第2节 元素周期律和元素周期表
第1课时 元素周期律
［核心素养发展目标］ 1.了解元素原子的最外层电子数、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。2.学会运用变量关系模型分析处理数据，总结认识元素性质的变化规律，构建比较微粒半径大小的思维模型，促进“证据推理与模型认知”化学学科核心素养的发展。
一、元素周期律
1.元素性质变化规律的研究方法
(1)原子序数的概念
原子序数是元素在 中的序号。
原子序数= =质子数= 。
(2)构建变量关系模型
①确定自变量：研究元素周期律以 为自变量。
②选取因变量：如 、 、 等。
③选择表达形式：用 或 表示自变量与因变量间的关系。
④正确描述规律。
2.1~18号元素原子结构及性质的变化规律
(1)原子最外层电子数的变化规律
以元素的原子序数为横轴，元素原子的最外层电子排布为纵轴，绘制柱状图如下：
数据分析
规律 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现 的周期性变化(1~2号元素除外)
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
以元素的原子序数为横轴，元素的原子半径为纵轴，绘制折线图如下：
数据分析
规律 随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现 的周期性变化
思考1 对于电子层数相同的原子，如原子序数3到9，11到17。为什么原子序数越大的原子的半径越小？
(3)元素主要化合价的变化规律
以元素的原子序数为横轴，元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴，绘制折线图如下：
数据分析
规律 随着核电荷数的递增，元素的最高正化合价呈现 (氧、氟除外)价、最低负化合价呈现 价的周期性变化
思考2 对于1~18号元素：
(1)写出元素的最高化合价与最外层电子数的关系。
(2)写出非金属元素的最高化合价与最低化合价的关系并说明理由。
通过探究可以发现，随着原子序数的递增，元素原子的 、 、元素的主要 等均呈现周期性变化。
3.元素周期律
(1)概念
元素的性质随着 的递增而呈周期性变化的规律叫作元素周期律。
(2)实质
元素性质的周期性变化是元素原子 周期性变化的必然结果。
(3)意义
大大加深了人们对物质世界的认识，指导着人们开展诸如预测元素及其化合物的性质、寻找或合成具有特殊性质的新物质等科学研究工作。
元素的主要化合价与最外层电子数的关系
(1)主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)。
(2)非金属元素最低负化合价=最外层电子数-8(H除外)。
(3)元素最高正化合价+|元素最低负化合价|=8(H、O、F除外)。
(4)金属元素没有负化合价。
1.判断正误
(1)随着元素原子序数的递增，元素的最高正价从+1到+7，最低负价从-7到-1重复出现( )
(2)元素的性质随着相对原子质量的递增呈现周期性变化( )
(3)元素的性质随着原子序数的递增呈周期性变化的根本原因是原子核外电子排布呈周期性变化( )
(4)H、C、Si元素的最高正化合价与最低负化合价代数和均为0( )
(5)原子序数为15的元素最高化合价为+5，最低化合价为-3( )
2.(2023·南通高一期中)下列说法错误的是( )
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增加
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.B、C、N、O、F的原子半径依次增大
D.P、S、Cl元素的最低负化合价的绝对值依次减小
3.某元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO4，这种元素的气态氢化物的化学式为( )
A.HX B.H2X C.XH3 D.XH4
4.某短周期元素最高正价与最低负价的绝对值之差为4，该元素的离子与跟其核外电子排布相同的离子形成的化合物是( )
A.K2S B.MgO C.MgS D.NaF
二、微粒半径大小的比较
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
1.电子层数相同——“序大径小”(稀有气体元素除外)
电子层数相同的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
2.最外层电子数相同——“序大径大”
最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径越大，相应的离子半径也越大。例：r(Li)
同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大。例：r(Na+)
电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。例：r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
1.下列原子半径最大的是( )
A.N B.O C.Na D.Cl
2.下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是( )
