高考化学一轮复习第五章物质结构与性质元素周期律第二讲元素周期表元素周期律学案

第二讲元素周期表元素周期律考点一元素周期表(命题指数：★★★★★)1．第一张元素周期表：2．原子序数：(1)概念：按照元素在周期表中的顺序由小到大给元素编号。(2)原子序数与原子结构的关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．元素周期表的结构：(1)周期。①含义：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列的一横行，叫做一个周期。②数目：元素周期表有7个横行，有7个周期。③分类：eq\a\vs4\al(周期,（7个）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(短周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第一、二、三周期,元素种数分别为2、8、8种)),长周期\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(第四、五、六、七周期,元素种数分别为18、18、32、,32种))))(2)族。①含义：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。②数目：元素周期表有18个纵行，有16个族。③分类：eq\a\vs4\al(族,（16个）)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(主族：由短周期和长周期共同构成，共7个,副族：完全由长周期元素构成，共7个,第Ⅷ族：第8、9、10共3个纵行,0族：第18纵行))4．元素周期表的分区：(1)按元素种类分。(2)按电子排布分。按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。各个区的元素价电子排布特点如下：分区元素分布价电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He为1s2)通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n－1)d1～9ns1～2(Pd为4d10)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近5.元素周期表的应用：(1)科学预测：为新元素的发现和预测原子结构和性质提供了线索。(2)寻找新材料。1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)每个周期的价电子排布都是从ns1开始，到ns2np6结束。()提示：×。除第一周期外均为如此排布。(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。()提示：×。氢元素的主族序数与最外层电子数相等，但属于非金属元素。(3)各周期所含元素数目各不相同，且随着周期数增加逐渐增加。()提示：×。各周期的元素种类分别为2、8、8、18、18、32、32。(4)外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是第五周期第ⅢA族，是p区元素。()提示：√。由外围电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，外围电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素。(5)第四周期元素中，Mn原子价层电子未成对电子最多。()提示：×。第四周期元素Cr价层电子3d54s1中未成对电子最多。(6)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。()提示：×。镧系元素和锕系元素都占据同一格，但是由于核内质子数不相等，所以不是同位素。2．元素的存在，是与原子结构的稳定性，特别是与原子核的稳定性有关。人们发现，原子序数大于83(铋之后)的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后(超铀元素)的元素，全部是用人工方法合成的元素(Np、Pu在自然界中也有，但含量极微)。人工合成的元素，将会完成第七周期(零族元素的原子序数应为118)，并进入第八周期，甚至第九周期。在未来的第八、九周期模拟中，原子中的电子依次填充新的能级5g能级和6g能级。能级spdfg电子数26101418(1)由此可以预见，第八、九周期各将有多少种元素？(2)在这两个周期里，“超锕系”和“新超锕系”各有多少种元素？提示：(1)第八、九周期都将有50种元素，是超长周期。(2)第八、九周期各有50种元素，减去各自的主族元素、副族元素、Ⅷ族元素、0族元素，各剩余33种元素，故“超锕系”和“新超锕系”各为33种元素。命题角度1.元素周期表的结构和应用【典例1】(2021·衡水中学模拟)1869年俄国科学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要的里程碑之一。下列有关元素周期表的说法，不正确的是()A．元素周期表有7个周期、16个族，分别对应7个横行、16个纵行B．元素周期表指导科学家们在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料C．第88号元素位于元素周期表中第七周期第ⅡA族D．目前使用的元素周期表中，最长的周期有32种元素【解析】选A。A.元素周期表中的第Ⅷ族包含8、9、10共3个纵行，因此元素周期表中虽有18个纵行，但只有16个族，故A错误；B.在金属与非金属分界线附近元素的单质的导电性介于导体与绝缘体之间，则在金属与非金属分界线附近可以寻找半导体材料，故B正确；C.第88号元素是镭，位于元素周期表中第七周期第ⅡA族，故C正确；D.元素周期表中第六、七周期最长，其中各含有32种元素，故D正确。命题角度2.元素周期表片段应用【典例2】(2019·全国Ⅱ卷)今年是门捷列夫发现元素周期律150周年。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()A．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】选D。主族元素的最高化合价与最外层电子数相等，由“W与X的最高化合价之和为8”可知，W为N，X为Al，Y为Si，Z为P。原子半径：N<Al，A正确；常温常压下，硅单质为固态，B正确；同一主族元素的气态氢化物热稳定性自上而下逐渐减弱，故Z<W，C正确；Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3是两性氢氧化物，D错误。命题角度3.元素周期表的分区【典例3】(2021·厦门模拟)由中国近代化学的启蒙者徐寿确认汉译名的下列元素中，属于d区元素的是()A．CaB．NiC．ZnD．Ga【解析】选B。