第七章 第27讲 元素周期表 元素的性质（原卷版）

第七章原子结构与性质元素周期律第27讲元素周期表元素的性质【高考考向预测】元素周期表与元素性质以位、构、性三者关联为核心，侧重周期律递变规律、微粒半径、化合价、金属性非金属性及化合物性质对比判断；近三年属于高考高频必考考点，集中在选择题考查，出题频次稳定；预测2027年仍围绕陌生元素推断、对角线规律、物质性质类比分析设题，结合新材料、稀有元素情境命题，强化周期律活用与逻辑推导能力考查。【核心梳理●明考点】考点一元素周期律与元素周期表(一)元素周期表1.元素周期表的编排原则(1)周期：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成的横行。(2)族：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从上而下排成的纵列。2.元素周期表的结构(1)周期(7个横行，即7个周期)短周期：1～3周期；长周期：4～7周期(2)族(18个纵列，共16个族)①主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族，共7个主族(ⅠA～ⅦA族)②副族：完全由长周期元素构成的族，共8个副族(ⅠB～ⅦB族和Ⅷ族)。(注：苏教版教材认为Ⅷ族不属于副族)③0族：稀有气体元素，位于第18纵列。3.元素周期表的分区请在上述轮廓图中找出s区、p区、d区、ds区、f区的位置，并写出各区价层电子排布特点。分区元素分布价层电子排布s区ⅠA族、ⅡA族ns1~2p区ⅢA族~ⅦA族、0族ns2np1~6(He除外)d区ⅢB族~Ⅷ族(镧系、锕系除外)(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)ds区ⅠB族、ⅡB族(n-1)d10ns1~2f区镧系、锕系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns24.熟记元素周期表中的四个重要的关系(1)电子层数=周期数；(2)最外层电子数=主族序数；(3)主族元素的最高正化合价=主族序数(O、F除外)；(4)主族元素的最低负化合价=主族序数-8。【双基自测●明考向】1.解答下列问题。(1)[2024·安徽，15(1)]Cu位于元素周期表第周期第族。(2)[2024·山东，16(1)节选]Mn在元素周期表中位于第周期第族。(3)[2023·湖北，16(1)]Co位于元素周期表第周期第族。(4)[2022·山东，16(1)]基态Ni原子的价电子排布式为，在元素周期表中位置为。(5)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的价层电子排布式和元素符号：①第四周期第ⅣB族；②第五周期第ⅦA族。(6)某元素M2+的3d轨道上有5个电子，则①M原子的核外电子排布式为；②M元素在元素周期表中的位置为第周期。2.A、B、C均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为(填元素符号)。(二)元素周期律1.内容：元素的性质、核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性与非金属性等随着核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律。2.实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。3.同周期、同主族元素性质的递变规律内容同周期(从左到右，0族除外)同主族(从上到下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相等逐渐增多原子半径逐渐减小逐渐增大离子半径阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小逐渐增大元素性质主要化合价最高正价：＋1→＋7最低负价：－4→－1(O、F除外)最高正价＝主族序数(O、F除外)金属性逐渐减弱逐渐增强非金属性逐渐增强逐渐减弱第一电离能总体呈现增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族反常地高逐渐减小电负性逐渐增强逐渐减弱化合物性质最高价氧化物对应的水化物酸性增强碱性减弱酸性减弱碱性增强简单气态氢化物的热稳定性增强减弱4.金属和非金属的分界线(1)分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋、与硼、硅、砷、碲、砹、的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。(2)各区位置：分界线左下方为金属元素区，分界线右上方为非金属元素区。(3)分界线附近元素的性质：既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。5.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(如图)的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。例如，Be与Al处于对角线，其单质及化合物的化学性质相似，Al2O3、Al(OH)3是两性化合物，则BeO、Be(OH)2也是两性化合物。【双基自测●明考向】3.根据元素周期律比较下列各组性质(填“>”或“<”)：(1)金属性：KNaMg；非金属性：FOS。(2)碱性：Mg(OH)2Ca(OH)2KOH。(3)酸性：HClO4H2SO4HClO。(4)热稳定性：NH3H2OHF。(5)还原性：HBrHCl，I-S2-。4.比较下列微粒半径大小(填“>”或“<”)：(1)NaMgCl。(2)LiNaK。(3)F-Cl-Br-。(4)Cl-O2-Na+Mg2+。(5)Fe2+Fe3+。5.下列有关微粒半径大小关系的比较中，正确的是()A.微粒X+与Y-的核外电子排布相同，则离子半径：X+>Y-B.原子序数：X>Y，则原子半径一定是X<YC.r(Cu)>r(Cu+)>r(Cu2+)D.