第05講原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

目錄

明晰學(xué)考要求...................................................................1

基礎(chǔ)知識(shí)梳理...................................................................1

考點(diǎn)精講精練...................................................................1

考點(diǎn)一原子的構(gòu)成.....................................................................5

考點(diǎn)二核外電子的排布.................................................................6

考點(diǎn)三元素周期表.....................................................................7

考點(diǎn)四元素周期律.....................................................................8

實(shí)戰(zhàn)能力訓(xùn)練...........................................................................................................................................................10

1、了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。

2、知道周期與族的概念，能描述元素周期表的結(jié)構(gòu)，理解元素周期表結(jié)構(gòu)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

3、規(guī)范表達(dá)1～18號(hào)元素在周期表中的位置。

4、依據(jù)元素周期表及元素周期律判斷有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)。

一、原子的構(gòu)成源:學(xué)§科§網(wǎng)]

1．構(gòu)成原子的微粒

構(gòu)成原子原子核

電子

的粒子質(zhì)子中子

1個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位1個(gè)電子帶1個(gè)單位

電性和電量不帶電顯性

的的

原子核的構(gòu)成一定有質(zhì)子，有質(zhì)子的微粒不一定有中子，如1H；有質(zhì)子的微粒不一定有電子，如H+。

2．微粒的核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)的關(guān)系：

(1)原子呈電中性→核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝。

(2)陽(yáng)離子帶正電荷→核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝＋。

(3)陰離子帶負(fù)電荷→核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝－。

3．質(zhì)量數(shù)

電子的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于質(zhì)子和中子，原子的質(zhì)量主要集中在上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似等

于1，若忽略電子的質(zhì)量，則有質(zhì)量數(shù)(A)＝＋。

4．原子構(gòu)成的表示方法

A

一般用符號(hào)ZX表示，X用元素符號(hào)表示，A表示，Z表示。

二、核外電子的排布規(guī)律

1．核外電子分層排布

(1)依據(jù)：含多個(gè)電子的原子里，電子的能量不同，運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核的遠(yuǎn)近不同。

(2)電子層與電子能量的關(guān)系

電子層序數(shù)1234567

電子層符號(hào)KLMNOPQ

電子離核距離由及

電子能量由到

2．核外電子排布規(guī)律

(1)核外電子總是先排布在能量最低的電子層，然后由向，依次排布在能量的電子層；

(2)原子核外各電子層最多容納個(gè)電子；

(3)原子最外層電子數(shù)不能超過(guò)個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)個(gè))；

(4)原子核外次外層電子數(shù)不超過(guò)個(gè)(當(dāng)K層或L層為次外層時(shí)分別為個(gè)和個(gè))；

(5)倒數(shù)第三層電子最多不超過(guò)個(gè)。

3．核外電子排布表示方法

(1)核外電子排布的幾條規(guī)律之間既相互獨(dú)立又相互統(tǒng)一，不能孤立地應(yīng)用其中一條。如當(dāng)M層不是最外層

時(shí)，最多排布的電子數(shù)為2×32＝18個(gè)；而當(dāng)它是最外層時(shí)，則最多只能排布8個(gè)電子。

(2)注意看清是“最外層電子數(shù)”“次外層電子數(shù)”還是“內(nèi)層電子數(shù)”。

(3)最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的2倍以上時(shí)，次外層一定是K層。

(4)注意原子結(jié)構(gòu)示意圖與離子結(jié)構(gòu)示意圖的區(qū)別。

三、元素周期表編排與結(jié)構(gòu)

1．發(fā)展歷程

2．編排原則

(1)周期：把相同的元素，按的順序，從至排成的橫行。

(2)族：把相同的元素，按的順序，從至排成的縱行。

3．結(jié)構(gòu)

(1)周期(7個(gè)橫行→7個(gè)周期)

周期分類短周期長(zhǎng)周期

周期序數(shù)1234567

元素種類28818183232

周期序數(shù)與原子

周期序數(shù)＝原子電子層數(shù)

結(jié)構(gòu)的關(guān)系

(2)族(18個(gè)縱行→16個(gè)族→7主7副1零1Ⅷ族)

