元素周期律知識要點及習(xí)題集元素周期律是化學(xué)學(xué)科的基石之一，它揭示了元素之間內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律性，為我們學(xué)習(xí)和研究化學(xué)元素及其化合物的性質(zhì)提供了強(qiáng)大的指導(dǎo)。掌握元素周期律，不僅能夠幫助我們系統(tǒng)地理解化學(xué)現(xiàn)象，更能預(yù)測未知元素的性質(zhì)，推動化學(xué)學(xué)科的發(fā)展。本文將梳理元素周期律的核心知識要點，并輔以針對性的習(xí)題，以期幫助讀者深化理解和靈活運用。一、元素周期律的核心知識要點（一）元素周期律的定義與實質(zhì)元素周期律是指元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。這里的“性質(zhì)”主要包括原子半徑、主要化合價、金屬性與非金屬性、第一電離能、電負(fù)性等。實質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。正是由于隨著原子序數(shù)的增加，原子核外的電子層數(shù)和最外層電子數(shù)呈現(xiàn)出周期性的重復(fù)，才導(dǎo)致了元素性質(zhì)的周期性遞變。（二）元素周期表的結(jié)構(gòu)與周期、族的劃分元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式。1.周期：元素周期表中的橫行稱為周期。周期的序數(shù)等于該周期元素原子的電子層數(shù)。*短周期：第一、二、三周期，分別含有少量元素。*長周期：第四、五、六、七周期，元素數(shù)目較多，其中第七周期尚未填滿，又稱不完全周期。2.族：元素周期表中的縱列稱為族（除第8、9、10三個縱列合稱第Ⅷ族外）。族的劃分主要依據(jù)是元素原子的最外層電子數(shù)（價電子數(shù)）和價電子排布。*主族（A族）：由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成，族序數(shù)后標(biāo)“A”。主族元素的族序數(shù)等于其最外層電子數(shù)。*副族（B族）：完全由長周期元素構(gòu)成，族序數(shù)后標(biāo)“B”。其價電子排布較為復(fù)雜。*第Ⅷ族：位于第8、9、10三個縱列。*0族：即稀有氣體元素，其最外層電子數(shù)通常為8（氦為2），化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（三）元素性質(zhì)的周期性遞變規(guī)律1.原子半徑*同周期（從左到右）：隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w元素除外，其原子半徑測定方法不同，數(shù)據(jù)通常較大）。原因是核電荷數(shù)遞增，對核外電子的吸引力增強(qiáng)，而電子層數(shù)不變。*同主族（從上到下）：隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大。原因是電子層數(shù)依次增多，原子核對最外層電子的吸引力減弱。2.主要化合價*主族元素：最高正化合價等于其族序數(shù)（O、F除外）。非金屬元素的負(fù)化合價等于其族序數(shù)減8（H為-1）。*同周期（從左到右）：最高正化合價從+1遞增到+7（第二周期到+5），負(fù)化合價從-4遞增到-1（從ⅣA到ⅦA）。3.金屬性與非金屬性*同周期（從左到右）：金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。*金屬性減弱的表現(xiàn)：單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出H?的能力減弱；最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性減弱。*非金屬性增強(qiáng)的表現(xiàn)：單質(zhì)與H?化合的能力增強(qiáng)；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強(qiáng)；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性增強(qiáng)。*同主族（從上到下）：金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。*金屬性增強(qiáng)的表現(xiàn)：單質(zhì)與水或酸反應(yīng)置換出H?的能力增強(qiáng)；最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性增強(qiáng)。*非金屬性減弱的表現(xiàn)：單質(zhì)與H?化合的能力減弱；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性減弱；最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性減弱。4.第一電離能（氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量）*同周期（從左到右）：總體呈增大趨勢。但存在一些反常，如ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族，這與電子排布的全充滿、半充滿穩(wěn)定狀態(tài)有關(guān)。*同主族（從上到下）：第一電離能逐漸減小。5.電負(fù)性（用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大?。?同周期（從左到右）：電負(fù)性逐漸增大。*同主族（從上到下）：電負(fù)性逐漸減小。*電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)；電負(fù)性越小，金屬性越強(qiáng)。