同一主族非金属元素原子半径：X>Y，则非金属性：X>Y原子或离子半径比较(1)“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。(2)“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。(3)“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。6.下列比较元素金属性相对强弱的方法或依据正确的是()A.根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强B.用钠来置换MgCl2溶液中的Mg，可验证钠的金属性强于MgC.根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱D.根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱7.下列实验所涉及的操作或叙述正确的是()选项实验操作或叙述A探究C和Si的非金属性强弱用湿润的pH试纸分别测定Na2CO3溶液和Na2SiO3溶液的pHB探究S和P的非金属性强弱将质量和颗粒大小相同的铁粒，分别投入质量分数均为98%的硫酸和磷酸中C探究Na和K的金属性强弱将切割剩余的金属钠、钾放回试剂瓶D探究Mg和Al的金属性强弱利用Al2(SO4)3溶液与过量NaOH溶液反应制备Al(OH)3比较元素金属性、非金属性强弱的常用方法金属性①单质与水或非氧化性酸反应制取氢气越容易，金属性越强②单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强③最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强非金属性①与H2化合越容易，简单氢化物越稳定，非金属性越强②单质氧化性越强或简单阴离子还原性越弱，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(三)元素周期表的应用1.科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。2.寻找新材料【双基自测●明考向】8.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)所有非金属元素都分布在p区()(2)在元素周期表中，d区和ds区的元素都是金属元素()(3)作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的分界线附近()(4)构成催化剂的元素通常在元素周期表的左下方区域内()(5)在周期表过渡元素中寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素()(6)农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内()9.已知115号元素的中文名为“镆”，在基态镆原子中，最后填入电子的轨道能级符号是，电子云轮廓图形状为，故“镆”位于周期表中的区。考点二电离能电负性1.电离能(1)第一电离能：气态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，符号：I1，单位：kJ·mol-1。(2)规律①同周期元素：从左到右，元素第一电离能呈增大的趋势，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能出现反常。②同族元素：从上到下，第一电离能逐渐减小。③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3……)。(3)应用①判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之金属性越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In+1≫In，则该元素的常见化合价为+n，如钠元素的I2≫I1，所以钠元素的化合价为+1。③判断核外电子的分层排布情况多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。2.电负性(1)含义：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。元素的电负性越大，对键合电子的吸引力越大。(2)标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性（稀有气体元素未计）。(3)变化规律：一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小。【考点突破●明方向】1.判断下列关于电离能叙述的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)第一电离能越小，表示该气态原子越容易失电子()(2)同一周期中，主族元素原子的第一电离能从左到右越来越大()(3)在元素周期表中，同主族元素从上到下，第一电离能呈现递减的趋势()(4)所有元素中，氟的第一电离能最大()(5)第二周期元素中，第一电离能大于O的元素有3种()(6)第三周期元素中，第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种()(7)第四周期主族元素中，第一电离能介于Ga、As之间的元素有2种()2.真题组合正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)电负性：N<C<O(2025·甘肃，10A)()(2)基态原子的第一电离能：Cl>P(2024·安徽，8B)()(3)依据第二周期主族元素电负性依次增大，可推断它们的第一电离能依次增大(2024·北京，12C)()(4)第一电离能：C<N<O(2024·甘肃，13B)()(5)电负性：F>Cl，则酸性：CF3COOH<CCl3COOH(2024·广东，13A改编)()(6)第一电离能：I1(C)<I1(Si)<I1(Ge)(2023·江苏，4B)()(7)钠元素的第一电离能大于钾(2022·海南，5A)()3.NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，电负性大小顺序是。