第25講元素周期表和元素周期律[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)與元素在周期表中位置的關(guān)系。2.知道元素周期表的結(jié)構(gòu)，以第三周期的鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯以及堿金屬和鹵族元素為例，了解同周期和同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。3.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化，知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。4.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征，了解元素周期律(表)的應(yīng)用價(jià)值。考點(diǎn)一元素周期表必備知識(shí)夯實(shí)1．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)編排原則①周期：把eq\o(□,\s\up3(1))電子層數(shù)相同的元素，按eq\o(□,\s\up3(2))原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。②族：把eq\o(□,\s\up3(3))最外層電子數(shù)相同的元素，按eq\o(□,\s\up3(4))電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱列。(2)結(jié)構(gòu)元素周期表eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(周,期,7,個(gè))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(\o(□,\s\up3(5))短,周期)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素種數(shù)分別為\o(□,\s\up3(6))2、\o(□,\s\up3(7))8、\o(□,\s\up3(8))8種)),\a\vs4\al(\o(□,\s\up3(9))長(zhǎng),周期)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,\a\vs4\al(元素種數(shù)分別為\o(□,\s\up3(10))18、\o(□,\s\up3(11))18、\o(□,\s\up3(12))32、\o(□,\s\up3(13))32種))))),\a\vs4\al(族,16,個(gè))\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(主族：由\o(□,\s\up3(14))短周期和長(zhǎng)周期共同構(gòu)成，共,\o(□,\s\up3(15))7個(gè)),\a\vs4\al(副族：完全由\o(□,\s\up3(16))長(zhǎng)周期元素構(gòu)成，共\o(□,\s\up3(17))7個(gè)),\a\vs4\al(第Ⅷ族：第\o(□,\s\up3(18))8、\o(□,\s\up3(19))9、\o(□,\s\up3(20))10共3個(gè)縱列),0族：第\o(□,\s\up3(21))18縱列))))2．原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系：原子的最大能層數(shù)＝周期序數(shù)。(2)每族元素的價(jià)層電子排布特點(diǎn)①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點(diǎn)eq\o(□,\s\up3(1))ns1eq\o(□,\s\up3(2))ns2eq\o(□,\s\up3(3))ns2np1eq\o(□,\s\up3(4))ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特點(diǎn)eq\o(□,\s\up3(5))ns2np3eq\o(□,\s\up3(6))ns2np4eq\o(□,\s\up3(7))ns2np5②0族：He為1s2，其他為ns2np6。③過(guò)渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。3．元素周期表的分區(qū)(1)按元素種類①分界線：沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙與硼、硅、砷、碲、砹的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。②各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。③分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。(2)按價(jià)電子排布各區(qū)價(jià)層電子排布特點(diǎn)分區(qū)價(jià)層電子排布s區(qū)ns1～2p區(qū)ns2np1～6(除He外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns24.元素周期表的應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測(cè)：為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測(cè)它們的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新材料(3)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)探礦有指導(dǎo)意義的是地球化學(xué)元素的分布與它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢藐P(guān)系，研制農(nóng)藥材料等?！疽族e(cuò)辨析】正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”，錯(cuò)誤的寫明原因。(1)包含元素種數(shù)最多的族是ⅠA族(×)原因：含元素種類最多的族是ⅢB族，共有32種元素。