专题三 物质的结构元素周期表与元素周期律

22/89专题三物质的结构元素周期表与元素周期律[循图忆知—扩成面][易错判断—查漏点]1．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，排满M层再排N层(×)2．霓虹灯光、激光、萤光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关(×)3．基态磷原子的电子排布图为(×)4．Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1，它们不符合构造原理，可见构造原理是一个被理想化的思维模型(√)5．单晶硅和石英互为同素异形体(×)6．HCl易溶于水是因为HCl与H2O分子间形成氢键(×)7．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2CO↑＋Si，说明非金属性：C＞Si(×)8．尿素CO(NH2)2中C、N原子的杂化方式均为sp2杂化(×)9．不同的晶体中晶胞的大小和形状都相同(×)10．VSEPR模型与粒子结构一定相同(×)微专题(一)原子结构与核外电子排布提能点(一)原子核外电子排布(一)能层、能级及其含有的原子轨道能层KLMN能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f原子轨道数目11＋3＝41＋3＋5＝91＋3＋5＋7＝16最多容纳电子数目281832(二)电子云与原子轨道1．电子云(1)由于核外电子的概率分布图看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。(2)电子云轮廓图称为原子轨道。2．原子轨道的形状、数目及能量关系(1)轨道形状eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s电子的原子轨道呈球形对称,p电子的原子轨道呈哑铃形))(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而增大。(3)能量关系相同能层上原子轨道能量的高低ns<np<nd<nf形状相同的原子轨道能量的高低1s<2s<3s<4s…同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相同(三)原子核外电子排布1．构造原理——确定电子填充能级顺序2．原子核外电子排布规律能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理泡利不相容原理在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。如2s的2个电子可表示为，不可表示为洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，并且自旋状态相同。如2p3的电子排布图为，不能表示为或等3．表示方法表示方法以硫原子为例原子结构示意图电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(轨道表示式)价电子排布式3s23p4(四)电子的跃迁与原子光谱1．电子的跃迁基态→激发态激发态→基态当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量2.原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。[注意]①“七基色”按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。②基态、激发态及光谱示意图。[集训冲关]1．能级2p的三个轨道之间具有不同的()A．能量 B．形状C．空间伸展方向 D．可容纳电子数解析：选C同一能级，能量相等，A错误；2p能级的三个轨道都是哑铃形，B错误；2p的三个轨道分别沿着x轴、y轴、z轴三个伸展方向延伸，所以具有不同的空间伸展方向，C正确；2p的三个轨道分别能容纳的电子数都是2个电子，D错误。2．(2023·浙江温州期末)下列说法正确的是()A．电子由2s能级跃迁至3p能级时，通过光谱仪摄取其发射光谱B．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有3个伸展方向，所有电子只能在轮廓内运动C．若基态N原子的轨道表示式为，则违反了泡利不相容原理D．洪特规则适用于电子填入简并轨道，也适用于电子填入能量不同的轨道解析：选C电子从2s能级跃迁到3p能级时，通过光谱仪摄取其吸收光谱，A错误；p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有3个伸展方向，处在该轨道上的电子不只在轮廓内运动，还在轮廓外运动，只是在轮廓外运动概率较小，B错误；基态N原子的轨道表示式为，若基态N原子的轨道表示式为，则违反了泡利不相容原理，C正确；洪特规则只适用于电子填入简并轨道，不适用于电子填入能量不同的轨道，D错误。3．下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是()选项电子排布式或轨道表示式评价A基态6C原子核外的电子排布式：1s22s22peq\o\al(2,x)错误，违反了洪特规则B基态B原子的轨道表示式错误，违反了泡利不相容原理C基态S原子的价层电子轨道表示式正确D基态Ti原子电子排布式1s22s22p63s23p63d4正确解析：选D2p能级有3个轨道，2p能级有2个电子，电子应先单独分占2个轨道，且自旋方向相同，2px填充2个电子，违反了洪特规则，故A正确；根据泡利不相容原理，每个轨道最多容纳两个电子，且自旋方向相反，正确的轨道表示式为，故B正确；基态S原子的价层电子排布式为3s23p4，则价层电子轨道表示式为，评价正确，故C正确；根据能量最低原理可知基态Ti原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d24s2，故D错误。4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子B．原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子C．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子解析：选CL能层(M能层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L能层(M能层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，A项错误；B项中X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，B错误；C项中X、Y分别为C()和Si()，二者化学性质相似，C项正确；最外层只有1个电子的原子中，氢原子与碱金属元素原子化学性质不相似，D项错误。[易错点拨]书写电子排布式的常见错误与技巧提能点(二)“两素”和“四同”的比较1．元素与核素的比较本质特征决定因素实例元素质子数相同的一类原子只有种类，没有个数质子数H、C、N三种元素核素质子数、中子数都一定的原子化学反应中的最小微粒质子数、中子数eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素2．“四同”的比较本质特征决定因素实例同位素质子数相同、中子数不同的核素由同位素组成的单质，其化学性质相同，物理性质不同质子数、中子数eq\o\al(234,92)U、eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(238,92)U互为同位素同素异形体同种元素形成的不同单质由一种元素组成，可独立存在组成元素、结构石墨与金刚石同分异构体分子式相同而结构不同的化合物分子式相同，相对分子质量相同，化学性质可相似也可不同组成原子的种类和数目CH3CH2OH、CH3OCH3同系物结构相似，分子组成相差一个或多个“CH2”分子量相差“14”的整数倍，物理性质不同，化学性质相似官能团的种类和数目CH3OH、CH3CH2CH2OH[集训冲关]1．(2022·浙江6月选考)下列说法不正确的是()A．乙醇和丙三醇互为同系物B．35Cl和37Cl互为同位素C．O2和O3互为同素异形体D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体解析：选A结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；35Cl的质子数为17，中子数为18,37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；O2和O3是由氧元素组成的不同单质，两者互为同素异形体，C正确；丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确。