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
3.试比较下列微粒半径大小(填“>”“<”或“=”)。
(1)Mg Ca K。
(2)P S Cl。
(3)Fe3+ Fe2+ Fe。
(4)P3- S2- Cl-
Na+ Mg2+ Al3+。
4.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的离子半径由大到小的顺序是 ，原子序数由大到小的顺序是 。
主族元素的原子或离子半径大小的比较可总结为“三看”：
(1)首先看层(即电子层数)，层少半径小［少数除外，如r(Li)>r(P)］。
(2)层同看核(即核电荷数)，核大半径小。
(3)核同看价(即化合价)，价高半径小。
答案精析
一、
1.(1)元素周期表 核电荷数 核外电子数 (2)①原子序数 ②原子最外层电子数 原子半径 主要化合价 ③柱状图 折线图
2.(1)由1到8 (2)由大到小
思考1 原子核带正电荷，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越大，则原子的半径越小。
(3)+1到+7 -4到-1
思考2 (1)元素的最高化合价=最外层电子数(O、F及稀有气体元素除外)。
(2)元素的最高化合价+|元素的最低化合价|=8(H、O、F除外)。非金属元素的最高化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数；而它的最低化合价等于使原子达到电子稳定结构所需得到的电子数。
最外层电子数 原子半径 化合价
3.(1)元素原子序数 (2)核外电子排布
应用体验
1.(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2.C ［Li、Be、B原子的最外层电子数依次为1、2、3，A项正确；P、S、Cl元素的最高正化合价依次为+5、+6、+7，B项正确；B、C、N、O、F的原子半径依次减小，C项错误；P、S、Cl元素的最低负化合价依次为-3、-2、-1，D项正确。］
3.B
4.A ［设该元素最高正价为x，则其最低负价的绝对值数值为(8-x)，则x-(8-x)=4，解得x=6，即该元素最高正价为+6，应为S元素，硫离子核外有18个电子，与其核外电子排布相同的另一离子也应含有18个电子，可为K+，则A符合。］
二、
应用体验
1.C ［钠元素原子与氯元素原子电子层数相同，原子序数：Na
2.C ［①~④依次为S、Cl、S2-、F。①②相比半径：①>②；①③相比半径：①<③；②④相比半径：②>④；故半径：③>①>②>④。］
3.(1)< < (2)> > (3)< < (4)> > > > >
4.D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+ B>A>C>D
解析 当微粒具有相同电子层结构时，核电荷数越大，原子核对最外层电子的吸引力就越大，其微粒半径就越小。设An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-含有电子数为x，则四种粒子对应的质子数分别为x+n、x+(n+1)、x-n、x-(n+1)，故离子半径由大到小的顺序为D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。(共70张PPT)
第1章 第2节
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元素周期律
第1课时
核心素养
发展目标
1.了解元素原子的最外层电子数、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。
2.学会运用变量关系模型分析处理数据，总结认识元素性质的变化规律，构建比较微粒半径大小的思维模型，促进“证据推理与模型认知”化学学科核心素养的发展。
内容索引
一、元素周期律
二、微粒半径大小的比较
课时对点练
元素周期律
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一
一、元素周期律
1.元素性质变化规律的研究方法
(1)原子序数的概念
原子序数是元素在____________中的序号。
原子序数=___________=质子数=____________。
元素周期表
核电荷数
核外电子数
(2)构建变量关系模型
①确定自变量：研究元素周期律以_________为自变量。
②选取因变量：如_________________、__________、____________等。
③选择表达形式：用_______或_______表示自变量与因变量间的关系。
④正确描述规律。
原子序数
原子最外层电子数
原子半径
主要化合价
柱状图
折线图
2.1~18号元素原子结构及性质的变化规律
(1)原子最外层电子数的变化规律
以元素的原子序数为横轴，元素原子的最外层电子排布为纵轴，绘制柱状图如图：
数据 分析
规律 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现________的周期性变化(1~2号元素除外)
由1到8
数据 分析
规律 随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现________的周期性变化
