第2课时 元素周期表
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过认识元素周期表的结构，知道原子结构、元素性质与元素在周期表中位置的关系，体会证据意识和变化的观念。2.能从宏观和微观相结合的角度，理解元素周期表的编排原则，能运用元素周期表揭示元素周期律。3.通过了解ⅡA族、ⅤA族和过渡元素的性质和用途，培养“科学态度与社会责任”的化学核心素养。
一、元素周期表
1．元素周期表与元素周期律的关系
元素周期表是元素周期律的具体表现形式。
2．元素周期表与元素信息
3．元素周期表的编排原则
4．元素周期表的结构
(1)周期(7个横行，7个周期)
短周期
长周期
序号
1
2
3
4
5
6
7
元素种数
2
8
8
18
18
32
32
0族元素原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)族(18个纵列，16个族)
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
Ⅷ族
副族
主族
0族
名称
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0族
①主族，共7个(由长、短周期元素构成，族序数后标A)。
②副族，共7个(只由长周期元素构成，族序数后标B)。
③第Ⅷ族
，包括8、9、10三个纵行。
④0族，最外层电子数是8(He是2)。
5．分区
元素周期表中金属与非金属的分区
族周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
2
3
4
5
6
7
微点拨：分界线附近元素既表现金属元素的某些性质，又表现非金属元素的某些性质。
二、元素周期表中的部分重要元素和焰色反应
1．元素周期表中的重要元素
族
元素
性质
存在
ⅡA族(碱土金属元素)
铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)等
①物理共性：亮白色，导电性，导热性，延展性②化学共性：R－2e－→R2＋
在自然界中都以化合态存在
ⅤA族
氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)等
N、P、As为非金属元素，Sb、Bi为金属元素，镆是人工合成的放射性元素
在自然界中以化合态和游离态存在
副族和Ⅷ族(过渡元素)
第3～12列
全为金属元素，具有良好的导电性
—
稀土元素
ⅢB族的钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素
都是很活泼的金属；常见化合价＋3，易形成配位化合物
在自然界中以化合态密切共生
2.焰色试验
(1)概念：多种金属或其化合物在灼烧时能使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫作焰色试验。如钠呈黄色，钾呈浅紫色(通过蓝色钴玻璃观察)。
(2)操作步骤
微点拨：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。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)ⅠA族全部是金属元素。
( )
(2)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数。
( )
(3)最外层电子数等于或大于3且小于8的元素一定是主族元素。
( )
(4)元素周期表中位于金属元素与非金属元素分界线附近的元素属于过渡元素。
( )
(5)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．下列有关元素周期表的认识正确的是( )
A．ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B．每一族只包含一个纵列
C．0族元素的原子最外层均有8个电子
D．前三个周期为短周期，其余为长周期
D [ⅠA族包含碱金属与氢元素，除氢之外的其他元素属于碱金属，A项错误；Ⅷ族包括三个纵列(8，9，10三个纵列)，B项错误；稀有气体氦元素的原子最外层只有2个电子，所以并不是所有0族元素原子的最外层上均有8个电子，C项错误；短周期包括1、2、3三个周期，其余周期为长周期，D项正确。]
3．填写下列空白：
(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：________________。
(2)原子符号为X的元素属于第______周期______族。
(3)周期表中位于第8纵列的铁元素属于________族。
(4)周期表中最活泼的非金属元素属于第________纵列。
(5)所含元素超过18种的周期是第________、________周期。
[解析] (1)该元素原子质量数为8＋10＝18，质子数为8，则为氧元素。
(2)17号元素为氯元素，原子结构示意图为。
(3)元素周期表中第8、9、10三列为Ⅷ族。
(4)周期表中最活泼的非金属元素为氟元素。
(5)1～7周期所含元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32。
