第2课时　元素周期表和元素周期律的应用

第2课时元素周期表和元素周期律的应用1.了解元素周期表中元素的简单分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系，能结合有关资料说明元素周期律（表）对合成新物质、寻找新材料的指导作用。2.理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。学习目标目录知识点一元素周期表的分区及元素化合价规律知识点二元素周期表和元素周期律的应用随堂演练课时作业知识点一元素周期表的分区及元素化合价规律1.

元素周期表与元素周期律的关系（1）元素周期表是

的具体表现形式，反映了元素之间的

内在联系。（2）元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律：同周期元素从

左到右金属性逐渐

，非金属性逐渐

；同主族元素从上到

下金属性逐渐

，非金属性逐渐

⁠。元素周期律

减弱

增强

增强

减弱

2.

元素周期表的金属区和非金属区（1）分区图（2）虚线左下方是

元素，虚线右上方是

元素，最右

一个纵列是

元素。（3）分界线附近的元素既能表现出一定的

，又能表现出一定

的

，故元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界线。金属

非金属

稀有气体

金属性

非金属性

3.

元素化合价与元素在周期表中位置的关系（1）主族元素：最高正价（O、F除外）＝最外层电子数（价电子数）

＝

⁠。（2）非金属主族元素化合价一般规律：最低负价＝

（H除外）；最高正价＋｜最低负价｜＝8。主族序数

主族序数－8

知识拓展价电子（1）含义：元素的化合价与原子的最外层电子数有密切的关系，所以，

元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子。（2）内容：主族元素的价电子数＝最外层电子数（O、F除外），过渡元

素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。【教材挖掘】根据教材关于“价电子”的描述，请指出Si和Ca的价电子数。提示：Si的价电子数是4，Ca的价电子数是2。

1.

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性。

（

×

）（2）氢元素的最高正价为＋1价，最低负价为－1价。

（

√

）（3）原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素。

（

×

）（4）最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价。

（

×

）×√××2.

某主族元素原子最外层有5个电子，其气态氢化物的化学式应是（用R表

示该元素）（

）A.H2RB.HRC.RH3D.RH4解析：

主族元素，最外层电子数等于所在族序数，最外层有5个电子，

说明位于第ⅤA族，最低负价为－3价，即氢化物是RH3，C正确。√3.

某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判

断（

）A.R的简单气态氢化物的化学式为H2RB.R一定是第ⅣA族元素C.R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定D.R一定是第四周期元素√解析：

某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，说

明该元素的最高正化合价为＋6价，该元素可为第ⅥA族元素中除了氧元素

外的其他元素。该元素最低负化合价为－2价，其简单气态氢化物的化学

式为H2R，A正确；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，简单气态

氢化物的稳定性逐渐增强，C错误；根据题干信息不能确定元素R所在的周

期，D错误。知识点二元素周期表和元素周期律的应用1.

根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的

变化规律。如已知砹（At）与溴、碘同主族，根据卤族元素的性质递变规律，可推知

元素砹（At）应为有色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，AgAt

⁠溶

于水。2.

根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。如钫（Fr）是碱金属元素中原子序数最大的元素，根据同主族性质递变规

律，可知其最高价氧化物对应的水化物是碱性很强的碱。不

3.

为新元素的发现，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。如锗和铝位于周期表中金属和非金属元素分界处附近，根据铝的性质，可

以推测锗既有金属性又有非金属性。4.

启发人们在一定区域内寻找新物质（1）金属与非金属分界线

材料，如Si、Ge、Ga等。（2）周期表右上角（氟、氯、硫、磷、砷等元素）

制造

⁠的

元素。（3）过渡元素

和耐高温、耐腐蚀的合金材料，如Fe、Ni、

Pt等。半导体

农药

催化剂

1.