(2)原子半径的变化规律(稀有气体除外)
以元素的原子序数为横轴，元素的原子半径为纵轴，绘制折线图如下：
由大到小
对于电子层数相同的原子，如原子序数3到9，11到17。为什么原子序数越大的原子的半径越小？
提示 原子核带正电荷，核电荷数越多，原子核对核外电子的引力越大，则原子的半径越小。
(3)元素主要化合价的变化规律
以元素的原子序数为横轴，元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴，绘制折线图如图：
数据 分析
规律 随着核电荷数的递增，元素的最高正化合价呈现_______ (氧、氟除外)价、最低负化合价呈现______价的周期性变化
+1到+7
-4到-1
对于1~18号元素：
(1)写出元素的最高化合价与最外层电子数的关系。
(2)写出非金属元素的最高化合价与最低化合价的关系并说明理由。
提示 元素的最高化合价+|元素的最低化合价|=8(H、O、F除外)。非金属元素的最高化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数；而它的最低化合价等于使原子达到电子稳定结构所需得到的电子数。
提示 元素的最高化合价=最外层电子数(O、F及稀有气体元素除外)
通过探究可以发现，随着原子序数的递增，元素原子的_____________、_________、元素的主要_______等均呈现周期性变化。
最外层电子数
原子半径
化合价
3.元素周期律
(1)概念
元素的性质随着_____________的递增而呈周期性变化的规律叫作元素周期律。
(2)实质
元素性质的周期性变化是元素原子_____________周期性变化的必然结果。
(3)意义
大大加深了人们对物质世界的认识，指导着人们开展诸如预测元素及其化合物的性质、寻找或合成具有特殊性质的新物质等科学研究工作。
元素原子序数
核外电子排布
归纳总结
元素的主要化合价与最外层电子数的关系
(1)主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)。
(2)非金属元素最低负化合价=最外层电子数-8(H除外)。
(3)元素最高正化合价+|元素最低负化合价|=8(H、O、F除外)。
(4)金属元素没有负化合价。
1.判断正误
(1)随着元素原子序数的递增，元素的最高正价从+1到+7，最低负价从
-7到-1重复出现
(2)元素的性质随着相对原子质量的递增呈现周期性变化
(3)元素的性质随着原子序数的递增呈周期性变化的根本原因是原子核外电子排布呈周期性变化
(4)H、C、Si元素的最高正化合价与最低负化合价代数和均为0
(5)原子序数为15的元素最高化合价为+5，最低化合价为-3
×
√
×
√
√
2.(2023·南通高一期中)下列说法错误的是
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增加
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.B、C、N、O、F的原子半径依次增大
D.P、S、Cl元素的最低负化合价的绝对值依次减小
√
Li、Be、B原子的最外层电子数依次为1、2、3，A项正确；
P、S、Cl元素的最高正化合价依次为+5、+6、+7，B项正确；
B、C、N、O、F的原子半径依次减小，C项错误；
P、S、Cl元素的最低负化合价依次为-3、-2、-1，D项正确。
3.某元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO4，这种元素的气态氢化物的化学式为
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4
√
4.某短周期元素最高正价与最低负价的绝对值之差为4，该元素的离子与跟其核外电子排布相同的离子形成的化合物是
A.K2S B.MgO
C.MgS D.NaF
√
设该元素最高正价为x，则其最低负价的绝对值数值为(8-x)，则x-(8-x)
=4，解得x=6，即该元素最高正价为+6，应为S元素，硫离子核外有18个电子，与其核外电子排布相同的另一离子也应含有18个电子，可为K+，则A符合。
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微粒半径大小的比较
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二
二、微粒半径大小的比较
微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
1.电子层数相同——“序大径小”(稀有气体元素除外)
电子层数相同的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
2.最外层电子数相同——“序大径大”
最外层电子数相同，电子层数越多，原子半径越大，相应的离子半径也越大。例：r(Li)
3.同元素
同种元素的粒子——电子数越多，粒子半径越大。例：r(Na+)
电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。例：r(O2-)>
r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
1.下列原子半径最大的是
A.N B.O C.Na D.Cl
钠元素原子与氯元素原子电子层数相同，原子序数：Na
