高考化学（人教版）一轮总复习学案第14讲元素周期表元素周期律

第14讲元素周期表元素周期律高考备考导航考试要求：1.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。2.以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。3.以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。4.了解金属、非金属元素在周期表中的位置及其性质递变规律。名师点拨：元素周期表与元素周期律是高考的必考内容之一。这一部分需要记忆的东西很多，提供以下几点经验供参考：(1)不要专注于记住递变规律本身，应努力记住规律产生的原因(如随着核电荷数的增加，原子核对核外电子吸引力增强导致原子半径减小)和构成酸碱性、稳定性、金属性等性质递变的结构性因素，做到这一点可以很好地降低记忆量并能加深印象，有利于知识系统的巩固和分析问题能力的提升。(2)高考中考查的多是有关元素周期表的推断，因此要对元素周期表的前四个周期非常熟悉。(3)元素周期表的考查中多伴有对于元素及其化合物性质的考查，要善于根据元素及其化合物的性质去理解元素周期律，利用元素周期律去记忆、巩固元素及其化合物的性质，如果能够深刻理解二者之间的关系，将对相应知识的巩固产生较大的帮助。该部分知识内容丰富、规律性强，因此命题的空间极为广阔。预计今后的题型会稳中有变，仍以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论，将解释现象、定性推断、归纳总结、定量计算相结合，向多方位、多角度、多层次方向发展。2022年高考备考应扎实掌握基础知识，建立原子结构模型、周期表模型、周期律模型，能利用模型进行分析和预测，理解元素“位、构、性”之间的密切联系——原子结构决定元素位置和性质，元素位置和性质反映原子结构。关注我国化学前沿的成就、成果中涉及的新型物质的结构。考点一元素周期表及其应用核心知识梳理1．原子序数按照元素在_周期表__中的顺序给元素所编的序号，称为原子序数。原子序数＝_质子数__＝_核电荷数__＝_核外电子数__＝质量数－中子数。2．元素周期表的编排原则同一周期元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子的_电子层数__相同,左→右：_原子序数最外层电子数__,递增))同一主族元素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子的_最外层电子数__相同,上→下：_电子层数__递增))3．元素周期表结构记忆简图元素周期表eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周期,7个,7横)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(_短__,周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一周期_2__种元素,第二周期_8__种元素,第三周期_8__种元素)),_长__,周期\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第四周期_18__种元素,第五周期_18__种元素,第六周期_32__种元素含镧系_15__种元素,第七周期_32__种元素含锕系_15__种元素)))),\a\vs4\al(族16个,18纵)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主族A：由_短周期和长周期__元素共同构成，,共_7__个,副族B：完全由_长周期__元素构成，共_7__个,第Ⅷ族：第_8、9、10__纵行，共3个纵行,0族：第_18__纵行))))4．元素周期表结构中常见的规律(1)对角线相似规律：周期表中位于对角线位置的元素性质相似，如Li和Mg、_Be和Al__。(2)奇偶规律：在同一主族内，族序数、原子序数，若有一个是偶数(或奇数)，另一个必为_偶数__(或奇数)。(3)相同电子层结构的规律：稀有气体元素的原子与同周期非金属元素的阴离子以及下一周期金属元素(主族)的阳离子具有相同的电子层结构。5．元素周期表中元素的分区族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01234567(1)分界线左面为_金属元素__区，分界线右面为_非金属元素__区。金属性最强的元素(不考虑放射元素)位于周期表的左下角，是_Cs__元素。非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，是_F__元素。(2)分界线附近的元素的性质，既能表现_一定的金属性__，又能表现一定的_非金属__性。(3)由卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为_黑__色固体，与氢气_难__化合，HAt_不__稳定，AgAt_难__溶于水等。6．元素周期表的三大应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它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：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位置关系，研制农药材料等。特别提醒(1)ⅠA族元素不等同于碱金属元素，H元素不属于碱金属元素。(2)元素周期表第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族；含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。(3)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部都是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。(4)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。(5)同一周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数可能相差1(2、3周期)或11(4、5周期)或25(6、7周期)。(6)过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。