Ca元素处于第四周期ⅡA族，属于s区元素，故A不选；Ni元素处于第四周期第Ⅷ族，属于d区元素，故B选；Zn元素处于第四周期第ⅡB族，属于ds区元素，故C不选；Ga元素处于第四周期第ⅢA族，属于p区元素，故D不选。(1)(宏观辨识与微观探析)在元素周期表中非金属元素存在于哪个区？主族元素在哪个区？p区只包含主族元素吗？提示：非金属元素除H属于s区外，其他均属于p区。主族元素在s区和p区；p区包含ⅢA～ⅦA族和0族。(2)(宏观辨识与微观探析)ds区只有两列，可理解为先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级，29Cu和30Zn的价电子排布是什么？提示：29Cu：3d104s1，30Zn：3d104s2(3)(证据推理和模型认知)为什么s区、d区和ds区的元素都是金属(氢元素除外)？提示：s区、d区和ds区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子及倒数第二层的d电子，呈现金属性，所以s区、d区和ds区的元素都是金属。1．元素周期表中的规律：(1)同一周期相邻主族两元素的原子序数相差1，但第ⅡA族与第ⅢA族的原子序数相差并不一定是1，如二、三周期相差1，四、五周期相差11，六、七周期相差25。(2)氢为第ⅠA族元素，但氢不属于碱金属元素，而属于非金属元素。(3)稀有气体元素原子的最外层电子数是8，但氦的最外层电子数是2，其位于0族而不是ⅡA族。(4)含元素种数最多的元素是第ⅢB族，而不是第Ⅷ族。(5)过渡元素有60多种，都是金属元素。(6)各周期所含元素的种数＝相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和。(7)原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。(8)主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。(9)主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)；ⅢB～ⅦB元素的最高正价＝副族序数。2．根据原子序数确定元素在周期表中位置的方法——0族定位法：(1)0族元素的周期序数和原子序数。0族元素HeNeArKrXeRn周期序数一二三四五六原子序数21018365486(2)方法。①比大小定周期：比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。②求差值定族数：A．若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。B．若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。3．价层电子排布和周期表的关系：(1)原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。(2)主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0价层电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6(He为ns2)(3)过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)。周期表中列数族序数价层电子排布3ⅢB(n－1)d1ns24ⅣB(n－1)d2ns25ⅤB(n－1)d3ns26ⅥB(n－1)d5ns17ⅦB(n－1)d5ns28～10Ⅷ(n－1)d6～8ns211ⅠB(n－1)d10ns112ⅡB(n－1)d10ns24.族和分区的关系：(1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。(2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。(3)副族：d区＋ds区＋f区。①d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)；②当8≤[(n－1)d＋ns]的电子数≤10时，则为第Ⅷ族元素；③ds区中(n－1)d全充满，ns的电子数＝族序数。命题点1.元素周期表的结构和应用(基础性考点)1．(2021·西安模拟)国际无机化学命名委员会在1989年做出决定，把现行元素周期表原先的主、副族及族号取消，由左至右改为18列。如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法不正确的是()A．第3列元素种类最多B．第14列元素形成的化合物种类最多C．只有第2列元素的原子最外层有2个电子D．第17列元素都是非金属元素，从上到下，单质的氧化性逐渐减弱【解析】选C。第3列为ⅢB族，有镧系和锕系元素，元素种类最多，故A正确；第14列元素为第ⅣA族元素，第ⅣA族中碳元素形成的化合物的种类最多，故B正确；第2列为碱土金属族，其最外层有2个电子，但元素He及多数过渡元素的最外层也是2个电子，故C错误；第17列为ⅦA族，都是非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，故D正确。2．下列关于元素周期表的说法正确的是()A．能与水反应生成碱的金属元素都在ⅠA族B．原子序数为奇数的元素其族序数都为奇数C．非金属元素都位于周期表中的主族和0族D．粒子的核外电子层数等于该元素所在周期数【解析】选C。A.ⅡA族元素等也可以形成碱，如Ca与水反应生成氢氧化钙，A错误；B.Co是27号元素，在第Ⅷ族，所以原子序数为奇数的元素其族序数不一定为奇数，B错误；C.副族和第Ⅷ族元素均为金属元素，则非金属元素都位于周期表中的主族和0族，C正确；D.原子的核外电子层数相同的排在一个横行里，属于同一周期，离子的电子层数相同时，不一定在同一周期，如F－和Na＋均含有2个电子层，分别属于第二、三周期，D错误。命题点2.元素周期表片段应用(综合性考点)3．(2021·济南模拟)如图为元素周期表的一部分，下列说法不正确的是()A．原子半径X>YB．X、M的简单离子的电子层结构相同C．M最高价氧化物的水化物酸性比N的强D．W的简单氢化物比Z的简单氢化物稳定【解析】选C。如图为元素周期表的一部分，X位于第三周期ⅠA族，为Na元素；M位于第二周期ⅦA族，为F元素；结合各元素的相对位置可知，Y为Mg，Z为S，N为Cl，W为O元素。同一周期的元素，从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径X>Y，A正确；Na＋和F－核外电子排布为2、8，故两种离子的电子层结构相同，B正确；F没有最高价含氧酸，C错误；元素的非金属性：O>S，则简单氢化物的稳定性：W>Z，D正确。4．(2021·广州模拟)元素X、Y、Z和Q在周期表中的位置如表所示，其中元素Q位于第四周期，X、Y、Z、Q原子的最外层电子数之和为18，下列说法不正确的是()XYZQA．