2．下列说法不正确的是()A.eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl是两种不同的核素B．CH4和C8H18一定互为同系物C．金刚石和金刚烷()互为同素异形体D.发生消去反应得到的有机产物有三种解析：选C35Cl和37Cl是同一元素的不同核素，互为同位素，A正确；C8H18符合链状烷烃的通式CnH2n＋2，与甲烷结构相似，分子组成上相差7个“CH2”，则二者互为同系物，B正确；同素异形体是指由同一元素组成的不同单质，金刚石属于单质，而金刚烷属于化合物，C错误；卤代烃分子中，若与卤素原子相连碳原子的邻位碳原子上有氢原子，则能发生消去反应，中与Br相连碳原子的邻位碳原子上都有氢原子，且结构不同，则发生消去反应得到的有机产物有三种，D正确。3．下列说法不正确的是()A.eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(14,6)C是两种核素，其中一种可用于测定古代物品所处的年代B．石墨、金刚石、纳米碳纤维、纳米泡沫碳间的关系是互为同素异形体C．CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物质D．CH3CH2OH可看成是由—C2H5和—OH两种官能团组成解析：选Deq\o\al(12,6)C、eq\o\al(14,6)C是两种核素，eq\o\al(14,6)C可用于测定古代物品所处的年代，A正确；金刚石、石墨、纳米碳纤维、纳米泡沫碳都是由碳元素组成的单质，其关系是互为同素异形体，B正确；CH3COOCH2CH3是乙酸乙酯，CH3CH2COOCH3是丙酸甲酯，二者结构不同，是两种不同的物质，C正确；乙基(—C2H5)是原子团，而不是官能团，故D错误。4．下列说法不正确的是()A．12C60和14C70互称为碳元素的同素异形体B.乳糖和蔗糖互为同分异构体C．氕、氘、氚互为同位素，中子数分别为1、2、3D．CH3COOCH3与CH3OCHO互为同系物解析：选C12C60和14C70为碳元素的两种不同的单质，属于同素异形体，故A正确；乳糖和蔗糖属于二糖，分子式均为C12H22O11，互为同分异构体，故B正确；氕、氘、氚互为同位素，中子数分别为0、1、2，故C错误；CH3COOCH3中官能团为酯基，分子式为C3H6O2，CH3OCHO可写成HCOOCH3，官能团为酯基，分子式为C2H4O2，二者相差1个CH2，故D正确。提能点(三)物质微观结构的化学用语1．四种符号元素符号离子符号同位素符号化合价符号Al、SAl3＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)eq\o\al(12,6)C、eq\o\al(13,6)CAeq\o(l,\s\up6(＋3))、eq\o(S,\s\up6(－2))2．十种图式举例化学式Na2O2NH4ClSiO2分子式C2H4NH3最简式(实验式)CH2CH2O电子式结构式结构简式CH3CH2OH键线式原子结构示意图Cl：电子排布式S：1s22s22p63s23p4轨道表示式(或电子排布图)S：3.两种模型球棍模型空间填充模型[集训冲关]1．(2023·浙江6月选考)下列化学用语表示正确的是()A．H2S分子的球棍模型：B．AlCl3的价层电子对互斥模型：C．KI的电子式：D．CH3CH(CH2CH3)2的名称：3-甲基戊烷解析：选DH2S分子是V形结构，故A错误；AlCl3中心原子价层电子对数为3＋eq\f(1,2)(3－1×3)＝3，其价层电子对互斥模型为平面三角形，故B错误；KI是离子化合物，其电子式为，故C错误；CH3CH(CH2CH3)2的结构简式为，其名称为3-甲基戊烷，故D正确。2．(2023·浙江1月选考)下列化学用语表示正确的是()A．中子数为18的氯原子：eq\o\al(37,17)ClB．碳的基态原子轨道表示式：C．BF3的空间结构：(平面三角形)D．HCl的形成过程：解析：选C质量数＝质子数＋中子数，中子数为18的氯原子的质量数为17＋18＝35，核素符号为eq\o\al(35,17)Cl，故A错误；基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，根据洪特规则，2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上，且自旋方向相同，轨道表示式：，故B错误；BF3的中心原子为B，孤电子对数为eq\f(3－3×1,2)＝0，价层电子对数为3，空间结构为平面三角形，空间结构模型为故C正确；HCl是共价化合物，其形成过程应为，故D错误。3．(2023·浙江湖、衢、丽质量检测)下列化学用语的表达正确的是()A．原子核内有10个中子的氧原子：eq\o\al(16,8)OB．2-丁烯的键线式：C．NF3的空间结构：(平面三角形)D．基态铜原子的价层电子排布图：解析：选D原子核内有10个中子的氧原子为eq\o\al(18,8)O，故A错误；2-丁烯的键线式为，故B错误；NF3中心原子为N，有3个σ键，孤电子对数为eq\f(5－3×1,2)＝1，价层电子对数为4，即NF3的空间结构为三角锥形，故C错误；基态铜原子价层电子排布式为3d104s1，则价层电子排布图为，故D正确。4．(2023·浙江金华十校高三模拟)下列化学用语表示正确的是()A．镁原子的结构示意图：B．中子数为9的氮原子：eq\o\al(9,7)NC．邻羟基苯甲醛分子内氢键：D．乙烯的空间填充模型：解析：选C镁是12号元素，其原子结构示意图为，A错误；中子数为9的氮原子可表示为eq\o\al(16,\a\vs4\al(7))N，B错误；邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为，C正确；乙烯的空间填充模型为，D错误。5．下列化学用语表达错误的是()A．中子数为20的氯原子：eq\o\al(37,17)ClB．H2O的价层电子对互斥模型：C．基态原子C的价层电子轨道表示式：D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：解析：选D氯的质子数为17，中子数为20的氯原子的质量数为37，A正确；H2O的中心原子为O，有2个σ键，孤电子对数为eq\f(6－2×1,2)＝2，价层电子对数为2＋2＝4，杂化类型为sp3，B正确；基态原子C的价层电子排布为2s22p2，C正确；邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：，D错误。6．(2023·湖北等级考)化学用语可以表达化学过程，下列化学用语的表达错误的是()A．用电子式表示K2S的形成：B．用离子方程式表示Al(OH)3溶于烧碱溶液：Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－C．用电子云轮廓图表示H—H的s-sσ键形成的示意图：D．用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂：解析：选D硫化钾为离子化合物，形成硫化钾的过程中K失电子，S得电子，A正确；Al(OH)3溶于烧碱溶液形成[Al(OH)4]－，B正确；两个氢原子的1s轨道相互重叠形成H—H键，C正确；该化学方程式中氢原子数不守恒，H2O的化学计量数应为(n－1)，D错误。eq\a\vs4\al([专题验收评价])1．下列有关原子结构的说法正确的是()A．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数B．氖原子与钠离子两粒子的2p能级上的电子离核的距离相同C．M能层中有3s、3p、3d、3f四个能级，最多能容纳32个电子D．离核越远的电子，能量越低，当电子由基态转化成激发态，释放能量解析：选A能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，任一能层的能级总是从s能级开始，A正确；钠离子核电荷数更大，对电子吸引能力更强，所以钠离子2p能级上的电子离核更近，B错误；M能层中只有3s、3p、3d三个能级，最多能容纳18个电子，C错误；电子能量越高，离核越远，电子由基态转化成激发态，吸收能量，D错误。2．