子半径最大。
√
2.下列4种微粒中，半径按由大到小的顺序排列的是
A.①>②>③>④ B.③>④>①>②
C.③>①>②>④ D.①>②>④>③
√
①~④依次为S、Cl、S2-、F。①②相比半径：①>②；①③相比半径：①<③；②④相比半径：②>④；故半径：③>①>②>④。
3.试比较下列微粒半径大小(填“>”“<”或“=”)。
(1)Mg Ca K。
(2)P S Cl。
(3)Fe3+ Fe2+ Fe。
(4)P3- S2- Cl- Na+ Mg2+ Al3+。
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4.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的离子半径由大到小的顺序是 ，
原子序数由大到小的顺序是 。
D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+
B>A>C>D
当微粒具有相同电子层结构时，核电荷数越大，原子核对最外层电子的吸引力就越大，其微粒半径就越小。设An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-含有电子数为x，则四种粒子对应的质子数分别为x+n、x+(n+1)、x-n、
x-(n+1)，故离子半径由大到小的顺序为D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。
方法规律
主族元素的原子或离子半径大小的比较可总结为“三看”：
(1)首先看层(即电子层数)，层少半径小[少数除外，如r(Li)>r(P)]。
(2)层同看核(即核电荷数)，核大半径小。
(3)核同看价(即化合价)，价高半径小。
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课时对点练
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题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D B A C B B C
题号 9 10 11 12
答案 D C C B
对一对
答案
(1)S +6
(2)H Na>S>C>O
(3)2Na+O2 Na2O2 -1
(4) H2S、H2Se SeO2+2OH-===Se+H2O
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答案
(1)S Cl K Ca K>Ca>S>Cl
S2->Cl->K+>Ca2+
(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
(4)H2S、HCl
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答案
(1)F->Na+>Mg2+
(2)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(3)Cl2+H2S===2H++2Cl-+S↓
(4)Al
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答案
题组一 元素周期律及其实质
1.(2023·杭州高一月考)元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是
A.元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B.元素的金属性和非金属性呈周期性变化
C.元素原子核外电子排布呈周期性变化
D.元素化合价呈周期性变化
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答案
2.(2024·滕州高一检测)如图表示1~18号元素(原子)的结构或性质随核电荷数递增的变化。图中纵坐标可以表示
A.电子层数
B.原子半径
C.最高化合价
D.最外层电子数
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答案
3.对于原子核外电子层数为3的主族元素，随着最外层电子数的增大，下列说法错误的是
A.原子半径逐渐减小
B.原子的失电子能力逐渐增强
C.最高正化合价逐渐增大
D.元素的非金属性逐渐增强
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原子核外电子层数为3的主族元素均位于元素周期表第3周期，随着最外层电子数的增大，原子半径依次减小，原子得电子能力依次增强，失电子能力依次减弱，最高正化合价逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强，A、C、D正确，B错误。
答案
4.下列说法正确的是
A.非金属元素的最高化合价不超过该元素的最外层电子数
B.非金属元素的最低负化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.氟原子最外层有7个电子，最高化合价为+7价
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B项，非金属元素的最低负化合价的绝对值等于8-该元素原子的最外层电子数；
