一、元素周期表的結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)框架）元素周期表是元素按原子序數(shù)遞增順序排列的表格，其結(jié)構(gòu)由周期（橫行）、族（縱列）和元素分區(qū)構(gòu)成，體現(xiàn)了元素性質(zhì)的周期性變化。1.周期（橫行）：按電子層數(shù)劃分短周期（1-3周期）：元素種類少，電子層數(shù)分別為1、2、3層（如1周期：H、He；2周期：Li-Ne；3周期：Na-Ar）。長(zhǎng)周期（4-6周期）：元素種類較多，電子層數(shù)分別為4、5、6層（如4周期：K-Kr，18種元素）。不完全周期（7周期）：目前有26種元素（如Fr-Uuo），尚未填滿。規(guī)律：周期序數(shù)=原子的電子層數(shù)（如Na位于3周期，電子層數(shù)為3）。2.族（縱列）：按最外層電子數(shù)（價(jià)電子）劃分元素周期表共有18列，分為主族（A族）、副族（B族）、Ⅷ族和0族：主族（ⅠA-ⅦA）：共7個(gè)族，最外層電子數(shù)=族序數(shù)（如ⅠA族：Li、Na等，最外層1個(gè)電子；ⅦA族：F、Cl等，最外層7個(gè)電子）。副族（ⅠB-ⅦB）：共7個(gè)族，位于過(guò)渡元素區(qū)域（如ⅠB族：Cu、Ag等；ⅦB族：Mn、Tc等）。Ⅷ族：第8、9、10列，共3列（如Fe、Co、Ni等，屬于過(guò)渡元素）。0族（稀有氣體）：第18列，最外層電子數(shù)為8（He為2），化學(xué)性質(zhì)極穩(wěn)定。規(guī)律：主族元素的最高正價(jià)=族序數(shù)（O、F除外，因非金屬性極強(qiáng)，無(wú)正價(jià)）；最低負(fù)價(jià)=族序數(shù)-8（金屬無(wú)負(fù)價(jià)）。3.元素分區(qū)：按價(jià)電子構(gòu)型劃分根據(jù)原子價(jià)電子（參與化學(xué)反應(yīng)的電子）的分布，元素周期表分為5個(gè)區(qū)：s區(qū)（ⅠA、ⅡA族）：價(jià)電子構(gòu)型為ns1?2（如Na：3s1；Mg：3s2），均為金屬元素（除H）。p區(qū)（ⅢA-ⅦA、0族）：價(jià)電子構(gòu)型為ns2np1??（如Cl：3s23p?；Ar：3s23p?），包含金屬、非金屬和稀有氣體。d區(qū)（ⅢB-ⅦB、Ⅷ族）：價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d1??ns1?2（如Fe：3d?4s2；Cu：3d1?4s1？不，Cu屬于ds區(qū)，注意d區(qū)的d軌道未填滿），均為過(guò)渡金屬（如Fe、Mn等）。ds區(qū)（ⅠB、ⅡB族）：價(jià)電子構(gòu)型為(n-1)d1?ns1?2（如Cu：3d1?4s1；Zn：3d1?4s2），過(guò)渡金屬的一部分（如Cu、Zn等）。f區(qū)（鑭系、錒系）：價(jià)電子構(gòu)型為(n-2)f1?1?(n-1)d??2ns2（如La：4f?5d16s2；U：5f36d17s2），均為放射性元素（鑭系15種，錒系15種）。二、元素周期律（核心遞變規(guī)律）元素周期律是指元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增而呈周期性變化的規(guī)律，本質(zhì)是原子核外電子排布的周期性變化。以下是關(guān)鍵性質(zhì)的遞變規(guī)律：1.原子半徑的遞變規(guī)律同周期（左→右）：原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w除外，因稀有氣體的原子半徑為范德華半徑，遠(yuǎn)大于同周期其他元素）。*原因*：核電荷數(shù)增加，電子層數(shù)不變，原子核對(duì)最外層電子的吸引力增強(qiáng)，電子云收縮。同主族（上→下）：原子半徑逐漸增大。*原因*：電子層數(shù)增加，屏蔽效應(yīng)（內(nèi)層電子對(duì)最外層電子的排斥）增強(qiáng)，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減弱，電子云擴(kuò)張。例：原子半徑：Na>Mg>Al（同周期）；F<Cl<Br（同主族）。2.化合價(jià)的遞變規(guī)律主族元素：最高正價(jià)=族序數(shù)（O、F除外）；最低負(fù)價(jià)=族序數(shù)-8（金屬無(wú)負(fù)價(jià)）。*例*：ⅦA族（Cl）：最高正價(jià)+7（如HClO?），最低負(fù)價(jià)-1（如HCl）；ⅥA族（S）：最高正價(jià)+6（如H?SO?），最低負(fù)價(jià)-2（如H?S）。