(7)镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥，共15种元素。(8)锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹，共15种元素。(9)超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。(10)元素周期表结构巧记口诀横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现，一零再一遍。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。基础小题自测1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)元素周期表中ⅠA族是包含元素种类最多的纵行。(×)(2)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。(×)(3)短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素。(×)(4)原子的最外层电子数是2的元素，一定是ⅡA族元素。(×)[提示]不一定。可以是0族元素He和过渡元素等。(5)第ⅠA族全部是金属元素。(×)(6)根据最高正化合价与族序数的关系可知，氧元素的最高正价为＋6价。(×)(7)短周期两元素原子序数相差8，则周期数一定相差1。(√)(8)0族元素原子的最外层均有8个电子。(×)(9)元素周期表中镧系、锕系都占据同一格，它们都是同位素。(×)(10)除短周期外，其他周期均有18种元素。(×)(11)铁位于元素周期表的第4周期ⅧB族。(×)(12)每个周期都是从碱金属元素开始到稀有气体元素结束。(×)(13)最外层电子数相同的元素不一定在同一主族。(√)(14)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。(×)(15)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。(×)(16)同周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序数一定相差1。(×)(17)短周期元素中，若两种元素的原子序数相差2，则它们一定不是同主族元素。(×)2．(1)国际理论与应用化学联合会已正式确定了第114号和第116号元素的名称缩写为Fl、Lv。下列有关这两种元素的说法错误的是(C)A．两种元素位于同一周期B．116号元素位于第ⅥA族C．两种元素都是活泼的非金属元素D．114号元素的原子半径比116号元素的原子半径大(2)如图为元素周期表中五种元素的相对位置，若B的原子序数为a，则这五种元素的核电荷数之和可能为_5a、5a＋10、5a[提示](1)第114号元素和116号元素分别处于第7周期ⅣA族和ⅥA族，均为金属元素，A、B正确、C错误；依据同周期原子半径递变规律判断114号元素的原子半径比116号元素的原子半径大，D正确。3．深度思考：(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是_x＋2、x＋8、x＋18、x＋32__。(2)若甲、乙分别是同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序数分别为m和n，则m和n的关系为_n＝m＋5，n＝m＋15，n＝m＋29__。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别为m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系式为_y＝x＋m或y＝x＋n__。考点突破提升微考点1元素周期表的结构和应用典例1(1)(2020·浙江选考)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(C)A．第35号元素的单质在常温常压下是液体B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素C．第84号元素的最高化合价是＋7D．第七周期0族元素的原子序数为118[解析]35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，故A项合理；位于第四周期第ⅤA族的元素是砷(As)元素，为非金属元素，故B项合理；第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是＋6，故C项不合理；第七周期0族元素是第七周期最后一种元素，原子序数为118，故D项合理。(2)(2021·经典习题汇编)下列说法错误的是_③__(填序号)。①F与Br的原子序数相差26②Ar与Cl－和K＋具有一样的电子层结构③原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表ⅡA族④铍(Be)与铝元素具有相似性，则其氧化物及氢氧化物具有两性⑤L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等[解析]F的原子序数为9、Br的为35，相差26，故①正确，不符合题意。Ar与Cl－和K＋具有一样的电子层结构，故②正确，不符合题意。氦最外层电子数为2，处于零族，一些过渡元素的原子最外层电子数也为2，故③错误，符合题意。Be与Al在周期表中位于对角线位置，性质相似，氧化铝和氢氧化铝具有两性，则铍的氧化物及氢氧化物也具有两性，故④正确，不符合题意。L层电子数为奇数的所有元素一定位于第二周期，且其所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，故⑤正确，不符合题意。〔对点集训1〕(1)(2021·河北衡水月考)如图所示各为元素周期表的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是(C)[解析]X的原子序数为35，为Br元素，位于周期表中第四周期第ⅦA族。14号、50号元素分别为Si、Sn，处于第ⅣA族，则X的原子序数不可能为35，A不符合；74号、76号元素分别为W、Os，处于第六周期，则X为第五周期的Tc元素，B不符合；18号、54号元素分别为Ar、Xe，则X位于周期表中第四周期第ⅦA族，C符合；26号、28号元素分别为Fe、Ni，处于四周期，则X在第五周期，D不符合。