高中化学元素周期律解题技巧（高中化学大串讲）

重难突破

一、元素金属性、非金属性比较

1.元素金属性强弱的判断

(1)比较元素的金属性强弱，其实质是看元素原子失去电子的难易程度，越容易失去电子，金属性越强。

(2)金属单质和水或非氧化性酸反应置换出氢越容易，金属性越强；最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强。

2.元素非金属性强弱的判断

(1)比较元素的非金属性强弱，其实质是看元素原子得到电子的难易程度，越容易得到电子，非金属性越强。

(2)单质越容易与氢气化合，生成的氢化物越稳定，非金属性越强；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，说明其非金属性越强。

典例2X、Y为同周期元素，如果X的原子半径大于Y，则下列判断不正确的是( )

A.若X、Y均为金属元素，则X的金属性强于Y

B.若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子强

C.若X、Y均为非金属元素，则Y的非金属性比X强

D.若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y强于X

【答案】B

【解析】X、Y为同周期元素，由原子半径：X＞Y可知原子序数：X＜Y，若二者均为金属元素，则有金属性：X＞Y，阳离子的氧化性：X＜Y；若二者均为非金属元素，则有非金属性：Y＞X，最高价含氧酸的酸性：Y＞X。

典例1已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱的顺序是HXO₄＞H₂YO₄＞H₃ZO₄，则下列判断正确的是( )

A.气态氢化物的稳定性：HX＞H₂Y＞ZH₃

B.非金属活泼性：Y＜X＜Z

C.原子半径：X＞Y＞Z

D.原子最外层电子数：X<Y<Z

【答案】A

【解析】本题的关键是“最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱”这一信息，由此可推知X、Y、Z为非金属元素，原子序数相连意味着它们属同周期元素，故活泼性：X＞Y＞Z，原子半径：X＜Y＜Z，原子最外层电子数：X>Y>Z，气态氢化物的稳定性顺序为HX＞H₂Y＞ZH₃。

二、微粒半径大小的比较

1. 同周期元素的微粒

同周期元素的原子(稀有气体除外)，从左到右原子半径或最高价阳离子的半径随核电荷数增大而逐渐减小。

如：Na > Mg > Al , Na > Mg ² > Al³ 。

2. 同主族元素的微粒

同主族元素的原子或离子的半径随核电荷数增大而逐渐增大。

如：Li <Na <K , Li <Na <K 。

3. 电子层结构相同的微粒

电子层结构相同（核外电子排布相同）的离子（包括阴阳离子）半径随核电荷数的增大而减小。

如：O^2->F^- >Na > Mg² > Al³ 。

4. 同种元素形成的微粒

同种元素形成的微粒半径大小为：r阳离子 ‹ r原子 ‹ r阴离子；价态越高的微粒半径越小。

如：Fe>Fe² >Fe³ ;H ^- > H > H

5. 核外电子数和核电荷数都不同的微粒

可通过一种参照物进行比较，如比较Al³ 与S^2-半径大小，可找出与Al³ 电子数相同，与S同主族的氧元素的阴离子O^2-进行比较，Al³ <O^2-，且 O^2-<S^2-，故Al³ < S^2-。

典例3下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )

A.Z、N两种元素的离子半径相比，前者较大

B.N、P两种元素的气态氢化物的稳定性相比，前者较稳定

C.由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应

D.Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和P的氢化物的水溶液中

【答案】D

【解析】根据原子半径的递变规律，X为O元素，Y为Na元素，Z为Al元素，M为Si元素，N为S元素，P为Cl元素。离子半径：S^2－>Al^3＋；氢化物的稳定性：H₂S<HCl；SiO₂既能与HF反应，也能与NaOH溶液反应；Al₂O₃是两性氧化物，既可以和NaOH溶液反应，又能与盐酸反应，D正确。

典例4短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子半径比Y的小，且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法不正确的是( )

A.原子半径的大小顺序：r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)