原子半径(r)：r(Q)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)B．元素Z有－2、＋4、＋6等多种价态C．X和Z可形成共价化合物XZ2D．可以推测Q的最高价氧化物的水化物的化学式是H3QO4【解析】选A。元素Q位于第四周期，结合元素X、Y、Z和Q在周期表中相对位置，可知X处于第二周期，Y与Z处于第三周期，四元素原子的最外层电子数之和为18，设X元素原子最外层电子数为a，则Y、Q、Z的最外层电子数依次为a－1、a＋1、a＋2，则a－1＋a＋a＋1＋a＋2＝18，解得a＝4，故X为C、Y为Al、Q为As、Z为S。A.同周期自左而右原子半径减小，故原子半径：r(Y)＞r(Z)，故A错误；B.元素Z为硫元素，有－2、＋4、＋6等多种价态，故B正确；C.X为C元素，Z为S元素，二者形成共价化合物CS2，故C正确；D.Q为As元素，结合磷酸的分子式，可推测As的最高价氧化物的水化物的化学式是H3AsO4，故D正确。命题点3.元素周期表的分区(基础性考点)5．下列说法中正确的是()A．所有金属元素都分布在d区和ds区B．最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．s区均为金属元素【解析】选C。s区除H外均为金属元素，故A、D项错误。He、Zn等虽然最外层电子数为2但却不是s区元素，B项错误。周期表中ⅢB族～ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C项正确。6．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是()A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素B．原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区D．基态原子含有未成对电子最多的元素位于ⅤA族【解析】选C。基态原子的N层上只有一个电子的元素可能是K、Cr、Cu，所以可能位于第ⅠA族、第ⅥB族、第ⅠB族，故A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素可以为第Ⅷ族元素，如Fe、Co、Ni，故B错误；基态原子的p能级上半充满的元素为第ⅤA族元素，所以一定位于p区，故C正确；基态原子含有未成对电子最多的元素不位于ⅤA族，第ⅤA族元素未成对电子数是3，如果d能级半满有5个电子，f能级半满时有7个电子，故D错误。【加固训练—拔高】1．(2021·石家庄模拟)下列有关元素周期表的说法正确的是()A．ⅠA族的元素全部是金属元素B．0族元素原子的最外层电子数均为8C．元素周期表是元素周期律的具体表现形式D．第一、二、三周期三个周期所含元素种类较少，称为短周期，只包括主族元素，不包括其他族元素【解析】选C。ⅠA族包括H和碱金属元素，其中H为非金属元素，故A错误；He为0族元素，最外层电子数为2，故B错误；元素周期律是核外电子周期性变化的必然结果，则元素周期表是元素周期律的具体表现形式，故C正确；短周期元素包括主族和0族元素，故D错误。2．(2021·武汉模拟)如图为元素周期表中短周期的部分片段，下列说法正确的是()A．B在周期表中位置为第三周期第Ⅰ族B．C、D、E三者氧化物对应含氧酸酸性强弱顺序为C＜D＜EC．A的氢化物沸点一定高于D的氢化物，因为A的氢化物分子间可以形成氢键D．若D单质可用于制备太阳能电池，工业上可采用A单质还原D的氧化物来制备D单质【解析】选D。B是Na，在周期表中位置为第三周期第ⅠA族，故A错误；C、D、E三者最高价氧化物对应含氧酸酸性强弱顺序为C＜D＜E，没有指明是最高价氧化物，不能判断，故B错误；A的氢化物沸点可能低于D的氢化物，因为A的氢化物分子间不一定形成氢键，可能只存在范德华力，故C错误；D的单质为硅可用于制备太阳能电池，工业上可采用A单质C还原D的氧化物二氧化硅来制备单质硅，故D正确。考点二元素周期律及应用(命题指数：★★★★★)1．元素周期律：(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。(2)实质：元素性质的周期性变化是原子核外电子排布周期性变化的必然结果。2．具体表现形式：(1)原子核外电子排布的周期性变化。规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现从1到8的周期性变化。(2)原子半径的周期性变化。规律：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现由大到小的周期性变化。(3)元素化合价的周期性变化。以1～18号元素为例探究化合价的变化，图示如下：规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化[每周期：最高正价：＋1→＋7(O、F无正价)，负价：－4→－1]。3．元素金属性和非金属性强弱的判断方法：金属性比较本质原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目无关)判断方法①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强(极少数例外)②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强⑤若Xn++YX+Ym+，则Y比X的金属性强⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强非金属性比较本质原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目无关)判断方法①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强4．电离能：(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，通常用I1表示。(2)各级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，形成＋2价气态正离子所需要的最低能量叫做第二电离能，用I2表示；＋2价气态正离子再失去一个电子，形成＋3价气态正离子所需要的最低能量叫做第三电离能，用I3表示；依次类推。(3)第一电离能的变化规律。①同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈现增大的趋势。其中ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA之间元素的第一电离能出现反常。②同族元素从上到下第一电离能减小。③同种原子的逐级电离能越来越大(I1＜I2＜I3……)。5．电负性：(1)概念。①键合电子：原子中用于形成化学键的电子。②电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。