(2)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是ⅡA族元素(×)原因：He原子和部分過(guò)渡金屬元素最外層電子數(shù)也是2。(3)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分別為C、Si和O、S(√)(4)價(jià)電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s區(qū)元素(×)原因：應(yīng)位于第五周期ⅢA族，是p區(qū)元素。(5)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過(guò)渡元素(×)原因：過(guò)渡元素指副族和第Ⅷ族元素。名師課堂點(diǎn)撥1．相鄰周期同主族元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系2．元素周期表中特殊位置元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系(1)元素周期表的右側(cè)中第ⅢA族～0族區(qū)域內(nèi)滿足“”形、“”形結(jié)構(gòu)片段，元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系如圖所示：(2)元素周期表的右側(cè)中第ⅢA族～0族區(qū)域內(nèi)滿足“eq\a\vs4\al\co1()”形結(jié)構(gòu)片段，元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系如圖所示：eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(二,三,四))周期eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(三,四,五))周期eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(四,五,六))周期關(guān)鍵能力提升一、元素周期表的結(jié)構(gòu)1.(2023·廣東調(diào)研)元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)如圖，下列說(shuō)法中正確的是()eq\x(\a\al(83Bi,鉍,6s26p3,209.0))A．Bi元素的相對(duì)原子質(zhì)量是209．0B．基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為6p3C．Bi元素位于第六周期第Ⅴ族D．Bi原子最外層有5個(gè)能量相同的電子【解析】Bi元素的相對(duì)原子質(zhì)量是209.0，A項(xiàng)正確；基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為6s26p3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Bi元素位于第六周期第ⅤA族，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Bi原子最外層的s能級(jí)電子的能量小于p能級(jí)，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼2．(2024·福建三明一中月考)下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述正確的是()A．原子的價(jià)層電子排布式為ns2np6的元素一定是主族元素B．基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素一定是第ⅦA族元素C．原子的價(jià)層電子排布式為3d3～74s2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族D．基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素一定是主族元素【解析】?jī)r(jià)層電子排布式為ns2np6的元素為0族元素，如Ne、Ar，A項(xiàng)錯(cuò)誤；基態(tài)原子的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素，價(jià)層電子排布式為ns2np5，位于第ⅦA族，B項(xiàng)正確；原子的價(jià)層電子排布式為3d6～74s2的元素位于第Ⅷ族，C項(xiàng)錯(cuò)誤；基態(tài)原子的N層上只有1個(gè)電子的元素可能為K、Cr或Cu，其中Cr、Cu為副族元素，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽二、元素周期表的應(yīng)用3．(2024·山東泰安調(diào)研)元素周期表和元素周期律可指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性推測(cè)和判斷。下列說(shuō)法中不合理的是()A．若aX2＋和bY－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：a＝b＋3B．鹽酸(HCl)酸性比H2SiO3強(qiáng)，則元素的非金屬性：Cl>SiC．硅、鍺都位于金屬元素與非金屬元素的交界處，都可用作半導(dǎo)體材料D．Be與Al在周期表中處于對(duì)角線位置，可推出：Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O【解析】若aX2＋和bY－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則原子序數(shù)：a－2＝b＋1，即a＝b＋3，故A正確；HCl不是氯元素的最高價(jià)含氧酸，不能據(jù)此比較Cl、S的非金屬性強(qiáng)弱，故B錯(cuò)誤；硅、鍺處于金屬元素與非金屬元素的分界處，元素既表現(xiàn)出一定的金屬性又表現(xiàn)出一定的非金屬性，都可以用作半導(dǎo)體材料，故C正確；Be與Al在周期表中處于對(duì)角線位置，則Be(OH)2和Al(OH)3性質(zhì)相似，可推出：Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O，故D正確?！敬鸢浮緽4.(2023·長(zhǎng)沙一中模擬)A、B、C均為短周期元素，它們?cè)谥芷诒碇械奈恢萌鐖D所示。