B.元素Z、W的简单离子的电子层结构相同

C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强

D.X、Y两种元素可形成分别含有10e^－和18e^－的化合物

【答案】C

【解析】根据题意可以推断，Z为O，所以X为H，Y为N，W为Na。C项，稳定性：H₂O>NH₃；D项，NH₃为10e^－微粒，而N₂H₄为18e^－微粒。

三、同一元素的“位”、“构”、“性”关系可表示如下：

1．性质与位置的互推

(1) 根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置。如同周期元素A、B、C的金属性逐渐增强，则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。

(2) 根据元素在周期表中的位置关系，可以推断元素的性质，如A、B、C三元素在同一主族中从上往下排列，则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增强。

2．结构与性质的互推

(1) 若元素的最外层电子数小于4，则该元素容易失电子；若最外层电子数大于4，则该元素容易得电子。

(2) 若某元素容易得电子，则可推知该元素的最外层电子数大于4；若某元素容易失电子，则可推知该元素的最外层电子数小于4。

3．结构与位置的互推

只要记住了稀有气体元素的原子序数(He—2、Ne—10、Ar—18、Kr—36、Xe—54、Rn—86)，就可确定主族元素的位置。

(1) 若比相应的稀有气体元素多1或2，则应处在下周期的第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素：88－86＝2，则应在第七周期第ⅡA族；

(2) 若比相应的稀有气体元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA族～第ⅢA族，如84号元素应在第六周期第ⅥA族；

(3) 若预测新元素，可与未发现的稀有气体元素(118号)比较，按上述方法推测知：114号元素应为第七周期第ⅣA族。

典例5 X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X^2－和Z^－，Y^＋和Z^－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )

A．原子最外层电子数：X>Y>Z

B．非金属性：X＞Z＞Y

C．离子半径：X^2－>Y^＋>Z^－

D．原子序数：X>Y>Z

【答案】D

【解析】短周期Y^＋和Z^－具有相同的电子层结构，可确定Y为Na，Z为F，进而确定X为S。A项，最外层电子数Z(7)＞X(6)＞Y(1)，错误；B项，非金属性Z(F)＞X(S)＞Y(Na)，错误；C项，离子半径X^2－(S^2－)＞Z^－(F^－)＞Y^＋(Na^＋)，错误。

典例6短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )

A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z

B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X

C．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X

D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W

【答案】A

【解析】由“Y是至今发现的非金属性最强的元素”可知，Y为F；由X原子序数小于Y且“X原子最外层有6个电子”可知，X为O；由“Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置”可知，Z为Al；由“W的单质广泛用作半导体材料”可知，W是Si。A选项，原子最外层电子数由多到少的顺序是F、O、Si、Al，所以正确；B选项，原子半径由大到小的顺序：Z、W、X、Y，所以错误；C选项，元素非金属性由强到弱的顺序：X、W、Z，所以错误；D选项，简单气态氢化物的稳定性Y的最强，所以错误。

课后练习：

1、下列有关元素的性质及其递变规律正确的是( )

A.同主族元素形成的单质熔、沸点自上而下逐渐升高

B.核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同

C.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱

D.非金属元素的气态氢化物的稳定性越强其沸点就越高

【答案】B

【解析】A项，碱金属元素形成的单质，其熔、沸点自上而下逐渐降低；C项，同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性随核电荷数的增加而减弱；D项，稳定性HCl>HBr>HI，但沸点HI>HBr>HCl。

2、短周期金属元素甲～戊在元素周期表中的相对位置如下表所示：

下列判断正确的是( )

A.原子半径：丙<丁<戊

B.金属性：甲>丙

C.氢氧化物碱性：丙>丁>戊

D.最外层电子数：甲>乙

【答案】C

【解析】根据元素周期律可知，同周期元素自左向右，原子半径逐渐减小，最外层电子数逐渐增多，故A、D两项错误；同周期金属元素从左到右，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，故C项正确；同主族元素自上而下，金属性逐渐增强，故B项错误。