(2)电负性衡量标准。电负性是由美国化学家鲍林提出的，他以氟的电负性为4.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。(3)电负性一般递变规律。①同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大；②同一主族，从上到下，元素的电负性逐渐减小。(4)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电负性接近，性质相似，被称为“对角线规则”。如：1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)原子的电子层数越多，半径越大。()提示：×。锂原子的半径比氯原子的大。(2)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。()提示：×。同一周期元素的离子半径不是逐渐减小的。(3)在所有元素中，氟的第一电离能最大。()提示：×。He的第一电离能较大。(4)铝的第一电离能比镁的第一电离能大。()提示：×。Mg最外层为3s2，相对稳定，失电子较难，第一电离能比Al大。(5)元素的电负性越大，则元素的非金属性越强。()提示：√。电负性越大，即吸引电子能力越强，元素非金属性越强。2．电负性是原子吸引键合电子的能力大小的一种度量，即电负性可以衡量元素原子对键合电子吸引力的大小。化学键和电负性的形象表述：以NH3为例，化合物中不同元素表现的化合价与其电负性有何关系？提示：NH3分子中，电负性较大的N元素表现负价，电负性较小的H表现正价。命题角度1.微粒半径大小比较【典例1】(1)(2019·全国Ⅱ卷节选)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe­Sm­As­F­O组成的化合物。比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)(2018·全国Ⅰ卷节选)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是__________________________________________________________________________________。【解析】(1)电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以离子半径：F－<O2－。(2)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－。答案：(1)小于(2)Li＋核电荷数较大，对外层电子的吸引力较强命题角度2.元素金属性、非金属性的比较【典例2】(2020·全国Ⅲ卷)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()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】选D。根据“化合物XW3与WZ相遇会产生白烟”可知XW3应为NH3，WZ为HCl，即W为氢、X为氮，Z为Cl，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。非金属性：Cl>N>H>Na，A错误；原子半径：Na>Cl>N>H，B错误；氮的含氧酸中HNO2为弱酸，C错误；NaOH为强碱，D正确。命题角度3.电离能【典例3】(1)(2020·全国Ⅰ卷节选)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。Li及周期表中相邻元素的第一电离能(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(2)(2018·全国Ⅲ卷节选)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________________。【解析】(1)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以I1(Li)＞I1(Na)；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于第ⅡA族元素基态原子s能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的第ⅢA族元素，因此I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)；(2)Zn核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Cu核外电子排布式为[Ar]3d104s1。Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，所以第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)。答案：(1)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子命题角度4.电负性【典例4】(2020·天津等级考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是()最高价氧化物的水化物元素XYZW分子式H3ZO40.1mol·L-1溶液对应的pH(25℃)1.0013.001.570.70A．元素电负性：Z<WB．简单离子半径：W<YC．元素第一电离能：Z<WD．简单氢化物的沸点：X<Z【解析】选A。根据Z的最高价氧化物的水化物的化学式，可知Z为P；根据X、Y、W的最高价氧化物的水化物的pH，X的最高价氧化物的水化物为强酸、Y的最高价氧化物的水化物为强碱、W的最高价氧化物的水化物为多元强酸，结合原子序数依次增大，则X为N，Y为Na，W为S。根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：P＜S，A项正确；S2－有3个电子层，Na＋有两个电子层，故离子半径：S2－＞Na＋，B项错误；P由于3p能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于S，C项错误；NH3分子间形成氢键，PH3分子间为范德华力，故沸点：NH3＞PH3，D项错误。1．电子分层排布的规律：(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。(3)原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18。2．粒子半径大小比较：(1)原子半径大小的比较。①同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径(或离子半径)逐渐减小(稀有气体除外)，有“序小径大”的规律。