[答案] (1)O (2)3 ⅦA (3)Ⅷ (4)17 (5)6 7
元素周期表的结构
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
1．元素周期表的结构
2．周期的分类
周期序数
起止元素原子序数
各周期元素种数
电子层数
稀有气体元素原子序数、元素符号
周期种类
有关规律
1
1～2
2
1
2
He
短周期
周期序数＝电子层数
2
3～10
8
2
10
Ne
3
11～18
8
3
18
Ar
4
19～36
18
4
36
Kr
长周期
5
37～54
18
5
54
Xe
6
55～86
32
6
86
Rn
7
87～118
32
7
118
Og
3.族的分类
族类别
族序数起止
族的构成
构造方式
主族
ⅠA族～ⅦA族
由长、短周期元素共同组成的族
将不同横行中最外电子层的电子数相同的元素按电子层数递增的顺序自上而下排成纵列，形成族(特殊元素除外)
副族
ⅢB族～ⅦB族ⅠB族～ⅡB族
只由长周期元素组成的族
0族
7种元素
Ⅷ族
8、9、10三个纵列
关于元素周期表结构的易错点
(1)现行元素周期表是按原子序数由小到大编排，切勿错误认为是按相对原子质量由小到大编排。
(2)现行周期表有7个横行、7个周期、18个纵列，却是16个族。
(3)描述元素的主族符号要规范书写(会读会写1～8罗马数字)，如ⅣA切勿写为ⅥA，ⅢA切勿写为ⅢA。
(4)氢为第ⅠA族元素，但氢不属于碱金属元素，而属于非金属元素。
【例1】 结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素中，属于短周期元素的有_________(填元素符号，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。
(3)元素f是第 周期 族元素，请在方框中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。
[解析] 元素周期表共有7个横行，即7个周期，其中1、2、3周期称为短周期。周期表共有18个纵列，16个族，从左到右依次为ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA和0族。(3)周期表中每一个方格代表一种元素，方格左上方是元素的原子序数，右上方为该元素的元素符号，下方为该元素的相对原子质量。
[答案]
(1)
(2)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar H、C、Na、Mg、Al、S 3 0 4 ⅡB
(3)3 ⅥA
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数
B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C．除氦外，稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D．氢元素、ⅦA族元素和稀有气体元素都是非金属元素
A [阳离子的核外电子层数往往小于该元素所在的周期数，A项错误。副族元素全部都是金属元素，B项正确。He的最外层电子数为2，其余稀有气体元素原子的最外层电子数都是8，C项正确。氢元素属于非金属元素；ⅦA族包括氟、氯、溴、碘、砹、田，它们都属于非金属元素；稀有气体元素也都是非金属元素，D正确。]
2．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
D [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位于第2周期，属于短周期元素，C错误。]
原子序数与元素在周期表中位置的关系
(素养养成——证据推理与模型认知)
根据元素周期表中指出的部分元素回答问题。
(1)表中c与f、e与h两组元素的原子序数差各是多少？
提示：c与f原子序数相差8；e与h原子序数相差18。
(2)表中d与e、g与h两组元素的原子序数差各是多少？
提示：d与e原子序数相差1；g与h原子序数相差11。
1．同周期序差规律
2.同主族序差规律
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)。
【例2】 短周期元素A、B、C在周期表中的位置如下图所示，其中B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别是( )
A
B
C
A.B、Mg、Si
B．Be、Na、Al
C．O、P、Cl
D．C、Al、P
C [根据短周期元素A、B、C在周期表中的位置可知，A一定在第2周期，B、C在第3周期。所以设A的原子序数为x，则B、C的原子序数分别为x＋7，x＋9，所以2x＋16＝4x，解得x＝8，所以A、B、C分别是O、P、Cl。]
1．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( )
D [A项中18号元素与1号、11号元素不在同一列，B项中13号元素与1号元素不在同一列，C项中3号元素与13号元素不在同一列，且A、B中的1号和2号并不间隔一个位置，B中4号和5号、C中12号和13号位置都不直接相邻。]