族主族0族副族Ⅷ族

構(gòu)成周期由長(zhǎng)周期元素和短周期元素共同構(gòu)成僅由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成

列序1，2，13～17183～7，11，128，9，10

ⅠA，ⅡA，ⅢA，ⅣA，ⅤⅢB，ⅣB，ⅤB，ⅥB，Ⅶ

族序數(shù)0Ⅷ

A，ⅥA，ⅦAB，ⅠB，ⅡB

族序數(shù)與原

主族序數(shù)＝

子結(jié)構(gòu)關(guān)系

常見族

第ⅠA族(除氫)：元素；第ⅦA族：元素；0族：稀有氣體元素

的別稱

(3)同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)之差。

周期ⅡAⅢA

2、3nn＋1

4、5nn＋11

6、7nn＋25

四、元素周期律

1．同周期元素原子的核外電子排布、原子半徑和化合價(jià)的變化規(guī)律

(1)隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子數(shù)_、原子半徑逐漸、化合價(jià)最高正價(jià)和負(fù)價(jià)

逐漸(第ⅣA族出現(xiàn)負(fù)價(jià))，都呈周期性的變化。

【特別提醒】

(1)F無(wú)正價(jià)，O無(wú)最高正價(jià)；(2)金屬只有正價(jià)，只有非金屬才有負(fù)價(jià)。

2．同周期元素金屬性和非金屬性的變化規(guī)律

(1)Na、Mg、Al的比較

變化規(guī)律(同

NaMgAl

周期：左→右)

與冷水幾乎不反應(yīng)，

與冷水劇

單質(zhì)與水(或酸)與沸水反與酸反應(yīng)，從水或酸中置換

烈反應(yīng)，生

反應(yīng)應(yīng)，生成H2；與酸反生成H2H2能力逐漸減弱

成H2

應(yīng)，生成H2

最高價(jià)氧化物對(duì)Al(OH)3最高價(jià)氧化物對(duì)

NaOHMg(OH)2

應(yīng)水化物的堿性氫應(yīng)水化物的堿性

堿堿

強(qiáng)弱氧化物逐漸減弱

(2)Si、P、S、Cl的比較

變化規(guī)律(同周

SiPSCl

期：左→右)

單質(zhì)與氫氣較高光照或與H2化合能

加熱

反應(yīng)的條件溫度點(diǎn)燃力逐漸增強(qiáng)

氣態(tài)氫化物SiH4PH3H2SHCl氫化物穩(wěn)定

的熱穩(wěn)定性性逐漸增強(qiáng)

最高價(jià)氧化HClO4強(qiáng)

最高價(jià)氧化物

物對(duì)應(yīng)水化H2SiO3|H3PO4H2SO4酸(比

對(duì)應(yīng)的水化物

物的酸性強(qiáng)酸酸H2SO4

酸性逐漸增強(qiáng)

弱)

(3)結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，同周期主族元素的金屬性逐漸、非金屬性逐漸，呈現(xiàn)周期性

的變化。

理論解釋：在同一周期中，各元素的原子核外電子層數(shù)雖然相同，但從左到右，核電荷數(shù)依次，原子

半徑逐漸，失電子能力逐漸，得電子能力逐漸，因此元素的金屬性逐漸減弱、非金屬

性逐漸增強(qiáng)。

3．同周期元素原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)變化規(guī)律

內(nèi)容同周期從左到右(0族除外)

電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)1個(gè)→7個(gè)(第一周期除

原子結(jié)構(gòu)

外)，原子半徑逐漸減小

原子得失電子能力失電子能力，得電子能力

金屬性和非金屬性金屬性，非金屬性

單質(zhì)性質(zhì)還原性，氧化性

離子性質(zhì)陽(yáng)離子氧化性，陰離子還原性

元素最高正價(jià)：＋1→＋7(O、F除外)

主要化合價(jià)

性質(zhì)最低負(fù)價(jià)：－4→－1

非金屬氣態(tài)氫化物的形成與性

生成由難到易，增強(qiáng)，減弱

質(zhì)

最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸

增強(qiáng)，減弱

堿性

元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)變化的規(guī)律。實(shí)質(zhì)是發(fā)生周期性