②同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，能层数越多，原子(或离子)半径越大。(2)离子半径大小的比较。①同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。②电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。③带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。3．价层电子排布与元素的最高正价数：(1)当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价。最高正价＝主族序数(O、F除外)。(2)ⅢB～ⅦB族可失去ns2和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价数＝族序数。(3)Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现八价。(4)ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以ⅠB的族数<最高正价，ⅡB只失去ns2电子，ⅡB的族序数＝最高正价。4．第一电离能：(1)影响因素。①同一周期：一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对外层电子的引力加大，因此，越靠右的元素，越不易失去电子，电离能也就越大。②同一族：同一族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径增大起主要作用，半径越大，核对电子引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。③电子排布：各周期稀有气体元素的电离能最大，原因是稀有气体元素的原子具有相对稳定的8电子(He为2电子)最外层电子构型。某些元素具有全充满和半充满的电子构型，稳定性也较高，如Be(2s2)、N(2s22p3)、Mg(3s2)、P(3s23p3)比同周期相邻元素的第一电离能大。(2)电离能的应用。①确定元素原子的核外电子排布。如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，而且最外层上只有一个电子。②确定元素的化合价。如K元素I1≪I2<I3，表明K原子容易失去一个电子形成＋1价阳离子。③判断元素的金属性、非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。④ⅡA族、ⅤA族元素原子的价电子排布分别为ns2、ns2np3，为全满和半满结构，导致这两族元素原子第一电离能反常。5．电负性的应用：(1)判断金属性或非金属性的相对强弱。①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。(2)判断元素的化合价。①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值；②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。(3)判断化学键的类型。①若两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；②若两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。命题点1.微粒半径大小比较(基础性考点)1．下列各组粒子半径大小的比较中，错误的是()A．K＞Na＞LiB．Na＋＞Mg2＋＞Al3＋C．Mg2＋＞Na＋＞F－D．Cl－＞F－＞F【解析】选C。A项，同一主族原子半径从上到下越来越大；B项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小；C项，与B项同理，应为Mg2＋＜Na＋＜F－；D项，Cl－比F－多一个电子层，Cl－＞F－，F－比F多一个电子，故半径大小F－＞F。2．下列粒子半径之比大于1的是()A．eq\f(r（Mg）,r（Ca）) B．eq\f(r（K＋）,r（Ca2＋）)C．eq\f(r（S）,r（P）) D．eq\f(r（Cl）,r（Cl－）)【解析】选B。同主族自上而下原子半径增大，即r(Mg)＜r(Ca)，故eq\f(r（Mg）,r（Ca）)＜1，A不符合题意；K＋、Ca2＋电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，即r(K＋)＞r(Ca2＋)，故eq\f(r（K＋）,r（Ca2＋）)＞1，B符合题意；同周期自左而右原子半径减小，即r(P)＞r(S)，故eq\f(r（S）,r（P）)＜1，C不符合题意；同种元素的阴离子半径大于原子半径，即r(Cl－)＞r(Cl)，故eq\f(r（Cl）,r（Cl－）)＜1，D不符合题意。命题点2.元素金属性、非金属性的比较(应用性考点)3．(2021·北京朝阳区模拟)可以说明硫元素的非金属性比氯元素的非金属性弱的是()①HCl的溶解度比H2S的大；②HClO的氧化性比H2SO4的强；③HClO4的酸性比H2SO4的强；④HCl比H2S稳定；⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子；⑥Cl2能与铁反应生成FeCl3，硫与铁反应生成FeS；⑦Cl2可以从H2S溶液中置换出S；⑧同浓度的HCl和H2S的水溶液，前者酸性强；⑨HCl(或Cl－)还原性比H2S(或S2－)弱。A．③④⑤⑥⑦⑨B．③④⑥⑦⑧C．①②⑤⑥⑦⑨D．③④⑥⑦⑨【解析】选D。①HCl的溶解度比H2S的大，溶解度与非金属性无关，故不选；②HClO的氧化性比H2SO4的强，与元素的非金属性无关，故不选；③HClO4的酸性比H2SO4的强，可知非金属性Cl大于S，故选；④HCl比H2S稳定，可知非金属性Cl大于S，故选；⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子，非金属性与最外层电子数目无关，故不选；⑥Cl2能与铁反应生成FeCl3，硫与铁反应生成FeS，则氯气得电子能力强，可知非金属性Cl大于S，故选；⑦Cl2可以从H2S溶液中置换出S，则氯气得电子能力强，可知非金属性Cl大于S，故选；⑧同浓度的HCl和H2S的水溶液，前者酸性强，氢化物的酸性不能比较非金属性，故不选；⑨HCl(或Cl－)还原性比H2S(或S2－)弱，可知非金属性Cl大于S，故选D。4．(2021·泉州模拟)据下列事实得出的推论合理的是()选项事实推论AMg与冷水难反应，Ca与冷水易反应Be(铍)与冷水更易反应B盐酸为强酸，氢氟酸为弱酸非金属性：Cl＞FCK和Rb分别位于ⅠA族的第4、5周期碱性：RbOH＞KOHD常温下，SiO2与氢氟酸和NaOH溶液均可反应SiO2是两性氧化物【解析】选C。