C项，氦(He)的最外层电子数为2，是稀有气体原子；
D项，氟元素无正化合价。
答案
题组二 微粒半径大小比较
5.下列粒子半径之比大于1的是
A. B. C. D.
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Al、Na电子层数相同，核电荷数前者大，则r(Al)
1，C项正确；
同种元素的阳离子半径小于原子半径，则<1，D项错误。
答案
6.下列各组微粒半径大小比较中，不正确的是
A.r(K)>r(Na)>r(Li)
B.r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)
C.r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
D.r(Cl-)>r(F-)>r(F)
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r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)，选项B不正确。
答案
7.下列各组微粒半径大小的比较错误的是
A.Ca>Mg>Be B.Na+>Mg2+>O2-
C.P>S>O D.Cl-
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答案
下列说法正确的是
A.随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大
B.元素F的原子半径在0.066~0.186 nm之间
C.最外层电子数相同的元素，电子层数越多，原子半径越大
D.Mg2+的半径大于Mg的半径
8.已知下表是几种常见元素的原子半径数据：
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答案
元素 C O Na Mg Si
原子半径/nm 0.077 0.066 0.186 0.160 0.117
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核外电子层数相同的元素原子，核电荷数越大，原子半径越小，A项错误；
F的原子半径比O的小，即小于0.066 nm，B项错误；
Mg2+的半径小于Mg的半径，D项错误。
答案
9.如图所示是部分1~18号元素的原子半径与原子序数的关系。则下列说法正确的是
A.X、Y的原子序数分别为6、7
B.Z为金属元素，M、N为非金属元素
C.X的单质与Z的单质不能发生化学反应
D.Y、R的最外层电子数相等
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答案
根据图中原子半径随原子序数的变化规律可推知X、Y、Z、M、N、R分别为O、F、Na、Al、Si、Cl。O、F的原子序数分别为8、9，A项错误；
Al是金属元素，B项错误；
O2与Na可发生化学反应，C项错误；
F、Cl的最外层电子数均为7，D项正确。
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答案
10.如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是
A.原子半径：Z>Y>X
B.离子半径：Z>Y>X
C.元素R的最高化合价和最低化合价代数和为6
D.WX3和水反应生成的化合物是弱酸
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答案
分析可知X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，
R为Cl。一般电子层数越多，原子半径越大，故O原子半径最小，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，则原子半径：Na>Al>O，
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答案
A项错误；
Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：O2->Na+>Al3+，B项错误。
11.(2023·广州质检)已知X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则下列叙述正确的是
A.X的原子序数比Y的小
B.X原子的最外层电子数比Y的多
C.X的原子半径比Y的大
D.X元素的最高正化合价比Y的大
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√
答案
X元素可能为钾元素，Y元素可能为氯元素，则钾的原子序数、原子半径均大于氯，最外层电子数、最高正化合价氯大于钾。
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12.(2024·青岛高一月考) A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，现有以下叙述：
①原子半径：A
其中正确的是
A.①② B.③④⑤
C.③⑤ D.③④
答案
√
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A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期。①结合A、B在周期表中的位置得原子半径：A>B，错误；②核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：A
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⑤若A元素原子最外层电子数与B元素原子最外层电子数之和为8，则A的正价与B的负价的绝对值相等(如Na+与F-)，若A元素原子最外层电子数与B元素原子最外层电子数之和不为8，则A的正价与B的负价的绝对值可能相等(如Li+与H-)，也可能不相等(如Mg2+与F-)，正确。
答案
13. (2023·济南校级联考)已知元素X、Y、Z、W、Q的原子序数均小于18，它们具有如下特征：
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答案
元素 特征
X 在所有的元素中，原子半径最小
Y 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Z 常温下，有Z2、Z3两种气体单质存在
W 与Z原子具有相同的最外层电子数
Q M层比K层少1个电子
(1)X、Y、Z、W、Q中最高化合价最高的元素是 (填元素符号)，其最高化合价是 。
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根据表格中的元素特征可知，X为H，Y为C，Z为O，W为S，Q为Na。题给5种元素中，S的最高化合价最高，为+6价。
答案
S
+6
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(2)X为 (填元素符号)，Y、Z、W、Q的原子半径大小顺序是__________
(用元素符号表示)。