（四）元素“位、構(gòu)、性”三者之間的關(guān)系元素在周期表中的位置（周期和族）、原子結(jié)構(gòu)（核電荷數(shù)、電子層數(shù)、最外層電子數(shù)）和元素性質(zhì)（金屬性、非金屬性、化合價等）三者之間存在著密切的內(nèi)在聯(lián)系。*位置決定結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：例如，同一主族元素，由于最外層電子數(shù)相同，所以化學(xué)性質(zhì)相似，但從上到下電子層數(shù)增多，原子半徑增大，導(dǎo)致金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱。*性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)推斷位置：通過元素的性質(zhì)可以推斷其原子結(jié)構(gòu)特點，進(jìn)而確定其在周期表中的位置。這一關(guān)系是元素推斷題的解題關(guān)鍵。二、習(xí)題集（一）選擇題（單選）1.下列關(guān)于元素周期律的敘述正確的是（）A.隨著元素原子序數(shù)的遞增，原子最外層電子數(shù)總是從1到8重復(fù)出現(xiàn)B.元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化C.隨著元素原子序數(shù)的遞增，元素的最高正價從+1到+7，負(fù)價從-7到-1重復(fù)出現(xiàn)D.元素性質(zhì)的周期性變化是指原子核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化及元素主要化合價的周期性變化2.元素X、Y、Z均為短周期元素，已知X元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，Y元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，Z元素原子的電子層數(shù)是其最外層電子數(shù)的2倍。則下列說法正確的是（）A.X元素可能為HeB.Y元素可能為LiC.Z元素一定為NaD.X、Y、Z原子半徑大小關(guān)系一定為Z>X>Y3.下列各組元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)遞變情況錯誤的是（）A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、Cl元素最高正化合價依次升高C.N、O、F原子半徑依次增大D.Na、K、Rb的電子層數(shù)依次增多4.下列關(guān)于元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷不正確的是（）A.高溫下C能置換出SiO?中的Si，說明非金屬性C>SiB.同濃度下堿性：KOH>NaOH，說明金屬性K>NaC.氟氣與氫氣在暗處相遇即爆炸，氯氣與氫氣混合光照才爆炸，說明非金屬性F>ClD.氧化性：Cu2?>Na?，說明金屬性Na>Cu5.某元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式為H?XO?，該元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式是（）A.HXB.H?XC.XH?D.XH?（二）填空題6.現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。A元素原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍；B元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍；C與B同主族；D的單質(zhì)是一種常見的金屬，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物具有兩性。請回答：（1）寫出A、B、C、D四種元素的符號：A______，B______，C______，D______。（2）B、C兩種元素的氫化物穩(wěn)定性較強(qiáng)的是______（填化學(xué)式）。（3）D元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與C元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。7.下表是元素周期表的一部分，針對表中所列①~⑩元素，填寫下列空白：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0:-----:---:---:---:---:---:---:---:---1①2②③④⑤3⑥⑦⑧⑨⑩（1）在這些元素中，化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是______（填元素符號）。（2）元素⑦的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與元素⑥的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。（3）元素②、③、④的氣態(tài)氫化物中，最穩(wěn)定的是______（填化學(xué)式）。（4）元素⑤、⑩的單質(zhì)氧化性較強(qiáng)的是______（填化學(xué)式），可用什么化學(xué)反應(yīng)說明該事實（用化學(xué)方程式表示）：____________________________________。（三）推斷題8.有A、B、C、D、E五種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，且都小于20。