同主族自上而下金属性增强，故金属性Ca＞Mg＞Be，故Be(铍)与冷水不易反应，故A错误；盐酸为强酸，氢氟酸为弱酸，两者均是无氧酸，不能说明非金属性的强弱，故B错误；K和Rb分别位于ⅠA族的第4、5周期，故金属性Rb＞K，碱性：RbOH＞KOH，故C正确；常温下，SiO2与氢氟酸和NaOH溶液均可反应，氢氟酸表现的是腐蚀性，不是酸性，故D错误。命题点3.电离能(综合性考点)5．(2021·成都模拟)下表中：X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。元素I1I2I3I4X496456269129543Y5781817274511575下列根据表中所列数据的判断，错误的是()A．元素X是ⅠA族的元素B．元素Y的常见化合价是＋3价C．元素X与氧形成化合物时，化学式可能是X2O2D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应【解析】选D。X和Y都是主族元素，I是电离能，X第一电离能和第二电离能相差较大，则X为第ⅠA族元素，故A正确；Y元素第三电离能和第四电离能相差较大，Y原子核外有3个电子，为ⅢA族元素，则化合价为＋3价，故B正确；元素X与O形成化合物时，X的电负性小于O元素，所以在二者形成的化合物中X显＋1价、O元素显－1或－2价，则化学式可能是X2O或X2O2，故C正确；如果Y是第三周期元素，则为Al，Al和冷水不反应，和酸与强碱溶液反应，故D错误。6．(2021·合肥模拟)下列四种元素中，其第一电离能最大的是()A．原子含有未成对电子最多的第二周期元素B．位于周期表中第三周期ⅢA族的元素C．原子最外层电子排布为2s22p4的元素D．原子最外层电子排布为3s23p3的元素【解析】选A。原子含有未成对电子最多的第二周期元素为氮元素；周期表中第三周期ⅢA族的元素为铝元素；原子最外层电子排布为2s22p4的元素为氧元素；原子最外层电子排布为3s23p3的元素为磷元素，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，同主族随原子序数增大，元素第一电离能呈减小趋势，元素原子核外处于半满、全满，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，则第一电离能最大的是氮元素。命题点4.电负性(综合性考点)7．(2021·哈尔滨模拟)下列说法不正确的是()A．第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大B．电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度C．元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强D．NaH的存在能支持可将氢元素放在第ⅦA族的观点【解析】选A。ⅠA元素从上到下，非金属性减弱，金属性增强，所以电负性从上到下逐渐减小；ⅦA族元素从上到下非金属性减弱，Ⅶ族元素的电负性从上到下逐渐减小，故A错误；金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，所以电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度，故B正确；元素的电负性表示其原子在化合物中吸引电子能力大小，元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强，所以吸引电子能力越大，电负性越大，故C正确；NaH中的H元素最低为－1价，则能支持H可以放在ⅦA族中的观点，故D正确。8．(2021·青岛模拟)不能说明X的电负性比Y的大的是()A．与H2化合时X单质比Y单质容易B．X的氧化物的水化物的酸性比Y的氧化物的水化物的酸性强C．X原子的最简单氢化物的稳定性比Y强D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来【解析】选B。电负性越大的元素其单质得电子能力越强即氧化性越强，和氢气化合越容易，所以与H2化合时X单质比Y单质容易能说明X比Y的电负性大，故A正确；电负性越强的元素其单质得电子能力越强，其最高价含氧酸的酸性越强，X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强能说明X比Y的电负性大，故B错误；元素的非金属性越强，其对应的气态氢化物的稳定性越强，电负性越强的元素其非金属性越强，所以X原子的最简单氢化物的稳定性比Y强，能说明X的电负性比Y的大，故C正确；电负性越强的元素其吸引电子能力越强，其单质的氧化性越强，X单质可以把Y从其氢化物中置换出来能说明X比Y的电负性大，故D正确。【加固训练－拔高】(2021·长沙模拟)下列关于电离能和电负性的说法中不正确的是()A．元素电负性越大，元素的非金属性越强B．元素的第一电离能越小，元素的金属性越强C．根据元素逐级电离能的数值可以确定主族元素的最高化合价D．在形成化合物时，元素的电负性大的显正价，电负性小的显负价【解析】选D。依据元素电负性的概念可知，元素电负性越大，元素的非金属性越强，故A正确；元素的第一电离能指的是气态电中性基态原子失去一个电子变成气态基态正离子需要的能量，元素的第一电离能越小，说明越容易失去电子，元素的金属性越强，故B正确；元素的逐级电离能增大，失去最外层所有电子后，电离能会突变极大，即当元素的逐级电离能突然变大时，说明最外层电子均失去，可推断该元素的最高化合价，故C正确；在形成化合物时，元素的电负性大的显负价，电负性小的显正价，故D错误。考点三元素“位－构－性”之间的关系及应用(命题指数：★★★★★)1．元素周期律的两大应用：(1)比较元素的性质。如比较H2SO4和H2SeO4的酸性强弱，因为S、Se同主族，自上至下，元素的非金属性减弱，最高价氧化物对应的水化物酸性减弱，故酸性：H2SO4＞H2SeO4。(2)预测未知元素的性质。如已知卤族元素的性质递变规律，可预测未知元素砹(At)应为有色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等性质。2．“位、构、性”三者关系的解读：3．原子结构与元素在周期表中位置的关系：(1)核外电子层数＝周期序数。(2)主族元素的最外层电子数＝价电子数＝主族序数＝最高正价数。(3)质子数＝原子序数＝原子核外电子数＝核电荷数。(4)最低负价绝对值＝8－主族序数(ⅣA～ⅦA)。1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)根据元素周期律可知金属性最强的是铯，非金属性最强的是氦。()提示：×。金属性最强的是铯，非金属性最强的是氟。(2)因为非金属性：Cl>S，故HClO的酸性比H2SO4的强。()提示：×。应该是最高价氧化物对应的水化物，HClO不是氯的最高价氧化物对应的水化物。(3)酸性：HClO4>HBrO4与热稳定性：HCl>HBr，二者均可证明非金属性：Cl>Br。()提示：√。最高价氧化物对应的水化物以及气态氢化物的稳定性均可以证明非金属性的强弱。