Na原子的核外电子层数与S原子相同，但前者核电荷数小，故原子半径大，同理C的原子半径比O大，故原子半径：Na>S>C>O。
答案
H
Na>S>C>O
(3)Q的单质在加热条件下与Z2反应的化学方程式是 ，生成物中Z的化合价是 。
2Na+O2 Na2O2
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Na与O2在加热条件下反应生成过氧化钠：2Na+O2 Na2O2，过氧化钠中O为-1价。
答案
-1
(4)硒(Se)是人体必需的微量元素，原子序数为34，与Z原子最外层电子
数相同，且比Z原子多两个电子层，则Se的原子结构示意图为 ；
W、Se的简单氢化物的化学式依次为 ；SeO2可与足量NaOH溶液发生类似SO2与NaOH溶液的反应，则SeO2与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
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答案
H2S、H2Se
SeO2+2OH-===Se+H2O
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SeO2与NaOH溶液发生类似SO2与NaOH溶液的反应，则SeO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SeO2+2OH-===Se+H2O。
答案
14.A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的第二层电子数与第一、第三层电子数之和相等，D元素原子的第一、第二层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题：
(1)四种元素的符号依次是A ，B ，C ，D ；它们的原子半径由大到小的顺序是 。
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答案
S
Cl
K
Ca
K>Ca>S>Cl
(2)试写出四种元素的离子结构示意图：A ，B ，C ，
D 。它们的离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)分别写出四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式：__________
______________________。
(4)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式： 。
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答案
S2->Cl->K+>Ca2+
HClO4、KOH、Ca(OH)2
H2SO4、
H2S、HCl
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A元素原子的第二层电子数与第一、第三层电子数之和相等，所以A元素原子的核电荷数为2×8=16，A为硫元素；D元素原子的第一、第二层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D元素原子的核电荷数是(2+8)×2=20，D为钙元素；根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大，并都能形成离子，可得B为氯元素，C为钾元素。
答案
15. (2023·宁波检测)根据下表中部分1~18号元素的原子半径及主要化合价，回答下列问题：
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答案
元素代号 A B C D E F G
原子半径/nm 0.186 0.160 0.111 0.143 0.106 0.099 0.064
主要化合价 +1 +2 +2 +3 +6、-2 -1 -1
(1)A、B、G的简单离子的半径大小顺序为 (用离子符号表示)。
F->Na+>Mg2+
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B、C的主要化合价均为+2价，且原子半径：B>C，且均为1~18号元素，故B为Mg，C为Be；A的主要化合价为+1价，且原子半径：A>Mg，则A为Na；D的主要化合价为+3价，且原子半径：Mg>D>Be，则D为Al；E有+6价和-2价，则E为S；F、G都为-1价，且原子半径：F>G，则F为
Cl、G为F。
对于核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。
答案
(2)A2O2与水反应的化学方程式为 。
(3)F的单质与E的简单氢化物在水中反应的离子方程式为______________
_____________。
(4)将等质量的A、B、D的单质与足量相同浓度的盐酸反应，在相同状况下，置换出氢气最多的是 (填化学式)。
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答案
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
Cl2+H2S===
2H++2Cl-+S↓
Al
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假设钠、镁、铝的质量均为x g，盐酸过量，则三种金属是完全反应的。由三者与盐酸反应的化学方程式可知，23 g钠生成1 g氢气，则x g钠生成
g氢气；24 g镁生成2 g氢气，则x g镁生成 g氢气；27 g铝生成3 g氢气，则x g铝生成 g氢气，故等质量的三种金属置换出氢气最多的是铝。
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答案作业3 元素周期律
(分值：100分)
(选择题1~8题，每小题5分，9~12题，每小题6分，共64分)
题组一 元素周期律及其实质
1.(2023·杭州高一月考)元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是( )
A.元素相对原子质量的递增，量变引起质变
B.元素的金属性和非金属性呈周期性变化
C.元素原子核外电子排布呈周期性变化
D.元素化合价呈周期性变化
2.(2024·滕州高一检测)如图表示1~18号元素(原子)的结构或性质随核电荷数递增的变化。图中纵坐标可以表示 ( )
A.电子层数 B.原子半径
C.最高化合价 D.最外层电子数
3.对于原子核外电子层数为3的主族元素，随着最外层电子数的增大，下列说法错误的是( )
A.原子半径逐渐减小
B.原子的失电子能力逐渐增强
C.最高正化合价逐渐增大
D.元素的非金属性逐渐增强
4.下列说法正确的是( )
A.非金属元素的最高化合价不超过该元素的最外层电子数
B.非金属元素的最低负化合价的绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.氟原子最外层有7个电子，最高化合价为+7价
题组二 微粒半径大小比较
5.下列粒子半径之比大于1的是( )