2．已知a、b分别为同周期的ⅠA和ⅦA族的两种元素，它们的原子序数分别为m和n，则下列关系不可能成立的是( )
A．n＝m＋16
B．n＝m＋6
C．n＝m＋30
D．n＝m＋10
D [若元素在2、3周期，则原子序数n＝m＋6，若元素在4、5周期，则原子序数n＝m＋6＋10＝m＋16，若元素在第6、7周期，又多了镧系、锕系，则原子序数n＝m＋16＋14＝m＋30。]
元素周期表中有多个分区，如图是元素周期表中的五个分区示意图。
请根据此图示，完成下列几个思考问题：
(1)d区和ds区属于过渡元素区，全部属于副族元素，这种说法正确吗？为什么？
提示：不正确。d区和ds区属于过渡元素区的说法是正确的，但是并非均是副族元素，其中还含有Ⅷ族元素。
(2)s区和p区均属于主族元素区的说法正确吗？
提示：不正确。p区中最后一个纵列是0族元素，不是主族元素。
(3)“s区全部都是金属元素”正确吗？为什么？
提示：不正确。s区中有氢元素，属于非金属元素。
(4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1吗？
提示：不一定，第2、3周期相差1；第4、5周期相差11；第6、7周期相差25。
(5)某主族元素的原子核外有3个电子层，最外层有3个电子，则该元素在元素周期表中的哪个位置？
提示：第3周期，第ⅢA族。
(6)“第ⅥA族元素的最低负价为－2价，因此最高正价是＋6价”对吗？
提示：不对，第ⅥA族的氧元素不呈现最高正价。
通过本情境素材中对元素周期表分区讨论，明确了金属、非金属的分布，及原子结构与位置的关系，提升了“分析问题解决问题”的化学学科素养。
1．下列微粒结构示意图表示的元素为ⅦA族的是( )
A [A项为F原子，B项为O2－，C项为Ne原子，D项为Na原子。]
2．下列叙述正确的是( )
A．元素周期表是按元素的相对原子质量排列而成的
B．元素周期表中的副族和Ⅷ族元素统称为过渡元素
C．元素周期表共有7个横行(周期)和16个纵列(族)
D．元素周期表中，短周期包括9种非金属元素(稀有气体元素除外)
B [元素周期表是按元素的原子序数由小到大排列而成的，共有7个横行(即7个周期)，18个纵列(7个主族、7个副族、1个Ⅷ族和1个0族)。其中副族和Ⅷ族元素统称为过渡元素。短周期包括1～18号元素，除稀有气体元素外共有10种非金属元素。]
3．(素养题)花岗岩属于酸性岩浆岩中的侵入岩，这是此类中最常见的一种岩石，多为浅肉红色、浅灰色、灰白色等。
据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，从而对人体产生伤害，元素Rn在周期表中的位置是( )
A．第5周期Ⅷ族
B．第6周期Ⅷ族
C．第6周期0族
D．第5周期ⅦA族
C [Rn元素位于第6周期0族。]
4．下列各图为元素周期表中的一部分，图中数字为原子序数，其中M的原子序数为36的是( )
A B C D
D [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，位于元素周期表的最后一列，其右侧无其他元素，B、C错误。]
5．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数，B原子核内质子数和中子数相等。
A
C
B
(1)A、B、C三种元素的名称分别为________、________、________。
(2)B位于元素周期表中第________周期________族。
(3)C的单质与H2反应的化学方程式为_____________________。
(4)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：__________________________________________________。
[解析] A、B、C为短周期元素，从A、B、C的相对位置看，A、C只能处在第2周期，而B处在第3周期。设A的原子序数为x－1，则C的原子序数为x＋1，B的原子序数为x＋8，则有x－1＋x＋1＝x＋8，x＝8。
所以A、B、C的原子序数分别为7、16、9，对应的元素分别为N、S、F。
[答案] (1)氮 硫 氟
(2)3 ⅥA
(3)F2＋H2===2HF
(4)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
1第2节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过分析短周期核外电子排布、原子半径、化合价的周期性变化规律，认识元素周期律的内容和实质。2.能利用元素周期律分析、预测、比较元素的性质，培养“证据推理与模型认知”的学科素养
一、元素性质的变化规律
1．原子序数
(1)含义：元素在元素周期表中的序号。
(2)与其他量的关系
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
2．原子核外最外层电子数的变化规律
原子序数
最外层电子数
1～2
1→2
3～10
1→8
11～18
1→8
结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈周期性变化