已知B、C元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍，則A、B、C分別為()A．Be、Na、Al B．B、Mg、SiC．O、P、Cl D．C、Al、P【解析】設(shè)A的原子序數(shù)為x，則B的原子序數(shù)為x＋8－1，C的原子序數(shù)為x＋8＋1，由(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8，則A為O元素，B為P元素，C為Cl元素?！敬鸢浮緾考點(diǎn)二元素周期律及其應(yīng)用必備知識(shí)夯實(shí)1．元素周期律2．原子半徑(1)影響因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能層數(shù)：能層數(shù)越多，原子半徑\o(□,\s\up3(1))越大,核電荷數(shù)：能層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，原子,半徑\o(□,\s\up3(2))越小))(2)變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸eq\o(□,\s\up3(3))減?。煌髯逶貜纳系较?，原子半徑逐漸eq\o(□,\s\up3(4))增大。3．電離能(1)第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子eq\o(□,\s\up3(1))失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為eq\o(□,\s\up3(2))氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的eq\o(□,\s\up3(3))最低能量，符號(hào)：eq\o(□,\s\up3(4))I1，單位：eq\o(□,\s\up3(5))kJ·mol－1。(2)規(guī)律①同周期：第一種元素的第一電離能eq\o(□,\s\up3(6))最小，最后一種元素的第一電離能eq\o(□,\s\up3(7))最大，從左到右總體呈現(xiàn)eq\o(□,\s\up3(8))增大的變化趨勢(shì)。同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p軌道處于全空或半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能分別大于同周期相鄰的第ⅢA族和第ⅥA族元素，如第一電離能：Mgeq\o(□,\s\up3(9))>Al，Peq\o(□,\s\up3(10))>S。②同族元素：從上至下第一電離能eq\o(□,\s\up3(11))逐漸變小。③同種原子：隨著電子的逐個(gè)失去，陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越eq\o(□,\s\up3(12))多，再失去電子需克服的電性引力越來(lái)越eq\o(□,\s\up3(13))大，消耗的能量越來(lái)越eq\o(□,\s\up3(14))大，逐級(jí)電離能越來(lái)越eq\o(□,\s\up3(15))大(即I1eq\o(□,\s\up3(16))<I2eq\o(□,\s\up3(17))<I3…)。當(dāng)相鄰兩級(jí)電離能變化倍數(shù)較大時(shí)，此兩個(gè)電子可能分處于兩個(gè)不同能層。4．電負(fù)性(1)含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強(qiáng)。(2)標(biāo)準(zhǔn)：以最活潑的非金屬氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))。(3)變化規(guī)律：金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。在元素周期表中，同周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大，同主族從上到下，元素的電負(fù)性逐漸變小。5．對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。【易錯(cuò)辨析】正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”，錯(cuò)誤的寫明原因。(1)同周期主族元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小(×)原因：同周期主族元素，從左到右，離子半徑先減小后增大再減小。(2)電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，一定形成離子鍵(×)原因：電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，一般形成離子鍵，也可能形成共價(jià)鍵。(3)根據(jù)元素周期律，氮與氧、鎂與鋁相比，都是后者的第一電離能小(√)(4)根據(jù)最高正化合價(jià)與族序數(shù)的關(guān)系可知，氧元素的最高正價(jià)為＋6價(jià)(×)原因：氧元素?zé)o最高正價(jià)。(5)第三周期非金屬元素含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng)(×)原因：應(yīng)為最高價(jià)含氧酸的酸性從左到右依次增強(qiáng)。名師課堂點(diǎn)撥1．粒子半徑大小的比較方法2．元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的判斷方法3．電離能的三個(gè)重要應(yīng)用關(guān)鍵能力提升一、粒子半徑大小比較1．已知短周期元素的四種離子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述中正確的是()A．原子序數(shù)：D>C>B>AB．原子半徑：B>A>D>CC．離子半徑：C3－>D－>A2＋>B＋D．氧化性：A2＋>B＋，還原性：C3－>D－【解析】由于四種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，離子所對(duì)應(yīng)的元素應(yīng)位于相鄰兩個(gè)周期，根據(jù)陰陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù)，得出元素在周期表中的位置關(guān)系：eq\f(CD,BA)。