A. B.
C. D.
6.下列各组微粒半径大小比较中，不正确的是( )
A.r(K)>r(Na)>r(Li)
B.r(Mg2+)>r(Na+)>r(F-)
C.r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
D.r(Cl-)>r(F-)>r(F)
7.下列各组微粒半径大小的比较错误的是( )
A.Ca>Mg>Be B.Na+>Mg2+>O2-
C.P>S>O D.Cl-
元素 C O Na Mg Si
原子半径/nm 0.077 0.066 0.186 0.160 0.117
下列说法正确的是( )
A.随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大
B.元素F的原子半径在0.066~0.186 nm之间
C.最外层电子数相同的元素，电子层数越多，原子半径越大
D.Mg2+的半径大于Mg的半径
9.如图所示是部分1~18号元素的原子半径与原子序数的关系。则下列说法正确的是( )
A.X、Y的原子序数分别为6、7
B.Z为金属元素，M、N为非金属元素
C.X的单质与Z的单质不能发生化学反应
D.Y、R的最外层电子数相等
10.如图是部分1~18号元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是( )
A.原子半径：Z>Y>X
B.离子半径：Z>Y>X
C.元素R的最高化合价和最低化合价代数和为6
D.WX3和水反应生成的化合物是弱酸
11.(2023·广州质检)已知X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A.X的原子序数比Y的小
B.X原子的最外层电子数比Y的多
C.X的原子半径比Y的大
D.X元素的最高正化合价比Y的大
12.(2024·青岛高一月考) A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，现有以下叙述：
①原子半径：A
其中正确的是( )
A.①② B.③④⑤
C.③⑤ D.③④
13.(16分)(2023·济南校级联考)已知元素X、Y、Z、W、Q的原子序数均小于18，它们具有如下特征：
元素 特征
X 在所有的元素中，原子半径最小
Y 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Z 常温下，有Z2、Z3两种气体单质存在
W 与Z原子具有相同的最外层电子数
Q M层比K层少1个电子
(1)(2分)X、Y、Z、W、Q中最高化合价最高的元素是 (填元素符号)，其最高化合价是 。
(2)X为 (填元素符号)，Y、Z、W、Q的原子半径大小顺序是 (用元素符号表示)。
(3)Q的单质在加热条件下与Z2反应的化学方程式是 ，生成物中Z的化合价是 。
(4)硒(Se)是人体必需的微量元素，原子序数为34，与Z原子最外层电子数相同，且比Z原子多两个电子层，则Se的原子结构示意图为 ；W、Se的简单氢化物的化学式依次为 ；SeO2可与足量NaOH溶液发生类似SO2与NaOH溶液的反应，则SeO2与NaOH溶液反应的离子方程式为 。
14.(12分，每空1分)A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的第二层电子数与第一、第三层电子数之和相等，D元素原子的第一、第二层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题：
(1)四种元素的符号依次是A ，B ，C ，D ；它们的原子半径由大到小的顺序是 。
(2)试写出四种元素的离子结构示意图：A ，B ，C ，D 。它们的离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)分别写出四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式： 。
(4)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式： 。
15.(8分)(2023·宁波检测)根据下表中部分1~18号元素的原子半径及主要化合价，回答下列问题：
元素代号 A B C D E F G
原子半径/nm 0.186 0.160 0.111 0.143 0.106 0.099 0.064
主要化合价 +1 +2 +2 +3 +6、-2 -1 -1
(1)A、B、G的简单离子的半径大小顺序为 (用离子符号表示)。
(2)A2O2与水反应的化学方程式为 。
(3)F的单质与E的简单氢化物在水中反应的离子方程式为 。
(4)将等质量的A、B、D的单质与足量相同浓度的盐酸反应，在相同状况下，置换出氢气最多的是 (填化学式)。
