基础知识

知识点一：元素周期表

1.原子序数

按照元素在周期表中的顺序给元素所编的序号。

原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数

2.元素周期表的编排原则

(1)周期：按原子序数递增顺序从左到右排列seo2水化物，把电子层数相同的元素排成一横行。

(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到下排成一纵行。

3.元素周期表的结构

(1)周期(7个横行，7个周期)

(2)族(18个纵行，16个族)

注意：

(1)含元素种数最多的周期是第六周期，有32种元素seo2水化物；含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。

(2)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部都是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。

(3)最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。

(4)同一周期ⅡA族与ⅢA族的原子序数可能相差1(二、三周期)或11(四、五周期)或25(六、七周期)。

(5)主族的族序数＝最外层电子数＝最高正价＝8－|最低负价|

知识点二：元素周期律

1.定义

元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。

2.实质

元素原子核外电子排布的周期性变化。

3.同主族元素性质的递变规律

(1)对于元素Li、Na、K：

①原子半径由小到大的顺序为LiNaK；

②金属性由强到弱的顺序为KNaLi；

③单质与水反应的剧烈程度由强到弱的顺序为KNaLi；

④最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为KOHNaOHLiOH。

(2)对于元素Cl、Br、I：

①原子半径由小到大的顺序为ClBrI；

②非金属性由强到弱的顺序为ClBrI；

③单质与氢气化合由易到难的顺序为Cl2Br2I2；

④其氢化物的稳定性由弱至强的顺序为HIHBrHCl；

⑤最高价氧化物对应水化物的酸性由弱至强的顺序为HIO4HBrO4HClO4。

4.同周期元素性质的递变规律

现有元素：Na、Mg、Al、S、Cl。

(1)五种元素的原子半径由大到小的顺序为NaMgAlSCl。其简单离子的半径由大到小的顺序为S2－Cl－Na＋Mg2＋Al3＋。

(2)Na、Mg、Al单质置换水或酸中的氢，由易到难的顺序为NaMgAl；最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOHMg(OH)2Al(OH)3。

(3)S、Cl2与氢气化合时，由易到难的顺序为Cl2S，气态氢化物的稳定性由强至弱的顺序为HClH2S，最高价氧化物对应水化物的酸性由强至弱的顺序为HClO4H2SO4。

注意：

(1)对于主族元素，元素的最高正化合价和主族族序数相同。但氧一般表现为负价；氟无正价。

(2)比较两种元素的金属性可以通过以下实验证明：

①根据两种金属单质与水或非氧化性酸(如盐酸)反应的剧烈程度进行比较，哪种金属反应剧烈，哪种金属活泼。

②根据两种金属之间的置换反应进行比较，A能从盐溶液中置换出B，则A比B活泼。

(3)比较两种元素非金属性可以通过以下实验证明：

①通过比较两种非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较两种元素非金属性强弱，如向Na2SiO3溶液中通入CO2，溶液变浑浊，可证明C的非金属性强于Si。

②通过非金属单质的置换反应进行比较，如Cl2能从KI溶液中置换出I2，则Cl的非金属性强于I。

(4)随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布、原子半径(稀有气体除外)和化合价均呈周期性变化。以上规律主要是针对主族元素而言，副族和Ⅷ族情况较复杂。

知识点三：元素周期表和元素周期律的应用

1.元素周期表中元素的分区

分界线附近的元素，既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性。

2.元素周期表和元素周期律应用的重要意义

(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线索。

(2)寻找新材料：

将下面左右两侧对应内容连线。

注意：

(1)元素周期表中，金属元素占绝大多数，非金属元素只是少数。

(2)金属元素在分界线的左侧，但分界线左边的并不都是金属元素，如H元素，副族元素均是金属元素。

(3)元素周期表中元素金属性最强的是Cs(不考虑放射性元素)，非金属性最强的是F；短周期(1～18号)元素中金属性最强的是Na。

粒子半径比较

1.同周期元素的粒子

同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)。如NaMgAlSi，Na＋Mg2＋Al3＋，S2－Cl－。

2.同主族元素的粒子

同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大。如LiNaK，Li＋Na＋K＋。

3.电子层结构相同的粒子

电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径(包括阴、阳离子)随核电荷数的增加而减小。如O2－F－Na＋Mg2＋Al3＋。

4.同种元素形成的粒子

同种元素形成的粒子电子数越多，半径越大。如Fe3＋Fe2＋Fe，H＋HH－。

5.电子数和核电荷数都不同的，可通过一种参照物进行比较

如比较Al3＋与S2－的半径大小，可找出与Al3＋电子数相同，与S2－同族的元素O2－比较，Al3＋O2－，且O2－S2－，故Al3＋S2－。

元素推断

1.推断元素的基本思路

根据原子结构、元素周期表的知识及相关已知条件，可推算原子序数，判断元素在元素周期表中的位置等，基本思路如下图所示：

2.周期表中特殊位置的元素(1～20号元素)