(2)(2021·试题调研)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是(B)A．n＝m＋1 B．n＝m＋18C．n＝m＋25 D．n＝m＋11[解析]对于第二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。微考点2元素在周期表中位置的推断典例2(1)(2021·北京海淀高三检测)2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是(D)A．In是第五周期第ⅢA族元素B．eq\o\al(115,49)In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In>AlD．碱性：In(OH)3>RbOH[解析]In与Al同主族，是第五周期第ⅢA族元素，A正确；eq\o\al(115,49)In的中子数是66，电子数是49，差值为17，B正确；根据元素周期律，同主族从上到下，元素原子半径依次增大，故原子半径：In>Al，C正确；根据元素周期律，同周期从左到右，主族元素原子半径依次减小，金属性渐弱，最高价氧化物对应水化物碱性渐弱，故碱性：RbOH>In(OH)3，D项错误。(2)(2021·山东潍坊检测)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如图所示，其中元素Q位于第四周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17。下列说法不正确的是(C)XYZQA．原子半径(r)：r(Q)>r(Y)>r(Z)B．元素X有－4、＋2、＋4等多种价态C．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸D．可以推测H3QO4是Q的最高价氧化物的水化物[解析]由元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置，其中元素Q位于第四周期，可知X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，X、Y、Z原子的最外层电子数之和为17，设X的最外层电子数为x，则x＋x＋2＋x＋3＝17，解得：x＝4，则X为C、Y为S、Z为Cl，Q为As。电子层数越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径为r(Q)>r(Y)>r(Z)，故A项正确，不符合题意；X为C，有－4、＋2、＋4等多种价态，故B项正确，不符合题意；Y、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强酸，但不是最高价含氧酸可能为弱酸，故C项错误，符合题意；H3QO4中Q为＋5价，是Q的最高价氧化物的水化物，故D项正确，不符合题意。〔对点集训2〕(1)(2020·河北衡水模拟)已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是(D)YXZA．Y与Z的原子序数之和可能为2B．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素[解析]由题给信息可知，X、Y、Z只能位于第ⅢA族～第ⅦA族，则：若X为第四周期元素，Y、Z分别为第三、第五周期元素，由X的原子序数为a可知，Y的原子序数为a－18＋1＝a－17，Z的原子序数为a＋18－1＝a＋17，Y与Z的原子序数之和为2a，A、B正确；若Z为第六或第七周期元素，因存在镧系和锕系元素，则Z的原子序数可能为a＋32－1＝a(2)(2021·经典习题汇编)请回答下列问题：①116号元素Lv位于第_七__周期、第_ⅥA__族。②55号元素位于第_六__周期、第_ⅠA__族。③35号元素位于第_四__周期、第_ⅦA__族。[解析]①116号元素相邻近的稀有气体元素是118Og，则116－118＝－2，与Og同周期，故周期数为7，族序数为8－|－2|＝6，即第七周期第ⅥA族。②55号元素相邻近的稀有气体元素是54Xe，则55－54＝1，位于Xe下一周期，故周期数为6，族序数为1，即第六周期第ⅠA族，为铯元素(Cs)。③35号元素相邻近的稀有气体元素是36Kr，则35－36＝－1，与Kr同周期，故周期数为4，族序数为8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，为溴元素(Br)。萃取精华：元素周期表结构中隐含的两条规律同主族、邻周期元素的原子序数差①元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目。②元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目。同周期ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差周期序数1234567原子序数差无1111112525原因增加了过渡元素增加了过渡元素包括镧系或锕系元素考点二元素周期律及其应用核心知识梳理1．元素周期律的内容及实质2．元素周期表中主族元素结构及性质的递变规律内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数电子层数_相同__电子层数逐渐_增多__最外层电子数最外层电子数逐渐_增多__(1～7或2)最外层电子数_相同__原子半径逐渐_减小__逐渐_增大__离子半径阳离子半径逐渐_减小__，阴离子半径逐渐_减小__，r(阴离子)>r(阳离子)逐渐增大元素性质得电子能力逐渐_增强__逐渐_减弱__失电子能力逐渐_减弱__逐渐_增强__金属性逐渐减弱逐渐_增强__非金属性逐渐_增强__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主要化合价最高正价：由＋1→＋7(O、F除外)最低负价：主族序数－8最高正价数＝主族序数(O、F除外)化合物的性质气态氢化物的还原性依次_减弱__依次_增强__非金属元素气态氢化物的形成难易及稳定性气态氢化物的形成越来越_容易__，其稳定性逐渐_增强__气态氢化物形成越来越_困难__，其稳定性逐渐_减弱__最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐_增强__碱性逐渐_减弱__酸性逐渐减弱碱性逐渐增强3．元素周期律的应用(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸(或碱)性、气态氢化物的稳定性等。