同周期（左→右）：最高正價(jià)從+1（ⅠA）遞增到+7（ⅦA），最低負(fù)價(jià)從-4（ⅣA）遞增到-1（ⅦA）。3.金屬性與非金屬性的遞變規(guī)律金屬性：指元素原子失去電子的能力（越易失去電子，金屬性越強(qiáng)）。判斷依據(jù)：①單質(zhì)與水/酸反應(yīng)置換H?的難易（如Na與水劇烈反應(yīng)，Mg與水緩慢反應(yīng)，Al與水不反應(yīng)，故金屬性：Na>Mg>Al）；②最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱（如NaOH>Mg(OH)?>Al(OH)?，堿性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)）。非金屬性：指元素原子得到電子的能力（越易得到電子，非金屬性越強(qiáng)）。判斷依據(jù)：①單質(zhì)與H?化合的難易（如F?與H?在暗處爆炸，Cl?與H?在光照下反應(yīng)，Br?與H?加熱反應(yīng)，故非金屬性：F>Cl>Br）；②氫化物的穩(wěn)定性（如HF>HCl>HBr，穩(wěn)定性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)）；③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱（如HClO?>H?SO?>H?PO?，酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)）。遞變規(guī)律：同周期（左→右）：金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)（如第三周期：Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl）。同主族（上→下）：金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱（如ⅦA族：F>Cl>Br>I）。4.第一電離能（I?）的遞變規(guī)律第一電離能：基態(tài)氣態(tài)原子失去最外層1個(gè)電子所需的最小能量（單位：kJ/mol），反映原子失去電子的難易（I?越大，越難失去電子）。遞變規(guī)律：同周期（左→右）：I?呈增大趨勢(shì)，但有例外（ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA）。*例外原因*：ⅡA族（如Be：2s2）的s軌道全滿，穩(wěn)定性高，失去電子更難（I?：Be>B）；ⅤA族（如N：2s22p3）的p軌道半滿，穩(wěn)定性高，失去電子更難（I?：N>O）。同主族（上→下）：I?逐漸減小（如ⅠA族：Li>Na>K>Rb，電子層數(shù)增加，原子半徑增大，失去電子更容易）。例：第一電離能：Mg>Al（ⅡA>ⅢA）；P>S（ⅤA>ⅥA）；F>Cl>Br（同主族）。5.電負(fù)性（χ）的遞變規(guī)律電負(fù)性：元素原子吸引鍵合電子的能力（單位：無(wú)，鮑林標(biāo)度），反映元素的非金屬性強(qiáng)弱（χ越大，非金屬性越強(qiáng)）。遞變規(guī)律：同周期（左→右）：χ逐漸增大（如第三周期：Na<Mg<Al<Si<P<S<Cl）。同主族（上→下）：χ逐漸減?。ㄈ纰鰽族：F>Cl>Br>I）。極值：F（χ=4.0）是電負(fù)性最大的元素（非金屬性最強(qiáng)）；Cs（χ=0.7）是電負(fù)性最小的元素（金屬性最強(qiáng)）。應(yīng)用：判斷化學(xué)鍵類型（χ差值>1.7為離子鍵，如NaCl：χ(Cl)=3.0，χ(Na)=0.9，差值2.1，離子鍵；χ差值<1.7為共價(jià)鍵，如HCl：χ(Cl)=3.0，χ(H)=2.1，差值0.9，共價(jià)鍵）。三、元素周期表的應(yīng)用（實(shí)用價(jià)值）1.預(yù)測(cè)元素性質(zhì)：根據(jù)同主族或同周期元素的性質(zhì)遞變，推測(cè)未知元素的性質(zhì)（如預(yù)測(cè)Cs的金屬性比K強(qiáng)，因Cs位于K下方，同主族金屬性遞增）。2.尋找功能材料：半導(dǎo)體材料：位于金屬與非金屬交界處（如Si、Ge）；催化劑：過(guò)渡元素（如Fe、Ni、Pt）；活潑金屬材料：ⅠA族（如Na、K，用于制造合金）；鹵族元素材料：ⅦA族（如Cl?用于消毒，Br?用于制藥）。四、練習(xí)題（鞏固提升）（一）選擇題（單選）1.下列關(guān)于元素周期表的說(shuō)法正確的是（）A.短周期是指1-2周期B.主族元素都是金屬元素C.Ⅷ族有3列D.0族元素最外層電子數(shù)都是82.下列原子半徑最大的是（）A.NaB.MgC.AlD.Si3.下列元素中，第一電離能最大的是（）A.BeB.BC.CD.N4.