3、下列结论正确的是( )

①粒子半径：K^＋>Al^3＋>S^2－>Cl^－　②氢化物的稳定性：HF>HCl>H₂S>PH₃>SiH₄　③离子的还原性：S^2－>Cl^－>Br^－>I^－　④氧化性：Cl₂>S>Se>Te　⑤酸性：H₂SO₄>H₃PO₄>H₂CO₃>HClO　⑥非金属性：O>N>P>Si　⑦金属性：Be<Mg<Ca<K

A.只有②⑤⑦ B.②⑥⑦

C.②④⑤⑥⑦ D.②④⑥

【答案】C

【解析】①粒子半径：S^2－>Cl^－>K^＋>Al^3＋。③还原性：S^2－>I^－>Br^－>Cl^－。

4、A、B两元素原子电子层数相同，如果A原子半径比B的大，则下列判断正确的是( )

A.两元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性应是A强于B

B.A的气态氢化物比B的气态氢化物稳定

C.A的金属性比B的金属性强

D.A的阴离子比B的阴离子还原性弱

【答案】C

【解析】A、B两元素位于同周期，A的原子半径比B的大，则A位于B的左边，A元素的金属性比B的强。

5、运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是( )

A.氢氧化铍[Be(OH)₂]的碱性比氢氧化镁弱

B.砹(At)为有色固体，HAt不稳定

C.硫酸锶(SrSO₄)是难溶于水的白色固体

D.硒化氢(H₂Se)是无色、有毒，比H₂S稳定的气体

【答案】D

【解析】A项，Be和Mg同主族，金属性不如镁的强，故Be(OH)₂的碱性比Mg(OH)₂弱；B项，卤族元素的单质从上到下，颜色加深，氢化物越来越不稳定；C项，Sr和Ba同主族，化学性质相似，故SrSO₄也难溶于水；D项，Se的非金属性不如S强，故H₂Se不如H₂S稳定。

6、已知短周期元素的离子_aA^2＋、_bB^＋、_cC^2－、_dD^－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )

A.原子半径：A>B>D>C

B.原子的最外层电子数目：A>B>D>C

C.原子序数：d>c>b>a

D.离子半径：C^2－>D^－>B^＋>A^2＋

【答案】D

【解析】A、B、C、D在元素周期表中的位置为

所以原子序数：a>b>d>c；原子半径：B>A>C>D；离子半径：A^2＋<B^＋<D^－<C^2－；原子的最外层电子数目：D>C>A>B。

7、(1)在下面元素周期表中全部是金属元素的区域为______。

A.A B.B C.C D.D

(2)有人认为形成化合物最多的元素不是第ⅣA族的碳元素，而是另一种短周期元素。请你根据学过的化学知识判断，这一元素是________(写元素符号)。

(3)现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。

①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置；

②甲、乙两元素相比较，金属性较强的是________(填名称)，可以验证该结论的实验是________(填字母)。

a.将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中

b.将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应

c.将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液

d.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性

【答案】(1)B　(2)H　(3)①见下表中　②镁　bc

【解析】(1)A区域包括ⅠA、ⅡA族元素，还含有氢元素；B区域包括过渡元素，全都是金属元素；C区域包括ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素；D区域属于稀有气体元素。所以选B。

(2)认为形成化合物种类最多的元素是碳元素，是因为它能形成种类繁多的有机物，而有机物中除了碳元素外，大多含氢元素，而氢元素除了形成有机物外，在无机物中的酸、碱、部分盐类、氢化物等类型的物质中都含有。

(3)①室温下，短周期元素甲的单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜，可以判断出甲元素是铝。根据核外电子排布规律，乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等，核外电子排布为2、8、2，因此乙元素为镁。金属性镁强于铝。②a选项中，在空气中放置已久的镁和铝，表面均可形成氧化膜，所以错误；b、c选项均是判断金属性强弱的依据，所以正确；d选项中，镁、铝属于活泼金属，不能形成气态氢化物，所以错误。

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