ⅠA族或ⅡA族，如元素87X,87－86＝1，则X在第7周期ⅠA 族；
若某元素原子序数比最邻近的0族元素的原子序数少1～5时，则该元素处于相邻近0族元素所在周期的ⅦA～ⅢA 族，如84X应在第6周期ⅥA族。
知识拓展
解有关元素序差关系类题的方法
1．确定元素的位置
首先根据题目信息确定元素在周期表中的位置关系，然后利用元素周期表中存在的序差关系规律解决问题。
2．灵活运用规律
(1)同周期不同主族元素的原子序数差的关系
①短周期元素的原子序数差＝族序数差；
②两种元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差；两种元素分布在过渡元素两侧时，第4或第5周期元素的原子序数差＝族序数差＋10，第6、7周期元素的原子序数差＝族序数差＋24；
(2)同主族相邻周期元素的原子序数差的关系
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位于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位于ⅢA～ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n)。
1．114号元素(289Fl)半衰期达30秒。相比之下，289Fl是超铀元素中异乎寻常的长寿核素。下列关于该元素的说法中不正确的是( )
A．该元素为放射性元素
B．该元素属于过渡元素
C．该元素位于第7周期ⅣA族
D．该元素的主要化合价有＋4、＋2
答案 B
解析 114号元素位于第7周期，第7周期元素是放射性元素。114号元素位于ⅣA族，不属于过渡元素。ⅣA族元素的主要化合价为＋4、＋2。
2．结合下图所示的元素周期表，回答下列问题：
(1)表中所列元素，属于短周期元素的有________(填字母，下同)，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期________族。
(2)f元素位于第________周期________族，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(3)简述主族元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系。
答案 (1)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 3 0 4 ⅡB (2)3 ⅥA
(3)元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，元素所在的周期数等于原子的电子层数；由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定主族元素在元素周期表中的位置。
解析 (1)根据元素周期表的结构知，前三周期元素为短周期元素，第1、2、13～17纵列元素为主族元素，由此分析出各元素所属类别。
(2)f元素位于第3周期ⅥA族，即f为硫(S)元素，原子序数为16，相对原子质量为32。
二、元素周期表中的部分重要元素
1．原子最外层有2个电子的元素一定是ⅡA族元素吗？哪一族全部是金属元素？哪一族全部是非金属元素？
提示：不一定。原子最外层电子数为2的元素包括ⅡA族、氦及部分过渡元素。ⅡA族、Ⅷ族及全部副族元素全部为金属元素，ⅦA族和0族全部为非金属元素。
2．焰色试验属于物理变化还是化学变化？
提示：物理变化。
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．焰色试验是金属元素特有的性质，属于物理变化，与元素存在的状态无关。
操作步骤：
3．ⅤA族元素的性质
元素
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等
原子核外电子排布
最外层电子数均为5，电子层数依次增多
化学性质
得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强
存在及用途
①单质磷在空气中易被氧化，因此自然界中磷元素主要以磷酸盐的形式存在于矿石中。磷元素也存在于动物的骨骼、牙齿、脊髓和神经组织以及植物的果实和幼芽里。
②氮元素是组成蛋白质的重要成分，蛋白质又是生命的存在形式，因此氮元素被称为“生命元素”
4．过渡元素的性质
元素
包括了大部分金属元素，如铁、铜、镍、银和金等
原子核外电子排布
最外层电子数为1～2(钯除外)
续表
单质的物理性质
大部分既坚硬又有光泽，金、铜等单质具有独特的色泽；均具有良好的导电性
单质的化学性质
大多数过渡元素的单质比较稳定，与空气和水的反应缓慢或根本不能反应
知识拓展
观察K的焰色时要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄光，排除Na元素的干扰。
3．下列叙述正确的是( )
A．ⅡA族元素都是金属元素
B．ⅤA族元素都是非金属元素
C．过渡元素包括了所有的金属元素
D．过渡元素都有特殊的颜色
答案 A
解析 ⅡA族元素包括铍、镁、钙、锶、钡、镭，它们都是金属元素，A正确；ⅤA族元素中，氮、磷和砷是非金属元素，锑和铋是金属元素，B错误；过渡元素都是金属元素，但过渡元素并未包括所有的金属元素，如钠、钾、钙都不是过渡元素，C错误；有些过渡元素有特殊的颜色，如铜为紫红色、金为黄色，有些过渡元素没有特殊的颜色，如铁、银为银白色，D错误。
4．下列关于K2CO3焰色试验的操作不正确的是( )
A．用稀盐酸冲洗铂丝
B．把稀盐酸冲洗过的铂丝在酒精灯火焰上灼烧至无色
C．用红热的铂丝蘸取K2CO3固体，在火焰上灼烧
D．直接观察K2CO3焰色是否呈浅紫色
答案 D
解析 观察K元素的焰色时，应该透过蓝色钴玻璃，D错误。
本课小结
