考點(diǎn)一　元素周期表

[知識梳理]
一、原子序數(shù)
按照元素在周期表中的順序給元素編號，稱之為原子序數(shù)。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。
二、編排原則
1．周期：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。
2．族：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱列。
三、元素周期表的結(jié)構(gòu)


四、元素周期表中的特殊位置
1．分區(qū)
(1)分界線：沿著元素周期表中鋁、鍺、銻、釙、與硼、硅、砷、碲、砹、的交界處畫一條虛線，即為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的分界線。
(2)各區(qū)位置：分界線左下方為金屬元素區(qū)，分界線右上方為非金屬元素區(qū)。
(3)分界線附近元素的性質(zhì)：既表現(xiàn)金屬元素的性質(zhì)，又表現(xiàn)非金屬元素的性質(zhì)。
2．過渡元素：元素周期表中部從ⅢB族到ⅡB族10個縱列共六十多種元素，這些元素都是金屬元素。
3．鑭系：元素周期表第六周期中，從57號元素鑭到71號元素镥共15種元素。
4．錒系：元素周期表第七周期中，從89號元素錒到103號元素鐒共15種元素。
5．超鈾元素：在錒系元素中92號元素鈾(U)以后的各種元素。
[自主檢測]
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。
(1)(2019·高考天津卷改編)砷(As)在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤA族。(　　)
(2)(2017·高考天津卷)用中文“”(ào)命名的第118號元素在周期表中位于第七周期0族。(　　)
(3)元素周期表中位于金屬與非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素。(　　)
(4)第ⅠA族全部是金屬元素。(　　)
(5)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素。(　　)
(6)兩短周期元素原子序數(shù)相差8，則周期數(shù)一定相差1。(　　)
(7)某元素原子的核電荷數(shù)為53，則該元素位于第五周期ⅦA族。(　　)
(8)鐵元素屬于主族元素。(　　)
(9)0族元素原子的最外層均有8個電子。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√　(8)×　(9)×
2．請在下表中畫出元素周期表的輪廓，并在表中按要求完成下列問題：

(1)標(biāo)出周期數(shù)和族序數(shù)。
(2)畫出金屬與非金屬的分界線，并用陰影表示出過渡元素的位置。
(3)標(biāo)出鑭系、錒系的位置。
(4)寫出各周期元素的種數(shù)。
(5)寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。
(6)標(biāo)出113～118號元素的位置。
答案：


演練一　元素周期表結(jié)構(gòu)的相關(guān)應(yīng)用
1．在元素周期表中，鉑元素如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．鉑是非金屬元素，在常溫下呈固態(tài)
B.78Pt和78Pt的核外電子數(shù)相同，互為同位素
C．195.1是鉑的質(zhì)量數(shù)
D．由78可以推出Pt為第五周期元素
解析：選B。鉑為金屬元素，A項(xiàng)錯誤；78Pt和78Pt的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，二者互為同位素，B項(xiàng)正確；195.1是鉑元素的相對原子質(zhì)量，C項(xiàng)錯誤；由78推出Pt為第六周期元素，D項(xiàng)錯誤。
2．(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相鄰周期的兩種元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)可能是______________________。
(2)若甲、乙分別是同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素，原子序數(shù)分別為m和n，則m和n可能的關(guān)系為_____________________________________________________________
____________________。
解析：(1)因周期表中各周期元素的種數(shù)分別為2、8、8、18、18、32、32，若甲的原子序數(shù)為x，則同一主族中乙的原子序數(shù)可能是x＋2、x＋8、x＋18、x＋32。
(2)對于第二、三周期來說，同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素的原子序數(shù)只相差5；對于第四、五周期來說，由于存在過渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素的原子序數(shù)則相差15；對于第六、七周期來說，由于存在鑭系和錒系元素，同一周期的ⅡA族和ⅦA族元素的原子序數(shù)則相差29。
答案：(1)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32
(2)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29

元素周期表結(jié)構(gòu)的幾類提醒
(1)周期表中的18個縱列包括16個族，第8、9、10三個縱列為一族。
(2)描述元素在Ⅷ族時，不要寫成ⅧB。
(3)元素周期表中，族序數(shù)Ⅱ、Ⅲ是主族和副族的分界線，第一次分界時主族(ⅡA)在副族(ⅢB)之前，第二次分界時副族(ⅡB)在主族(ⅢA)之前。
(4)奇偶規(guī)律
①原子序數(shù)是奇數(shù)的主族元素，其所在主族序數(shù)及主要化合價必為奇數(shù)；
②原子序數(shù)是偶數(shù)的主族元素，其所在主族序數(shù)及主要化合價必為偶數(shù)。
(5)“序、層”規(guī)律
①若一種陽離子與一種陰離子電子層數(shù)相同，則“陰上陽下”，即陰離子在上一周期，陽離子在下一周期，陽離子的原子序數(shù)大。
②同周期元素的簡單陽離子與陰離子相比，陰離子原子序數(shù)大。
3．根據(jù)“原子序數(shù)”推導(dǎo)下列元素在元素周期表中的位置。
(1)56號元素位于第________周期________族。
(2)114號元素位于第________周期________族。
(3)25號元素位于第________周期________族。
答案：(1)六?、駻　(2)七?、鬉　(3)四?、鰾

