还剩23页未读，
继续阅读
所属成套资源：全套人教版高考化学一轮总复习课时学案
成套系列资料，整套一键下载
人教版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期表和元素周期律课时学案
展开
这是一份人教版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期表和元素周期律课时学案，共26页。
第二节 元素周期表和元素周期律
考试评价解读
核心素养达成
1.能知道元素周期表中的分区、周期和族的原子核外电子排布特征。
2．认识元素的原子半径、金属性及非金属性、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
3．能知道元素周期表和元素周期律的应用价值。
宏观辨识
与
微观探析
能从原子结构的角度认识元素周期表的编排原则和分区，能从原子结构的角度解释元素性质及递变规律。
证据推理
与
模型认知
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，建立元素周期律性质判断思维模型，并用模型解决实际问题。
元素周期表的结构及其应用
[以练带忆]
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)除零族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数。(×)
提示：O无最高正价，F无正价。
(2)碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素。(×)
提示：碱金属元素是指第ⅠA族的除H之外的所有元素。
(3)价层电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素。(×)
提示：也可能是ds区元素。
(4)元素周期表5个区中都有金属元素 (√)
提示：d区、ds区、f区均为金属元素；s区除H外全是金属元素；p区左下方多为金属元素。
(5)非金属元素都分布在p区。(×)
提示：s区也有非金属元素。
(6)原子价层电子排布式为3d84s2的元素属于s区。 (×)
提示：原子价层电子排布式为3d84s2的元素是Ni元素，位于第四周期第Ⅷ族，位于d区。
2．下列说法不正确的是( )
A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期律的根本原因
B．周期序号越大，该周期所含金属元素越多
C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号
D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个第Ⅷ族，1个0族
C 解析：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
3．(双选)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是( )
X
Y
Z
A．Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B．Y元素在元素周期表的第四周期第ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最多
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
AB 解析：因为Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经充满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，故A、B项错误；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，故C项正确；Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。
4．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子数为________。
解析： (1)⑨属于d区元素。(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。
答案：(1)⑨ (2)苯 (3)5
[练后梳理]
1．元素周期表的结构及应用
(1)元素周期表的编排原则
(2)结构
(3)元素周期表中元素的分区
①分界线：如上图所示，沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
(4)元素周期表的应用
含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素；过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个；最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。
2．原子结构与周期表的关系
(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)
周期
能层
数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子的简
化电子排布式
原子
序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的价层电子排布特点
①主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
ns2np3
ns2np4
ns2np5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2(Pd为4d10)。
(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系
①周期表的分区
②各区价层电子排布特点
分区
价层电子排布
s区
ns1～2
p区
ns2np1～6(包括He 1s2)
d区
(n－1)d1～9ns1～2(包括Pd 4d10)
ds区
(n－1)d10ns1～2
f区
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
元素周期律及其应用
[以练带忆]
1．下列关系中正确的是( )
A．电负性：O>S>As，原子半径：r(O)r(S)>r(As)
D．电负性：O>S>As，原子半径：r(O)>r(S)>r(As)
A 解析：O、S、As非金属性逐渐减弱，故电负性：O>S>As；由于其所在周期不同，故原子半径：r(O)
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族
C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
B 解析：分析该元素的各级电离能可知，第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，则该元素原子的最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族。
3．在下列横线上，填上适当的元素符号。
(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是________，第一电离能最大的元素是________。
(2)第二、三、四周期元素中p轨道半充满的原子分别是________。
(3)电负性相差最大的两种元素是________(放射性元素除外)。
解析：一般来说，同周期从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势(除第ⅡA族、第ⅤA族元素反常外)，同周期中碱金属和氢元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故第三周期中第一电离能最小的元素为Na，第一电离能最大的元素为Ar。电负性的递变规律：一般来说，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，故周期表中电负性最大的元素是F，电负性最小的元素是Cs。
答案： (1)Na Ar (2)N、P、As (3)F、Cs
[练后梳理]
1．元素周期律
2．电离能、电负性概念
(1)电离能
第一
电离
能
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ/mol
规律
同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势
同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小
同种原子：逐级电离能越来越大(即I1
事项
同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大
(2)电负性
含义
元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强
标准
以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)
变化
规律
金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右
在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小
3.主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
呈逐渐减小趋势
呈逐渐增大趋势
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)
负化合价＝－(8－主族序数)
相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
第一电离能
总体呈现逐渐增大的变化趋势(但ⅡA>
ⅢA，ⅤA>ⅥA)
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
4．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如 。
考点1 元素周期表的结构与分区
[抓本质·悟考法]
下列说法正确的是( )
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价，位于p区
B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列