3.元素原子半径的变化规律
原子序数
原子半径的变化规律
3～9
大→小
11～17
大→小
结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈周期性变化
微点拨：(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。
4．元素化合价的变化规律
原子序数
元素主要化合价
1～2
＋1→0
3～10
＋1→＋5、－4→－1→0
11～18
＋1→＋7、－4→－1→0
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈周期性变化
二、元素周期律
1．内容
随着元素原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈现周期性变化。
2．含义
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫作元素周期律。
3．实质
元素的原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子序数与原子的核电荷数一定相等。
( )
(2)原子序数与离子的核外电子数一定相等。
( )
(3)原子序数相同的原子是同一种原子。
( )
(4)随着元素相对原子质量的递增，元素的性质呈周期性变化。
( )
[答案] (1)√ (2)× (3)× (4)×
2．下列各组元素性质递变情况错误的是
( )
A．N、O、F的最高化合价依次升高
B．Li、Be、B原子的最外层电子数逐渐增多
C．P、S、Cl的原子半径依次减小
D．Li、Na、K的原子半径依次增大
A [A项，F没有正价，O无最高正价，错误；B项，Li、Be、B原子的最外层电子数分别为1、2、3，原子的最外层电子数逐渐增多，正确；C项，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，P、S、Cl的原子半径依次减小，正确；D项，同主族元素从上而下原子半径逐渐增大，Li、Na、K的原子半径依次增大，正确。]
3．随着原子序数的递增，下列不呈周期性变化的是( )
A．化合价
B．原子半径
C．最外层电子数
D．相对原子质量
D [随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数、原子半径、元素的化合价等均呈周期性变化，D选项符合题意。]
元素的主要化合价
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
随着原子序数的递增，元素常见化合价的变化规律(元素主要化合价包括最高化合价和最低化合价)见下图：
(1)你能根据推测出该元素的最高正化合价和最低负化合价吗？
提示：能。最高正化合价为＋6价，最低负化合价为－2价。
(2)的最高正化合价与最低负化合价之间有什么关系？
提示：|＋6|＋|－2|＝8。
1．元素最高价与最低价的关系
元素最高化合价＝最外层电子数(O、F除外)
最低化合价＝最外层电子数－8
|最高化合价|＋|最低化合价|＝8
2．常见元素化合价的特点
(1)H：＋1、－1、0价，如H2O、NaH、H2。
(2)F：－1、0价，如NaF、F2。
(3)O：常见有－2、－1、0价，如CaO、Na2O2、O2，O无最高正价。
(4)金属元素只有正价。
(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)，非金属元素的正价一般相差2，如Cl有＋1、＋3、＋5、＋7价；S有＋4、＋6价；C有＋2、＋4价。
【例1】 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为( )
A．HX
B．H2X
C．XH4
D．XH3
D [X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，说明X的最高价为＋5，则其负价为5－8＝－3，氢化物的化学式是XH3。]
元素化合价的“三个二”
(1)二“特殊”：F无正价，O无最高正价。
(2)二“只有”：金属只有正价，只有非金属才有负价。
(3)二“等式”：对于主族元素，最高正价＝最外层电子数，|最低负价数值|＋|最高正价数值|＝8(除H、O、F外)。
1．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
B [根据元素的最高正化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项，C：＋4价，N：＋5价，O无最高正价，F无正价；B项，K：＋1价，Mg：＋2价，C：＋4价，S：＋6价；C项，H：＋1价，He无最高正价，Li：＋1价，Be：＋2价；D项，P：＋5价，S：＋6价，Cl：＋7价，Ar无最高正价。]
2．某元素最高正价与最低负价的绝对值之差为4，该元素的离子跟与其核外电子排布相同的离子形成的化合物是( )
A．K2S
B．MgS
C．Na2O
D．NaF