利用稀有氣體元素確定主族元素在周期表中的位置
原子序數(shù)－最鄰近的稀有氣體元素的原子序數(shù)＝ΔZ。

例如：(1)35號元素(相鄰近的是36Kr)，因?yàn)?5－36＝－1，故其所在周期數(shù)為四，族序數(shù)為8－|－1|＝7，即位于第四周期ⅦA族，為溴元素；
(2)87號元素(相鄰近的是86Rn)，因?yàn)?7－86＝1，故其所在周期數(shù)為七，族序數(shù)為1，即位于第七周期ⅠA族，為鈁元素。
演練二　元素周期表的片段在元素推斷中的應(yīng)用
4．(2017·高考全國卷Ⅲ，12，6分)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關(guān)系正確的是(　　)


W
X

Y



Z
A．氫化物沸點(diǎn)：WW
C．化合物熔點(diǎn)：Y2X3

“三看”法快速判斷簡單微粒半徑的大小
一看電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大。
二看核電荷數(shù)：當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小。
三看核外電子數(shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。

演練一　根據(jù)元素周期律和元素周期表判斷物質(zhì)的性質(zhì)
1．(2019·高考全國卷Ⅱ，9，6分)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。如表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z為短周期主族元素，W與X的最高化合價之和為8。下列說法錯誤的是(　　)
A．原子半徑：W＜X
B．常溫常壓下，Y單質(zhì)為固態(tài)
C．氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性：Z＜W
D．X的最高價氧化物的水化物是強(qiáng)堿
解析：選D。由題中信息和圖示可知W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，結(jié)合W與X的最高化合價之和為8，且族序數(shù)相差2，可知X為Al，W和Z分別為N和P，Y為Si。原子半徑：N乙，乙與Si位于同一主族，核電荷數(shù)越大，原子半徑越大，所以原子半徑：乙>Si，故原子半徑：甲>乙>Si，B正確；同主族元素的非金屬性從上到下逐漸減弱，則其簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越來越弱，即乙的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性弱于CH4，C錯誤；乙為Ge，位于非金屬元素和金屬元素的分界線附近，其單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料，D正確。
演練二　元素性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究
3．(教材改編題)下列事實(shí)不能說明元素的金屬性或非金屬性相對強(qiáng)弱的是(　　)

選項(xiàng)
事實(shí)
結(jié)論
A
與冷水反應(yīng)，Na比Mg強(qiáng)烈
金屬性：Na>Mg
B
Ca(OH)2的堿性強(qiáng)于Mg(OH)2
金屬性：Ca>Mg


C
SO2與NaHCO3溶液反應(yīng)生成CO2
非金屬性：S>C
D
t℃，Br2＋H22HBr
K＝5.6×107
I2＋H22HI　K＝43
非金屬性：Br>I
解析：選C。C項(xiàng)，根據(jù)事實(shí)可知，H2SO3比H2CO3酸性強(qiáng)，但H2SO3不是S元素的最高價含氧酸，故不能說明非金屬性：S>C。
4．下列實(shí)驗(yàn)不能作為相應(yīng)判斷依據(jù)的是(　　)
A．向等物質(zhì)的量濃度的NaNO3溶液和Na2SiO3溶液中分別滴加3滴酚酞溶液，觀察溶液的顏色，判斷N和Si的非金屬性強(qiáng)弱
B．鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中不能置換出銅，判斷鈉與鐵的金屬活動性強(qiáng)弱
C．硅酸鈉溶液中通入CO2產(chǎn)生白色沉淀，判斷碳酸與硅酸的酸性強(qiáng)弱
D．F2和Cl2分別與H2反應(yīng)的難易，判斷氟與氯的非金屬性強(qiáng)弱
解析：選B。A項(xiàng)，NaNO3溶液不變色，Na2SiO3溶液變紅色，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，NaNO3不水解，HNO3為強(qiáng)酸，Na2SiO3水解溶液顯堿性，H2SiO3為弱酸，則硝酸的酸性強(qiáng)于硅酸，說明非金屬性：N>Si；B項(xiàng)，鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中，鈉先和水反應(yīng)，生成的氫氧化鈉再和CuSO4反應(yīng)，不能置換出銅，不能據(jù)此判斷鈉與鐵的金屬活動性強(qiáng)弱；C項(xiàng)，CO2通入硅酸鈉溶液中，發(fā)生強(qiáng)酸制取弱酸的反應(yīng)，生成硅酸沉淀，說明碳酸的酸性強(qiáng)于硅酸；D項(xiàng)，鹵素單質(zhì)與氫氣化合越容易，說明元素非金屬性越強(qiáng)，可用F2和Cl2分別與H2反應(yīng)的難易，判斷氟與氯的非金屬性強(qiáng)弱。