正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）通过元素周期律可推断氢氧化铍[Be（OH）2]的碱性比氢氧化镁强。

（

×

）（2）已知硒元素的氢化物的分子式为H2Se，可推知硒元素位于第ⅣA族。

（

×

）（3）可在元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处寻找过渡元素材

料作催化剂。

（

×

）（4）运用元素周期表的有关理论分析，铊（Tl）的氧化物的水化物可能具

有两性。

（

×

）××××2.

（2025·福建三明一中月考）元素周期表已成为化学家的得力工具。以

下关于周期表的应用错误的是（

）A.

可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料B.

可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料C.

可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等D.

可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质解析：在过渡元素区域寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，可以在非金属区域寻找制农药的元素，B错误。√3.

（2025·天津河西区高一期末）根据元素周期律，由下列事实进行归纳

推测，推测错误的是（

）选项事实推测AK比Na与水反应剧烈Cs与水反应更剧烈BMgSO4能溶于水，CaSO4微溶于水SrSO4、BaSO4难溶于水CHCl在1

500

℃时分解，HI在230

℃时分解HBr的分解温度介于二者之

间DSi、Ge是半导体材料Sn和Pb也是半导体材料√解析：

半导体材料的元素在金属与非金属交界处，Si是半导体材料，

同族的Ge是半导体材料，二者都处在该交界处，第ⅣA族的Sn和Pb没在该

交界处，不是半导体材料，D错误。4.

现有短周期元素X、Y、Z和M，它们在周期表中的相对位置如图所示。

其中Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半。下列说法正确的是

（

）XZYMA.Y元素位于第三周期第ⅤA族B.X的原子半径比Z的小C.

气态氢化物的稳定性：M＞ZD.M的最高价氧化物对应的水化物的化学式是H2MO4√解析：

Y元素原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则Y为Si元

素；由四种元素在周期表中的相对位置可知，M是S元素、X是O元素、Z

是F元素。硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，A错误；氧原子的原

子半径大于氟原子，B错误；氟元素的非金属性最强，氢化物最稳定，C错

误；硫元素的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，D正确。随堂演练1.

某元素X的最高价氧化物为X2O7，则它的气态氢化物是（

）A.HXB.H2XC.XH3D.XH4解析：

某元素X的最高价氧化物为X2O7，则它的最高正价为＋7价，最

低负价为－1价，其气态氢化物的化学式是HX，选A。√2.

下列有关原子结构、元素周期律及元素周期表的叙述正确的是（

）A.

多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量低B.

所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价C.

元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素D.

元素周期律体现了元素性质随着原子相对原子质量的递增而呈现周期

性变化解析：不是所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价，例如氟没有正价，B错误；过渡元素位于元素周期表的左下方，不是位于元素周期表中金属和非金属分界线附近，C错误；元素周期律体现了元素性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化，D错误。√3.

砷为第四周期第ⅤA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不

可能具有的性质是（

）A.

砷在通常状况下是固体B.

砷可以有－3、＋3、＋5价等多种化合价C.

五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱D.

砷的还原性比磷弱解析：

砷为第四周期第ⅤA族元素，在磷的下一周期，根据同主族元素

性质的变化规律可知：它为固体，有－3、＋3、＋5价等多种化合价，五

氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱，A、B、C正确；砷的还原性比磷

强，D错误。√4.

（鲁科版改编题）已知X、Y、Z为三种原子序数相邻的元素，最高价氧

化物对应水化物的酸性相对强弱是HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。下列说法中，

错误的是（

）①气态氢化物的稳定性：X＞Y＞Z②原子的得电子能力：Y＜X＜Z③单质的氧化性：X＞Y＞Z④三种元素原子的最外层电子数相等A.

①②B.

②③C.

①③D.

②④√解析：

HXO4、H2YO4、H3ZO4中X、Y、Z元素的化合价分别为＋7、＋

6、＋5价，又原子序数相邻，则位于同一周期，相对位置为Z、Y、X，则

气态氢化物的稳定性：X＞Y＞Z，①正确；得电子能力：X＞Y＞Z，②错

误；单质的氧化性：X＞Y＞Z，③正确；三种元素原子的最外层电子数分

别为7、6、5，④错误。5.

