2025年高一上學(xué)期化學(xué)專題五元素周期律與元素周期表一、元素周期表的結(jié)構(gòu)與編排原理（一）周期表的構(gòu)建基礎(chǔ)元素周期表是化學(xué)元素按核電荷數(shù)遞增順序排列的體系，其核心編排原則包括：橫行（周期）：將電子層數(shù)相同的元素從左到右排列，共7個(gè)周期。短周期（1-3周期）分別含2、8、8種元素，長周期（4-7周期）含18、18、32、32種元素（第七周期為未完成周期）?？v列（族）：將最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增順序排列，共18個(gè)縱列分為16個(gè)族。其中7個(gè)主族（ⅠA-ⅦA）、7個(gè)副族（ⅠB-ⅦB）、1個(gè)Ⅷ族（8-10縱列）及1個(gè)0族（稀有氣體）。（二）周期表的單元格信息每個(gè)單元格包含元素的關(guān)鍵信息，以鐵元素為例：原子序數(shù)（左上角數(shù)字）：等于核電荷數(shù)（26）；元素符號(hào)（右上角字母）：Fe；元素名稱（中間漢字）：鐵；相對(duì)原子質(zhì)量（下方數(shù)字）：55.85。（三）特殊結(jié)構(gòu)與規(guī)律周期序數(shù)=電子層數(shù)，如第三周期元素均有3個(gè)電子層；主族序數(shù)=最外層電子數(shù)，如ⅦA族元素最外層均為7個(gè)電子；同周期ⅡA與ⅢA族原子序數(shù)差：短周期為1（如Na與Mg相差1），長周期為11（如Ca與Ga相差11）或25（如Ba與Tl相差25）。二、元素周期律的實(shí)質(zhì)與遞變規(guī)律（一）核外電子排布的周期性隨著原子序數(shù)遞增，元素原子最外層電子數(shù)呈現(xiàn)1→8的周期性變化（第一周期為1→2）。例如：第二周期（3-10號(hào)元素）：最外層電子數(shù)從1（Li）遞增至8（Ne）；第三周期（11-18號(hào)元素）：最外層電子數(shù)從1（Na）遞增至8（Ar）。（二）原子半徑的遞變同周期（左→右）：核電荷數(shù)增加，原子半徑逐漸減?。ㄈ鐁(Na)＞r(Mg)＞r(Al)）；同主族（上→下）：電子層數(shù)增加，原子半徑逐漸增大（如r(F)＜r(Cl)＜r(Br)）；離子半徑比較：電子層結(jié)構(gòu)相同的離子：核電荷數(shù)越大，半徑越小（如r(O2?)＞r(F?)＞r(Na?)）；同種元素的離子：陰離子半徑＞原子半徑＞陽離子半徑（如r(Cl?)＞r(Cl)，r(Na?)＜r(Na)）。（三）元素性質(zhì)的遞變規(guī)律金屬性與非金屬性同周期：從左到右金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)。例如第三周期：金屬性：Na＞Mg＞Al（與水反應(yīng)劇烈程度遞減）；非金屬性：Si＜P＜S＜Cl（最高價(jià)含氧酸酸性：H?SiO?＜H?PO?＜H?SO?＜HClO?）。同主族：從上到下金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱。例如ⅦA族：非金屬性：F＞Cl＞Br＞I（氫化物穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI）。化合價(jià)最高正價(jià)：主族序數(shù)（O、F除外），如S（ⅥA）最高正價(jià)為+6；最低負(fù)價(jià)：主族序數(shù)-8（H為-1），如Cl（ⅦA）最低負(fù)價(jià)為-1；關(guān)系：|最高正價(jià)|+|最低負(fù)價(jià)|=8（H、O、F除外）。氫化物與最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物氫化物穩(wěn)定性：非金屬性越強(qiáng)，氫化物越穩(wěn)定（如HCl穩(wěn)定性＞H?S）；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物：金屬性越強(qiáng)，堿性越強(qiáng)（如NaOH＞Mg(OH)?）；非金屬性越強(qiáng)，酸性越強(qiáng)（如HClO?＞H?SO?）。三、“位-構(gòu)-性”關(guān)系及應(yīng)用模型（一）核心邏輯鏈元素在周期表中的位置（周期、族）由其原子結(jié)構(gòu)（電子層數(shù)、最外層電子數(shù)）決定，進(jìn)而決定化學(xué)性質(zhì)（金屬性、非金屬性等），三者形成緊密關(guān)聯(lián)的思維模型。（二）實(shí)例分析以氯元素（Cl）為例：位置：第三周期ⅦA族；結(jié)構(gòu)：3個(gè)電子層，最外層7個(gè)電子；性質(zhì)：非金屬性強(qiáng)，單質(zhì)（Cl?）具強(qiáng)氧化性，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（HClO?）為最強(qiáng)無機(jī)酸，氫化物（HCl）穩(wěn)定且易溶于水形成強(qiáng)酸。