(1)族序数等于周期数的元素：H、Be、Al。

(2)族序数等于周期数2倍的元素：C、S。

(3)族序数等于周期数3倍的元素：O。

(4)周期数是族序数2倍的元素：Li、Ca。

(5)周期数是族序数3倍的元素：Na。

(6)最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si。

(7)最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素：S。

(8)除氢外，原子半径最小的元素：F。

3.常见元素及其化合物的特性

(1)形成化合物种类最多的元素、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。

(2)空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。

(3)地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。

(4)相同条件下，单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。

(5)单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。

(6)最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的常见元素：Al。

(7)元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物能反应生成盐的元素：N。

(8)元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。

(9)元素的气态氢化物能和它的氧化物在常温下反应生成该元素单质的元素：S。

(10)最高正价不等于主族族序数的元素：O、F。

巩固练习

1.下列判断正确的是（）

A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性和还原性依次减弱

B.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强

C.根据金属活动性顺序，氧化性：Cu2＋Fe3＋Mg2＋

D.碱性：NaOHMg(OH)2Al(OH)3

答案：D

解析：A项中四种氢化物的还原性逐渐增强，A不正确；B项中应为“最高价含氧酸”的酸性，不正确，C项氧化性顺序为Fe3＋Cu2＋Mg2＋，不正确。

2.已知1～18号元素的离子，aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（）

A.质子数cd

B.离子的还原性Y2－Z－

C.氢化物的稳定性H2YHZ

D.原子半径XW

答案：B

解析：因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为abdc，所以氢化物稳定性应为HZH2Y，原子半径大小关系应为XW。

3.下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素形成的化合物是（）

A.半导体材料砷化镓

B.吸氢材料镧镍合金

C.透明陶瓷材料硒化锌

D.超导材料K3C60

答案：C

解析：本题涉及的元素中，碳、钾、砷、镓、硒属于主族元素，而镧、镍、锌属于副族元素。

4.元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是（）

A.同周期元素中X的金属性最强

B.原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－

C.同族元素中Z的氢化物稳定性最强

D.同周期元素中Y的最高价氧化物对应水化物的酸性最强

答案：B

解析：根据X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构，可推出Z在X、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，综合判断知X为Na、Z为O、Y为Cl，确定三元素在周期表中的位置，可判断A、C、D正确；离子半径Na＋＜O2－，B错误。

5.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，其中X、Z同族，Y、Z同周期，W是短周期主族元素中原子半径最大的，X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高正价与最低负价代数和为6。下列说法正确的是（）

A.Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式H2YO4

B.原子半径由小到大的顺序为：XZY

C.Y、Z两种元素气态氢化物中，Z的气态氢化物更稳定

D.X与W形成的两种化合物中，阴、阳离子物质的量之比均为1∶2

答案：D

解析：短周期主族元素中原子半径最大的元素W为Na；最外层电子数是电子层数3倍的元素X是O；短周期元素中最高正价和最低负价代数和为6的元素Y为Cl；与氧同主族的短周期元素Z为S。Y(Cl)的最高价氧化物对应水化物的化学式为HYO4，A错误；原子半径：r(S)r(Cl)r(O)，B错误；Y(Cl)、Z(S)两种元素气态氢化物中，HCl的稳定性强于H2S，C错误；X(O)与W(Na)形成的化合物有Na2O和Na2O2，其阴、阳离子物质的量之比均为1∶2。

6.X、Y、Z、W、M均为短周期元素，X、Y同主族，X的氢化物和最高价氧化物的水化物能反应生成一种离子化合物，其水溶液显酸性；Z、W、M是第3周期连续的三种元素，其中只有一种是非金属元素，且原子半径Z＞W＞M。下列叙述正确的是（）

A.Z是海水中含量最高的金属元素，W是地壳中含量最多的金属元素

B.X、M两元素氢化物的稳定性：X＜M

C.X和W的氧化物均可作耐高温材料，M的氧化物可用于制作太阳能电池

D.X、W组成的化合物水解生成一种可净水的化合物

答案：D

解析：由“X的氢化物和最高价氧化物的水化物能反应生成一种离子化合物，其水溶液显酸性”可知，X是N，则Y是P；由“Z、W、M分别是第3周期连续的三种元素，其中只有一种是非金属元素，且原子半径Z＞W＞M”可知，Z、W、M分别是Mg、Al、Si。海水中含量最高的金属元素是Na，故A错；N、Si的氢化物的稳定性：NH3＞SiH4，故B错；N的氧化物不能作耐高温材料，故C错；AlN的水解反应为：AlN＋3H2O＝Al(OH)3＋NH3，Al(OH)3可净水，故D正确。