原子序數(shù)大小順序應(yīng)為A>B>D>C，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)原子半徑的遞變規(guī)律，可以判斷B>A>C>D，B項(xiàng)錯(cuò)誤；離子半徑大小順序應(yīng)為C3－>D－>B＋>A2＋，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律可以判斷，D項(xiàng)正確。【答案】D2．比較下列粒子半徑的大小，用“>”或“<”填空。(1)Na______Mg______Cl。(2)O2－______F－______Mg2＋______Al3＋。(3)S2－______Cl－______O2－。(4)P______O______F?！敬鸢浮?1)>>(2)>>>(3)>>(4)>>二、電離能的比較與應(yīng)用3．(2023·湖南邵陽(yáng)模擬)(1)Fe和Cu的部分電離能數(shù)據(jù)如下：元素FeCu第一電離能I1/(kJ·mol－1)759756第二電離能I2/(kJ·mol－1)15611958I2(Cu)大于I2(Fe)的主要原因是__________________________________________。(2)Al、Si、P和S的第一電離能由小到大的順序?yàn)開(kāi)___________，判斷的依據(jù)是__________________________________________。(3)Ga、As、Se三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_________________。(4)現(xiàn)有銅、鋅元素的相應(yīng)狀態(tài)如下：①鋅：[Ar]3d104s2②鋅：[Ar]3d104s1③銅：[Ar]3d104s1④銅：[Ar]3d10失去1個(gè)電子需要的能量由大到小排序是____________。A．④②①③ B．④②③①C．①②④③ D．①④③②【解析】(1)Cu＋的價(jià)電子排布式為3d10，F(xiàn)e＋的價(jià)電子排布式為3d64s1，Cu＋失去的是3d10上的電子，而Fe＋失去的是4s1上的電子，3d10為全充滿，更穩(wěn)定，所以I2(Cu)大于I2(Fe)。(3)同周期元素從左到右，元素的第一電離能一般是逐漸增大的，但As原子的價(jià)電子排布式為4s24p3，其4p能級(jí)處于半充滿的較穩(wěn)定狀態(tài)，故As元素的第一電離能反常，三種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)锳s>Se>Ga。(4)①③分別是基態(tài)鋅原子和銅原子的電子排布式，②④分別是鋅原子和銅原子失去一個(gè)電子后的電子排布式，由同一元素的第二電離能大于第一電離能，及原子軌道處于全充滿狀態(tài)時(shí)失電子更難，知失去一個(gè)電子所需能量由大到小的順序是④>②>①>③。【答案】(1)Cu的價(jià)層電子排布式為3d104s1，失去一個(gè)電子后價(jià)層電子排布式為3d10，全充滿，較穩(wěn)定(2)Al<Si<S<P同周期主族元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢(shì)，P的3p軌道半充滿，第一電離能大于S(3)As>Se>Ga(4)A電離能大小的判斷方法(1)(2)同種元素電離能逐級(jí)增大，即I1<I2<I3……三、電負(fù)性的比較與應(yīng)用4．(2023·河南開(kāi)封模擬)(1)K4[Fe(CN)6]所含元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_____________________。(2)H2NCH2CH2NH2分子中各元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開(kāi)_____________。【解析】(1)一般情況下，金屬元素的電負(fù)性小于非金屬元素，且元素的金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越小，因此K4[Fe(CN)6]所含元素電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹>C>Fe>K。(2)同周期從左往右，元素的電負(fù)性逐漸增大，H的電負(fù)性小于C，故H2NCH2CH2NH2分子中各元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠<C<N。【答案】(1)N>C>Fe>K(2)H<C<N5．(2024·福建師范大學(xué)附屬中學(xué)月考)(1)已知電負(fù)性：H>Si，則SiHCl3充分水解的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。(2)氮雜氟硼二吡咯具有作為光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)光敏劑的潛能，結(jié)構(gòu)如圖所示，該分子中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________________(用元素符號(hào)表示)。【解析】(1)已知電負(fù)性：H>Si，則H吸引電子的能力比Si強(qiáng)，SiHCl3中H顯－1價(jià)，Si顯＋4價(jià)，因此SiHCl3水解時(shí)除生成硅酸和HCl外，其－1價(jià)的H還和H2O中＋1價(jià)的H反應(yīng)生成氫氣，故其水解的化學(xué)方程式為SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑。(2)該分子中所有元素為H、B、C、N、F，根據(jù)同一周期從左往右電負(fù)性依次增大，同一主族從上往下電負(fù)性依次減小，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>N>C>H>B?！敬鸢浮?1)SiHCl3＋3H2O=H2SiO3↓＋3HCl＋H2↑(2)F>N>C>H>B四、元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱比較6．