如碱性：Ra(OH)2_>__Ba(OH)2；气态氢化物稳定性：CH4_>__SiH4。(2)比较同周期元素及其化合物的性质。如酸性：HClO4_>__H2SO4；稳定性：HCl_>__H2S。(3)推断一些未学过的元素的化合物的某些性质。如根据Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可以推知Be(OH)2更难溶。再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为_有__色固体，与氢_难__化合，HAt_不__稳定，水溶液呈_酸__性，AgAt_不__溶于水等。(4)[拓展]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。基础小题自测1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)酸性：H2SO3>H2CO3，所以非金属性：S>C。(×)[提示]利用酸的酸性判断元素非金属性强弱时，一定要用最高价氧化物对应水化物即最高价含氧酸的酸性强弱判断，H2SO3不是S的最高价含氧酸。(2)酸性：HCl>H2S，所以非金属性：Cl>S。(×)[提示]HCl、H2S均属于气态氢化物，只能用气态氢化物的稳定性来判断元素非金属性强弱，一定不能用其酸性来判断。(3)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小。(×)(4)元素的原子得电子越多，非金属性越强；失电子越多，金属性越强。(×)(5)金属M、N分别与氯气反应生成MCl、NCl2，可知M的金属性小于N的金属性。(×)[提示]金属性强弱与失电子的多少无关，与失电子的难易程度有关。(6)同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱。(×)[提示]没有注明最高价，错误。(7)Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径依次减小。(×)[提示]核外电子排布相同的粒子，核电荷数越大半径越小，所以S2－半径最大，Ca2＋半径最小，错误。(8)第二周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋7。(×)[提示]第二周期元素中F元素无正价，O元素一般不显正价，错误。(9)同主族元素的简单阴离子还原性越强，水解程度越大。(×)[提示]第ⅦA族中Cl－、Br－、I－的还原性依次增强，但因三种阴离子对应的酸均为强酸，所以三种阴离子均不水解，错误。(10)科学家发现一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素，该As元素最有可能取代了普通DNA链中的P元素。(√)[提示]As与P在同一主族，性质相似，正确。(11)第二周期非金属元素的气态氢化物溶于水后，水溶液均呈酸性。(×)(12)N和As属于第ⅤA族元素，N原子得电子能力比As原子强。(√)(13)族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素。(×)(14)Si、S、Cl的最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸，且酸性依次增强。(×)(15)原子的电子层数越多，半径越大。(×)2．比较下列微粒半径大小，用“>”或“<”填空。(1)Na_>__Mg_>__Cl(2)Li_<__Na_<__K(3)Na＋_>__Mg2＋_>__Al3＋(4)F－_<__Cl－_<__Br－(5)Cl－_>__O2－_>__Na＋_>__Mg2＋(6)Fe2＋_>__Fe3＋3．深度思考：(1)同主族从上到下，酸性：HF>HCl>HBr，这种比较方法正确吗？_不正确。同主族从上到下，非金属性减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱。酸性：HClO4>HBrO4，而氢化物的酸性：HF<HCl<HBr。__(2)酸性：H2SO3>H2CO3>HClO，能否说明非金属性：S>C>Cl?_不能。因为硫的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4不是H2SO3，氯的最高价氧化物对应的水化物是HClO4不是HClO。应根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱比较其非金属性强弱。__(3)若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，则有关的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排列)。①原子半径由大到小：_C>A>B__。②金属性由强到弱：_C>A>B__。③非金属性由强到弱：_B>A>C__。考点突破提升微考点1根据元素周期律和周期表判断物质的性质典例1(2021·黑龙江鹤岗第一中学高三月考)下表是部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息，判断以下说法正确的是(C)元素符号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.0890.1020.074主要化合价＋2＋3＋2＋6、－2－2A．L2＋与R2－的核外电子数相等B．氢化物的稳定性为H2T<H2RC．M与L形成的最高价氧化物对应水化物的碱性：L>MD．单质与等浓度的稀盐酸反应的速率为Q>L[解析]短周期元素T、R都有－2价，处于ⅥA族，T只有－2价，则T为氧元素、R为硫元素；L、Q都有＋2价，处于ⅡA族，原子半径L>Q，则L为镁元素、Q为铍元素；M有＋3价，处于ⅢA族，原子半径M介于L、R之间，则M为铝元素。L2＋的核外电子数为12－2＝10，R2－的核外电子数为16－(－2)＝18，核外电子数不相等，故A错误；非金属性O>S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故B错误；L为镁元素，M为铝元素，金属性Mg>Al，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故C正确；金属性Mg>Be，则Mg与稀盐酸反应更剧烈，故D错误。〔对点集训1〕(1)(2021·北京模拟)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是(B)A．