C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为m，则乙的原子序数可能为m＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为m，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为m＋19
【解题关键点】 解答本题注意以下两点信息提取：
(1)C项，甲、乙两元素位于同一主族，同一主族相邻元素的原子序数差可能是2、8、18、32。
(2)D项，甲、乙两元素位于同一周期，同一周期相邻元素的原子序数差可能是1、11、25。
【易错失分点】 (1)误认为形成化合物种类最多的元素是H或O而导致失误。
(2)误认为是同主族元素的原子序数可能相差4而错选C项。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
B 解析：原子序数为7的元素为氮元素，其最高化合价为＋5价，故A错误；C元素形成有机物的种类繁多，C位于第14列，周期表中共有18个列，故B正确；同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和，故C错误；同一周期第ⅠA族与第ⅢA族之间的差可能为2、12、26，故D错误。
[多角度·突破练]
⊳角度1 元素周期表的结构应用
1．如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为( )
A．5x＋10 B．5x＋11
C．5x＋14 D．5x＋16
A 解析：由四种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期，若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10。
2.A、B、C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：B、C两元素原子最外层电子数之和等于A元素原子最外层电子数的2倍；B、C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是( )
A．O、P、Cl B．N、Si、S
C．C、Al、P D．F、S、Ar
A 解析：设A、B、C三种元素的原子序数分别为a、b、c，由三种元素在元素周期表中的相对位置可知a＋8－1＝b，a＋8＋1＝c，且b＋c＝4a，所以a＝8，b＝15，c＝17，即A、B、C分别是O、P、Cl。
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差＝族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族元素原子序数之差都为11，第六周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第ⅢA～第ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。
⊳角度2 原子结构与元素周期表的关系
3．若某原子在处于能量最低状态时，价层电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素位于周期表的第5周期第ⅢB族
C．该元素原子的M能层共有8个电子
D．该元素原子最外层共有1个电子，位于ds区
B 解析：根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知，该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子，则该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有1个未成对电子，故A、C错误；由基态原子的核外电子排布可知该元素位于周期表第五周期第ⅢB族，故B正确；该元素原子最外层电子排布为5s2，共有2个电子，该元素位于d区，故D错误。
4．元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是( )
A．该元素位于d区
B．该元素为金属元素
C．该元素位于第四周期第ⅢA族
D．该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
D 解析：该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素最后填入的电子在p层，该元素位于p区，故A错误，D正确；一般情况下，金属元素最外层电子数少于4，该元素最外层5个电子，为非金属元素，故B错误；价层电子排布为4s24p3，共有四层电子，最外层有5个电子，该元素位于第四周期第ⅤA族，故C错误。
5．(2020·烟台模拟)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是( )
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．基态原子最外层电子排布为ns2的元素都位于周期表第ⅡA族
C．某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
D．基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能一定大于p能级有一对成对电子的
C 解析：电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；基态原子最外层电子排布为ns2的元素，位于周期表第ⅡA族、0族、过渡元素，如氦最外层为1s2，过渡元素价电子排布为3d1～104s1～2，故B错误；某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，核电荷数31，为Ga元素，位于周期表中的第四周期第ⅢA族，故C正确；基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能不一定大于p能级有一对成对电子的，p能级有一对成对电子的为四个电子，如P的第一电离能小于O的第一电离能，故D错误。
对价电子认识的误区
(1)价电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。
(2)元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数，这只对主族元素成立，对部分过渡元素是不成立的。
(3)同一族元素的价电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。
考点2 元素周期律面面观
[抓本质·悟考法]
下列事实不能作为元素金属性和非金属性判断依据的是( )
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．酸性H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属活动性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属活动性强弱
【解题关键点】 解答本题注意以下两点信息：
(1)钠和镁分别与“冷水”反应，冷水与镁很难反应。
(2)H2CO3和H2SO4中心元素C、S均为最高价态。
【易错失分点】 (1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。
(2)关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
B 解析：元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱，钠反应比镁剧烈，所以可以据此判断金属性强弱，故A项正确；钠投入硫酸铜溶液中，钠先和水反应生成NaOH，NaOH再和硫酸铜发生复分解反应，铁能置换出硫酸铜中的铜，这两个实验都说明Cu的活动性最弱，不能说明Fe、Na的活动性强弱，故B项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，酸性H2CO3＜H2SO4，这两种酸都是其最高价氧化物的水化物，所以能判断非金属性强弱，故C项正确；元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，Br2与I2分别与足量的H2反应，根据其反应剧烈程度判断非金属性强弱，故D项正确。
[多角度·突破练]
⊳角度1 粒子半径的大小比较
1．下列粒子半径大小的比较正确的是( )
A．Na＋
C．Na
2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D>C>B>A
B．原子半径：B>A>C>D
C．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋
D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－
C3－>D－>B＋>A2＋，故C错误；金属性越强，其阳离子的氧化性越弱，金属性为B>A，则氧化性：A2＋>B＋，非金属性：CD－，故D错误。
“三看法”比较粒子半径大小
⊳角度2 金属性、非金属性强弱的比较
3．(2020·成都模拟)下列关于金属性、非金属性强弱判断不正确的是( )
A．2C＋SiO22CO↑＋Si，说明非金属性：C＞Si
B．同浓度下碱性：KOH＞Mg(OH)2，说明金属性：K＞Mg
C．氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性：F＞Cl
D．氧化性：Cu2＋＞Na＋，说明金属性：Na＞Cu
A 解析：该反应之所以能够发生是因为生成的CO是气体，在高温条件下，能够及时脱离反应体系，促进了反应的进行，不能用该反应比较C、Si的非金属性强弱，故A错误；同浓度下碱性：KOH＞Mg(OH)2，碱性越强对应元素的金属性越强，所以金属性：K＞Mg，故B正确；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其单质与氢气化合越容易，所以氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性：F＞Cl，故C正确；金属离子的氧化性越强，则金属单质的还原性越弱，因为氧化性：Cu2＋＞Na＋，则金属性：Na＞Cu，故D正确。
4．下列实验不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4的溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