（三）未知元素性質(zhì)預(yù)測(cè)已知某元素位于第四周期ⅤA族（As），可推測(cè)：原子結(jié)構(gòu)：4個(gè)電子層，最外層5個(gè)電子；性質(zhì)：非金屬性弱于P，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物（H?AsO?）為中強(qiáng)酸，氫化物（AsH?）穩(wěn)定性弱于PH?。四、元素周期表的實(shí)際應(yīng)用（一）科學(xué)研究中的指導(dǎo)作用新元素發(fā)現(xiàn)：依據(jù)周期表空位預(yù)測(cè)未發(fā)現(xiàn)元素的性質(zhì)，如118號(hào)元素Og（0族）被預(yù)測(cè)為稀有氣體，后經(jīng)人工合成證實(shí)；物質(zhì)合成方向：在金屬與非金屬分界線附近尋找半導(dǎo)體材料（如Si、Ge），在過渡元素區(qū)開發(fā)催化劑（如Fe催化合成氨）。（二）生產(chǎn)生活中的應(yīng)用農(nóng)藥研發(fā)：多數(shù)農(nóng)藥含Cl、S、P等非金屬元素，集中于周期表右上角區(qū)域；材料篩選：ⅠA族的Li用于鋰電池，ⅡA族的Mg、Ca用于合金材料，ⅦA族的F用于含氟牙膏防齲齒。（三）化學(xué)學(xué)習(xí)中的工具價(jià)值記憶與推理：通過周期律快速記憶同類元素性質(zhì)，如堿金屬均具強(qiáng)還原性；解題技巧：利用“位-構(gòu)-性”關(guān)系推斷元素，例如：若某元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為H?XO?，則其最高正價(jià)為+4，主族序數(shù)為ⅣA，最低負(fù)價(jià)為-4，氫化物化學(xué)式為XH?。五、典型例題與解題模型（一）粒子半徑比較例：比較下列粒子半徑大?。ㄌ睢埃尽被颉埃肌保篘a?___Mg2?（電子層結(jié)構(gòu)相同，Na?核電荷數(shù)小，半徑大）；Cl?___Cl（陰離子半徑＞原子半徑）；K___Cs（同主族，Cs電子層數(shù)多，半徑大）。答案：＞；＞；＜。（二）元素性質(zhì)遞變判斷例：下列說法正確的是（）A.同周期元素從左到右，原子半徑逐漸增大B.同主族元素從上到下，金屬性逐漸減弱C.酸性：H?SO?＞HClO?D.穩(wěn)定性：NH?＞PH?解析：A項(xiàng)同周期原子半徑遞減；B項(xiàng)同主族金屬性遞增；C項(xiàng)非金屬性Cl＞S，酸性HClO?更強(qiáng)；D項(xiàng)非金屬性N＞P，NH?更穩(wěn)定。答案：D。（三）“位-構(gòu)-性”綜合推斷例：短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X最外層電子數(shù)是次外層的2倍，Y在地殼中含量最高，Z?與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同。推斷：X的元素符號(hào)___（C，最外層4電子，次外層2電子）；Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物化學(xué)式___（H?CO?→錯(cuò)誤，Y為O，無最高價(jià)含氧酸，應(yīng)為H?O，但題目可能指常見元素，此處修正為Y為Al？需結(jié)合上下文，若Y為地殼中含量最高的元素則為O，需注意題目嚴(yán)謹(jǐn)性）；Z的非金屬性___Cl（Z為Cl?對(duì)應(yīng)Cl元素，與Cl同族，非金屬性相同，但若Z為K?則金屬性強(qiáng)于Na，需重新審題：Z?與Ar電子層結(jié)構(gòu)相同，則Z為Cl，故Z的非金屬性等于Cl）。六、初高中知識(shí)銜接與深化（一）與初中知識(shí)的關(guān)聯(lián)金屬活動(dòng)性順序表：對(duì)應(yīng)同主族金屬性遞變（如K＞Ca＞Na＞Mg）；原子結(jié)構(gòu)初步：初中“核外電子分層排布”擴(kuò)展為“電子層、能級(jí)、軌道”三級(jí)模型（高中選修內(nèi)容）。（二）高中階段的深化方向電子排布式書寫：如Na的電子排布式為1s22s22p?3s1；化學(xué)鍵與物質(zhì)性質(zhì)：周期律指導(dǎo)下理解離子鍵（如NaCl）與共價(jià)鍵（如HCl）的形成差異；元素化合物性質(zhì)系統(tǒng)歸納：通過周期表將分散的元素化合物知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化（如鹵族元素單質(zhì)及化合物性質(zhì)遞變）。七、學(xué)科素養(yǎng)與科學(xué)思維培養(yǎng)通過元素周期律與周期表的學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)以下核心素養(yǎng)：證據(jù)推理：從原子半徑、化合價(jià)等數(shù)據(jù)歸納周期律；模型認(rèn)知：構(gòu)建“