變化的必然結(jié)果。

考點(diǎn)一原子的構(gòu)成

【典型例題】

【例1】（2024高二下·江蘇·學(xué)業(yè)考試）俗名往往反映了物質(zhì)的組成、性質(zhì)或用途。下列對(duì)物質(zhì)俗名的理解

不．正．確．的是

A．臭氧：O3具有腥臭味B．雙氧水：1個(gè)H2O2分子中有2個(gè)氧原子

C．鐵紅：Fe2O3呈紅色D．燒堿：NaOH具有可燃性

【例2】（2024高二上·福建·學(xué)業(yè)考試）醫(yī)療上可用液氮冷凍麻醉。氮?dú)庖夯^(guò)程發(fā)生改變的是

A．元素種類B．分子間距C．原子數(shù)目D．化學(xué)鍵

14

【例3】（2023高一下·吉林·學(xué)業(yè)考試）下列關(guān)于6C原子的說(shuō)法中，不正確的是

A．質(zhì)子數(shù)是6B．質(zhì)量數(shù)是14C．中子數(shù)是8D．電子數(shù)是12

【即時(shí)演練】

1．（2023高二上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試）下列化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是

A．鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖：B．Cl2的結(jié)構(gòu)式：Cl-Cl

C．Na2S的電子式：D．NaClO的名稱：氯酸鈉

2．（2024高一下·北京·學(xué)業(yè)考試）某元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，由此得到的結(jié)論不正確的是

A．該原子有3個(gè)電子層B．該元素屬于金屬元素

C．該元素屬于短周期元素D．該元素的最高正化合價(jià)為+6

3．（2023高一下·天津河?xùn)|·學(xué)業(yè)考試）下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)的表示正確的是

20

A．質(zhì)子數(shù)為17、中子數(shù)為20的氯原子：17ClB．二氧化碳分子的結(jié)構(gòu)式：O-C-O

C．氯分子的電子式：D．氯離子(Cl-)的結(jié)構(gòu)示意圖：

考點(diǎn)二原子核外電子的排布

【典型例題】

【例1】（2024高一下·浙江紹興·學(xué)業(yè)考試）下列說(shuō)法不正確的是

A．CCl4、C2H4、SiO2都是共價(jià)化合物

B．SO2溶于水時(shí)，需克服共價(jià)鍵和分子間作用力

C．某物質(zhì)在熔融狀態(tài)能導(dǎo)電；則該物質(zhì)中一定含有離子鍵

D．CO2和N2中，每個(gè)原子的最外層都具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

【例2】（2023高二上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試）O、S原子結(jié)構(gòu)相同的是

A．中子數(shù)B．電子層數(shù)C．最外層電子數(shù)D．核電荷數(shù)

【例3】（2024高一下·天津紅橋·學(xué)業(yè)考試）某元素R的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，下列關(guān)于該原子的

說(shuō)法正確的是

A．原子在化學(xué)反應(yīng)中易得到7個(gè)電子

B．元素位于周期表中第三周期

C．屬于金屬元素

D．最高價(jià)氧化物化學(xué)式為R7O2

【即時(shí)演練】

1．（2023高一上·廣東·學(xué)業(yè)考試）65Cu和63Cu是銅的兩種穩(wěn)定同位素，被應(yīng)用于環(huán)境示蹤。65Cu和63Cu具

有

A．相同質(zhì)量數(shù)B．相同質(zhì)子數(shù)C．相同中子數(shù)D．不同電子數(shù)

235235

2．（2024高二上·江蘇泰州·學(xué)業(yè)考試）92U是重要的核工業(yè)原料。下列有關(guān)92U說(shuō)法正確的是

238238

A．與92U互為同位素B．與92U互為同素異形體

C．含有92個(gè)中子D．核外有143個(gè)電子

3．（2023高二·四川·學(xué)業(yè)考試）某微觀粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為，下列關(guān)于該粒子的說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A．核電荷數(shù)為16B．核外有3個(gè)電子層