（教材改编题）门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种当时

尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。根据元素周期表预言新元素的存在类铝（Ea）镓（Ga）1871年门捷列夫预言1875年布瓦发现镓后测定原子量约为69原子量约为69.72比重约为5.9～6.0比重约为5.94熔点应该很低熔点为30.1

℃类铝（Ea）镓（Ga）不受空气的侵蚀灼热时略起氧化灼热时能分解水气灼热时的确能分解水气能生成类似明矾的矾类能生成结晶很好的镓矾可用分光镜发现其存在镓是用分光镜发现的最高价氧化物Ea2O3最高价氧化物Ga2O3门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致（1）31Ga位于元素周期表什么位置？答案：第四周期第ⅢA族。（2）门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？答案：同主族元素在组成和性质上的相似性和递变性。（3）请借助Al的性质预测Ga的性质。答案：Ga是金属，常温条件下是固体；金属性强于Al，可与酸反应生成氢气；碱性：Ga（OH）3＞Al（OH）3；还原性：Al＜Ga；氧化性：Al3＋＞Ga3＋。课时作业题组一

元素周期表的分区及元素化合价规律1.

X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是（

）A.13B.14C.15D.16解析：H2X中X呈－2价，则最高正价为＋6价，位于第ⅥA族。12345678910111213√2.

下列关于元素的化合价的说法正确的是（

）A.

所有非金属元素都有最高正价＋｜最低负价｜＝8B.

氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2C.

在所有的氧化物中，氧元素均为－2价D.

第ⅦA族的所有元素的最高正价均为＋7价解析：

氢元素最高正价＋｜最低负价｜＝2，A错误；氮元素的最高正

价为＋5价，最低负价为－3价，B正确；过氧化物（如H2O2、Na2O2）中，

氧元素为－1价，C错误；氟元素没有正价，D错误。√123456789101112133.

下图是元素周期表的一部分，回答下列问题：（1）元素Ga在元素周期表中的位置：第

周期第

族。解析：B元素位于第二周期第ⅢA族，和它同主族的相差两个电子层的是Ga元素，位于第四周期第ⅢA族。四ⅢA12345678910111213（2）Sn的最高正价为

，Bi的最高价氧化物为

⁠。解析：碳、锡同为第ⅣA族元素，其最外层均有4个电子，所以Sn的最高价为＋4价；Bi的最外层有5个电子，其最高价氧化物为Bi2O5。＋4Bi2O512345678910111213（3）Sb属于

（填“金属”或“非金属”）元素。解析：Sb是锑，属于金属元素。金属（4）根据元素周期律，推断：①阴影部分元素氢化物热稳定性最强的是

元素（填元素符号）；F②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4

（填“＞”“＜”或

“＝”）H2SeO4；③氢化物的还原性：H2O

（填“＞”“＜”或“＝”）H2S。解析：①阴影部分为卤族元素，F的非金属性最强，其对应的氢化物热稳定性最强；②As、Se位于同周期，则非金属性：As＜Se，所以H3AsO4的酸性小于H2SeO4；③氧元素的非金属性强于硫元素，所以H2O的还原性弱于H2S。＜＜12345678910111213题组二

元素周期表和元素周期律的应用4.

如图所示，某同学用部分短周期元素制作了一个非常有趣的“钟表”，

下列有关该“钟表”的说法正确的是（

）A.12：00“时针”所指元素的金属性最强B.