下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱C測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱DFe、Cu分別與稀鹽酸反應(yīng)比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱【解析】A項(xiàng)，Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)的難易程度，即可判斷出氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱；B項(xiàng)，向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨，MgCl2與NH3·H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2，AlCl3與NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3，但無(wú)法比較二者的金屬性強(qiáng)弱；C項(xiàng)，測(cè)定相同物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根據(jù)pH可判斷出Na2CO3與Na2SO4水解程度的大小，即判斷出H2CO3與H2SO4的酸性強(qiáng)弱，從而判斷出碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱；D項(xiàng)，利用Fe、Cu與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象的不同即可判斷出Fe、Cu的金屬性強(qiáng)弱?！敬鸢浮緽角度一元素周期律的簡(jiǎn)單應(yīng)用1．(1)(2022·湖南卷)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________________________。(2)(2021·山東卷)O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________________。(3)(2020·全國(guó)卷Ⅱ)CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是______________?！窘馕觥?1)富馬酸亞鐵中含C、H、O、Fe四種元素，由電負(fù)性遞變規(guī)律可知，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>C>H>Fe。(2)根據(jù)ClO2中O顯負(fù)價(jià)、Cl顯正價(jià)，知O的電負(fù)性大于Cl的電負(fù)性，又同一周期主族元素從左到右電負(fù)性依次增大，故O、F、Cl電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镕>O>Cl。(3)O為非金屬元素，其電負(fù)性在三種元素中最大，Ca和Ti同為第四周期元素，金屬性Ca>Ti，故電負(fù)性的大小順序是O>Ti>Ca?！敬鸢浮?1)O>C>H>Fe(2)F>O>Cl(3)O>Ti>Ca2．(1)(2022·全國(guó)甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級(jí)電離能I變化趨勢(shì)(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是________(填標(biāo)號(hào))，判斷的根據(jù)是__________________________________________________________________________；第三電離能的變化圖是__________(填序號(hào))。(2)(2022·河北卷)Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是________，原因是_________________________________________________________。(3)(2020·全國(guó)卷Ⅰ)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是__________________________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________________________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578【解析】(1)同周期元素的第一電離能從左到右呈增大的趨勢(shì)，但N的2p軌道上的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，其第一電離能高于鄰位C、O的第一電離能，故圖a符合C、N、O、F第一電離能的大小順序；C、N、O、F的價(jià)電子排布式分別為2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5，失去兩個(gè)電子后，價(jià)電子排布式分別為2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3，此時(shí)F的2p軌道上的電子排布處于半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，其第三電離能最大，O的半徑小于N的半徑，O的第三電離能大于N的，C失去的第三個(gè)電子為2s上的電子，導(dǎo)致其第三電離能大于N的，故圖b符合C、N、O、F第三電離能的大小順序。(3)Li和Na均為第ⅠA族元素，由于Na電子層數(shù)多，原子半徑大，故Na比Li容易失去最外層電子，即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均為第二周期元素，隨原子序數(shù)遞增，第一電離能呈增大的趨勢(shì)，而Be的2s能級(jí)處于全充滿狀態(tài)，較難失去電子，故Be的第一電離能比B的大。