7.六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，其中A与E同主族，B与F同主族，E与F同周期。已知常温下单质A与E的状态不同，D的核电荷数是B的最外层电子数的2倍，单质F是一种重要的半导体材料。则下列推断中正确的是（）

A.A、C两种元素可组成化学式为CA3的化合物

B.F与D形成的化合物性质很不活泼，不与任何酸反应

C.原子半径由大到小的顺序是EFCD

D.元素的非金属性由强到弱的顺序是DCFB

答案：AC

解析：根据题意可推知：A是H；B是C；C是N；D是O；E是Na；F是Si。A.H、N两种元素可组成化学式为NH3的化合物，正确；B.Si与O形成的化合物SiO2是共价化合物，由于原子间以共价键结合，结合力很强，所以化学性质很不活泼，但是能够与HF酸反应，错误。C.同一周期的元素，原子序数越大，原子半径就越小，不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大，所以原子半径由大到小的顺序是EFCD，正确；D.同一周期的元素，原子序数越大，元素的非金属性就越强，同一主族的元素，原子核外电子层数越少，元素的非金属性就越强，所以元素的非金属性由强到弱的顺序是DCFB。

8.类推的思维方法在化学学习与研究中经常用到，但有时会产生错误的结论。因此，推出的结论最终要经过实践的检验才能决定其是否正确。以下几种类推结论中，正确的是（）

A.IVA族元素氢化物沸点顺序是：GeH4SiH4CH4；则VA族元素氢化物沸点顺序也是：AsH3PH3NH3

B.第二周期元素氢化物的稳定性顺序是：HFH2ONH3；则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是：HClH2SPH3

C.Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3；Pb3O4也可以写成PbO·Pb2O3

D.NaHSO4与NaHSO3溶于水显酸性，则所有酸式盐溶于水显酸性

答案：B

解析：A.IVA族元素氢化物沸点顺序是：GeH4SiH4CH4；但由于氨气分子间存在氢键，则VA族元素氢化物沸点顺序是：NH3AsH3PH3，A错误；B.非金属性越强氢化物的稳定性越强，第二周期元素氢化物的稳定性顺序是：HFH2ONH3；则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是：HClH2SPH3，B正确；C.Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3；Pb3O4可以写成2PbO·PbO2，C错误；D.NaHSO4与NaHSO3溶于水显酸性，但不是所有酸式盐溶于水均显酸性，例如碳酸氢钠溶于水显碱性，D错误，答案选B。

9.下列结论是从某同学的作业本上摘录的，其中你认为肯定正确的是（）

①微粒半径：S2-Cl-ClS

②氢化物稳定性：HFHClH2SH2Se

③还原性：S2-Cl-Br-I-

④氧化性：Cl2SSe

⑤酸性：H2SO4HClO4H2SeO4

⑥得电子能力：FClBrI

A.只有①

B.②④⑥

C.①③④

D.只有⑥

答案：B

解析：根据元素周期律可知，①不正确，微粒半径应该是S2-Cl- SCl；非金属性越强，氢化物的稳定性越强，②正确；非金属性越强，相应阴离子的还原性越弱，③不正确，还原性应该是S2-I-Br-Cl-；非金属性越强，相应单质的氧化性越强，④正确；非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，⑤不正确，应该是HClO4H2SO4 H2SeO4；同主族自上而下，非金属性逐渐减弱，⑥正确，答案选B。

10.有X、Y、Z、W、M五种短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族，X+与M2-具有相同的电子层结构，离子半径：Z2-W-；Y的单质晶体熔点高、硬度大，是一种重要的半导体材料。下列说法中，正确的是（）

A.X、M两种元素只能形成X2M型化合物

B.由于W、Z、M元素的氢化物相对分子质量依次减小，所以其沸点依次降低

C.元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体

D.元素W和M的某些单质可作为水处理的消剂

答案：D

解析：A、XM两种元素形成的化合物可以使过氧化钠或氧化钠，错误，不选A；B、由于WZM元素的氢化物分别为氯化氢、硫化氢、水，由于水分子之间有氢键的存在，所以水的沸点最高，氯化氢和硫化氢中氯化氢相对分子质量较大，分子间作用力较强，氯化氢的沸点高于硫化氢，错误，不选B；C、元素YZW的单质分别属于原子晶体、分子晶体、分子晶体，错误，不选C；D、氯气和臭氧可作为水处理的消剂，正确，选D。