从中午12：00到下午6：00，“时针”所指元素的金属性

依次减弱C.8：55“时针”和“分针”所指的两种元素（“针”所指

以最近为准）的简单离子半径：时针＞分针D.2：00“时针”和“分针”所指的元素的原子最外层均只

有两个电子，性质相似√12345678910111213解析：

12：00为镁，11：00为钠，钠的金属性最强，A错误；H的金属

性弱于Li、Be，B错误；8：55“时针”和“分针”所指的两种元素分别是

F和Na，氟离子半径大于钠离子，C正确；2：00“时针”和“分针”所指

的元素分别为He和Mg，前者性质稳定，后者性质活泼，D错误。123456789101112135.

运用元素周期律分析下面的推断，其中正确的是（

）A.

硒化氢是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体B.

砹化银不溶于水但易溶于稀硝酸C.

硫酸镭是易溶于水的白色固体D.

锗单质是一种优良的半导体材料√解析：Se元素在S元素的下一周期，属于同主族元素，则S的非金属性比Se强，所以硫化氢的稳定性大于硒化氢，A错误；镭是第ⅡA族元素，从上到下，硫酸盐的溶解度逐渐减小，硫酸钡是难溶于水的白色固体，则硫酸镭也是难溶于水的白色固体，C错误；因为Si是半导体材料，与Si相邻的元素锗也位于金属与非金属的交界处，所以锗单质也是优良的半导体材料，D正确。123456789101112136.

下列关于元素周期律和周期表的应用描述，正确的是（

）A.

在元素周期表的右上方可以寻找制取半导体的元素B.

在过渡元素中寻找优良的催化剂C.

目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被

发现D.

根据元素周期律，由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价含氧酸

HFO4√12345678910111213解析：在元素周期表的分界线附近可以寻找制取半导体的元素，A错误；随着科学技术的发展，人们可以不断合成一些元素，元素周期表中元素的种类在不断地增加，C错误；F是最活泼的非金属，没有正化合价，不存在含氧酸，D错误。123456789101112137.

（2025·浙江宁波中学高一月考）元素周期表和元素周期律可以指导人

们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是（

）A.

由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞FB.

人们可以在元素周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合

金材料C.

原子半径随着周期序数的增加而增加D.

短周期元素形成的微粒X－和Y3＋的核外电子排布相同，离子半径：X－

＞Y3＋√12345678910111213解析：

A项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸

性就越强，所以由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属

性：Cl＞F；B项，过渡金属元素种类繁多，结构复杂，因此可在过渡元素

中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；C项，同一主族元素的原子

半径随着周期序数的增加而增加；D项，微粒X－和Y3＋的核外电子排布相

同，根据“阴上阳下”的原则，Y的原子序数大于X的原子序数，则离子半

径：X－＞Y3＋。123456789101112138.

（2025·山师大附中期末）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如

下表。元素代号XYZW原子半径/nm0.1600.1430.0700.066主要化合价＋2＋3＋5、＋3、－3－2下列有关这几种元素的叙述中，正确的是（

）A.

元素的金属性：X＜YB.

元素Z的最外层电子数为7C.

元素的简单离子半径：r（X2＋）＞r（W2－）D.

元素Y的最高价氧化物能溶于氢氧化钠溶液√12345678910111213解析：

W化合价为－2价，没有最高正化合价＋6价，故W为O元素；Z

元素化合价为＋5、＋3、－3价，Z处于第ⅤA族，原子半径与氧元素相差

不大，则Z与氧元素处于同一周期，则Z为N元素；X化合价为＋2价，应为

周期表第ⅡA族元素，Y的化合价为＋3价，应为周期表第ⅢA族元素，二者

原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X、Y的原子半

径与W、Z原子半径相差很大，则X、Y应在第三周期，所以X为Mg元素，

Y为Al元素。Mg、Al元素的金属性：Mg＞Al，A错误；Z为N元素，处于

第ⅤA族，最外层电子数为5，B错误；离子电子层结构相同时，核电荷数

越大离子半径越小，则离子半径：r（Mg2＋）＜r（O2－），C错误；Al的

最高价氧化物Al2O3是两性氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，D正确。12345678910111213

9.