答案精析
1.C 2.D
3.B [原子核外电子层数为3的主族元素均位于元素周期表第3周期，随着最外层电子数的增大，原子半径依次减小，原子得电子能力依次增强，失电子能力依次减弱，最高正化合价逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强，A、C、D正确，B错误。]
4.A [B项，非金属元素的最低负化合价的绝对值等于8-该元素原子的最外层电子数；C项，氦(He)的最外层电子数为2，是稀有气体原子；D项，氟元素无正化合价。]
5.C [Al、Na电子层数相同，核电荷数前者大，则r(Al)
6.B [r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)，选项B不正确。]
7.B
8.C [核外电子层数相同的元素原子，核电荷数越大，原子半径越小，A项错误；F的原子半径比O的小，即小于0.066 nm，B项错误；Mg2+的半径小于Mg的半径，D项错误。]
9.D [根据图中原子半径随原子序数的变化规律可推知X、Y、Z、M、N、R分别为O、F、Na、Al、Si、Cl。O、F的原子序数分别为8、9，A项错误；Al是金属元素，B项错误；O2与Na可发生化学反应，C项错误；F、Cl的最外层电子数均为7，D项正确。]
10.C [分析可知X为O，Y为Na，Z为Al，W为S，R为Cl。一般电子层数越多，原子半径越大，故O原子半径最小，电子层数相同时，原子序数越大，半径越小，则原子半径：Na>Al>O，A项错误；Na、O、Al形成的离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：O2->Na+>Al3+，B项错误。]
11.C [X元素可能为钾元素，Y元素可能为氯元素，则钾的原子序数、原子半径均大于氯，最外层电子数、最高正化合价氯大于钾。]
12.B [A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期。①结合A、B在周期表中的位置得原子半径：A>B，错误；②核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：A
解析 根据表格中的元素特征可知，X为H，Y为C，Z为O，W为S，Q为Na。(1)题给5种元素中，S的最高化合价最高，为+6价。(2)Na原子的核外电子层数与S原子相同，但前者核电荷数小，故原子半径大，同理C的原子半径比O大，故原子半径：Na>S>C>O。(3)Na与O2在加热条件下反应生成过氧化钠：2Na+O2Na2O2，过氧化钠中O为-1价。(4)SeO2与NaOH溶液发生类似SO2与NaOH溶液的反应，则SeO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SeO2+2OH-Se+H2O。
14.(1)S Cl K Ca K>Ca>S>Cl
(2) S2->Cl->K+>Ca2+ (3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
(4)H2S、HCl
解析 A元素原子的第二层电子数与第一、第三层电子数之和相等，所以A元素原子的核电荷数为2×8=16，A为硫元素；D元素原子的第一、第二层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D元素原子的核电荷数是(2+8)×2=20，D为钙元素；根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大，并都能形成离子，可得B为氯元素，C为钾元素。
15.(1)F->Na+>Mg2+ (2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ (3)Cl2+H2S2H++2Cl-+S↓ (4)Al
解析 B、C的主要化合价均为+2价，且原子半径：B>C，且均为1~18号元素，故B为Mg，C为Be；A的主要化合价为+1价，且原子半径：A>Mg，则A为Na；D的主要化合价为+3价，且原子半径：Mg>D>Be，则D为Al；E有+6价和-2价，则E为S；F、G都为-1价，且原子半径：F>G，则F为Cl、G为F。
(1)对于核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。(4)假设钠、镁、铝的质量均为x g，盐酸过量，则三种金属是完全反应的。由三者与盐酸反应的化学方程式可知，23 g钠生成1 g氢气，则x g钠生成 g氢气；24 g镁生成2 g氢气，则x g镁生成 g氢气；27 g铝生成3 g氢气，则x g铝生成 g氢气，故等质量的三种金属置换出氢气最多的是铝。