下列有关电子层和能级的叙述中正确的是()A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级解析：选CM电子层有3s、3p、3d共3个能级，最多能容纳18个电子，故A错误；3d能级最多容纳10个电子，3f能级是不存在的，故B错误；无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2，故C正确；K电子层只有s能级，不含p能级，故D错误。3．下列说法中正确的是()A．两种原子的电子层上全部都是s电子，其对应元素一定属于同一周期B．两种原子最外层都只有一个电子，其对应元素化学性质一定相似C．核外电子排布为1s2的原子与核外电子排布为1s22s2的原子，其对应元素化学性质一定相似D．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子，其对应元素一定属于同一周期解析：选D两原子其核外全部都是s电子的元素可以是H、He、Li、Be，H、He是第一周期元素，Li、Be是第二周期元素，对应的元素不一定属于同一周期，A错误；最外层都只有一个电子的原子，可能为主族H原子与副族Cu原子，二者化学性质不同，B错误；原子核外电子排布式为1s2是He，原子核外电子排布式为1s22s2是Be，二者化学性质不同，C错误；3p能级上只有一个空轨道的原子为Si,3p能级上有一个未成对电子的原子为Al、Cl，对应元素均属于第三周期，D正确。4．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确的是()A．基态R原子的原子轨道总数为9B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)C．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形D．基态R原子的轨道表示式为解析：选C由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：第一，p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；第二，p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，所以基态R原子的原子轨道总数为5或9，A错误。基态R原子的价层电子排布式为ns2np2或ns2np4(n＝2或3)，B错误。基态R原子核外电子所处能级是s和p，所以电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形，C正确。基态R原子有四种可能，所以轨道表示式有四种，D错误。5．(2023·杭州二中期末检测)关于原子核外电子的排布规律，下列有关基态原子电子层结构说法不正确的是()A．K原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d1，违反了构造原理B．S原子价层电子轨道表示式为，违反了泡利原理C．依据洪特规则，25Mn原子在3d轨道中电子排布图为D．24Cr的价层电子排布式为3d54s1解析：选BK原子电子排布式应该为1s22s22p63s23p64s1，违反了构造原理，A正确；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，B错误；在简并轨道上，电子总是先单独占据不同的轨道，且自旋状态相同，依据洪特规则，25Mn原子在3d轨道中电子排布图为，C正确；24Cr的价层电子排布式为3d54s1，此时3d轨道为半充满较稳定状态，D正确。6．下列说法正确的是()A.C60和C70互为同位素B.C2H6和C6H14互为同系物C.CO和CO2互为同素异形体D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质解析：选B同种元素的不同核素互称为同位素，C60和C70为C元素的两种不同单质，互为同素异形体，A错误；C2H6和C6H14均为链状烷烃，二者结构类似，分子组成上相差4个CH2基团，二者互为同系物，B正确；同种元素的不同种单质互称同素异形体，CO和CO2为C元素的两种不同氧化物，二者不是单质，C错误；两种物质的结构不同，不是同一种物质，二者互为同分异构体，D错误。7．下列说法不正确的是()A．最简式为CH3的有机物没有同分异构体B．LiH、LiD、LiT表示同一种物质，化学性质几乎相同C．12C与13C由于核外电子排布不同，所以属于同位素D．核素1H、D与核素16O、18O形成的水分子，其相对分子质量不相同的有5种解析：选C最简式为CH3的有机物只能是乙烷(CH3CH3)，乙烷没有同分异构体，A正确；LiH、LiD、LiT都是金属锂的氢化物，组成相同，是同一种物质，其中锂＋1价，氢－1价，故化学性质几乎相同，故B正确；12C与13C的质子数相同，核外电子数相同，核外电子排布相同，二者属于同位素的原因是中子数不同，故C错误；1H、D与16O、18O形成相对分子质量不相同的水分子有：1Heq\o\al(16,2)O(18)、1Heq\o\al(18,2)O(20)、Deq\o\al(16,2)O(20)、Deq\o\al(18,2)O(22)、1HD16O(19)、1HD18O(21)，共5种，故D正确。8．(2023·绍兴适应性考试)下列化学用语表示正确的是()A．中子数为17的硫离子：eq\o\al(32,16)S2－B．MgCl2的形成过程：C．Cr为位于周期表ds区D．NCl3的球棍模型为解析：选D中子数为17的硫离子：eq\o\al(33,16)S2－，A错误；MgCl2的形成过程：，B错误；Cr是24号元素，位于周期表d区，C错误；Cl原子半径大于N原子，则NCl3的球棍模型为，D正确。9．(2023·嘉兴平湖中学预测押题)下列化学用语表示正确的是()A．中子数为16的磷原子：eq\o\al(16,15)PB．羟基的电子式：C．SO2的VSEPR模型：(平面三角形)D．基态Fe2＋最高能级的电子云轮廓图：解析：选C中子数为16的磷原子的质量数为15＋16＝31，核素符号为eq\o\al(31,15)P，故A错误；羟基的电子式为，故B错误；SO2中心原子价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(6－2×2)＝3，VSEPR模型为平面三角形，故C正确；基态Fe2＋的价层电子排布式为3d6，最高能级为3d，电子云轮廓图不是球形，故D错误。10．下列有关化学用语的描述正确的是()A．Ga的基态原子简化核外电子排布式：[Ar]4s24p1B．氧元素基态原子的电子排布图为C．联氨的电子式为D．基态铍原子最外层的电子云轮廓图：解析：选CGa为31号元素，基态Ga原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，则简化核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1，故A错误；根据洪特规则，简并轨道(能量相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，基态O原子的电子排布图为，故B错误；联氨N2H4中两个氮原子形成一对共用电子对，每个氮原子达到8个电子稳定结构，则电子式为，故C正确；基态Be原子最外层电子为2s能级上的电子，电子云轮廓图为球形，故D错误。11．下列有关电子排布图的表述不正确的是()解析：选DA项，违背了泡利原理，正确；B项，违背了洪特规则，正确；C项，基态N原子的价层电子排布图为，正确；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。12．下列符号或表征错误的是()A．聚丙烯的链节：—CH2—CH2—CH2—B．基态Cl原子的价层电子轨道表示式：C．H2O的VSEPR模型：D．HClO的空间填充模型：解析：选A聚丙烯的链节为—CH2—CH(CH3)—，A错误；基态氯原子最外层有7个电子，3s轨道上有2个电子，3p轨道上有5个电子，图示中电子排布及自旋方向都正确，B正确；H2O分子的VSEPR模型为四面体形，C正确；HClO中O原子在中间，且原子半径H<O<Cl，空间结构为V形，HClO的空间填充模型正确，D正确。13．(2023·温州第二次适应性考试)下列化学用语正确的是()A．镁原子最外层电子云轮廓图：B．乙醛空间填充模型：C．反式聚异戊二烯结构简式：D．基态铬原子的价层电子排布式：3d44s2解析：选B镁原子价层电子排布式为3s2，最外层电子云轮廓图为球形，A错误；乙醛结构简式为CH3CHO，空间填充模型：，B正确；反式聚异戊二烯结构简式：，C错误；基态铬原子的价层电子排布式：3d54s1，D错误。14．根据要求回答下列问题：(1)某同学写了基态磷原子的两个价电子的表达形式，分析其分别违背了什么原理。