【答案】(1)a同周期元素的第一電離能從左到右呈增大的趨勢(shì)，但N的2p軌道上的電子排布是半充滿的，相對(duì)較穩(wěn)定，其第一電離能高于鄰位C、O的第一電離能b(2)CuCu的價(jià)電子排布式為3d104s1，Zn的價(jià)電子排布式為3d104s2，Zn為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，Cu的第一電離能比Zn的第一電離能小，Cu失去一個(gè)電子后形成的Cu＋的價(jià)電子排布式為3d10，為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失去電子，Zn失去1個(gè)電子后形成的Zn＋的價(jià)電子排布式為3d104s1，較易失去一個(gè)電子達(dá)到更穩(wěn)定狀態(tài)，Cu的第二電離能比Zn的第二電離能大(3)Na與Li同族，Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失去電子Li、Be、B同周期，核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，第一電離能最大。與Li相比，B核電荷數(shù)大，原子半徑小，較難失去電子，第一電離能較大角度二元素周期表和元素周期律的綜合應(yīng)用3．(2023·全國(guó)甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說(shuō)法正確的是()A．原子半徑：X>WB．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X<ZC．Y與X可形成離子化合物D．Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸【解析】WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一，WX2為NO2或SO2，W的原子序數(shù)比X的小，故W是N，X是O；Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，Y的原子序數(shù)比O的大，則Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，Y是Mg；又四種元素的最外層電子數(shù)之和為19，則Z的最外層電子數(shù)是6，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系知Y為S。同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，即r(O)<r(N)，A錯(cuò)誤；H2O分子間形成了氫鍵，故H2O的沸點(diǎn)比H2S的沸點(diǎn)高，B錯(cuò)誤；MgO為離子化合物，C正確；H2SO4是強(qiáng)酸，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾4．(2023·浙江卷)X、Y、Z、M、Q是五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X的2s軌道全充滿，Y的s能級(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)的兩倍，M是地殼中含量最多的元素，Q是純堿中的一種元素。下列說(shuō)法不正確的是()A．電負(fù)性：Z>XB．最高正價(jià)：Z<MC．Q與M的化合物中可能含有非極性共價(jià)鍵D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：Z>Y【解析】X、Y、Z、M、Q是五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，Y的s能級(jí)電子數(shù)量是p能級(jí)的兩倍，Y為C；X的2s軌道全充滿，原子序數(shù)：X<Y，則X為Be或B；M是地殼中含量最多的元素，M為O；原子序數(shù)：Y<Z<M<Q，則Z為N；Q是純堿中的一種元素，則Q為Na。元素非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性：N>B或Be，A正確；N的最高正價(jià)為＋5價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)，B錯(cuò)誤；Na和O形成的Na2O2中含有非極性共價(jià)鍵，C正確；非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性：N>C，酸性：HNO3>H2CO3，D正確。【答案】B5．(2022·河北卷)兩種化合物的結(jié)構(gòu)如下，其中X、Y、Z、R、Q是原子序數(shù)依次增大的五種短周期主族元素，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．在兩種化合物中，X、Y、Z、R、Q均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)B．X、Y、Z、R、Q中，R的非金屬性及簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性均最強(qiáng)C．將裝有YZ2氣體的透明密閉容器浸入冰水中，氣體顏色變淺D．Z的某種同素異形體在大氣中的含量與環(huán)境污染密切相關(guān)【解析】題圖中X形成四個(gè)共價(jià)鍵，則X位于第ⅣA族，Y形成三個(gè)共價(jià)鍵，位于第ⅢA族或第ⅤA族，Z形成兩個(gè)共價(jià)鍵，位于第ⅥA族，R形成一個(gè)共價(jià)鍵，為H元素或位于第ⅦA族，Q形成五個(gè)共價(jià)鍵，位于第ⅤA族，結(jié)合原子序數(shù)關(guān)系可知，X為C元素、Y為N元素、Z為O元素、R為F元素、Q為P元素。圖示化合物中P元素最外層有10個(gè)電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；五種元素中F的非金屬性最強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氫化物HF最穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；NO2為紅棕色，N2O4為無(wú)色，2NO2N2O4是放熱反應(yīng)，降溫時(shí)其平衡正向移動(dòng)，氣體顏色變淺，C項(xiàng)正確；大氣中的O3含量與環(huán)境污染密切相關(guān)，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼課后作業(yè)(二十五)元素周期表和元素周期律[A組基礎(chǔ)鞏固]1．