B 解析：A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，但无法比较二者的金属性强弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性：H2CO3＜H2SO4，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
金属性、非金属性判断的8种模型
⊳角度3 电离能、电负性的应用
5．下图表示元素X的五级电离能(符号为“I”)数值，试推测X元素可能位于
( )
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族
C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
B 解析：对比坐标中给出的元素X的五级电离能数值，可以得出失去第2和第3个电子时电离能的变化幅度明显大于其他相邻电离能之间的变化幅度。说明该元素X原子最外层应有2个电子，而继续失去的第3～5个电子是次外层的电子则X可能位于ⅡA族。
6．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5，则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞①＞②
B．原子半径：②＞①＞③＞④
C．电负性：④＞③＞②＞①
D．最高正化合价：④＞③＝②＞①
B 解析：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3 是N元素、④1s22s22p5是F元素。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能：S＜P，同主族元素自上而下第一电离能降低，所以第一电离能：N＞P，所以第一电离能：S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故A错误；同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径：P＞S，N＞F，电子层数越多原子半径越大，故原子半径：P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故B正确；同周期元素自左而右电负性增大，所以电负性：P＜S，N＜F，N元素非金属性比S元素强，所以电负性：S＜N，故电负性：P＜S＜N＜F，即②＜①＜③＜④，故C错误；最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②＝③，故D错误。
7．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(1)基态o原子的价层电子排布图为__________；基态p3＋的最外层电子排布式为______________；n的原子结构示意图为________。基态j原子的核外电子填充时最高能级符号为______。在以上元素中，没有未成对电子的元素有______种。
(2)原子序数为52的元素x在元素周期表中与以上______(填写以上表中字母对应的元素符号)元素在同一族。
(3)上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p)，则I3(o)______(填“＞”或“＜”)I3(p)。理由是______________________________。
(4)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序________________________________(用元素符号表示)，第一电离能由大到小排序______________________(用元素符号表示)。
解析：根据元素在周期表中的位置知，a到p分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe元素。(1)基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，其价层电子排布图为；基态Fe3＋的最外层电子为其3s、3p、3d电子，电子排布式为3s23p63d5；K的原子核外有4个电子层、最外层电子数是1，其原子结构示意图为；基态Si原子的核外电子填充时最高能级符号为3p；在以上元素中，没有未成对电子的元素有Ar、Mg，有2种。(2)稀有气体氙原子序数为54，位于0族，依次前推，则52号为Te元素，位于第ⅥA族，所以与O、S同一主族。(3)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定，所以I3(o)＞I3(p)。(4)同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，所以这几种元素电负性：Si＞Al＞Mg＞Na，第一电离能：Si＞Mg＞Al＞Na。
答案：(1) 3s23p63d5 3p 2 (2)O、S (3)＞ Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定 (4)Si＞Al＞Mg＞Na Si＞Mg＞Al＞Na
(1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。
(2)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。
(3)同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。
根据原子结构与物质组成推断
[知识对接]
掌握四个关系式是解元素推断题的核心
(1)电子层数＝周期数。
(2)质子数＝原子序数。
(3)最外层电子数＝主族序数。
(4)主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，最低负价＝主族序数－8。
[应用体验]
1．(2020·全国卷Ⅱ)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
D 解析：由题意知，W形成一个共价键，W为H；由Z＋知，Z为Na，Y形成三个共价键应为N元素；根据原子序数之和为24可得X为B。W、X、Y、Z分别为H、B、N、Na。由图可知，该化合物中，W、X、Y之间均为共价键，A项正确；Na与水、甲醇均反应生成氢气，B项正确；N的最高化合价氧化物的水化物HNO3为强酸，C项正确；BF3中，B原子未达到8电子稳定结构，D项错误。
根据元素周期表的“片段结构”推断元素
[知识对接]
周期表片段型元素推断规律
(1)“┰”“┸”型元素原子序数之间的规律
直接相邻的“┰”型元素原子序数的关系如图所示，
直接相邻的“┸”型元素原子序数的关系如图所示。
(2)“╂”型元素原子序数之间的规律
第ⅢA族→0族区域内满足“╂”型元素原子序数的关系，如图所示。
[应用体验]
2．(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A．原子半径：W
C．气态氢化物热稳定性：Z
D 解析：主族元素的最高化合价与最外层电子数相等，由“W与X的最高化合价之和为8”可知，W为N，X为Al，Y为Si，Z为P。原子半径：N
[知识对接]
根据元素的特征来推断元素
(1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O；地壳中含量第二的元素为Si；地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N；气态氢化物与最高价氧化物的水化物能反应生成盐的元素为N。
(3)单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为0且气态氢化物中含氢质量分数最高的元素是C。
(4)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素在中学阶段为Al。
(5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应，这两种元素分别为Na和Al。
[应用体验]
3．(2020·赣州模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大，X、Y同主族，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍。m、n、p、r是由这些元素组成的二元化合物，甲、乙是其中两种元素对应的单质，n与乙在常温下均是淡黄色固体。上述物质间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径大小：X>Y>Z
B．热稳定性：r>p
C．含Y元素的盐溶液可能显酸性、中性，不可能显碱性
D．二元化合物n 只含离子键，不含共价键
B 解析：①淡黄色固体一般是单质S和二元化合物Na2O2，②同主族元素X、Y由半径大小关系知分别位于二、三周期，③转化关系图中甲是O2，乙是单质S，对应元素分别为X、Y，④Z原子半径比Y大，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍，则Z为Na、W为H。化合物n与单质乙分别为过氧化钠、硫。由上述物质间的转化关系示意图可知，甲为氧气、m为硫化钠、r为水。所以W、X、Y、Z分别为H、O、S、Na。 简单离子半径大小： Na＋
解答“位、构、性”推断题的整体思路
1．(双选)五种主族元素X、Y、Z、M和N在周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A．M的原子半径比N大
B．Y和Z既可形成Z2Y，也可形成Z2Y2
C．X2M的热稳定性比X2Y强
D．M和N的氧化物对应的水化物均为强酸
AB 解析：由五种主族元素X、Y、Z、M和N在周期表中的位置可知，X为H、Y为O、Z为Na、M为S、N为Cl。同周期元素从左向右原子半径减小，则M的原子半径比N大，故A正确；Y和Z可形成氧化钠或过氧化钠，化学式为Na2O、Na2O2，故B正确；非金属性O大于S，则H2S的热稳定性比H2O弱，故C错误；M和N的最高价氧化物对应的水化物均为强酸，不是最高价含氧酸可能为弱酸，如亚硫酸、HClO均为弱酸，故D错误。
2．(2020·山东模拟)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W、Y在地壳中的含量处于前两位，X是周期表中电负性最大的元素，基态Z原子的价层电子数为8，下列说法正确的是( )
A．最高化合价：X＞W＞Y
B．Y与W、Y与X形成的二元化合物晶体类型相同