①3s13p4：______________________________________________________________；②：________________________。(2)Ti最高能层电子的电子云轮廓图的形状为____________________，其价层电子排布式为__________________。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子数最多的基态原子的价层电子排布图为________________________________________________________。(3)Cu的价层电子排布图为__________________；从轨道结构角度考虑Cu的两种常见价态离子中更稳定的为________(写离子符号)，其核外电子排布式为________________________________。解析：(1)①根据能量最低原理，在构建基态原子时，电子总是尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子能量最低。故3s13p4违背了能量最低原理，基态磷原子的价层电子排布式为3s23p3。②根据泡利原理，在同一能级同一轨道的两个电子自旋方向相反，即同一方框内两个箭头方向一定相反，故违背了泡利原理。(2)Ti最高能层电子位于4s轨道，其电子云轮廓图的形状为球形；Ti的价层电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素的基态原子中，未成对电子数最多的是d轨道和s轨道上均为单电子的情况，即，该价层电子排布图表示的是Cr。(3)Cu是29号元素其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，则其价层电子排布图为；Cu失去4s能级的1个电子形成Cu＋，Cu失去2个电子形成Cu2＋，由于Cu＋的3d轨道为全充满稳定状态，则Cu＋更稳定，其核外电子排布式为[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10)。答案：(1)①能量最低原理②泡利原理(2)球形3d24s2(3)Cu＋[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10)15．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题。(1)s电子的原子轨道呈__________形，每个s能级有______个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有______个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________________________________________________________________________电子，其原子轨道在空间有______________方向；元素X的名称是__________，它的氢化物的电子式是__________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为______，原子的电子排布图为__________________________________________________。解析：(2)s轨道最多可容纳2个电子，则n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，其电子式是；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S。答案：(1)球1哑铃3(2)2p三个互相垂直的伸展氮S微专题(二)元素周期律与元素周期表提能点(一)元素周期表(一)元素周期表1．周期：3短4长，共7个周期短周期长周期序号一二三四五六七元素种类288181832320族元素原子序数210183654861182．族：7主族＋8副族＋0族，共16个族主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副列345678、9、101112族族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB0族第18纵列(二)元素周期表的分区1．根据元素的金属性与非金属性分区2．根据核外电子排布分区(1)周期表的分区(2)各区价层电子排布特点分区元素分布价层电子排布元素性质特点s区ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He除外)最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(镧系、锕系除外)(n－1)d1～8ns1～2(Pd、Pt除外)d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近[集训冲关]1．已知115号元素的中文名为“镆”，它有多种原子，如eq\o\al(288,115)Mc、eq\o\al(290,115)Mc等。下列说法正确的是()A.eq\o\al(288,115)Mc和eq\o\al(290,115)Mc的化学性质几乎相同B．Mc位于周期表的第七周期第ⅥA族C．基态Mc原子核外电子共占据7个能级D．在周期表中，假设第八周期按照现有规则填满，则115号元素正下方的将是147号元素解析：选Aeq\o\al(288,115)Mc和eq\o\al(290,115)Mc属于同一种元素，化学性质几乎相同，A正确；Mc为第115号元素，位于元素周期表的第七周期第ⅤA族，B错误；基态Mc原子的核外电子排布式为[Rn]5f146d107s27p3，不止7个能级，C错误；按照现有规则，第八周期的元素种类数应为50种，则115号元素的正下方应为165号元素，D错误。2．下列关于原子结构及元素周期表说法错误的是()A．第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8C．第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11D．除第一周期外，其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始，以np结束解析：选BⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2，故A正确；位于ⅠA族和ⅡA族的第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8，ⅢA～0族均相差18，故B错误；第四周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11，故C正确；第一周期只有两种元素，以1s1开始，1s2结束，其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始，以np结束，故D正确。3．若某原子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五周期第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区解析：选B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M能层上有18个电子，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，位于d区，故B正确，D错误。4．下列说法错误的是()A．X和Y两种元素为同一周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，若X的原子序数为x，则Y的原子序数可能为x＋1，x＋11，x＋25B．短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若W的原子序数为x，Z的原子序数不可能是x＋14C．短周期元素Q和M组成化合物Q2M，Q和M所在的族序数可能为第ⅤA族和第ⅥA族D．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药解析：选BX和Y两种元素为同一周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，X的原子序数为x，则Y位于三、四、五周期的原子序数分别为x＋1，x＋11，x＋25，A正确；短周期元素Z和W组成化合物ZW3，若ZW3为PH3，则W的原子序数为1，Z的原子序数为15，两者原子序数之差是14，B错误；短周期元素Q和M组成化合物Q2M，若Q2M为N2O，则Q和M所在的族序数可能为第ⅤA族和第ⅥA族，C正确；氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金属元素，可用于研制新型农药，D正确。