規(guī)避金屬性和非金屬性判斷中的易錯點(diǎn)
(1)關(guān)注關(guān)鍵詞“最高價”，根據(jù)元素氧化物對應(yīng)水化物的酸性或堿性的強(qiáng)弱判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱時，必須是其最高價氧化物對應(yīng)的水化物。
(2)關(guān)注關(guān)鍵詞“難易”，判斷元素非金屬性或金屬性的強(qiáng)弱，可依據(jù)元素原子在化學(xué)反應(yīng)中得失電子的難易而非得失電子的多少。

1.(2019·高考全國卷Ⅰ，13，6分)科學(xué)家合成出了一種新化合物(如圖所示)，其中W、X、Y、Z為同一短周期元素，Z核
外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半。下列敘述正確的是(　　)
A．WZ的水溶液呈堿性
B．元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>Z
C．Y的最高價氧化物的水化物是中強(qiáng)酸
D．該新化合物中Y不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
解析：選C。該化合物由陰、陽離子組成，說明它是離子化合物。從該化合物的結(jié)構(gòu)式看出，W為金屬元素；1個Z原子形成1個共價鍵，說明Z原子最外層有1個或7個電子；1個X原子形成4個共價鍵，說明X原子最外層有4個電子；1個Y原子形成2個共價鍵，陰離子得1個電子，說明Y原子最外層有5個電子；根據(jù)“Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半”知，W、X、Y、Z分別為Na、Si、P、Cl。氯化鈉是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，其水溶液呈中性，A項(xiàng)錯誤；元素非金屬性的順序?yàn)閆(Cl)>Y(P)>X(Si)，B項(xiàng)錯誤；磷的最高價氧化物是P2O5，其對應(yīng)的水化物為HPO3、H3PO4，它們均是中強(qiáng)酸，C項(xiàng)正確；2個硅原子和1個P原子形成2個共價鍵，陰離子得到1個電子，所以該化合物中磷原子最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)錯誤。
2．(2019·高考江蘇卷)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X是地殼中含量最多的元素，Y原子的最外層有2個電子，Z的單質(zhì)晶體是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料，W與X位于同一主族。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B．由X、Y組成的化合物是離子化合物
C．Z的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比W的強(qiáng)
D．W的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比X的強(qiáng)
解析：選B。X是地殼中含量最多的元素，則X為O；Y的原子序數(shù)比X大且Y原子的最外層有2個電子，則Y為Mg；Z的單質(zhì)晶體是應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料，則Z為Si；W與X位于同一主族，則W為S。A項(xiàng)，同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，則原子半徑：r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O)，即r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)，錯誤；B項(xiàng)，由X、Y組成的化合物是MgO，其為離子化合物，正確；C項(xiàng)，Si的最高價氧化物對應(yīng)水化物是H2SiO3，S的最高價氧化物對應(yīng)水化物是H2SO4，Si的非金屬性弱于S，故H2SiO3的酸性比H2SO4弱，錯誤；D項(xiàng)，S的非金屬性弱于O，故H2S的熱穩(wěn)定性比H2O弱，錯誤。
3．(2018·高考全國卷Ⅰ，12，6分)主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外層電子數(shù)之和為10；W與Y同族；W與Z形成的化合物可與濃硫酸反應(yīng)，其生成物可腐蝕玻璃。下列說法正確的是(　　)
A．常溫常壓下X的單質(zhì)為氣態(tài)
B．Z的氫化物為離子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈堿性
D．W與Y具有相同的最高化合價
解析：選B。W與Z形成的化合物與濃硫酸反應(yīng)生成的產(chǎn)物可腐蝕玻璃，則該產(chǎn)物為HF。原子序數(shù)不大于20，暗示可以等于20。W一定為氟元素，Y一定為氯元素，Z的原子序數(shù)大于17且為主族元素，Z可能為鉀元素、鈣元素，由W、X、Z的最外層電子數(shù)之和為10推知，X可能為鎂元素、鈉元素。綜上所述，W為氟元素，X為鈉元素(或鎂元素)，Y為氯元素，Z為鈣元素(或鉀元素)。鈉、鎂單質(zhì)在常溫常壓下均呈固態(tài)，A項(xiàng)錯誤；CaH2、KH都是離子化合物，B項(xiàng)正確；氯化鉀、氯化鈣溶液均呈中性，C項(xiàng)錯誤；氟沒有正化合價，D項(xiàng)錯誤。