答题规范3电离能大小比较1.电离能与原子结构(1)答题策略：从原子核对最外层电子的吸引力来判断。(2)答题模板：A原子比B原子的半径大，且A原子的核电荷数比B原子的小，所以A原子对最外层电子的吸引力小于B，故A的第一电离能小于B。2.电离能与半充满、全充满(1)答题策略：能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时，比较稳定，难失电子。(2)答题模板：A原子的价层电子排布式为×××，××轨道处于半充满(全充满)状态，比较稳定，难失电子，×××电离能大。1.[2023·北京，15(2)]比较S原子和O原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：。2.[2022·全国甲卷，35(2)]图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是(填标号)，判断的根据是；第三电离能的变化图是(填标号)。3.[2022·河北，17(2)]Cu与Zn相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是，原因是。4.如图是1~20号元素第一电离能变化的曲线图。其中有四种元素的第一电离能不符合同周期变化趋势，写出这4种元素的元素符号及其价层电子排布式，分析发生该现象的原因。【真题再现●明考向】1.(2025·山东，6)第70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2。下列说法正确的是()A.70B.70174Yb与C.基态Yb原子核外共有10个d电子D.Yb位于元素周期表中第六周期2.(2025·重庆，5)根据元素周期律，同时满足条件(ⅰ)和条件(ⅱ)的元素是()(ⅰ)电负性大于同族其他元素；(ⅱ)第一电离能高于同周期相邻的元素。A.Al B.Si C.B D.Be3.(2025·广东，9)元素a~i为短周期元素，其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是()A.a和g同主族B.金属性：g>h>iC.原子半径：e>d>cD.最简单氢化物沸点：b>c4.[2025·山东，16(1)]Fe单质及其化合物应用广泛。在元素周期表中，Fe位于第周期族。基态Fe原子与基态Fe3+离子未成对电子数之比为。【限时训练】（30分钟）(1~12题，每小题6分)1.(2024·江苏，1)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是()A.O B.P C.Ca D.Fe2.(教材改编)下列说法正确的是()A.s区全部都是金属元素B.最外层电子数为2的元素都分布在s区C.电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属D.共价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价3.(教材选编)下列曲线表示卤族元素或其单质性质随核电荷数的变化趋势，正确的是()4.(2025·唐山模拟)已知某元素的原子序数为31。下列说法错误的是()A.该元素位于周期表的p区B.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族C.该元素的价层电子排布式为3d104s24p1D.与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物对应的水化物具有两性5.(2025·天津宁河一模)下列事实不能用元素周期律解释的是()A.微粒半径：Na+>Mg2+B.酸性：HCl>H2CO3C.还原性：S2->Cl-D.热稳定性：HF>HI6.(2025·四川巴中一模)LiFePO4、LiCoO2等均可作锂离子电池的电极材料，下列关于其组成元素的说法错误的是()A.Li的焰色试验形成发射光谱B.第二周期第一电离能介于Li和O之间的元素有4种C.Fe和Co都位于周期表中d区D.基态P原子核外电子有9种空间运动状态7.(2024·重庆，5)某合金含Mg、Al、Si、Mn和Cu等元素。下列说法正确的是()A.Si的电负性大于AlB.Mn和Cu均为d区元素C.Mg的第一电离能小于AlD.基态时，Mg原子和Mn原子的单电子数相等8.元素N、P、As位于周期表第ⅤA族。下列说法正确的是()A.原子半径：r(N)>r(P)>r(As)B.第一电离能：I1(N)<I1(P)<I1(As)C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐增大D.HNO3、H3PO4、H3AsO4的酸性逐渐减弱9.已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-是具有相同电子层结构的离子。下列关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是()A.离子半径：An+>B(n+1)+>Cn->D(n+1)-B.原子序数：a>b>c>dC.原子半径：A>B>D>CD.四种元素一定均属于短周期元素10.S与Cl为同一周期元素，下列事实正确且能比较两者非金属性强弱的是()A.热稳定性：H2S>HClB.酸性：HCl>H2SO3C.氢化物的沸点：H2S>HClD.将氯气通入Na2S溶液中，观察到有淡黄色沉淀产生11.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol-1)。I1I2I3I4……R7401500770010500下列关于元素R的判断一定正确的是()A.R的最高正价为+3价B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s212.下列实验操作不能达到实验目的的是()选项实验操作实验目的ACl2、Br2分别与H2反应比较氯、溴的非金属性强弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3比较镁、铝的金属性强弱C测定相同物质的量浓度的Na2CO3、