原子半径：S>ClB．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3C．还原性：I－>Br－D．酸性：H2SO4>H3PO4[解析]同周期元素从左到右原子半径减小，则原子半径：S>Cl，能用元素周期律解释，故A项不符合题意；碳酸氢盐较不稳定，与元素周期律无关，不能用元素周期律解释，故B项符合题意；非金属性：I<Br，元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越弱，能用元素周期律解释，故C项不符合题意；非金属性S>P，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，能用元素周期律解释，故D项不符合题意。(2)(2021·山东滨州高三检测)元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推断和判断。下列说法不合理的是(C)A．由水溶液的酸性：HCl>HF，不能推断出元素的非金属性：Cl>FB．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，离子半径：X2－>Y2＋[解析]判断元素非金属性的强弱，可根据气态氢化物的稳定性比较，不能根据氢化物的酸性进行比较，HF的酸性比HCl弱，但非金属性F强于Cl，A项正确；催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料，大多属于过渡元素，B项正确；短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4价，C项错误；微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y>X，离子半径：X2－>Y2＋，D项正确。微考点2微粒半径大小的比较典例2(2021·山东济南外国语学校高三月考)A、B、C为三种短周期元素，A、B同周期，A、C的最低价离子分别为A2－、C－，B2＋与C－具有相同的电子层结构，下列叙述一定不正确的是(B)A．它们的原子序数：A>B>CB．它们的原子半径：C>B>AC．离子半径：A2－>C－>B2＋D．原子最外层上的电子数：C>A>B[解析]A、B、C为三种短周期元素，B2＋与C－具有相同的电子层结构，则B为Mg，C为F；因为A、B为同周期元素，且A的最低价离子为A2－，则A为S。综上所述，A为S、B为Mg、C为F。原子序数S>Mg>F，故A项正确；不同周期元素，电子层数越多，原子半径越大，同一周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径Mg>S>F，故B项错误；S2－的电子层数为3，离子半径最大，Mg2＋与F－的电子层数为2，且具有相同的核外电子数，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径S2－>F－>Mg2＋，故C项正确；F原子最外层电子数为7，S原子最外层电子数为6，Mg原子最外层电子数为2，因此原子最外层上的电子数F>S>Mg，故D项正确。萃取精华：“三看法”快速比较简单粒子半径的大小一看：电子层数当最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)二看：核电荷数当电子层数或电子层结构相同时，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＋)〔对点集训2〕(1)(2021·黑龙江哈尔滨六中月考)以下各项叙述中错误的是(C)A．原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<CsB．同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小C．离子半径由小到大的顺序是S2－<Cl－<K＋<Ca2＋D．碱金属离子的氧化性比较为Li＋>Na＋>K＋>Rb＋[解析]同主族元素，从上到下原子的电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，所以原子半径由小到大的顺序是Li<Na<K<Rb<Cs，故A正确；碱金属原子失去最外层电子形成离子，同一种碱金属元素的离子半径比原子半径小，故B正确；电子层结构相同的阴阳离子，核电荷数越小，离子半径越大，故离子半径S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，故C错误；碱金属单质的还原性随原子序数的递增而增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱，故D正确。(2)(2021·山东滨州高三检测)X、Y、Z均为短周期元素，其中两种为金属元素，一种为非金属元素，其原子半径分别为元素XYZ原子半径/nm0.1540.1300.071X、Y处于同一周期，三种元素形成的简单离子具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(D)A．原子最外层电子数：Z>X>YB．三种元素可能为同周期元素C．原子序数：Y<X<ZD．离子半径：Z>X>Y微考点3元素金属性、非金属性的比较典例3(1)(2021·北京海淀区模拟)下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(C)序号事实推论A与冷水反应，Na比Mg剧烈金属性：Na>MgBCa(OH)2的碱性强于Mg(OH)2金属性：Ca>MgCSO2与NaHCO3溶液反应生成CO2非金属性：S>CDt℃时，Br2＋H22HBrK＝5.6×107I2＋H22HIK＝43非金属性：Br>I[解析]可依据金属单质与水反应的剧烈程度判断元素金属性的强弱，与冷水反应，Na比Mg剧烈，说明Na的金属性比Mg强，A正确；依据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱判断元素金属性的强弱，Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2，则金属性Ca>Mg，B正确；SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2，说明亚硫酸的酸性比碳酸的酸性强，但不能说明S与C的非金属性的强弱，C错误；相同温度时，溴单质、碘单质与氢气化合的难易程度可以说明溴的非金属性比碘的非金属性强，正确。