A [元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4，设该元素最高正价为x，根据最高正价＋|最低负价|＝8，则：x－(8－x)＝4，解得x＝6，即该元素的最高正价为＋6价。K2S中硫元素的最高正价是＋6价，硫离子核外有18个电子，钾离子核外也有18个电子，A符合题意；MgS中硫元素的最高正价是＋6价，硫离子核外有18个电子，镁离子核外有10个电子，B不符合题意；Na2O中氧元素没有最高正价，C不符合题意；NaF中氟元素没有正价，D不符合题意。]
微粒半径大小的比较方法
(素养养成——证据推理与模型认知)
(1)如何比较H、Li、Na、K元素原子半径的大小？
提示：H、Li、Na、K原子的电子层数依次增多，半径依次增大。
(2)如何比较Na＋、Mg2＋、Al3＋半径的大小？
提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋的电子层数相同，核电荷数增大，半径依次减小。
影响微粒半径的因素有：电子层数、核电荷数、核外电子数。一般地，电子层数越多，微粒半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，原子核对外层电子的吸引力越大，半径越小；当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，电子之间的斥力使半径趋于增大，故当电子层数、核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。在比较微粒半径时，一般先看电子层数，再看核电荷数，后看核外电子数。
1．一看电子层数
电子层数不同、最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大；如r(F)2．二看核电荷数
电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(S)>r(Cl)，r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。
3．三看核外电子数
核电荷数相同时，电子数越多，半径越大；如r(Na＋)r(Cl)。
【例2】 Na＋、Mg2＋、F－、O2－四种离子具有相同的电子层结构，则四种元素原子半径由大到小的顺序是
( )
A．Mg>Na>F>O
B．O>F>Mg>Na
C．Na>Mg>O>F
D．O>F>Na>Mg
C [Na＋、Mg2＋、F－、O2－四种离子具有相同的电子层结构，则原子序数：Mg>Na>F>O，Na、Mg同周期，F、O同周期，且Na、Mg处于F、O的下一周期。比较微粒半径大小一般先看电子层数，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，原子序数越大半径越小，故原子半径：Na>Mg>O>F，C项正确。]
比较微粒半径时，首先要确定微粒间的相同点，即电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同，再利用规律进行比较，反之，也可由微粒半径大小推断元素关系。
1．下列微粒半径的比较中，正确的是
( )
A．r(Na＋)>r(Na)
B．r(Cl－)>r(Cl)
C．r(Ca2＋)>r(Cl－)
D．r(Mg)>r(Na)
B [同一种元素：r阳离子Cl，则半径r(Ca2＋)Na，故半径r(Mg)2．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
D [已知电子层结构相同的阳离子，核电荷数多的则半径小，具有相同电子层数的原子，随着原子序数增大，原子半径减小。根据题意，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，则X的原子序数小于Y的原子序数；Z和Y两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的原子序数大于Y的原子序数。
由此得出三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。]
1．原子序数3～10的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是( )
A．电子层数
B．电子数
C．原子半径
D．化合价
B [原子序数3～10的元素，原子的电子层数都为两层，A错误；除了10号稀有气体元素原子外，3～9号元素原子的核电荷数越大，原子半径越小，C错误；因氧无最高正价、氟无正价，D错误。]
2．(素养题)已知下列元素的原子半径：
原子
N
S
O
Si
半径r/10－10
m
0.70
1.06
0.66
1.17
根据以上数据，磷原子的半径可能是( )
A．0.80×10－10
m
B．1.10×10－10
m
C．1.20×10－10
m
D．0.70×10－10
m
B [Si、P、S三种元素位于同一周期，原子半径Si>P>S，故磷的原子半径在1.06×10－10～1.17×10－10
m之间，所以B项正确。]
3．下列说法中正确的是( )
A．同一周期元素的原子半径越小越容易失去电子
B．元素的最高化合价与元素原子核外电子排布有关
C．从Li―→F，Na―→Cl，元素的最高化合价均呈现从＋1价―→＋7价的变化