C．单质X在一定条件下能置换出单质W
D．Z与W两种元素形成的常见化合物均为黑色固体
C 解析：根据“W、Y在地壳中的含量处于前两位”，则W为O，Y为Si；X是周期表中电负性最大的元素，则为F，基态Z原子的价层电子数为8，Z为Fe元素。F无正化合价，故A错误；二氧化硅属于共价晶体，而四氟化硅为分子晶体，故B错误；氟气能够与水反应生成氟化氢和氧气，故C正确；O、Fe形成的氧化铁为红棕色固体，故D错误。
3．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的最外层电子数之和为24。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A．单核阴离子的还原性Y强于X
B．W的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物
C．X、Y、Z最简单氢化物中稳定性最弱的是Y
D．在元素周期表中118号元素与Z位于同一主族
D 解析：结合位置可知，W、X为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素，设X的最外层电子数为x，则W的最外层电子数为x－1，Y的最外层电子数为x，Z的最外层电子数为x＋1，则x＋x－1＋x＋x＋1＝24，解得x＝6，则W为N，X为O，Y为S，Z为Cl。由元素周期律知，S2－的还原性强于O2－，A正确；N元素的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物NH4NO3，B正确；X、Y、Z最简单氢化物是H2O、H2S、HCl，稳定性最弱的是H2S，C正确；118号元素位于0族，Z(Cl)位于第ⅦA族，D错误。
4．(双选)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，四种元素形成的化合物甲的结构如图所示。且W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子，W2Z常温常压下为液体。下列说法不正确的是( )
A．X、Y的简单氢化物的稳定性：X＞Y
B．W、Y、Z三种元素不能形成离子化合物
C．1 mol甲分子中存在4 mol Y—W
D．Y元素的简单氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
AB 解析：W为H，X为C，Y为N，Z为O。非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性：N＞C，则简单氢化物的稳定性：Y＞X，故A错误；H、N、O可以形成铵盐，铵盐为离子化合物，故B错误；由结构图可知，甲分子中含有4个N—H，则 1 mol甲分子中存在4 mol N—H，故C正确；N的简单氢化物为NH3，NH3的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。
1．(命题情境：污水处理材料的问题)现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物，以吸附Mn2＋等重金属离子，聚合铁简称PFS，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－]m(n＜5，m＜10)。下列说法错误的是( )
元素
Mn
Fe
电离能/
(kJ/mol)
I1
717
762
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
A．PFS中铁元素显＋3价
B．基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2
C．由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程
D．由表可知再失去一个电子时，气态Fe2＋比气态Mn2＋难
D 解析：[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中n小于5，且为正整数，根据化合物中各元素的化合价代数和为0，铁的化合价为正整数，所以n＝2或4，铁元素的化合价为＋3价，因为亚铁离子在空气中不稳定，絮状物在空气中能稳定存在进一步说明为铁离子，故铁的化合价为＋3价，故A正确；铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁元素的价层电子数为8，且4s轨道排2个电子，3d轨道排6个电子，所以铁原子的价层电子排布式是3d64s2，故B正确；硫酸亚铁中铁元素的化合价是＋2价，[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中铁元素的化合价是＋3价，铁离子水解生成氢氧化铁，所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程，故C正确；电离能越大，其失电子越难，所以气态Fe2＋再失去一个电子比气态Mn2＋再失去一个电子容易，故D错误。
2．(命题情境：生活中应用广泛的元素)(1)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为__________________________________。
②锗、砷、硒的第一电离能大小排序为________。
(2)①Cu元素基态原子的价层电子排布式为________________。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为________。
②下列说法正确的是________(填标号)。
A．第一电离能：As＞Ga
B．电负性：As＞Ga
C．原子半径：As＞Ga
③锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子的价层电子排布式为________。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有__________________________________________________________________种。
④硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族，Ga的基态原子的核外电子排布式为__________________________________________，
B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________________。
解析：(1)①硒为34号元素，有6个价层电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4；②同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以Ge、As、Se三种元素的第一电离能的大小顺序是As＞Se＞Ge。(2)①Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子的价层电子排布式为3d104s1；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，由于N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N＞O＞C。②同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：As>Ga，故A正确；同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As>Ga，故B正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：AsC>B。
答案：(1)①4s24p4 ②As＞Se＞Ge (2)①3d104s1 N＞O＞C ②AB ③4s24p2 3
④1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 O＞C＞B
3．开发新型储氢材料是氢能源利用的重要研究方向之一。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Ti3＋的电子排布式为________；LiBH4中Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为________________________。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是优良的储氢材料，少量氨硼烷可以由硼烷(B2H6)和NH3合成。
①B、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________________________________。
②氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则立方氮化硼晶体可用作________(填标号)。
a．切削工具 b．钻探钻头
c．导电材料 d．耐磨材料
(3)一种有储氢功能的铜合金晶体具有面心立方最密堆积结构，该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH8。铜与其他许多金属及其化合物都可以进行焰色试验，其原因是_______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。某储氢材料是短周期金属元素R的氢化物。R的部分电离能数据如表所示(单位：kJ/mol)：
I1
I2
I3
I4
I5
738
1 451
7 733
10 540
13 630
该金属元素是________(填元素符号)。
答案：(1)[Ar]3d1 H＞B＞Li (2)①N＞O＞C＞B ②abd (3)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长的光的形式释放能量 (4)Mg
第二节 元素周期表和元素周期律
考试评价解读
核心素养达成
1.能知道元素周期表中的分区、周期和族的原子核外电子排布特征。
2．认识元素的原子半径、金属性及非金属性、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，知道原子核外电子排布呈周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。
3．能知道元素周期表和元素周期律的应用价值。
宏观辨识
与
微观探析
能从原子结构的角度认识元素周期表的编排原则和分区，能从原子结构的角度解释元素性质及递变规律。