(2023·江西撫州模擬)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p4。則下列有關(guān)比較正確的是()A．原子半徑：③>②>①B．電負(fù)性：④>③>②>①C．第一電離能：④>③>②>①D．最高正化合價(jià)：④>③>②>①【解析】①為Si；②為P；③為N；④為O。Si、P同周期，N、P同主族，則原子半徑：Si>P>N，即①>②>③，A錯(cuò)誤；同周期中，隨原子序數(shù)的遞增，電負(fù)性逐漸增大，同主族中，原子序數(shù)越大，電負(fù)性越小，則電負(fù)性：O>N>P>Si，即④>③>②>①，B正確；同周期中，第一電離能有增大的趨勢(shì)，但核外電子處于全充滿或半充滿時(shí)，第一電離能比其后的原子大，第一電離能：N>O>P>Si，即③>④>②>①，C錯(cuò)誤；N、P的最高正價(jià)為＋5價(jià)，Si的為＋4價(jià)，O的為0價(jià)(一般情況下)，則最高正化合價(jià)：③＝②>①>④，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽2．(2024·湖南岳陽(yáng)模擬)對(duì)于下列性質(zhì)的比較正確的是()A．離子半徑：r(Cl－)>r(S2－)>r(Na＋)B．元素的電負(fù)性：Si<P<NC．穩(wěn)定性：H2O>H2S>HClD．晶格能：MgO>NaBr>NaCl【解析】電子層結(jié)構(gòu)相同的離子核電荷數(shù)越大離子半徑越小，電子層數(shù)越多離子半徑越大，故離子半徑：r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)，故A錯(cuò)誤；同主族自上而下電負(fù)性呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，同周期自左向右電負(fù)性逐漸增大，故電負(fù)性：Si<P<N，故B正確；非金屬性：S<Cl，故氫化物穩(wěn)定性：H2S<HCl，故C錯(cuò)誤；離子半徑：r(Mg2＋)<r(Na＋)，r(O2－)<r(Cl－)<r(Br－)，且Mg2＋、O2－電荷多，故晶格能：MgO>NaCl>NaBr，故D錯(cuò)誤。【答案】B3．(2023·江蘇常州模擬)二甲雙胍()是治療Ⅱ型糖尿病的一線藥物并可以顯著抑制腫瘤生長(zhǎng)。下列說(shuō)法不正確的是()A．第一電離能：I1(N)>I1(C)B．二甲雙胍易溶于水C．基態(tài)N原子價(jià)電子的軌道表示式：D．二甲雙胍分子中碳原子與氮原子間σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為4∶1【解析】N原子的電子排布式為1s22s22p3，p軌道為半充滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失去電子，C原子的核外電子排布式為1s22s22p2，較不穩(wěn)定，所以第一電離能：I1(N)>I1(C)，A正確；二甲雙胍含有氨基，與水分子能形成氫鍵，易溶于水，B正確；N原子的電子排布式為1s22s22p3，價(jià)電子的軌道表達(dá)式為，C錯(cuò)誤；二甲雙胍分子中碳原子與氮原子間σ鍵的數(shù)目為8，π鍵的數(shù)目為2，二者之比為4∶1，D正確?！敬鸢浮緾4．(2023·江西南昌模擬)KH2PO4晶體具有優(yōu)良的光學(xué)和物理學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用于一些高科技領(lǐng)域。下列說(shuō)法正確的是()A．基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)：H<O<P<KB．電負(fù)性：O>P>KC．KH2PO4存在非極性鍵D．基態(tài)P原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有5種【解析】基態(tài)H原子只有1個(gè)電子，有1個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)O原子價(jià)層電子排布式為2s22p4，有2個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)P原子價(jià)層電子排布式為3s23p3，有3個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)K原子價(jià)層電子排布式為4s1，有1個(gè)未成對(duì)電子，未成對(duì)電子數(shù)最多是P，A錯(cuò)誤；元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，非金屬性：O>P>K，故電負(fù)性：O>P>K，B正確；KH2PO4中存在離子鍵和極性共價(jià)鍵，不存在非極性鍵，C錯(cuò)誤；基態(tài)P原子核外有15個(gè)電子，核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有15種，D錯(cuò)誤。【答案】B5．(2024·浙江杭州模擬)X、Y、Z、M、Q為五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，X和Q為同主族元素，Y和M為同周期元素。X的2s軌道全充滿，Q的s能級(jí)電子數(shù)比p能級(jí)的電子數(shù)少1，Y和M是純堿中的兩種元素。下列說(shuō)法不正確的是()A．最高正價(jià)：Y<ZB．電負(fù)性：M>ZC．Y與M形成的化合物中不可能含有非極性共價(jià)鍵D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：X>Q【解析】X、Y、Z、M、Q為五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大，Q原子序數(shù)最大，s能級(jí)電子數(shù)比p能級(jí)電子數(shù)少1，Q原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1，Q為Al，X與Al同主族，2s軌道全充滿，X為B，Y和M為同周期元素且是純堿中的兩種元素，則Y為C，M為O，則Z為N。