(4)根据Ba(OH)2易溶，Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，推知Be(OH)2难溶。()提示：√。Be、Mg、Ca、Ba是同主族元素，金属性逐渐增强，性质相似又有递变性。(5)F、Cl同主族，类比Cl2的性质可推出F2在反应中既可作氧化剂，也可作还原剂。()提示：×。F2只能作氧化剂，不能作还原剂。(6)在周期表中的氯、硫、磷附近探索研制农药的元素，所以这几种元素的化合物都有毒。()提示：×。氯化钠等无毒。2．对角线规则是指相邻周期的左上、右下元素的单质和化合物的性质相似的现象。在第二、三周期，比较明显地表现在Li和Mg、Be和Al、B和Si三对元素之间，这是由于它们的电离能、电负性都非常接近。元素LiMgBeAlBSi电负性1.01.21.51.52.01.8第一电离能/kJ·mol－1520738900578801787铍和铝都是活泼金属，其单质在冷的浓HNO3中都可以钝化，两者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。(1)类比Al(OH)3的两性，请写出Be(OH)2与盐酸、NaOH溶液反应的化学方程式。(2)AlCl3是共价型卤化物，试写出BeCl2的结构式。提示：(1)Be(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O。(2)BeCl2的结构式为Cl—Be—Cl。命题角度1.元素“位－构－性”的关系【典例1】(2020·江苏高考)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．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】选A。A项，Na的金属性强于Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH强于Mg(OH)2，正确；B项，Cl的非金属性强于Br，则得电子能力Cl2强于Br2，错误；C项，Na、Mg、Cl位于同一周期，电子层数相同，核电荷数大的原子，核对核外电子的吸引能力增强，所以原子半径会减小，则r(Na)>r(Mg)>r(Cl)，错误；D项Na、Mg、Cl、Br的最外层电子数分别为1、2、7、7，n(Cl)＝n(Br)，错误。【备选例题】(2019·北京高考)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()A．In是第五周期第ⅢA族元素B．eq\o\al(\s\up1(115),\s\do1(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】选D。In为49号元素，根据元素周期表中元素的排布规律，In是第五周期第ⅢA族元素，故A正确；eq\o\al(\s\up1(115),\s\do1(49))In的中子数为115－49＝66，电子数为49，中子数与电子数的差值为66－49＝17，故B正确；In是第五周期第ⅢA族元素，Al为第三周期第ⅢA族元素，依据元素周期律，原子半径：In＞Al，故C正确；In是第五周期第ⅢA族元素，Rb为第五周期第ⅠA族元素，金属性In<Rb，依据元素周期律，碱性：In(OH)3＜RbOH，故D错误。命题角度2.元素“位－构－性”的综合应用【典例2】(2020·山东等级考)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是()A．第一电离能：W>X>Y>ZB．简单离子的还原性：Y>X>WC．简单离子的半径：W>X>Y>ZD．氢化物水溶液的酸性：Y>W【解析】选C。四种短周期主族元素，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，若X为第二周期元素原子，则X可能为Be或O，若X为第三周期元素原子，则均不满足题意，Z与X能形成淡黄色化合物Z2X2，该淡黄色化合物为Na2O2，则X为O元素，Z为Na元素；Y与W的最外层电子数相同，则Y为F元素，W为Cl元素。同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F＞O＞Cl＞Na，A错误；O、F、Cl三种元素的简单离子中，F－还原性最弱，B错误；电子层数越多简单离子半径越大，相同结构的离子，原子序数越大半径越小，故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl－＞O2－＞F－＞Na＋，C正确；F元素的非金属性强于Cl元素，则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子，在水溶液中HF不容易发生电离，故HCl的酸性强于HF，D错误。1．推断陌生元素性质的分析角度：(1)与同周期前、后元素相比较，依据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。(2)与同主族上、下元素相比较，依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时，可借助“三角”规律进行推断。若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置，有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排序)。①原子半径：C>A>B；②金属性：C>A>B；③非金属性：B>A>C。2．元素“位、构、性”规律中的特例：(1)绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的，只有氕(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H)无中子。(2)元素周期表中的周期一般都是从金属元素开始，但第一周期例外，是从氢元素开始的。(3)所有元素中，碳元素形成的化合物种类最多。(4)非金属单质一般不导电，但石墨导电，晶体硅是半导体。(5)非金属氧化物一般是酸性氧化物，但NO、CO等不是酸性氧化物。(6)氟无正价，氧无最高正价；在Na2O2中氧显－1价，在NaH中氢显－1价。命题点1.元素“位－构－性”的关系(基础性考点)1．(2021·武汉模拟)根据表中短周期元素性质的数据判断，下列说法一定错误的是()元素性质元素编号①②③④⑤原子半径/nm0.0370.1100.0770.0990.186部分化合价+1-3+5-4+4-1+1A．④是周期表中非金属性最强的元素B．①是周期表中原子半径最小的元素C．②④⑤位于同一个周期D．①⑤两元素组成的化合物的水溶液呈碱性【解析】选A。结合分析可知，①为H元素，②为P元素，③为C元素，④为Cl元素，⑤为Na元素。④为Cl元素，而周期表中非金属性最强的为F元素，故A错误；①为H元素，元素周期表中H元素的原子半径最小，故B正确；②④⑤分别为P、Cl、Na元素，三种元素都位于第三周期，故C正确；①⑤两元素组成的化合物为NaH，NaH溶于水生成氢氧化钠和氢气，溶液呈碱性，故D正确。