证据推理
与
模型认知
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，建立元素周期律性质判断思维模型，并用模型解决实际问题。
元素周期表的结构及其应用
[以练带忆]
1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)除零族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数。(×)
提示：O无最高正价，F无正价。
(2)碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素。(×)
提示：碱金属元素是指第ⅠA族的除H之外的所有元素。
(3)价层电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素。(×)
提示：也可能是ds区元素。
(4)元素周期表5个区中都有金属元素 (√)
提示：d区、ds区、f区均为金属元素；s区除H外全是金属元素；p区左下方多为金属元素。
(5)非金属元素都分布在p区。(×)
提示：s区也有非金属元素。
(6)原子价层电子排布式为3d84s2的元素属于s区。 (×)
提示：原子价层电子排布式为3d84s2的元素是Ni元素，位于第四周期第Ⅷ族，位于d区。
2．下列说法不正确的是( )
A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期律的根本原因
B．周期序号越大，该周期所含金属元素越多
C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号
D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个第Ⅷ族，1个0族
C 解析：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
3．(双选)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是( )
X
Y
Z
A．Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B．Y元素在元素周期表的第四周期第ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最多
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
AB 解析：因为Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经充满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，故A、B项错误；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，故C项正确；Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。
4．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子数为________。
解析： (1)⑨属于d区元素。(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。
答案：(1)⑨ (2)苯 (3)5
[练后梳理]
1．元素周期表的结构及应用
(1)元素周期表的编排原则
(2)结构
(3)元素周期表中元素的分区
①分界线：如上图所示，沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。
②各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。
③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。
(4)元素周期表的应用
含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素；过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个；最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。
2．原子结构与周期表的关系
(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)
周期
能层
数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子
序数
基态原子的简
化电子排布式
原子
序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的价层电子排布特点
①主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
ns2np3
ns2np4
ns2np5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2(Pd为4d10)。
(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系
①周期表的分区
②各区价层电子排布特点
分区
价层电子排布
s区
ns1～2
p区
ns2np1～6(包括He 1s2)
d区
(n－1)d1～9ns1～2(包括Pd 4d10)
ds区
(n－1)d10ns1～2
f区
(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
元素周期律及其应用
[以练带忆]
1．下列关系中正确的是( )
A．电负性：O>S>As，原子半径：r(O)
D．电负性：O>S>As，原子半径：r(O)>r(S)>r(As)
A 解析：O、S、As非金属性逐渐减弱，故电负性：O>S>As；由于其所在周期不同，故原子半径：r(O)
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族
C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
B 解析：分析该元素的各级电离能可知，第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，则该元素原子的最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族。
3．在下列横线上，填上适当的元素符号。
(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是________，第一电离能最大的元素是________。
(2)第二、三、四周期元素中p轨道半充满的原子分别是________。
(3)电负性相差最大的两种元素是________(放射性元素除外)。
解析：一般来说，同周期从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势(除第ⅡA族、第ⅤA族元素反常外)，同周期中碱金属和氢元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故第三周期中第一电离能最小的元素为Na，第一电离能最大的元素为Ar。电负性的递变规律：一般来说，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，故周期表中电负性最大的元素是F，电负性最小的元素是Cs。
答案： (1)Na Ar (2)N、P、As (3)F、Cs
[练后梳理]
1．元素周期律
2．电离能、电负性概念
(1)电离能
第一
电离
能
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ/mol
规律
同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势
同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小
同种原子：逐级电离能越来越大(即I1
事项
同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大
(2)电负性
含义
元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强
标准
以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)
变化
规律
金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右
在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小
3.主族元素的周期性变化规律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
呈逐渐减小趋势
呈逐渐增大趋势
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)
负化合价＝－(8－主族序数)
相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
第一电离能
总体呈现逐渐增大的变化趋势(但ⅡA>
ⅢA，ⅤA>ⅥA)
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
4．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如 。
考点1 元素周期表的结构与分区
[抓本质·悟考法]
下列说法正确的是( )
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价，位于p区
B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列
C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为m，则乙的原子序数可能为m＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为m，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为m＋19
【解题关键点】 解答本题注意以下两点信息提取：
(1)C项，甲、乙两元素位于同一主族，同一主族相邻元素的原子序数差可能是2、8、18、32。