D．电子层数相同的元素，原子的最外层电子数均从1到8呈现周期性变化
B [同一周期元素，原子序数越大，半径越小(稀有气体
元素除外)，得电子能力越强，A项错误；O一般不显正价，F无正价，C项错误；第1周期元素原子的最外层电子数从1到2，D项错误。]
4．下列各元素性质递变情况中，错误的是( )
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．N、O、F元素最高正化合价依次升高
C．Mg、Al、Si原子半径依次减小
D．P、S、Cl元素的最低负化合价依次为－3、－2、－1
B [Li、Be、B最外层电子数由1递增到3，故A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，F无正价，故B不正确；Mg、Al、Si电子层数相同，核电荷数越多，半径越小，故C正确；P、S、Cl最低负化合价从－3到－1，故D正确。]
5．已知X、Y为原子序数在1～18之间的两种元素，原子序数X>Y，且X、Y的最高正化合价与其最低化合价绝对值相等，填写下列空白(用元素符号或化学式填空)：
(1)X是________，Y是________，原子半径X________Y(填“>”或“<”)。
(2)X、Y的简单氢化物的化学式分别为________；最高价氧化物的化学式分别为________。
[解析] X、Y的最高化合价等于其最低化合价的绝对值，且原子序数在1～18之间，据最高化合价＋|最低化合价|＝8可知X、Y的最高化合价为＋4价，即二者原子最外层电子数均为4，则为C、Si；由原子序数X>Y可知，X为Si，Y为C。
[答案] (1)Si C > (2)SiH4、CH4 SiO2、CO2
8课时分层作业(三)
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．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．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C．随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从＋1到＋7，最低化合价从－7到－1重复出现
D．元素性质的周期性变化是指原子相对原子质量的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
B [K层为最外层时，原子最外层电子数只能从1到2，而不是从1到8，A项错误；最低化合价一般是从－4到－1，而不是从－7到－1，C项错误；D错误。]
2．元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的原因是
( )
A．元素的原子半径呈周期性变化
B．元素的化合价呈周期性变化
C．元素原子的电子层数呈周期性变化
D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D [元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果，D正确。]
3．(素养题)钠钾合金在常温下呈液态，常用作原子反应堆的导热剂，钠钾合金也可以作为许多反应的催化剂。下列有关说法不正确的是( )
A．钠和钾具有相同的化合价
B．原子半径：NaC．离子半径：Na＋>K＋
D．<1
C [Na、K最外层均只有1个电子，化合价相同，A正确；K原子电子层数比Na原子多1个，故Na原子半径小于K原子半径，B正确；Na＋有2个电子层，K＋有3个电子层，K＋的半径大于Na＋的半径，C错误，D正确。]
4．某元素R的最高价氧化物对应的水化物是HnRO2n－2，则元素R在其气态氢化物中的化合价是( )
A．3n－10
B．12－3n
C．3n－4
D．3n－12
D [元素R在其最高价氧化物对应水化物中显正价，而在其氢化物中显负价。设R的最高化合价为＋x，由化合物中正、负化合价代数和为0，列式：(＋1)·n＋x＋(－2)·(2n－2)＝0，解得x＝3n－4。因为元素的最高化合价＋|最低化合价|＝8，所以氢化物中元素R的化合价为－[8－(3n－4)]＝3n－12。]
5．元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素可能为( )
A．Al
B．P
C．Ar
D．K
D [由X形成的离子与Ca2＋核外电子排布相同，可排除Al、Ar；由X的离子半径小于S2－的半径，可排除P(半径：P3－>S2－)。]
6．某元素原子L层电子数比K层的多5个，该元素的最高正化合价为( )
A．＋5
B．＋6
C．＋7
D．无最高正化合价
D [据题意可知该元素原子的核外电子排布为，为氟元素，无最高正化合价。]
7．关于Na和F的叙述正确的是( )
A．离子半径：Na＋B．原子半径：NaC．电子层数：NaD．最外层电子数：Na>F
A [Na＋和F－的核外电子排布相同，核外电子排布相同时，离子半径随原子序数的增大而减小，所以离子半径：Na＋F，B错误；电子层数：Na>F，C错误；钠原子最外层电子数只有1个，氟原子最外层电子数为7个，所以最外层电子数：Na8．原子序数从11依次增大到17，下列所述递变关系错误的是( )