(2)(2021·经典习题汇编)不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是(B)A．单质氧化性的强弱B．单质沸点的高低C．单质与氢气化合的难易D．最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱[解析]元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力越强，单质的氧化性越强，故A项不符合题意；元素非金属性的强弱与单质的熔、沸点高低无关，故B项符合题意；元素的非金属性越强，其单质与氢气化合越容易，故C项不符合题意；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故D项不符合题意。萃取精华：元素金属性、非金属性及其比较元素金属性、非金属性强弱的本质。①元素原子失电子能力越强，元素金属性越强。②元素原子得电子能力越强，元素非金属性越强。元素金属性和非金属性强弱判断依据。①结构判断法：根据原子结构比较。最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强；最外层电子数越多，电子层数越少，非金属性越强。②依据“三表”“两池”“三反应”判断〔对点集训3〕(1)(2020·江苏单科，9)海水晒盐后精制得到NaCl，氯碱工业电解饱和NaCl溶液得到Cl2和NaOH，以NaCl、NH3、CO2等为原料可得到NaHCO3；向海水晒盐得到的卤水中通Cl2可制溴；从海水中还能提取镁。下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是(A)A．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强B．Cl2得到电子的能力比Br2的弱C．原子半径r：r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)D．原子的最外层电子数n：n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br)[解析]同周期主族元素从左到右，金属性减弱，则NaOH的碱性比Mg(OH)2的强，A项正确；同主族从上到下，元素的非金属性减弱，则Cl2得电子能力比Br2强，B项不正确；根据原子半径递变规律，同一周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，C项不正确；Na、Mg、Cl、Br的最外层电子数分别为1、2、7、7，n(Cl)＝n(Br)，D项不正确。(2)(2020·浙江7月选考，16)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物Z2X4的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是(D)A．原子半径：Z<Y<MB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>MC．X2Z－ZX2易溶于水，其水溶液呈碱性D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物[解析]依据题意，结合元素周期表可以推断出X为H，Y为C，Z为N，M为Si，Q为Cl。A项，C和Si位于同一主族，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，即C<Si，C和N位于同一周期，同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，即C>N，则原子半径：N<C<Si，正确；B项，C、N、Si的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、HNO3和H2SiO3，它们的酸性：HNO3>H2CO3>H2SiO3，正确；C项，X2Z—ZX2为N2H4，N2H4易溶于水，水溶液显碱性，正确；D项，H、N、Cl三种元素可以组成NH4Cl，NH4Cl为离子化合物，错误。考点三“位——构——性”及其应用核心知识梳理“位—构—性”推断的核心是“位”，即根据结构首先判断元素在元素周期表中的位置，然后根据元素性质的相似性和递变性预测其可能的性质；也可以根据其具有的性质确定其在周期表中的位置，进而推断出其结构。1．“位”“构”“性”关系：2．明确下列关系式：(1)电子层数＝周期序数。(2)主族元素的最外层电子数＝_主族序数__＝价电子数(3)质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数。(4)主族元素的最高正价＝_主族序数__。最低负价＝_主族序数－8__。(5)原子序数是奇数(或偶数)的主族元素，其所在主族序数必为奇数(或偶数)。3．性质与位置的互推：(1)根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按_C、B、A__的顺序从左到右排列。(2)根据元素在周期表中的位置关系，可以推断元素的性质，如A、B、C三种元素在同一主族中从上到下排列，则A、B、C的单质氧化性依次_减弱__或对应离子的还原性依次_增强__。4．结构与性质的互推：(1)若某元素的最外层电子数小于4，则该元素容易_失__电子；若某元素的最外层电子数大于4，则该元素容易_得__电子。(2)若某元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若某元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。5．结构与位置的互推：由原子序数确定主族元素位置的方法：只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可确定主族元素在周期表中的位置。(1)若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在稀有气体元素所在周期的下一周期的第_ⅠA__族或第_ⅡA__族，如88号元素：88－86＝2，则该元素应在第7周期第ⅡA族。(2)若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在稀有气体元素所在周期的第ⅢA族～第ⅦA族，如84号元素应在第6周期第_ⅥA__族。6．理清“序、层”规律。(1)若一种阳离子与一种阴离子电子层数相同，则“阴前右，阳后左”，即阴离子在前一周期右侧，阳离子在后一周期左侧，阳离子的原子序数大。