(2)D项，甲、乙两元素位于同一周期，同一周期相邻元素的原子序数差可能是1、11、25。
【易错失分点】 (1)误认为形成化合物种类最多的元素是H或O而导致失误。
(2)误认为是同主族元素的原子序数可能相差4而错选C项。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
B 解析：原子序数为7的元素为氮元素，其最高化合价为＋5价，故A错误；C元素形成有机物的种类繁多，C位于第14列，周期表中共有18个列，故B正确；同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和，故C错误；同一周期第ⅠA族与第ⅢA族之间的差可能为2、12、26，故D错误。
[多角度·突破练]
⊳角度1 元素周期表的结构应用
1．如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为( )
A．5x＋10 B．5x＋11
C．5x＋14 D．5x＋16
A 解析：由四种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期，若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10。
2.A、B、C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：B、C两元素原子最外层电子数之和等于A元素原子最外层电子数的2倍；B、C两元素的核电荷数之和是A元素原子序数的4倍。则A、B、C分别是( )
A．O、P、Cl B．N、Si、S
C．C、Al、P D．F、S、Ar
A 解析：设A、B、C三种元素的原子序数分别为a、b、c，由三种元素在元素周期表中的相对位置可知a＋8－1＝b，a＋8＋1＝c，且b＋c＝4a，所以a＝8，b＝15，c＝17，即A、B、C分别是O、P、Cl。
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差＝族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时，原子序数差＝族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时，第四或第五周期元素原子序数差＝族序数差＋10，第六周期元素原子序数差＝族序数差＋24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族元素原子序数之差都为11，第六周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②第ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③第ⅢA～第ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32。
⊳角度2 原子结构与元素周期表的关系
3．若某原子在处于能量最低状态时，价层电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子
B．该元素位于周期表的第5周期第ⅢB族
C．该元素原子的M能层共有8个电子
D．该元素原子最外层共有1个电子，位于ds区
B 解析：根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可知，该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子，则该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有1个未成对电子，故A、C错误；由基态原子的核外电子排布可知该元素位于周期表第五周期第ⅢB族，故B正确；该元素原子最外层电子排布为5s2，共有2个电子，该元素位于d区，故D错误。
4．元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是( )
A．该元素位于d区
B．该元素为金属元素
C．该元素位于第四周期第ⅢA族
D．该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
D 解析：该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素最后填入的电子在p层，该元素位于p区，故A错误，D正确；一般情况下，金属元素最外层电子数少于4，该元素最外层5个电子，为非金属元素，故B错误；价层电子排布为4s24p3，共有四层电子，最外层有5个电子，该元素位于第四周期第ⅤA族，故C错误。
5．(2020·烟台模拟)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是( )
A．电负性最大的元素位于周期表的左下角
B．基态原子最外层电子排布为ns2的元素都位于周期表第ⅡA族
C．某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
D．基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能一定大于p能级有一对成对电子的
C 解析：电负性最大的元素为F元素，位于周期表的右上角，故A错误；基态原子最外层电子排布为ns2的元素，位于周期表第ⅡA族、0族、过渡元素，如氦最外层为1s2，过渡元素价电子排布为3d1～104s1～2，故B错误；某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，核电荷数31，为Ga元素，位于周期表中的第四周期第ⅢA族，故C正确；基态原子p能级电子半充满的原子第一电离能不一定大于p能级有一对成对电子的，p能级有一对成对电子的为四个电子，如P的第一电离能小于O的第一电离能，故D错误。
对价电子认识的误区
(1)价电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。
(2)元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数，这只对主族元素成立，对部分过渡元素是不成立的。
(3)同一族元素的价电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。
考点2 元素周期律面面观
[抓本质·悟考法]
下列事实不能作为元素金属性和非金属性判断依据的是( )
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱
B．铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱
C．酸性H2CO3＜H2SO4，判断硫与碳的非金属活动性强弱
D．Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属活动性强弱
【解题关键点】 解答本题注意以下两点信息：
(1)钠和镁分别与“冷水”反应，冷水与镁很难反应。
(2)H2CO3和H2SO4中心元素C、S均为最高价态。
【易错失分点】 (1)关注关键词“最高价”，根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须是其最高价氧化物的水化物。
(2)关注关键词“难易”，判断元素非金属性或金属性的强弱，依据是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
B 解析：元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱，钠反应比镁剧烈，所以可以据此判断金属性强弱，故A项正确；钠投入硫酸铜溶液中，钠先和水反应生成NaOH，NaOH再和硫酸铜发生复分解反应，铁能置换出硫酸铜中的铜，这两个实验都说明Cu的活动性最弱，不能说明Fe、Na的活动性强弱，故B项错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，酸性H2CO3＜H2SO4，这两种酸都是其最高价氧化物的水化物，所以能判断非金属性强弱，故C项正确；元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，Br2与I2分别与足量的H2反应，根据其反应剧烈程度判断非金属性强弱，故D项正确。
[多角度·突破练]
⊳角度1 粒子半径的大小比较
1．下列粒子半径大小的比较正确的是( )
A．Na＋
C．Na
2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是( )
A．原子序数：D>C>B>A
B．原子半径：B>A>C>D
C．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋
D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－
C3－>D－>B＋>A2＋，故C错误；金属性越强，其阳离子的氧化性越弱，金属性为B>A，则氧化性：A2＋>B＋，非金属性：C
“三看法”比较粒子半径大小
⊳角度2 金属性、非金属性强弱的比较
3．(2020·成都模拟)下列关于金属性、非金属性强弱判断不正确的是( )
A．2C＋SiO22CO↑＋Si，说明非金属性：C＞Si
B．同浓度下碱性：KOH＞Mg(OH)2，说明金属性：K＞Mg
C．氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性：F＞Cl
D．氧化性：Cu2＋＞Na＋，说明金属性：Na＞Cu
A 解析：该反应之所以能够发生是因为生成的CO是气体，在高温条件下，能够及时脱离反应体系，促进了反应的进行，不能用该反应比较C、Si的非金属性强弱，故A错误；同浓度下碱性：KOH＞Mg(OH)2，碱性越强对应元素的金属性越强，所以金属性：K＞Mg，故B正确；元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，其单质与氢气化合越容易，所以氟气与氢气在暗处相遇就会爆炸，氯气与氢气混合在光照或点燃时发生爆炸，说明非金属性：F＞Cl，故C正确；金属离子的氧化性越强，则金属单质的还原性越弱，因为氧化性：Cu2＋＞Na＋，则金属性：Na＞Cu，故D正确。
4．下列实验不能达到实验目的的是( )
选项
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4的溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