[易错点拨]对价层电子认识的误区(1)价层电子不一定是最外层电子，主族及稀有气体元素的价层电子是最外层电子，过渡元素的价层电子还包括部分内层电子。(2)同一族元素的价层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，Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。提能点(二)元素周期律及应用(一)主族元素的结构与性质递变规律项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐减小逐渐增大元素主要化合价最高正价由＋1→＋7(O、F除外)最低负价由－4→－1最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能总体上呈增大的趋势第一电离能逐渐减小元素的电负性电负性逐渐增大电负性逐渐减小元素金属性、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单质氧化性、还原性氧化性逐渐增强还原性逐渐减弱氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强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非金属气态氢化物的稳定性生成由难到易稳定性逐渐增强生成由易到难稳定性逐渐减弱(二)元素周期律(三)元素周期律的应用1．科学预测为新元素的发现及预测他们的原子结构和性质提供了线索。2．寻找新材料3．用于工农业生产如对探矿有指导意义的是地球化学元素的分布与它们在元素周期表中的位置关系等。[集训冲关]题点(一)粒子半径比较1．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，则下列叙述正确的是()A．原子序数：D>C>B>AB．原子半径：B>A>C>DC．离子半径：C3－>D－>A2＋>B＋D．氧化性：A2＋>B＋，还原性：C3－<D－解析：选BA2＋、B＋、C3－、D－具有相同电子层结构，则A、B在下一周期，为金属元素，且原子序数：A>B，C、D在上一周期，为非金属元素，且原子序数：D>C。由电子层数越多的原子序数越大，同周期从左向右原子序数增大，所以原子序数：A>B>D>C，故A错误；电子层数越多，半径越大，同周期原子序数越大，半径越小，则原子半径：B>A>C>D，故B正确；具有相同电子层结构的离子，原子序数大的离子半径小，原子序数：A>B>D>C，则离子半径：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：B>A，则氧化性：A2＋>B＋，非金属性：C<D，则还原性：C3－>D－，故D错误。2．(2023·浙江金华检测)下列四种粒子中，半径按由大到小的顺序排列的是()①基态X的原子结构示意图：②基态Y的价层电子排布式：3s23p5③基态Z2－的轨道表示式：④W基态原子有2个能层，电子式：A．③>①>②>④ B．③>②>①>④C．①>③>④>② D．①>④>③>②解析：选A①根据原子结构示意图可知X为S；②基态Y的价层电子排布式为3s23p5，可知Y为Cl；③根据基态Z2－的轨道表示式可知Z2－为S2－；④根据W基态原子有2个能层，电子式为eq\a\vs4\al(·)eq\o(W,\s\up6(),\s\do4())，可知W为F；能层数越多，半径越大，则F<Cl，同周期元素随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，则Cl<S，同种元素的阴离子半径大于原子半径，则S<S2－；综上半径大小关系为S2－>S>Cl>F，A正确。[思维建模]“三看法”比较粒子半径大小一看电子层数当最外层电子数相同，电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。例：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)；r(O2－)＜r(S2－)＜r(Se2－)＜r(Te2－)二看核电荷数当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。例：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)；r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)三看核外电子数当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。例：r(Cl－)＞r(Cl)；r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)题点(二)电离能与电负性的判断及应用3．(2023·北京等级考)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是()A．F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能B．三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D．气态氟化氢中存在(HF)2，而气态氯化氢中是HCl分子解析：选AF原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，F—F键不稳定，因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能，与电负性无关，A符合题意；氟的电负性大于氯的电负性。F—C键的极性大于Cl—C键的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意；氟的电负性大于氯的电负性，F—H键的极性大于Cl—H键的极性，导致HF分子极性强于HCl，C不符合题意；氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在(HF)2，D不符合题意。4．最近，科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐)进行掺杂和改进，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。LiTFSI的结构如图所示，其中A、B、C、D为同一短周期元素，C与E位于同一主族。下列叙述正确的是()A．简单气态氢化物的稳定性：C>E>DB．第一电离能：E>D>CC．电负性：D>C>ED．该化合物中只有A、C、D元素原子的最外层满足8电子稳定结构解析：选CA、B、C、D为同一短周期元素，C与E位于同一主族，A形成4个共价键，A为碳；D形成1个共价键，为氟；E形成6个共价键，E为硫，则C为氧、B为氮。D、C、E的简单气态氢化物分别为HF、H2O、H2S，F和O同周期，非金属性：F>O，则相应的气态氢化物的稳定性：HF＞H2O；O和S同主族，非金属性：O>S，则相应的气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S，故D、C、E的简单气态氢化物的稳定性：HF＞H2O＞H2S，A错误。同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势；第一电离能：D>C>E，B错误。同周期从左到右，金属性减弱，非金属性增强，元素的电负性增大；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减小，元素电负性减小；电负性：D>C>E，C正确。8电子稳定结构即每个原子最外层都有8个电子，A为C，成键数为4，最外层电子数为4，和为8，满足8电子稳定结构；C为O，成键数为2，最外层电子数为6，和为8，满足8电子稳定结构；D为F，成键数为1，最外层电子数为7，和为8，满足8电子稳定结构；B为N，成键数为2，带一个单位负电荷，最外层电子数为5，和为8，满足8电子稳定结构；E为S，成键数为6，最外层电子数为6，和不为8，不满足8电子稳定结构；故该化合物中A、B、C、D元素原子的最外层满足8电子稳定结构，D错误。5．(1)(2023·北京等级考)比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：__________________________________________。