A．原子电子层数不变
B．从钠到铝金属性增强
C．最高化合价数值逐渐增大
D．从硅到氯最低化合价从－4→－1
B [原子序数11到17的元素，都具有3个电子层，电子层数相同，A项正确；同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，B项错误；原子序数从11到17的元素在周期表同一周期，最高化合价依次增大，C项正确；原子序数从11到17的元素在周期表同一周期，从硅到氯最低化合价由－4价升高到－1价，D项正确。]
9．(双选)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：D>C>A>B
BD [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，所以其原子序数为a>b>d>c，原子半径为B>A>C>D，故A、C错误；离子的电子层结构相同，则原子序数小的半径大，所以离子半径为C2－>D－>B＋>A2＋，故B正确；原子的最外层电子数D>C>A>B，故D正确。]
10．原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数是( )
A．13
B．14
C．15
D．16
D [X元素在H2X中呈－2价，在XO2中呈＋4价，一般在氢化物中呈现最低负价，该元素的最高正价为＋6，即最外层电子数为6，只有原子序数为16时符合条件。]
11．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是( )
A．X原子序数比Y的小
B．X原子最外层电子数比Y的多
C．X的原子半径比Y的大
D．X元素的最高正价比Y的大
C [Xn＋、Ym－和Ar具有相同的电子层结构，其原子序数：X>Ar>Y，A项错误；X原子最外层电子数比Y的少，B项错误；X的原子半径比Y的大，C项正确；X元素的最高正价比Y的小，D项错误。]
12．下列4种微粒中，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
C [①为S，②为Cl，③为S2－，④为F。①②电子层数相同，比较核电荷数，核电荷数越大半径越小，故原子半径：S>Cl；①③核电荷数相同，比较核外电子数，电子数越多半径越大，故半径：S2－>S；②④最外层电子数相同，比较电子层数，电子层数越多半径越大，故原子半径：Cl>F。]
13．有下列四种微粒：①O ②Na ③Mg ④N。
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为________(只填序号，下同)。
(2)按离子半径由大到小的顺序排列为____________。
(3)微粒中质子数小于中子数的是________。
(4)能形成X2Y2型化合物的是________。
(5)通常情况下，化合价有零价、正价和负价的是________。
[解析] Na与Mg具有相同的电子层数，最外层电子数分别为1、2，O与N具有相同的电子层数，最外层电子数分别为6、5；原子半径大小为Na>Mg>N>O；四种离子Na＋、Mg2＋、N3－和O2－核外电子排布相同，半径大小为r(Mg2＋)[答案] (1)②③④① (2)④①②③ (3)①②
(4)①② (5)④
14．元素A、B、C、D的简单离子，核外都有10个电子，A的氯化物中，电子总数为28，A和B的化合物A2B微粒中共有30个电子，B与C的化合物为C2B3型；C与D的化合物为CD3型。
(1)试根据有关元素的化合物的分子构成确定其化合物的化学式。
A的氯化物________；A2B________；C2B3________；CD3________。
(2)四种简单离子的半径大小关系：________________。
[解析] 由元素A、B、C、D的离子核外都有10个电子可知，A、B、C、D是C、N、O、F、Na、Mg、Al中的四种元素。设A的氯化物分子式为AClx，因其电子总数为28，只有x＝1时合理，可确定A为钠元素。A与B元素形成的化合物为Na2B，该微粒的电子总数为30，可得B有8个电子，B是氧元素。B与C两种元素形成的化合物为C2O3，可知C为铝元素。C与D两种元素形成的化合物为AlD3，可得D为氟元素。四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Al3＋)。
[答案] (1)NaCl Na2O Al2O3 AlF3 (2)O2－>F－>Na＋>Al3＋
15．有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数按E、C、D、A、B依次增大，E原子最外层有4个电子；A－与B＋的核外电子排布相同；D的气态氢化物的化学式为H2D，最高价氧化物中D的质量分数为40%，且D原子核内质子数和中子数相等；C的原子序数比D少9，比B少12，其气态氢化物中氢元素的质量分数约为17.65%。
(1)写出五种元素的符号：A__________，B__________，
C________，D________，E________。
(2)画出A－、B＋的结构示意图：________，________。