B 解析：A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出氯、溴的非金属性强弱；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，但无法比较二者的金属性强弱；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性：H2CO3＜H2SO4，从而判断出碳、硫的非金属性强弱；D项，利用Fe、Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe、Cu的金属性强弱。
金属性、非金属性判断的8种模型
⊳角度3 电离能、电负性的应用
5．下图表示元素X的五级电离能(符号为“I”)数值，试推测X元素可能位于
( )
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族
C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
B 解析：对比坐标中给出的元素X的五级电离能数值，可以得出失去第2和第3个电子时电离能的变化幅度明显大于其他相邻电离能之间的变化幅度。说明该元素X原子最外层应有2个电子，而继续失去的第3～5个电子是次外层的电子则X可能位于ⅡA族。
6．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5，则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞①＞②
B．原子半径：②＞①＞③＞④
C．电负性：④＞③＞②＞①
D．最高正化合价：④＞③＝②＞①
B 解析：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3 是N元素、④1s22s22p5是F元素。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能：S＜P，同主族元素自上而下第一电离能降低，所以第一电离能：N＞P，所以第一电离能：S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故A错误；同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径：P＞S，N＞F，电子层数越多原子半径越大，故原子半径：P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故B正确；同周期元素自左而右电负性增大，所以电负性：P＜S，N＜F，N元素非金属性比S元素强，所以电负性：S＜N，故电负性：P＜S＜N＜F，即②＜①＜③＜④，故C错误；最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②＝③，故D错误。
7．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(1)基态o原子的价层电子排布图为__________；基态p3＋的最外层电子排布式为______________；n的原子结构示意图为________。基态j原子的核外电子填充时最高能级符号为______。在以上元素中，没有未成对电子的元素有______种。
(2)原子序数为52的元素x在元素周期表中与以上______(填写以上表中字母对应的元素符号)元素在同一族。
(3)上表中o、p两个字母表示的元素的第三电离能分别为I3(o)和I3(p)，则I3(o)______(填“＞”或“＜”)I3(p)。理由是______________________________。
(4)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序________________________________(用元素符号表示)，第一电离能由大到小排序______________________(用元素符号表示)。
解析：根据元素在周期表中的位置知，a到p分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe元素。(1)基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，其价层电子排布图为；基态Fe3＋的最外层电子为其3s、3p、3d电子，电子排布式为3s23p63d5；K的原子核外有4个电子层、最外层电子数是1，其原子结构示意图为；基态Si原子的核外电子填充时最高能级符号为3p；在以上元素中，没有未成对电子的元素有Ar、Mg，有2种。(2)稀有气体氙原子序数为54，位于0族，依次前推，则52号为Te元素，位于第ⅥA族，所以与O、S同一主族。(3)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定，所以I3(o)＞I3(p)。(4)同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，所以这几种元素电负性：Si＞Al＞Mg＞Na，第一电离能：Si＞Mg＞Al＞Na。
答案：(1) 3s23p63d5 3p 2 (2)O、S (3)＞ Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定 (4)Si＞Al＞Mg＞Na Si＞Mg＞Al＞Na
(1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。
(2)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。
(3)同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。
根据原子结构与物质组成推断
[知识对接]
掌握四个关系式是解元素推断题的核心
(1)电子层数＝周期数。
(2)质子数＝原子序数。
(3)最外层电子数＝主族序数。
(4)主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，最低负价＝主族序数－8。
[应用体验]
1．(2020·全国卷Ⅱ)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且总和为24。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氧化物的水化物为强酸
D．X的氟化物XF3中原子均为8电子稳定结构
D 解析：由题意知，W形成一个共价键，W为H；由Z＋知，Z为Na，Y形成三个共价键应为N元素；根据原子序数之和为24可得X为B。W、X、Y、Z分别为H、B、N、Na。由图可知，该化合物中，W、X、Y之间均为共价键，A项正确；Na与水、甲醇均反应生成氢气，B项正确；N的最高化合价氧化物的水化物HNO3为强酸，C项正确；BF3中，B原子未达到8电子稳定结构，D项错误。
根据元素周期表的“片段结构”推断元素
[知识对接]
周期表片段型元素推断规律
(1)“┰”“┸”型元素原子序数之间的规律
直接相邻的“┰”型元素原子序数的关系如图所示，
直接相邻的“┸”型元素原子序数的关系如图所示。
(2)“╂”型元素原子序数之间的规律
第ⅢA族→0族区域内满足“╂”型元素原子序数的关系，如图所示。
[应用体验]
2．(2019·全国卷Ⅱ)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A．原子半径：W
C．气态氢化物热稳定性：Z
D 解析：主族元素的最高化合价与最外层电子数相等，由“W与X的最高化合价之和为8”可知，W为N，X为Al，Y为Si，Z为P。原子半径：N
[知识对接]
根据元素的特征来推断元素
(1)地壳中含量最多的元素或氢化物呈液态的元素为O；地壳中含量第二的元素为Si；地壳中含量最多的金属元素为Al。
(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液显碱性的元素为N；气态氢化物与最高价氧化物的水化物能反应生成盐的元素为N。
(3)单质硬度最大，熔沸点最高，形成化合物种类最多，正负化合价代数和为0且气态氢化物中含氢质量分数最高的元素是C。
(4)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素在中学阶段为Al。
(5)两短周期金属元素的最高价氧化物对应水化物相互反应，这两种元素分别为Na和Al。
[应用体验]
3．(2020·赣州模拟)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子半径依次增大，X、Y同主族，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍。m、n、p、r是由这些元素组成的二元化合物，甲、乙是其中两种元素对应的单质，n与乙在常温下均是淡黄色固体。上述物质间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径大小：X>Y>Z
B．热稳定性：r>p
C．含Y元素的盐溶液可能显酸性、中性，不可能显碱性
D．二元化合物n 只含离子键，不含共价键
B 解析：①淡黄色固体一般是单质S和二元化合物Na2O2，②同主族元素X、Y由半径大小关系知分别位于二、三周期，③转化关系图中甲是O2，乙是单质S，对应元素分别为X、Y，④Z原子半径比Y大，且X、Y原子序数之和是W、Z原子序数之和的2倍，则Z为Na、W为H。化合物n与单质乙分别为过氧化钠、硫。由上述物质间的转化关系示意图可知，甲为氧气、m为硫化钠、r为水。所以W、X、Y、Z分别为H、O、S、Na。 简单离子半径大小： Na＋
解答“位、构、性”推断题的整体思路
1．(双选)五种主族元素X、Y、Z、M和N在周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是( )
A．M的原子半径比N大
B．Y和Z既可形成Z2Y，也可形成Z2Y2
C．X2M的热稳定性比X2Y强
D．M和N的氧化物对应的水化物均为强酸
AB 解析：由五种主族元素X、Y、Z、M和N在周期表中的位置可知，X为H、Y为O、Z为Na、M为S、N为Cl。同周期元素从左向右原子半径减小，则M的原子半径比N大，故A正确；Y和Z可形成氧化钠或过氧化钠，化学式为Na2O、Na2O2，故B正确；非金属性O大于S，则H2S的热稳定性比H2O弱，故C错误；M和N的最高价氧化物对应的水化物均为强酸，不是最高价含氧酸可能为弱酸，如亚硫酸、HClO均为弱酸，故D错误。
2．(2020·山东模拟)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W、Y在地壳中的含量处于前两位，X是周期表中电负性最大的元素，基态Z原子的价层电子数为8，下列说法正确的是( )
A．最高化合价：X＞W＞Y