C．屬于非金屬原子D．在化學(xué)反應(yīng)中容易失去6個(gè)電子

考點(diǎn)三元素周期表

【典型例題】

【例1】（2024高一下·浙江溫州·學(xué)業(yè)考試）短周期元素X、Y、Z、M在周期表中的位置如圖所示，已知Y

的原子序數(shù)是X的2倍。下列說(shuō)法正確的是

X

MYZ

A．元素的最高正價(jià)：X>MB．氫化物的穩(wěn)定性：Y>X

C．離子半徑：Z>YD．M的最高價(jià)氧化物的水化物是中強(qiáng)酸

【例2】（2024高二下·北京·學(xué)業(yè)考試）某元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，下列關(guān)于該元素的說(shuō)法不．

正．確．的是

A．元素符號(hào)是SB．屬于短周期元素

C．非金屬性比氧的強(qiáng)D．加熱條件下，其單質(zhì)能與鐵反應(yīng)

【例3】（2023高一下·北京·學(xué)業(yè)考試）某元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。下列關(guān)于該元素的說(shuō)法中，

不．正．確．的是

A．元素符號(hào)是PB．屬于短周期元素C．非金屬性比硫的強(qiáng)D．最高正化合價(jià)是5價(jià)

【即時(shí)演練】

1．（2023高一·遼寧鞍山·學(xué)業(yè)考試）下表是元素周期表的一部分，①~⑥代表6種短周期主族元素，已知

③與氫元素能組成日常生活中常見的化合物。

①②③

④⑤⑥

②元素和③元素形成的氫化物，其穩(wěn)定性的強(qiáng)弱順序?yàn)?/p>

A．②大于③B．②小于③C．②等于③D．不確定

2．（2023高一·遼寧鞍山·學(xué)業(yè)考試）下表是元素周期表的一部分，①~⑥代表6種短周期主族元素，已知

③與氫元素能組成日常生活中常見的化合物。

①②③

④⑤⑥

③元素和④元素形成常見離子化合物的化學(xué)式為

A．NaOB．NaO2C．NaO或Na2O2D．Na2O或Na2O2

3．（2023高一下·浙江·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、W為短周期元素，如下表所示，其中W原子的最外層電子數(shù)是

7

其內(nèi)層電子的。下列說(shuō)法不．正．確．的是

10

XY

ZW

A．X元素的氫化物分子間可以形成氫鍵

B．Y元素的兩種同素異形體常溫下都是氣體

C．陰離子半徑從大到小的順序?yàn)閃>Z>Y>X

D．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：W>Z

考點(diǎn)四元素周期表

【典型例題】

【例1】（2024高二·江蘇南通·學(xué)業(yè)考試）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，其中只有Y、Z

處于同一周期，且相鄰，Z是地殼中含量最多的元素，W是短周期中金屬性最強(qiáng)的元素。下列說(shuō)法正確的是

A．原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)

B．W的最高價(jià)氧化物的水化物是一種弱堿

C．Y的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比Z的強(qiáng)

D．X、Y、Z三種元素可以組成共價(jià)化合物，也可以組成離子化合物

【例2】（2024高一下·浙江·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、M、Q五種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。X的最外層

電子是內(nèi)層電子的2倍，Z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．X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物呈正四面體形

B．最高正價(jià)：Z<M

C．Q與Z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：Y>X

【例3】（2023高一下·浙江·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、W四種短周期主族元素，其相對(duì)位置如圖所示，Y原子最

外層電子數(shù)是內(nèi)層的2倍，Z原子在同周期中原子半徑最大。下列說(shuō)法不．正．確．的是

A．最高化合價(jià)：W>X

B．原子半徑：Z>Y

C．非金屬性：Z>W

D．Z2Y2中存在離子鍵

【即時(shí)演練】

1．（2023高二·江蘇揚(yáng)州·學(xué)業(yè)考試）7N、8O、11Na、13Al、16S、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素，下

列說(shuō)法正確的是

A．氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O<H2S

B．原子半徑：r(N)<r(O)

C．堿性強(qiáng)弱：NaOH<Al(OH)3

D．非金屬性：S<Cl

2．（2023高一下·浙江溫州·學(xué)業(yè)考試）短周期主族元素W、X、Y、Z、Q的原子序數(shù)依次增大，W只有一個(gè)