(3)A、D最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为________、________。
(4)写出E的最高价氧化物与过量的B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_______________________________________________________
___________________________________________________________。
(5)写出B、C最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的化学方程式：___________________________________________________________。
[解析] D的气态氢化物的化学式为H2D，D的质量分数为40%，可推出D的相对原子质量为32，从而推出D为S元素；C原子序数比D少9，比B少12，则C为N元素，B为K元素；A－与B＋核外电子排布相同，则A为Cl元素；E原子最外层有4个电子，且原子序数按E、C、D、A、B依次增大，则E为C元素。
[答案] (1)Cl K
N S
C
[素养培优练]
16．A、B、C均为1～18号元素，A、B原子具有相同的电子层数，A、C的最低价阴离子分别为A2－、C－，A2－半径大于C－，B2＋与C－具有相同的电子层结构。下列叙述中一定不正确的是( )
A．原子序数：A>B>C
B．半径：A2－>C－>B2＋
C．原子半径：C>B>A
D．最外层电子数：C>A>B
C [由A、C的最低价阴离子分别为A2－和C－知A为ⅥA
族元素，C为ⅦA族元素，B2＋和C－具有相同的电子层结构，则B在C的下一周期，且A、B、C均为短周期元素，B处于第3周期ⅡA族，故B为Mg，C为F，A、B同周期，则A为S。原子序数：A>B>C，故A正确；离子的电子层数越多，半径越大，电子层数相同的离子，核电荷数越大，半径越小(0族元素除外)，所以半径A2－>C－>B2＋，故B正确；同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，原子半径：B>A>C，故C错误；A为S，B为Mg，C为F，原子最外层电子数分别为6、2、7，故最外层电子数：C>A>B，故D正确。]
17．某元素R的最高价氧化物的化学式为RO2，且R的气态氢化物中氢元素的质量分数为25%，此元素是( )
A．C
B．N
C．Si
D．S
A [R的气态氢化物为RH4，Mr(RH4)＝＝16，Mr(R)＝12，为碳元素。]
18．元素X、Y、Z的原子序数依次增大，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
A [元素的原子序数等于原子核内的质子数，A正确。根据元素性质呈周期性递变的含义，B和C不一定正确。X、Y、Z中可能含有非金属，仅据此即可断定D不正确。]
19．下列有关叙述正确的是( )
A．B、C、N、O、F原子半径依次增大
B．元素周期律的实质是元素原子最外层电子排布呈周期性变化
C．还原性由弱到强的顺序是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的质量分数为8.8%，则R的相对原子质量为28
B [B、C、N、O、F的原子半径依次减小，A项不正确。I－、Br－、Cl－、F－还原性依次减弱，C项不正确。某元素最高价氧化物的化学式为R2O5，则R为＋5价，其最低化合价应为－3价，其形成的气态氢化物为RH3，根据已知，×100%＝8.8%，解得A(R)≈31，D项不正确。]
20．(1)下表是部分前18号元素的原子半径及主要化合价
元素代号
L
M
Q
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.112
0.104
0.066
主要化合价
＋2价
＋3价
＋2价
＋6、－2价
－2价
①L元素的名称是________，R元素的名称是________。
②L、M中与T元素组成的化合物具有两性的是______(写化学式)。
(2)某种融雪剂主要成分为XY2，X、Y均为周期表中前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1
mol
XY2含有54
mol电子。
①该融雪剂主要成分的化学式为________。
②元素D、E原子的最外层电子数是相应原子电子层数的2倍，D与Y相邻，D元素是________，E元素是________。
[解析] (1)根据主要化合价可知，L、Q最外层有2个电子，根据原子半径特点，Q是Be，L是Mg，M是Al；T只有－2价，则T是O，R是S。Al与O形成的Al2O3具有两性。
(2)XY2中每1
mol离子含有电子54
mol×＝18
mol，又结合X、Y均为周期表中前20号元素，则X是Ca，Y是Cl，XY2是CaCl2。对于D、E元素来说，如果有1个电子层，最外层有2个电子，则是He；若有2个电子层，最外层有4个电子，则是C；如果有3个电子层，最外层有6个电子，则是S；据题意，D与Cl相邻，则D是S，E是C或He。
[答案] (1)①镁 硫 ②Al2O3 (2)①CaCl2 ②S C或He
1