如核外电子排布相同的主族元素的相对位置判断方法：若短周期主族元素的简单离子：A＋、B2＋、C－、D2－具有相同的电子层结构，则A、B、C、D四种元素在元素周期表中的相对位置如下：故原子序数：_B>A>C>D__原子半径：_A>B>D>C__离子半径：_D2－>C－>A＋>B2＋__(2)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。7．熟记“序、价”规律。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，“价奇序奇，价偶序偶”。8．“位、构、性”三者关系的应用利用元素在周期表中位置、元素的原子结构、元素性质三者关系，可以比较或推断某些元素的性质，如：(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等。(2)比较同周期元素及其化合物的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素性质时，要找出参照物。(4)推断一些未学过的元素的某些性质。特别提醒常见元素的化合物的特性(1)形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或简单气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。(3)地壳中含量最多的元素或气态氢化物的沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。(4)具有漂白性的物质：氯水、二氧化硫、过氧化钠、双氧水(H2O2水溶液)。(5)最活泼的非金属元素或无正价的元素或无含氧酸的非金属元素或无氧酸(气态氢化物)可腐蚀玻璃的元素或气态氢化物最稳定的元素或阴离子的还原性最弱的元素：F。(6)单质密度最小的元素：H；密度最小的金属元素：Li。(7)常温下单质呈液态的非金属元素：Br；单质呈液态的金属元素：Hg。(8)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：Al。(9)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生化合反应的元素：N；元素气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物发生氧化还原反应的元素：S。(10)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。基础小题自测1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)电子层结构相同的粒子化学性质一定相同。(×)(2)因为非金属性：Cl>S，故HClO的酸性比H2SO4的强。(×)(3)酸性：HClO4>HBrO4与热稳定性：HCl>HBr，二者均可证明非金属性：Cl>Br。(√)(4)HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次增强。(×)(5)第ⅥA族元素的原子，其半径越大，气态氢化物越稳定。(×)(6)同一周期元素的原子，半径越小越容易失电子。(×)(7)同一周期元素，从左至右，元素的第一电离能逐渐增大。(×)(8)俄罗斯专家首次合成了一个eq\o\al(178,116)X原子，116号元素位于元素周期表中第七周期第ⅥA族。(√)(9)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。(√)(10)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族元素或0族元素氦。(√)(11)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第三周期。(×)(12)某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。(√)(13)位于第四周期第ⅡB族。(√)(14)原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素。(×)(15)某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期。(×)(16)同主族元素，从上到下，单质的熔点逐渐降低。(×)(17)原子序数为29的元素位于元素周期表的第四周期第ⅠB族。(√)2．(2021·山东滨州高三检测)已知aAn＋、bB(n＋1)＋、cCn－、dD(n＋1)－是具有相同的电子层结构的离子，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是(B)A．离子半径：A>B>C>DB．原子序数：b>a>c>dC．原子半径：D>C>B>AD．四种元素一定属于短周期元素[提示]由于四种离子具有相同的电子层结构，可以推知四种元素在周期表中的位置关系如图：……DCAB……原子序数b>a>c>d；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；原子半径A>B>D>C；A和B可以为第四周期元素。3．深度思考：下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。(1)写出上述各种粒子的符号：_F－、Ne、Mg2＋、Na、Al3＋、S2－、Si、Fe2＋__。(2)上述粒子能与盐酸反应的是_F－、Na、S2－__(填微粒符号，下同)。(3)上述粒子能与NaOH溶液反应的是_Mg2＋、Na、Al3＋、Si、Fe2＋__。(4)上述粒子对应元素位于第三周期第ⅣA族的是_Si__。考点突破提升微考点1元素“位—构—性”的关系典例1(2021·山东滨州高三检测)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(D)WXYZA．原子半径：W<XB．常温常压下，Y单质为固态C．气态氢化物热稳定性：Z<WD．X的最高价氧化物的水化物是强碱[解析]根据题给周期表片段中各种元素的相对位置可知，W与X的最高化合价之差为2，设X的最高化合价为a，则W的最高化合价为a＋2，结合题意知2a＋2＝8，解得a＝＋3，从而推知X为Al、Y为Si、Z为P、W为N。A项，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：W(N)<X(Al)；B项，常温常压下，Y(Si)单质为固态；C项，非金属性：Z(P)<W(N)，故气态氢化物的热稳定性：Z<W；D项，X为Al，其最高价氧化物的水化物为Al(OH)3[方法技巧](1)寻找突破口——元素推断的关键。