C的最高正價(jià)為＋4價(jià)，N的最高正價(jià)為＋5價(jià)，最高正價(jià)：C<N，A正確；同周期元素從左到右電負(fù)性逐漸增強(qiáng)，電負(fù)性：O>N，B正確；C和O能形成C3O2，其結(jié)構(gòu)式為O=C=C=C=O，含有非極性共價(jià)鍵，C錯(cuò)誤；B的非金屬性強(qiáng)于Al，則最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：H3BO3>Al(OH)3，D正確?！敬鸢浮緾6．(2023·江蘇南通模擬)氯化亞砜(SOCl2)又稱亞硫酰氯，易與醇、酚等有機(jī)物生成氯化物，遇水立即水解。下列說(shuō)法正確的是()A．半徑大小：r(S2－)>r(Cl－)B．第一電離能：I1(S)>I1(O)C．SOCl2有較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性D．SOCl2水解生成H2SO4和HCl【解析】硫離子和氯離子核外電子層排布相同，氯離子的核電荷數(shù)大于硫離子，離子半徑：r(S2－)>r(Cl－)，故A正確；S、O同主族，隨核電荷數(shù)的增加，第一電離能減小，即I1(S)<I1(O)，故B錯(cuò)誤；由氯化亞砜遇水立即水解可知，其穩(wěn)定性較差，故C錯(cuò)誤；SOCl2水解生成H2SO3和HCl，故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼[B組能力提升]7．(2024·遼寧朝陽(yáng)模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X原子的價(jià)電子排布式可表示為nsnnpn＋1，Y是地殼中含量最多的元素，Z的原子半徑在短周期中最大，Y、W同主族。下列說(shuō)法正確的是()A．常溫常壓下，X、Y、W的單質(zhì)均呈氣態(tài)B．簡(jiǎn)單離子半徑：Y<Z<WC．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X<Y<WD．X、Z、W分別與Y組成的化合物均不止一種【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X原子的價(jià)電子排布式可表示為nsnnpn＋1，n＝2，所以X是N；Y是地殼中含量最多的元素，Y是O；Z的原子半徑在短周期中最大，Z是Na；Y、W同主族，W是S。常溫常壓下，硫單質(zhì)呈固態(tài)，A錯(cuò)誤；核外電子層數(shù)越多，離子半徑越大，核外電子排布相同時(shí)離子半徑隨原子序數(shù)的增大而減小，則簡(jiǎn)單離子半徑：Na＋<O2－<S2－，B錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，簡(jiǎn)單氫化物越穩(wěn)定，簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：S<N<O，C錯(cuò)誤；N、Na、S分別與O組成的化合物均不止一種，例如NO、NO2、氧化鈉、過(guò)氧化鈉、SO2、SO3等，D正確?！敬鸢浮緿8．(2024·福建寧德模擬)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說(shuō)法正確的是()A．第一電離能：W>X>Y>ZB．簡(jiǎn)單離子的還原性：Y>X>WC．簡(jiǎn)單離子的半徑：W>X>Y>ZD．氫化物水溶液的酸性：Y>W【解析】四種短周期主族元素，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，若X為第二周期元素原子，則X可能為Be或O，若X為第三周期元素原子，則均不滿足題意，Z與X能形成Z2X2的淡黃色化合物，該淡黃色固體為Na2O2，則X為O元素，Z為Na元素；Y與W的最外層電子數(shù)相同，則Y為F元素，W為Cl元素。同一周期從左向右第一電離能總趨勢(shì)為逐漸增大，同一主族從上到下第一電離能逐漸減小，故四種元素中第一電離能從大到小的順序?yàn)镕>O>Cl>Na，A錯(cuò)誤；單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，簡(jiǎn)單離子的還原性越弱，O、F、Cl三種元素中F2的氧化性最強(qiáng)，O2的氧化性最弱，故簡(jiǎn)單離子的還原性：O2－>Cl－>F－，B錯(cuò)誤；電子層數(shù)越多簡(jiǎn)單離子半徑越大，相同結(jié)構(gòu)的離子，原子序數(shù)越大半徑越小，故四種元素中離子半徑從大到小的順序?yàn)镃l－>O2－>F－>Na＋，C正確；F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素，則形成氫化物后F原子束縛H原子的能力強(qiáng)于Cl原子，在水溶液中HF不容易發(fā)生電離，故HCl的酸性強(qiáng)于HF，D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾9．(2023·江西贛州模擬)元素W、X、Y、Z為短周期主族元素且原子序數(shù)依次遞增，W的一種核素沒(méi)有中子，X與W形成的氣體化合物溶于水能使紫色石蕊溶液變藍(lán)，元素Y的次外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,4)，Z元素形成的一種單質(zhì)易自燃。下列敘述正確的是()A．化合物XY2屬于酸性氧化物B．簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：Z>Y>XC．原子半徑：r(W)<r(Y)<r(Z)<r(X)D．元素W和Y能形成綠色氧化劑【解析】W的一種核素沒(méi)有中子，則W為H；X與W(H)形成的氣體化合物溶于水顯堿性，則X為N；Y元素的次外層電子數(shù)為核外電子總數(shù)的eq\f(1,4)，則Y為O；在自然界中易燃的單質(zhì)是白磷，故Z是P。XY2是NO2，該物質(zhì)不屬于酸性氧化物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O分子之間形成的氫鍵數(shù)目多于NH3分子之間形成的氫鍵數(shù)目，則H2O的沸點(diǎn)高于NH3的沸點(diǎn)，PH3分子之間沒(méi)有氫鍵，其沸點(diǎn)低于NH3，所以沸點(diǎn)：H2O>NH3>PH3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；主族元素同周期自左向右原子半徑逐漸減小，同主族自上而