（2025·黑龙江新时代高中教育联合体联考）运用元素周期律分析下面

的推断，其中正确的是（

）A.

锂（Li）在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2B.

铋（Bi）为第ⅤA族元素，其最高价氧化物对应的水化物为强酸C.

铊（Tl）与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应D.

砹单质（At2）为有色固体，HAt不稳定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸√12345678910111213解析：

锂（Li）在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O，A错误；铋（Bi）为

第ⅤA族元素，其最高价氧化物对应的水化物为弱酸，B错误；铊（Tl）与

铝同主族，铊的金属性强于铝，其单质只能与盐酸反应，不能与NaOH溶

液反应，C错误；卤素单质的颜色逐渐加深，氢化物的稳定性逐渐减弱，

卤化银除AgF外均难溶于水和硝酸，砹单质（At2）为有色固体，HAt不稳

定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，D正确。1234567891011121310.

在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素（如图所示）

的有些性质是相似的（如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成氧化物，而不

是过氧化物），这种相似性被称为对角线规则。下列说法错误的是（

）A.

镁在空气中燃烧生成的氧化镁中含有少量的

Mg3N2，则换成锂燃烧，也可能含有Li3NB.

铍的最高价氧化物为BeO，属于两性氧化物D.

这种规则是不符合元素周期律的一种特例√12345678910111213

1234567891011121311.

短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数

相差8，A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，B单质的焰色为黄

色。下列说法错误的是（

）A.

阴离子的还原性：An－＞Cn－B.

元素A与B可形成两种化合物C.

最高价氧化物对应的水化物的酸性：C＜DD.

原子半径的大小顺序：r（B）＞r（C）＞r（D）＞r（

A

）A√12345678910111213解析：

A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，则A为O；

短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数

相差8，则C为S，D为Cl；B单质的焰色为黄色，则B为Na。A、C分别

为O、S，非金属性：O＞S，则阴离子的还原性：O2－＜S2－，A错误；

A、B分别为O、Na，元素A与B可形成Na2O、Na2O2两种化合物，B正

确；C、D分别为S、Cl，非金属性：S＜Cl，则最高价氧化物对应的水

化物的酸性：H2SO4＜HClO4，C正确；A、B、C、D分别为O、Na、

S、Cl，Na、S、Cl的电子层数都为3，核电荷数分别为11、16、17，

核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径的大小顺序：r（Na）＞r

（S）＞r（Cl）＞r（O），D正确。1234567891011121312.

元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最

外层电子数之间的关系如图所示。（1）Z离子的结构示意图是

。12345678910111213（2）Q元素在周期表中位于第

周期

族；关于Q所在主族的

单质及化合物的叙述错误的是

（填字母）。A.

从上到下，单质颜色越来越深，熔、沸点越来越高B.

单质均可与水发生反应生成两种酸C.

单质均具有强氧化性，能将Fe氧化至Fe3＋D.

氢化物均易溶于水，且都是一元酸（3）X、Z、Q三种元素的最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺

序是

（填化学式）。三ⅦABCHClO4＞H2SO4＞H2CO312345678910111213解析：根据原子半径和最外层电子数之间的关系信息可知，R为K，Y为

Na，X为C，Z为S，Q为Cl。（2）Q为Cl，关于Q所在主族的单质及化合物

的叙述，A项，从上到下，单质颜色越来越深，熔、沸点越来越高，正

确；B项，氟气与水反应生成氢氟酸和氧气，错误；C项，单质碘将Fe氧化

至Fe2＋，错误；D项，氢化物都是一元酸，均易溶于水，正确。（3）非金

属性：Cl＞S＞C，因此酸性由强到弱的顺序是HClO4＞H2SO4＞H2CO3。

12345678910111213（4）Y与R金属性较强的是

（填元素符号），请从原子结构的角度

解释原因