B．Y与W、Y与X形成的二元化合物晶体类型相同
C．单质X在一定条件下能置换出单质W
D．Z与W两种元素形成的常见化合物均为黑色固体
C 解析：根据“W、Y在地壳中的含量处于前两位”，则W为O，Y为Si；X是周期表中电负性最大的元素，则为F，基态Z原子的价层电子数为8，Z为Fe元素。F无正化合价，故A错误；二氧化硅属于共价晶体，而四氟化硅为分子晶体，故B错误；氟气能够与水反应生成氟化氢和氧气，故C正确；O、Fe形成的氧化铁为红棕色固体，故D错误。
3．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的最外层电子数之和为24。下列说法错误的是( )
W
X
Y
Z
A．单核阴离子的还原性Y强于X
B．W的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物
C．X、Y、Z最简单氢化物中稳定性最弱的是Y
D．在元素周期表中118号元素与Z位于同一主族
D 解析：结合位置可知，W、X为第二周期元素，Y、Z为第三周期元素，设X的最外层电子数为x，则W的最外层电子数为x－1，Y的最外层电子数为x，Z的最外层电子数为x＋1，则x＋x－1＋x＋x＋1＝24，解得x＝6，则W为N，X为O，Y为S，Z为Cl。由元素周期律知，S2－的还原性强于O2－，A正确；N元素的气态氢化物与其最高价含氧酸反应生成离子化合物NH4NO3，B正确；X、Y、Z最简单氢化物是H2O、H2S、HCl，稳定性最弱的是H2S，C正确；118号元素位于0族，Z(Cl)位于第ⅦA族，D错误。
4．(双选)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，四种元素形成的化合物甲的结构如图所示。且W与X、Y、Z均可形成电子数相等的分子，W2Z常温常压下为液体。下列说法不正确的是( )
A．X、Y的简单氢化物的稳定性：X＞Y
B．W、Y、Z三种元素不能形成离子化合物
C．1 mol甲分子中存在4 mol Y—W
D．Y元素的简单氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
AB 解析：W为H，X为C，Y为N，Z为O。非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，非金属性：N＞C，则简单氢化物的稳定性：Y＞X，故A错误；H、N、O可以形成铵盐，铵盐为离子化合物，故B错误；由结构图可知，甲分子中含有4个N—H，则 1 mol甲分子中存在4 mol N—H，故C正确；N的简单氢化物为NH3，NH3的水溶液呈碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D正确。
1．(命题情境：污水处理材料的问题)现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物，以吸附Mn2＋等重金属离子，聚合铁简称PFS，化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3－]m(n＜5，m＜10)。下列说法错误的是( )
元素
Mn
Fe
电离能/
(kJ/mol)
I1
717
762
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
A．PFS中铁元素显＋3价
B．基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2
C．由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程
D．由表可知再失去一个电子时，气态Fe2＋比气态Mn2＋难
D 解析：[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中n小于5，且为正整数，根据化合物中各元素的化合价代数和为0，铁的化合价为正整数，所以n＝2或4，铁元素的化合价为＋3价，因为亚铁离子在空气中不稳定，絮状物在空气中能稳定存在进一步说明为铁离子，故铁的化合价为＋3价，故A正确；铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁元素的价层电子数为8，且4s轨道排2个电子，3d轨道排6个电子，所以铁原子的价层电子排布式是3d64s2，故B正确；硫酸亚铁中铁元素的化合价是＋2价，[Fe2(OH)n(SO4)3－]m中铁元素的化合价是＋3价，铁离子水解生成氢氧化铁，所以由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程，故C正确；电离能越大，其失电子越难，所以气态Fe2＋再失去一个电子比气态Mn2＋再失去一个电子容易，故D错误。
2．(命题情境：生活中应用广泛的元素)(1)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为__________________________________。
②锗、砷、硒的第一电离能大小排序为________。
(2)①Cu元素基态原子的价层电子排布式为________________。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为________。
②下列说法正确的是________(填标号)。
A．第一电离能：As＞Ga
B．电负性：As＞Ga
C．原子半径：As＞Ga
③锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子的价层电子排布式为________。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有__________________________________________________________________种。
④硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族，Ga的基态原子的核外电子排布式为__________________________________________，
B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________________。
解析：(1)①硒为34号元素，有6个价层电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4；②同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以Ge、As、Se三种元素的第一电离能的大小顺序是As＞Se＞Ge。(2)①Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子的价层电子排布式为3d104s1；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，由于N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N＞O＞C。②同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：As>Ga，故A正确；同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As>Ga，故B正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：As
答案：(1)①4s24p4 ②As＞Se＞Ge (2)①3d104s1 N＞O＞C ②AB ③4s24p2 3
④1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 O＞C＞B
3．开发新型储氢材料是氢能源利用的重要研究方向之一。
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料，可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Ti3＋的电子排布式为________；LiBH4中Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为________________________。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是优良的储氢材料，少量氨硼烷可以由硼烷(B2H6)和NH3合成。
①B、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________________________________。
②氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体，具有类似金刚石的结构，硬度略小于金刚石。则立方氮化硼晶体可用作________(填标号)。
a．切削工具 b．钻探钻头
c．导电材料 d．耐磨材料
(3)一种有储氢功能的铜合金晶体具有面心立方最密堆积结构，该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH8。铜与其他许多金属及其化合物都可以进行焰色试验，其原因是_______________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。某储氢材料是短周期金属元素R的氢化物。R的部分电离能数据如表所示(单位：kJ/mol)：
I1
I2
I3
I4
I5
738
1 451
7 733
10 540
13 630
该金属元素是________(填元素符号)。
答案：(1)[Ar]3d1 H＞B＞Li (2)①N＞O＞C＞B ②abd (3)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长的光的形式释放能量 (4)Mg
相关学案
人教版高考化学一轮复习第4章物质结构与性质第2节元素周期表和元素周期律学案含答案： 这是一份人教版高考化学一轮复习第4章物质结构与性质第2节元素周期表和元素周期律学案含答案
鲁科版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期律和元素周期表课时学案： 这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第4章第2节元素周期律和元素周期表课时学案，共22页。
人教版高考化学一轮总复习第11章第2节物质的分离、提纯和检验课时学案： 这是一份人教版高考化学一轮总复习第11章第2节物质的分离、提纯和检验课时学案，共12页。