2．(2021年辽宁适应性测试)短周期元素X、Y、Z、M原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，它们组成的一种分子结构如图。下列说法正确的是()A．电负性：X>Y>ZB．原子半径：Y>Z>XC．分子中Z原子的杂化方式均为sp2D．Y、Z、M的最高价氧化物的水化物均为强酸【解析】选B。根据Z的基态原子2p轨道半充满，推断Z是氮元素；M的最高正价与最低负价绝对值之差为4，则M是硫元素；根据分子结构图推断X是氢元素；Y是碳元素。电负性N>C，A错误；原子半径C>N>H，B正确；分子结构图中氮是sp3杂化，C错误；碳酸是弱酸，D错误。命题点2.元素“位－构－性”的综合应用(综合性考点)3．(2021年湖北适应性测试)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素，W2X是维持生命过程的必需物质，WY可用于玻璃的刻蚀，ZX2是酸雨的主要形成原因之一，室温下化合物ZY4是气体。下列说法错误的是()A．Y的第一电离能在四种元素中最大B．W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化C．W2X的沸点高于W2Z的沸点D．ZY4分子中原子均为8电子结构【解析】选D。宇宙中最丰富的元素为H元素，故X为H元素。W2X是维持生命过程的必需物质，故W2X为H2O，X为O元素。WY可用于玻璃的刻蚀，WY为HF，故Y为F元素。ZX2是酸雨的主要形成原因之一，ZX2为SO2，Z为S元素。H、O、F、S四种原子中，第一电离能最大的为F，故A正确；H2O中O原子的杂化方式为sp3杂化，SO2中S原子的杂化方式为sp2杂化，故B正确；H2O分子间含有氢键，其沸点高于H2S，故C正确；在SF4中硫最外层有6个电子，再共用4个电子，最外层则有10个电子，而不是8电子稳定结构，故D错误。4．X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大；基态X的价电子轨道表示式为，Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍；四种元素与锂组成的化合物结构如图(箭头表示配位键)。下列说法正确的是()A．四种元素中第一电离能最大的是ZB．Y和Z形成的化合物常温下均易溶于水C．X的最高价氧化物的水化物是一种强酸D．Z和W分别与氢元素形成的10电子化合物的沸点：前者高于后者【解析】选D。基态X的价电子轨道表示式为，则X为B元素；Z最外层电子数是其次外层电子数的3倍，则Z为O；结合图示可知，Y形成4个共价键，其原子序数小于O，则Y为C；W形成1个共价键，X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序数依次增大，则W为F元素。A.元素的非金属性越强，其第一电离能越大，非金属性F＞O＞C＞B，则第一电离能最大的为F(W)，故A错误；B.O、C形成的化合物CO难溶于水，故B错误；C.B的最高价氧化物的水化物为硼酸，硼酸为弱酸，故C错误；D.O、F与氢元素形成10电子化合物分别为H2O、HF，常温下H2O为液态，而HF为气态，则沸点：H2O＞HF，故D正确。【加固训练—拔高】1．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()WXYZA．氢化物沸点：W＜ZB．气态氢化物的稳定性：W＞XC．化合物熔点：Y2X3＜WX2D．简单离子的半径：Y＜X【解析】选D。W为N元素，对应的氢化物分子之间可形成氢键，沸点比HCl高，即沸点：W＞Z，故A错误；非金属性X＞W，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故B错误；Al2O3为离子化合物，NO2为共价化合物，离子化合物的熔点较高，则熔点：Y2X3＞WX2，故C错误；X为O、Y为Al，对应的离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子的半径：Y＜X，故D正确。2．已知短周期元素W、X、Y、Z在周期表中的相对位置如表所示，且四种元素的原子最外层电子数之和为24。下列说法正确的是()WXYZA．W和Y的所有氧化物都是酸性氧化物B．在元素周期表中，117号元素与Z元素位于同一主族C．氧化物对应水化物的酸性：Z＞YD．X、Y、Z三种元素的最简单氢化物的还原性：X＜Y＜Z【解析】选B。结合分析可知，W为N，X为O，Y为S，Z为Cl元素。N的氧化物中，NO不属于酸性氧化物，故A错误；在元素周期表中，117号元素位于第七周期第ⅦA族，与Cl(Z)元素位于同一主族，故B正确；没有指出元素最高价，该说法不合理，如硫酸、亚硫酸的酸性大于次氯酸，故C错误；非金属性越强，简单氢化物的还原性越弱，非金属性O＞Cl＞S，则最简单氢化物的还原性：X＜Z＜Y，故D错误。1．(2020·全国Ⅱ卷)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()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的最高化合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】选D。Z的阳离子带一个正电荷，再由“元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”，确定Z为Na，再结合阴离子中各原子的成键个数可知，W为H，X为B，Y为N。H、B、N为非金属元素，之间形成共价键，A正确；Na能与水、甲醇发生反应，B正确；氮的最高化合价氧化物的水化物是HNO3为强酸，C正确；BF3中F原子为8电子稳定结构，B最外层只有6个电子，D错误。2．(2020·全国Ⅲ卷节选)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。H、B、N中，原子半径最大的是__________。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素______________的相似。【解析】H、B、N中，H的电子层数最少，原子半径最小(H是所有元素中原子半径最小的元素)；而B、N同周期，电子层数相同，但是N的核电荷数大，所以原子半径小，所以三种元素中原子半径最大的是B。由于周期表中B的对角线元素为Si，所以根据对角线规则，B的一些化学性质与元素Si的相似。答案：B硅(或Si)3．(2020·天津等级考节选)Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素。Fe、Co、Ni在周期表中的位置为__________，基态Fe原子的电子排布式为____________。【解析】Fe、Co、Ni的价电子排布式分别为3d64s2、3d74s2、3d84s2，价电子数分别为8、9、10，位于元素周期表第