4．(2018·高考全國卷Ⅲ，13，6分)W、X、Y、Z均為短周期元素且原子序數(shù)依次增大，元素X和Z同族。鹽YZW與濃鹽酸反應(yīng)，有黃綠色氣體產(chǎn)生，此氣體同冷燒堿溶液作用，可得到含YZW的溶液。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑大小為WF，A項(xiàng)錯誤；HF是弱酸，HCl是強(qiáng)酸，酸性HFCl－>K＋>Ca2＋，C錯誤；同種元素的原子得電子能力相同，D正確。
2．下列比較中不正確的是(　　)
A．金屬性：K>Na>Li
B．熱穩(wěn)定性：HI>HCl>HF
C．非金屬性：F>O>N
D．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
解析：選B。A中為同主族元素，金屬性：K>Na>Li；B中非金屬性：F>Cl>I，故穩(wěn)定性：HIN；D中金屬性：Na>Mg>Al，故堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。
3．元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測和判斷。下列說法不合理的是(　　)
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推斷出元素的非金屬性：Cl＞F
B．人們可以在周期表的過渡元素中尋找催化劑和耐腐蝕、耐高溫的合金材料
C．短周期元素的正化合價數(shù)值與其族序數(shù)一定相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外電子排布相同，則離子半徑：X2－＞Y2＋
解析：選C。A項(xiàng)，元素非金屬性的強(qiáng)弱應(yīng)根據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比較，不能根據(jù)氫化物的酸性比較，HF的酸性比HCl弱，但非金屬性：F＞Cl，正確；B項(xiàng)，優(yōu)良的催化劑及耐高溫和耐腐蝕的合金材料(如鎳、鉑等)大多屬于過渡元素，正確；C項(xiàng)，短周期元素的正化合價數(shù)值與其族序數(shù)不一定相同，如C有＋2、＋4價，氟無正價，錯誤；D項(xiàng)，微粒X2－與Y2＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)：Y＞X，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故離子半徑：X2－＞Y2＋，正確。
4．(2018·高考江蘇卷)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X是地殼中含量最多的元素，Y原子的最外層只有一個電子，Z位于元素周期表ⅢA族，W與X屬于同一主族。下列說法正確的是(　　)
A．原子半徑：r(W)>r(Z)>r(Y)
B．由X、Y組成的化合物中均不含共價鍵
C．Y的最高價氧化物的水化物的堿性比Z的弱
D．X的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)
解析：選D。地殼中含量最多的元素X為O元素；短周期元素Y的原子序數(shù)大于X，且Y原子的最外層只有一個電子，則Y為Na元素；Z的原子序數(shù)大于Na且為第ⅢA族短周期元素，則Z為Al元素；W與X屬于同一主族，且為短周期元素，則W為S元素。原子半徑：Na>Al>S，A項(xiàng)錯誤；Na2O2中兩個氧原子之間為共價鍵，B項(xiàng)錯誤；Y和Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為NaOH、Al(OH)3，堿性：NaOH>Al(OH)3，C項(xiàng)錯誤；O的非金屬性強(qiáng)于S，則氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：H2O強(qiáng)于H2S，D項(xiàng)正確。
5．(2020·茂名一模)前20號元素M、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，M和W形成的某種化合物可用作制冷劑，Y和Z能形成ZY2型離子化合物，ZY2的電子總數(shù)為38。下列有關(guān)敘述中正確的是(　　)
A．W和X形成的化合物只有5種
B．M和W形成的一種化合物的水溶液顯堿性
C．W、X、Y三種元素的簡單氫化物的沸點(diǎn)：Y>X>W
D．X和Z形成的化合物ZX2中，陽離子和陰離子的數(shù)目之比為1∶2
解析：選B。前20號元素M、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，M和W形成的某種化合物可用作制冷劑，則M為氫元素，W為氮元素；Y和Z能形成ZY2型離子化合物，且ZY2的電子總數(shù)為38，則Y為氟元素，Z為鈣元素；根據(jù)M、W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大可知，X為氧元素。氮元素和氧元素形成的化合物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等，A項(xiàng)錯誤；M為氫元素，W為氮元素，二者可以形成化合物NH3，其水溶液顯堿性，B項(xiàng)正確；W、X、Y三種元素的簡單氫化物分別為NH3、H2O、HF，沸點(diǎn)：NH3

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