(2)(2022·河北等级考)Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)(2021·福建等级考)N、O、S的第一电离能(I1)大小为I1(N)＞I1(O)＞I1(S)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)I1(O)>I1(S)，氧原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去一个电子(2)CuCu的第二电离能失去的是3d10电子，第一电离能失去的是4s1电子，Zn的第二电离能失去的是4s1电子，第一电离能失去的是4s2电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大(3)N的2p轨道半充满，比相邻的O更稳定，更难失电子；O、S同主族，S的原子半径大于O，更易失去电子题点(三)元素金属性与非金属性强弱的判断6．下列事实或现象不能用元素周期律解释的是()A．相同温度时，等物质的量浓度的硫酸的pH小于高氯酸B．醛基的碳氧双键中，氧原子带部分单位的负电荷C．相同条件下，Mg与水的反应不如Na与水的反应剧烈D．向KBr溶液中滴加氯水，再加四氯化碳，溶液分层，下层为橙色解析：选AH2SO4为二元酸而HClO4为一元酸，等浓度的两种酸前者H＋浓度更大，前者pH更小，这与周期律无关，A项不能用周期律解释；同周期从左往右非金属性增强，吸引电子的能力：O>C，B项能用周期律解释；同周期主族元素随着核电荷数的增加，金属性减弱，其与水反应的剧烈程度降低，即金属性：Na>Mg，C项能用周期律解释；同主族自上而下，非金属性降低，简单离子的还原性增强。四氯化碳层为橙色即产生Br2，得出氧化性：Cl2>Br2，还原性：Br－>Cl－，D项能用周期律解释。7．下列关于金属性、非金属性强弱判断不正确的是()A．2C＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do5())2CO↑＋Si，说明非金属性：C＞SiB．同浓度下碱性：KOH＞Mg(OH)2，说明金属性：K＞MgC．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＞ClD．氧化性：Cu2＋＞Na＋，说明金属性：Na＞Cu解析：选A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，促进了反应的正向进行，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，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，金属性也就越弱，因为氧化性：Cu2＋＞Na＋，则金属性：Na＞Cu，故D正确。[思维建模]元素金属性和非金属性强弱的判断方法1．金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn＋＋Y→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强2．非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强eq\a\vs4\al([专题验收评价])1．IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是()A．Ts是第七周期第ⅦA族元素B．Ts的同位素原子具有相同的电子数C．Ts在同族元素中非金属性最弱D．中子数为176的Ts核素符号是eq\o\al(176,117)Ts解析：选DA项，可以根据同族元素原子序数关系推出第七周期0族元素的原子序数为118，可知117号元素位于第七周期第ⅦA族，正确；B项，同位素原子的质子数相同，所以电子数也相同，正确；C项，同族元素的非金属性由上到下随原子半径增大而减弱，正确；D项，原子符号左上角数字表示的是质量数，不是中子数，正确表示应为eq\o\al(293,117)Ts，错误。2．下列说法正确的是()A．电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大B．若将基态15P原子的核外电子排布式写成1s22s22p63s23peq\o\al(2,x)3peq\o\al(1,y)，则违背了泡利原理C．卤素氢化物的稳定性随着相对分子质量的增大而升高D．构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层解析：选D如电负性：O＞N，非金属性：O＞N，第一电离能：N＞O，A错误；将基态15P原子的核外电子排布式写成1s22s22p63s23peq\o\al(2,x)3peq\o\al(1,y)违背了洪特规则，B错误；卤素氢化物中HF分子的稳定性最高，C错误；构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，是能级交错现象，D正确。3．下列说法中正确的是()I1I2I3I4I5I6I75781817274511575148301837623293A．HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强B．按Mg、Si、N、F的顺序，原子半径由小变大C．某主族元素的电离能I1～I7数据如表所示(单位：kJ·mol－1)，可推测该元素位于元素周期表第ⅤA族D．在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41解析：选D根据非金属性越强，其简单氢化物越稳定，因此HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱，故A错误；根据电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时核电荷数越大原子半径越小可知，原子半径大小关系：Mg＞Si＞N＞F，故B错误；由题表可知，该元素原子容易失去前面三个电子，因此可推测该元素位于元素周期表第ⅢA族，故C错误；根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素分别为P、Mg、Si，它们的原子序数之和为41，故D正确。4．前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与Z同主族，且基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同。Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外层有2个电子。下列说法正确的是()A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．最高价氧化物对应水化物的碱性：W<YC．第一电离能：I1(Z)<I1(X)D．基态W原子内层原子轨道均已充满电子解析：选C基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同，则X的电子排布式可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，则X为O或Mg，X与Z同主族，则Z为S或Ca，W最外层有2个电子，且为主族元素；则W为Ca，则X为O，Z为S，Y为Al。原子半径：r(O)<r(S)<r(Al)<r(Ca)，A错误；W为Ca，Y为Al，金属性：Al<Ca，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Y<W，B错误；X为O，Z为S，同主族从上到下第一电离能减小，则第一电离能：I1(Z)<I1(X)，C正确；W为Ca，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，3d轨道未充满电子，D错误。5．部分短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示。元素XYZWT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0710.099主要化合价＋2＋3＋6、－2－1－1下列有关说法正确的是()A．第一电离能：X比Y小B．简单离子半径：T>X>YC．W的气态氢化物沸点比T气态氢化物沸点低D．T的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的氧化物对应水化物的酸性强解析：选BT和W均有－1价化合价，且两者的半径依次减小，那么两者分别为Cl、F。