其中A、B、C三種元素的原子最外層電子數(shù)之和為17，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)之和為31。A與C同主族，B與D同主族，B原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍。E的陽離子與A的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同。（1）寫出A、B、C、D、E五種元素的符號：A______，B______，C______，D______，E______。（2）指出C在周期表中的位置：____________________。（3）比較B、D的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：______>______（填化學(xué)式）。（4）寫出E與C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________。三、參考答案與解析（一）選擇題1.B解析：A項，第一周期He最外層電子數(shù)為2，并非從1到8；C項，O、F沒有最高正價，負(fù)價也不是從-7開始；D項，原子核外電子排布的周期性變化是元素性質(zhì)周期性變化的實質(zhì)，而非性質(zhì)本身。B項為元素周期律的正確定義。2.A解析：X元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，可能為He（1層，2個電子）、C（2層，4個電子）、S（3層，6個電子）。Y元素原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，只能是O（2層，6個電子）。Z元素原子的電子層數(shù)是其最外層電子數(shù)的2倍，可能為Li（2層，1個電子）、Ca（4層，2個電子）。A項，X可能為He，正確；B項，Y只能是O，錯誤；C項，Z可能為Li或Ca，錯誤；D項，原子半徑大小關(guān)系不確定，如Z為Li時，半徑可能小于X（如S），錯誤。3.C解析：同周期從左到右原子半徑逐漸減小，N、O、F位于同周期且原子序數(shù)依次增大，故原子半徑依次減小，C項錯誤。4.A解析：高溫下C與SiO?反應(yīng)生成Si和CO，該反應(yīng)是因為C的還原性強(qiáng)于Si，不能據(jù)此判斷非金屬性C>Si，事實上非金屬性Si<C，但該反應(yīng)的發(fā)生更多與反應(yīng)條件及產(chǎn)物的揮發(fā)性有關(guān)。判斷非金屬性強(qiáng)弱可依據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性、氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性等。B、C、D項判斷方法均正確。5.D解析：由H?XO?可知X的最高正價為+4價，則其最低負(fù)價為4-8=-4價，故氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為XH?。（二）填空題6.（1）C，O，S，Al（2）H?O（3）Al(OH)?+H?SO?=Al?(SO?)?+3H?O（或?qū)懗呻x子方程式：Al(OH)?+3H?=Al3?+3H?O）解析：A元素原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍，內(nèi)層只能是K層（2個電子），故A為C；B元素原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍，只能是O（2層，6個電子）；C與B同主族且原子序數(shù)大于B，故C為S；D的單質(zhì)最高價氧化物對應(yīng)水化物有兩性，故D為Al。7.（1）Ar（注：表中未列出，但根據(jù)常見周期表，此處可能為題目設(shè)置時的疏漏，若嚴(yán)格按表中元素，則無0族元素。若僅考慮表中①~⑩，則化學(xué)性質(zhì)最不活潑的可能是稀有氣體，但表中未出現(xiàn)，此空可能需靈活處理或題目存在瑕疵。若忽略此，繼續(xù)解答其他小題。）（2）Al(OH)?+OH?=AlO??+2H?O（元素⑥為Na，⑦為Al，其最高價氧化物對應(yīng)水化物分別為NaOH和Al(OH)?）（3）H?O（元素②為C，③為N，④為O，非金屬性O(shè)>N>C，故氫化物穩(wěn)定性H?O>NH?>CH?）（4）Cl?；Cl?+2NaBr=2NaCl+Br?（或其他合理置換反應(yīng)，元素⑤為F，⑩為Cl，但F?氧化性極強(qiáng)，通常與水反應(yīng)，故比較Cl?和Br?更合適，假設(shè)⑤為F，⑩為Cl，則F?氧化性強(qiáng)于Cl?，但F?與HCl不反應(yīng)，可用與H?反應(yīng)條件或與其他鹵化物反應(yīng)來證明，此處原表可能⑤為F，⑩為Cl，則答案為F?，方程式可為2F?+2H?O=4HF+O?↑，說明F?氧化性強(qiáng)于O?，進(jìn)而強(qiáng)于Cl?。但需根據(jù)實際表格判斷，此處按常見情況，元素⑤為F，⑩為Cl，氧化性F?>Cl?。）（三）推斷題8.（1）O，C，S，Si，K（2）第三周期ⅥA族（3）CH?>SiH?（4）2KOH+H?SO?=K?SO?+2H?O解析：B原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，次外層只能是K層（2個電子），故B為C（最外層4個電子）。B與D同主族，D為Si。A、B、C原子序數(shù)依次增大且小于20，A與C同主族，設(shè)A的質(zhì)子數(shù)為x，C的質(zhì)子數(shù)為x+8（同主族上下周期）。A、B、C最外層電子數(shù)之和為17，B最外層4個，故A和C最外層電子數(shù)之和為13，又因A與C同主族，最外層電子數(shù)相同，13為奇數(shù)，不可能均分，故A和C不可能為同主族上下周期（差8），可能A