综合把握题中关键信息，确定突破口。(2)推断元素——正确解题的基础。根据关键信息，结合突破口找出关键元素，然后根据题中描述或结构片段推出所有元素，充分利用元素周期律结合选项作答。(3)解题——明确要求，规范作答。(4)验证——确保答题正确无误。(2)(2021·福建泉州模拟)短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，已知A、B、C、D是它们两种或三种元素间形成的化合物，且A、B、C均含有Z元素。A的焰色反应呈黄色，水溶液呈弱碱性；B是两性氢氧化物；D是由W与Q形成的化合物，常温下0.1mol·L－1D溶液的pH为1。在一定条件下它们之间的相互转化关系如图所示。下列说法正确的是(A)A．X元素的单质和氢化物可能具有氧化性和漂白性B．X、Y、Z元素的离子半径大小是X<Y<ZC．Y与Q和W与Q元素形成的化合物均属于电解质且化学键类型相同D．Q元素的含氧酸的酸性在同主族中最强[解析]短周期元素W、X、Y、Z、Q的原子序数依次增大，已知A、B、C、D是它们两种或三种元素间形成的化合物，D是由W与Q形成的化合物，0.1mol·L－1D溶液的pH为1，则D为HCl，W为H，Q为Cl；B是两性氢氧化物，则B为Al(OH)3；A的焰色反应呈黄色，且A的水溶液呈弱碱性，结合图中转化关系且A、B、C均含有Z元素，则A为NaAlO2，C为AlCl3，再结合原子序数可知，X为O，Y为Na，Z为Al。由上述分析可知，W为H，X为O，Y为Na，Z为Al，Q为Cl。X(O)元素的单质臭氧、氢化物过氧化氢均具有强氧化性、漂白性，故A项正确；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则X、Y、Z元素的离子半径大小是X>Y>Z，故B项错误；NaCl含离子键，HCl含共价键，二者均属于电解质，故C项错误；Q的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，酸性最强，如果不是最高价含氧酸的酸性比较，则酸性强弱不能确定，故D项错误。〔对点集训1〕(2020·课标Ⅱ，13)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(D)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[解析]W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素且原子序数总和为24，结合题给化合物的结构式可知，W为H、X为B、Y为N、Z为Na。A项，中H、B、N之间均为共价键，正确；B项，Na既可与水反应，也可与甲醇反应，正确；C项，Y(N)的最高价氧化物的水化物为HNO3，属于强酸，正确；D项，BF3中，1个B原子与3个F原子形成3个共价键，B外围只有6个电子，不满足8电子稳定结构，错误。(2)(2020·课标Ⅲ，13)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是(D)A．非金属性：W>X>Y>ZB．原子半径：Z>Y>X>WC．元素X的含氧酸均为强酸D．Y的氧化物水化物为强碱[解析]由化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，可知XW3和WZ分别是NH3和HCl，即W是H元素，X是N元素，Z是Cl元素；再根据四种元素的核外电子总数满足X＋Y＝W＋Z，可知Y是Na元素。A项，Na(Y)是金属元素，其非金属性不可能大于Cl(Z)，错误；B项，原子半径：Na(Y)>Cl(Z)，错误；C项，N(X)元素的含氧酸不全为强酸，如HNO2是弱酸，错误；D项，Na(Y)的氧化物的水化物为NaOH，是强碱，正确。微考点2元素“位—构—性”的综合应用典例2(1)(2021·山东潍坊高三月考)W、X、Y、Z、M、N六种主族元素，它们在周期表中位置如图所示，下列说法正确的是(D)A．原子半径：Y>Z>W，简单离子半径：M－>Z2－>W2－B．单质的还原性：X<Y，简单氢化物的沸点：Z>WC．溴与元素M同主族，最高价氧化物的水化物的酸性比M的强D．元素N位于金属与非金属的分界线附近，可以推断N的单质可作半导体材料[解析]由元素在周期表中的位置可知，W、X、Y、Z、M、N六种主族元素分别为O、Na、Mg、S、Cl、Ge。电子层越多，原子半径越大，同周期从左到右原子半径减小，则原子半径：Y>Z>W，离子的核外电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：Z2－>M－>W2－，A错误；同周期从左向右金属性减弱，还原性减弱，则单质的还原性：X>Y，水分子间存在氢键，则简单氢化物的沸点：Z<W，B错误；溴与元素M同主族，M为Cl，非金属性Cl>Br，Cl的最高价氧化物的水化物的酸性比Br的强，C错误；元素N位于金属与非金属的分界线附近，具有金属性和非金属性，则N元素的单质可作半导体材料，D正确。(2)(2021·成都外国语学校高三“一诊”模拟)位于前20号的元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大且位于不同主族，A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，B的气态氢化物的水溶液呈碱性；C为金属元素且有两种常见氧化物；若往D的单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液，可观察到先变红后褪色。下列说法中正确的是(D)A．原子半径E>D>A>B>CB．最高价氧化物对应的水化物的酸性B>DC．B的氢化物的沸点一定高于A的氢化物D．C、E单质与冷水反应，E不一定比C剧烈[解析]位于前20号的元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，则A是碳元素；B的氢化物的水溶液呈碱性，则B为氮元素；C为金属元素，有两种常见的氧化物，则C为钠元素；若往D单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液，能观察到先变红后褪色的现象，则D是氯元素；根据前20号元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大且位于不同主族信息可知，E为钙元素。同一周期从左到右，