由Z的主要化合价推知Z为S。X、Y的半径大于Z且其主要化合价为＋2、＋3，那么它们分别为Mg、Al。X原子核外3s能级处于全满状态，较稳定，所以第一电离能：X>Y，A项错误；根据电子层多半径大，同电子层，核电荷数大半径小可知，简单离子半径：T>X>Y，B项正确；HF中有分子间氢键，沸点更高，即W的气态氢化物的沸点高于Z，C项错误；T的氧化物的水化物有HClO、HClO4等，而Z的有H2SO4和H2SO3，没有明确物质无法比较，D项错误。6．A、B、C、D、E、F、G均为短周期主族元素，其原子半径与最外层电子数的关系如图，下列说法正确的是()A．根据元素B在元素周期表中的位置推测，其最高价氧化物对应的水化物可能具有两性B．元素D在自然界中主要以游离态存在，其单质可用作半导体材料C．元素A的离子半径大于元素G的离子半径D．元素F的气态氢化物比元素G的气态氢化物更稳定解析：选AA、B、C、D、E、F、G均为短周期主族元素，如题图所示，最外层电子数依次增大，则A、B、C、D、E、F、G最外层电子数分别为1、2、3、4、5、6、7，A为原子半径最大的元素，则A为Na元素，C的原子半径是以上元素中最小的，最外层电子数为3，C为B元素，B的原子半径大于C的，则B为Be元素，D、E、F、G原子半径依次减小，最外层电子数依次增大，D为Si元素，E为P元素，F为S元素，G为Cl元素。B为Be元素，根据元素B在元素周期表中的位置与Al元素呈对角线分布，在性质上具有相似性，其最高价氧化物对应的水化物可能具有两性，故A正确；D为Si元素，元素D在自然界中主要以化合态存在，其单质可用作半导体材料，故B错误；A为Na元素，G为Cl元素，则r(Na＋)<r(Cl－)，故C错误；F为S元素，G为Cl元素，元素非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性：S＜Cl，则简单气态氢化物的稳定性：HCl>H2S，故D错误。7．W、X、Y、Z、M为原子序数依次递增的短周期元素，其最外层电子数可用如图表示。已知W元素的某种同位素无中子。下列说法不正确的是()A．氢化物的沸点：YH3>XH4B．原子半径：M>Z>WC．Y和M的最高价氧化物对应水化物均为强酸D．Z的单质可与X的最高价氧化物发生置换反应解析：选BW、X、Y、Z、M为短周期原子序数依次递增的元素，W元素的某种同位素无中子，则W为H；由图可知X的最外层电子数为4，Y的最外层电子数为5，Z的最外层电子数为2，M的最外层电子数为7，则X为C、Y为N、Z为Mg、M为Cl。NH3分子间含氢键，则氢化物的沸点：YH3＞XH4，故A正确；同周期元素从左向右原子半径减小，则原子半径：Z＞M＞W，故B错误；Y和M的最高价氧化物对应的水化物分别为硝酸、高氯酸，均为强酸，故C正确；Z的单质为Mg，X的最高价氧化物为二氧化碳，二者可发生置换反应2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2MgO＋C，故D正确。8．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是()元素最高价氧化物的水化物XYZW分子式H3ZO40.1mol·L－1溶液对应的pH(25℃)1.0013.001.570.70A．元素电负性：Z＜WB．简单离子半径：W＜YC．元素第一电离能：Z＜WD．简单氢化物的沸点：X＜Z解析：选A从Z的最高价氧化物的水化物的化学式和W的最高价氧化物的水化物的pH可知，Z、W是磷、硫元素，结合X、Y的最高价氧化物水化物的0.1mol·L－1溶液的pH，可知X、Y是氮、钠元素。电负性：P＜S，A项正确；离子半径：S2－＞Na＋，B项错误；磷的3p轨道为半充满稳定状态，其第一电离能大于硫，C项错误；NH3分子间存在氢键，其沸点高于PH3，D项错误。9．硒-钴-镧(La)三元整流剂在导电玻璃中应用广泛，且三种元素形成的单质及其化合物均有重要的应用。请回答下列问题：(1)钴位于元素周期表中________(填“s”“p”“d”或“ds”)区，与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数的元素有________种。(2)元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为__________________。硒的某种氧化物为链状聚合结构如图所示，该氧化物的化学式为______________。解析：(1)基态钴原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2，位于元素周期表的d区，与钴同一周期且含有相同未成对电子数(3个)的元素为V、As，共2种。(2)同主族至上而下，第一电离能减小，即O>Se。氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，即N>O。所以第一电离能为Se<O<N。根据结构图可以判断与Se结合的氧原子个数1＋2×eq\f(1,2)＝2，所以该氧化物的化学式为SeO2。答案：(1)d2(2)N>O>SeSeO2微专题(三)周期表结构及元素递变规律的运用[题型研究课]1．(2023·浙江6月选考)X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是()A．第一电离能：Y>Z>XB．电负性：Z>Y>X>WC．Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<ZD．W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子解析：选A由题意得X为C，Y为N，Z为F，W原子在同周期中原子半径最大，则W为Na。根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，则第一电离能：Z>Y>X，故A错误；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，则电负性：Z>Y>X>W，故B正确；根据同电子层结构核(电荷数)大径小，则Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<Z，故C正确；W2X2与水反应生成产物之一为乙炔，乙炔是非极性分子，故D正确。2．(2023·浙江1月选考)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M是地壳中含量最多的元素，Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是()A．电负性：Z>XB．最高正价：Z<MC．Q与M的化合物中可能含有非极性共价键D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y解析：选BY的s能级电子数量是p能级的两倍，Y为C，X的2s轨道全充满且原子序数X<Y，X为Be或B，M是地壳中含量最多的元素，M为O，X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，则Z为N，Q是纯碱中的一种元素，则Q为Na，据此分析。同一周期元素从左至右，电负性逐渐增大，电负性：N>Be或B，A正确；N最高正价为＋5价，O无最高正价，B错误；Na和O形成的过氧化钠中含有非极性共价键，C正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性N大于C，硝酸酸性强于碳酸，D正确。3．(2023·辽宁等级考)某种镁盐具有良好的电化学性能，其阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是()A．W与X的化合物为极性分子B．第一电离能：Z>Y>XC．Q的氧化物是两性氧化物D．该阴离子中含有配位键解析：选AW、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W的原子序数最小，且形成1个共价键，则W为H；X形成4个共价键，核电荷数大于H但小于其他三种元素，则X为C；Y形成2个共价键，则Y为O；Z形成1个共价键，且原子序数等于H和O的原子序数之和，则Z为F；Q形成4个共价键后带一个单位的负电荷，且Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍，则Q为Al。H与C形成的化合物为烃类，烃类物质的正、负电荷中心可能重合，如甲烷，其为非极性分子，A项错误；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：F>O>C，B项正确；Al2O3既能与强酸反应，也能与强碱反应，属于两性氧化物，C项正确；该阴离子中，中心原子Al形成4个键，其中一个为配位键，D项正确。