質(zhì)子，W、Y同主族。X無(wú)最高正價(jià)，Z的原子序數(shù)是X的兩倍。下列說(shuō)法不．正．確．的是

A．原子半徑：YZ

B．簡(jiǎn)單陽(yáng)離子的得電子能力：WY

C．最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：QZ

D．W、X、Y三種元素形成的化合物中只含離子鍵

2＋＋2--

3．（2023高一下·黑龍江·學(xué)業(yè)考試）短周期元素的離子aW、bX、cY、dZ都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列

推斷正確的是

A．原子半徑：W>X>Z>YB．離子半徑：Y2->Z->X＋>W2＋

C．a(chǎn)+2=c-2D．熱穩(wěn)定性：H2Y>HZ

1．（2024高二下·江蘇鹽城·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、M和Q五種主族元素，原子序數(shù)依次增大，X原子半徑最

小，短周期中M電負(fù)性最小，Z與Y、Q相鄰，基態(tài)Z原子的s能級(jí)與p能級(jí)的電子數(shù)相等，下列說(shuō)法不正

確的是

A．沸點(diǎn)：X2ZX2QB．M與Q可形成化合物M2Q，M2Q2

2

C．鍵角大?。篨2ZX2QD．YZ3與QZ3離子空間結(jié)構(gòu)均為三角錐形

2．（2023高二·江蘇南京·學(xué)業(yè)考試）海水曬鹽得到NaCl與鹵水。氯堿工業(yè)電解飽和NaCl溶液得到Cl2和NaOH，

Cl2與NaOH溶液反應(yīng)可制取漂白劑；以NaCl、NH3、CO2等為原料可得到NaHCO3，NaHCO3可用于治療胃酸

過(guò)多。利用Cl2的氧化性可提取鹵水中的溴元素，Br和Cl都位于元素周期表VIIA族，Br位于Cl的下一周期；

從鹵水中也可提取鎂。下列化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是

A．鎂原子的結(jié)構(gòu)示意圖：B．Cl2的結(jié)構(gòu)式：Cl–Cl

C．NH3的電子式：D．NaClO的名稱：氯酸鈉

3．（2022高二·江蘇南京·學(xué)業(yè)考試）短周期主族元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，X與Z位于同一主族，

Z的單質(zhì)在常溫下是黃綠色氣體，Y原子的最外層只有一個(gè)電子。下列說(shuō)法正確的是

A．X原子易失去電子

B．原子半徑：r(Z)＞r(Y)＞r(X)

C．Y的最高價(jià)氧化物的水化物是弱堿

D．Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的弱

4．（2022高二上·江蘇鹽城·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、W是周期表中前20號(hào)元素，且原子序數(shù)依次增大。X的一

種核素在考古時(shí)常用來(lái)鑒定一些文物的年代，Y原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，Z元素的最高正

化合價(jià)與最低化合價(jià)代數(shù)和為零，W元素原子最外層只有一個(gè)電子。下列說(shuō)法正確的是

A．Z的氧化物是一種重要的半導(dǎo)體材料B．Y跟W只能形成一種氧化物

C．X與Z為同主族元素D．原子半徑：rXrYrW

5．（2022高二上·江蘇揚(yáng)州·學(xué)業(yè)考試）人體中含C、H、O、N等元素，它們均為短周期中的主族元素。

下列說(shuō)法正確的是

A．原子半徑：rN>rC>rH

B．非金屬性：CO

C．最高價(jià)氧化物的水化物的酸性：H2CO3HNO3

D．碳原子可以形成四對(duì)共用電子對(duì)，原子間連接方式多樣

3

6．（2022高一下·天津紅橋·學(xué)業(yè)考試）“月壤”中含有2He，該原子的中子數(shù)是

A．1B．2C．3D．5

7．（2022高二·江蘇南通·學(xué)業(yè)考試）X、Y、Z、W屬于1～20號(hào)元素且原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，Y

與W同主族。X原子的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，Y在同周期主族元素中原子半徑最大。下列說(shuō)

法正確的是

A．金屬性：Y>WB．原子半徑：r(X)>r(Y)>r(Z)

C．簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Z>XD．W位于周期表第四周期ⅠA族

127

8．（2021高二上·江蘇徐州·學(xué)業(yè)考試）碘是人體必需的微量元素。碘的一種核素是