4．(2021·浙江1月选考)现有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q，原子序数依次增大，其中Z、Q在同一周期。相关信息如下表：元素相关信息X最外层电子数是核外电子总数的一半Y最高化合价和最低化合价之和为零Z单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近Q同周期元素中原子半径最小下列说法正确的是()A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应B．Y与Q元素组成的YQ4分子，空间构型为正四面体形C．Y、Z、Q最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱D．第五周期且与Q同主族元素的单质在常温常压下呈液态解析：选BX原子的最外层电子数是核外电子总数的一半，由于最外层电子数不超过8，因此X只能是第二周期的Be；Y元素的最高化合价和最低化合价之和为零，Y是H、C或Si，因Y的原子序数大于1，则Y为C或Si；Z单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，因此Z是S；Q是同周期元素中原子半径最小的，且Z和Q位于同一周期，因此Q是Cl，据此解答。根据以上分析可知X是Be，Y是C或Si，Z是S，Q是Cl。Be的金属性弱于Mg，常温时镁和冷水不反应，因此Be单质不能与水发生剧烈反应，A错误；Y与Q元素组成的CCl4或SiCl4分子，空间构型均为正四面体形，B正确；Y、Z、Q三种元素的非金属性逐渐增强，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C错误；第五周期且与Cl同主族元素的单质是碘，它在常温常压下呈固态，D错误。[洞悉考情]高考对元素周期表结构及元素递变规律运用的考查常以选择题的形式呈现。形式上常通过文字、相关数据或图表对元素周期表及元素性质的递变规律进行辨别，内容涉及原子半径的大小比较、电离能和电负性的大小比较、物质类别的判断(离子化合物、共价化合物)、单质及其化合物的重要性质和递变规律等。命题设计灵活多变，综合性较强，旨在考查考生对元素周期表和元素周期律的综合应用及对常见物质性质的分析与推理能力。一、掌握必备知能(一)元素的“位—构—性”关系(二)“位”“构”“性”关系的应用1．结构与位置互推[注意]①同周期元素的简单阳离子与阴离子相比，阴离子原子序数大。②在短周期元素中，元素的原子序数与其主要化合价的数值在奇偶性上一般一致，即“价奇序奇，价偶序偶”。2．性质与位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。3．结构与性质互推①最外层电子数是决定元素原子的氧化性和还原性的主要原因。②原子半径决定元素单质的性质；离子半径决定元素化合物的性质。③同主族元素最外层电子数相同，性质相似。(三)解题两步流程第一步：先根据特征信息确定元素第二步：再根据元素性质判断选项判断分析依据原子半径①同周期主族元素的原子半径随原子序数的增大而减小(不考虑稀有气体元素)；②同主族元素从上到下，原子半径随电子层数的增多而增大元素化合价①同周期主族元素从左到右，元素的最高正化合价＋1→＋7(F无正价，O无最高正价)，非金属元素的最低负化合价－4→－1；②同主族元素的最高正化合价、最低负化合价均相同金属性与非金属性①同周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强(不考虑稀有气体元素)；②同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱氧化物对应的水化物①元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强；②元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强(F、O不考虑)单质的氧化性、还原性一般情况下，元素的金属性越强，单质的还原性越强，简单阳离子的氧化性越弱；元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，简单阴离子的还原性越弱物质的熔点、沸点①一般情况下，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高，如熔、沸点：I2＞Br2＞Cl2＞F2；②NH3、H2O、HF的沸点反常高，是因为分子间形成氢键二、建立解题思维模型[典例]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是()A．第一电离能：W>X>Y>ZB．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>W[模型应用]第一步：挖掘题干信息，确定元素名称与位置第二步：根据元素周期表、周期律判断递变规律选项判断依据判断A根据第一电离能递变规律，可知其相对大小顺序：F>O>Cl>Na错误B根据非金属性：F>O>Cl，可知简单离子的还原性：Cl－>O2－>F－错误C根据离子半径的变化规律，可知简单离子半径：Cl－>O2－>F－>Na＋正确D氢化物水溶液的酸性：HF<HCl错误[集训冲关]题点(一)根据元素周期律、周期表进行推断1．某陶瓷颗粒增强材料(XZWY4)由X、Y、Z、W四种短周期主族元素组成，其中X与Y、Z与W分别属于同周期，四种元素的原子半径与最外层电子数的关系如图所示。下列说法错误的是()A．简单离子半径：Y>ZB．最简单氢化物的热稳定性：Y>WC．该物质中各元素的最外层均满足8e－结构D．工业上通过电解Z、Y的化合物(熔融)冶炼Z单质解析：选C由图可知Y的原子半径小于Z和W的，则X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，故X为Li元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为Si元素。故有：简单离子半径：O2－>Al3＋，选项A正确；元素的非金属性越强，最简单氢化物的热稳定性越强，选项B正确；该物质中Li元素的最外层为2e－结构，选项C错误；工业上通过电解熔融的Al2O3冶炼Al单质，选项D正确。2.如表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号，其中J为0族元素。下列说法正确的是()XYZRWJA．R原子的核外电子排布图为B．X的第一电离能小于Y的第一电离能C．Y2－与Na＋的半径大小关系为Y2－>Na＋D．表中电负性最大的元素为W解析：选C由于J为0族元素，由元素在周期表的位置可知，X、Y、Z位于第二周期，R位于第三周期，W位于第四周期，J为第五周期的Xe，则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。R为S，基态S原子的电子排布图为，故A错误；N的2p电子半满，为稳定结构，所以N的第一电离能大于O的第一电离能，故B错误；具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，所以r(O2－)＞r(Na＋)，故C正确；非金属性越强电负性越大，表中非金属性最强的元素为F，故D错误。题点(二)以原子结构、价键结构为“题眼”的元素推断3．(2023·杭州期中)一种用作锂离子电池电解液的锂盐的阴离子结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的核外电子中有3个未成对电子。下列说法正确的是()A．W元素最高价氧化物对应的水化物是强酸B．该阴离子中不存在非极性键C．X的氢化物沸点可能高于Z的氢化物D．该离子中所有原子最外层均为8电子结构解析：选CX、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，W的核外电子中有3个未成对电子，则其p轨道上有3个电子，价电子排布式为3s23p3，W为P元素，由结构简式知Z形成1个共价键，Y形成2个共价键，X形成4个共价键，则Z为F元素，Y为O元素，X为C元素。故有：W为P元素，最高价氧化物对应的水化物是磷酸，磷酸不是强酸，故A错误；该阴离子中含有C—C非极性键，故B错误；X为C，C元素的氢化物有很多种，分子量越大沸点越高，可能高于Z的氢化物(HF)，故C正确；该离子中P形成10电子结构，故D错误。4．W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，这五