下列關(guān)于電負(fù)性的說(shuō)法正確的是（）A.電負(fù)性越大，金屬性越強(qiáng)B.同主族元素電負(fù)性隨原子序數(shù)增大而增大C.F的電負(fù)性最大（4.0）D.電負(fù)性差值小于1.7的一定是共價(jià)鍵5.下列元素中，非金屬性最強(qiáng)的是（）A.SB.ClC.PD.Si（二）填空題1.比較下列原子半徑大?。ㄌ睢?gt;”或“<”）：(1)K___Ca(2)O___S(3)Cl___Br2.寫出下列元素的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)（O、F除外）：(1)N：最高正價(jià)___，最低負(fù)價(jià)___；(2)S：最高正價(jià)___，最低負(fù)價(jià)___。3.第三周期元素中，金屬性最強(qiáng)的是___（填元素符號(hào)），非金屬性最強(qiáng)的是___（填元素符號(hào)）；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的是___（填化學(xué)式），酸性最強(qiáng)的是___（填化學(xué)式）。4.同周期元素從左到右，原子半徑逐漸___（填“增大”或“減小”），第一電離能呈___（填“增大”或“減小”）趨勢(shì)，電負(fù)性逐漸___（填“增大”或“減小”）。（三）簡(jiǎn)答題1.為什么同周期從左到右，元素的金屬性逐漸減弱？2.為什么ⅡA族元素的第一電離能比ⅢA族大（如Be>B）？3.如何用實(shí)驗(yàn)證明Cl的非金屬性比S強(qiáng)？五、練習(xí)題答案與解析（一）選擇題1.答案：C解析：短周期是1-3周期（A錯(cuò)）；主族元素包含金屬（如Na）和非金屬（如Cl）（B錯(cuò)）；Ⅷ族是第8、9、10列，共3列（C對(duì)）；0族中He最外層電子數(shù)為2（D錯(cuò)）。2.答案：A解析：同周期從左到右原子半徑逐漸減?。∟a>Mg>Al>Si），故Na原子半徑最大。3.答案：D解析：同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，且ⅤA族（N：2s22p3，半滿穩(wěn)定）>ⅥA族，故N的第一電離能最大（Be>B，C>B，但N>C）。4.答案：C解析：電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)（A錯(cuò)）；同主族元素電負(fù)性隨原子序數(shù)增大而減小（B錯(cuò)）；F的電負(fù)性最大（4.0）（C對(duì)）；電負(fù)性差值小于1.7的可能是共價(jià)鍵（如AlCl?，差值1.5，共價(jià)鍵），但并非絕對(duì)（D錯(cuò)）。5.答案：B解析：同周期從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)（Si<P<S<Cl），故Cl的非金屬性最強(qiáng)。（二）填空題1.答案：(1)>；(2)<；(3)<解析：同周期左→右原子半徑減?。↘>Ca）；同主族上→下原子半徑增大（O<S，Cl<Br）。2.答案：(1)+5；-3；(2)+6；-2解析：N位于ⅤA族，最高正價(jià)=5，最低負(fù)價(jià)=5-8=-3；S位于ⅥA族，最高正價(jià)=6，最低負(fù)價(jià)=6-8=-2。3.答案：Na；Cl；NaOH；HClO?解析：第三周期金屬性最強(qiáng)的是ⅠA族的Na，非金屬性最強(qiáng)的是ⅦA族的Cl；最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性最強(qiáng)的是NaOH（Na的金屬性最強(qiáng)），酸性最強(qiáng)的是HClO?（Cl的非金屬性最強(qiáng)）。4.答案：減小；增大；增大解析：同周期左→右，核電荷數(shù)增加，電子層數(shù)不變，原子半徑減??；第一電離能呈增大趨勢(shì)（例外情況不影響整體趨勢(shì)）；電負(fù)性逐漸增大（非金屬性增強(qiáng)）。（三）簡(jiǎn)答題1.答案：同周期從左到右，原子序數(shù)遞增，核電荷數(shù)逐漸增加，電子層數(shù)不變，原子半徑逐漸減小。原子核對(duì)最外層電子的吸引力逐漸增強(qiáng)，失去電子的能力逐漸減弱，因此金屬性逐漸減弱。2.答案：ⅡA族元素（如Be）的價(jià)電子構(gòu)型為ns2（全滿），電子處于穩(wěn)定狀態(tài)，失去最外層電子需要的能量較高；ⅢA族元素（如B）的價(jià)電子構(gòu)型為ns2np1（p軌道有1個(gè)電子），p軌道未填滿，穩(wěn)定性較低，失去最外層電子需要的能量較低。因此，ⅡA族元素的第一電離能比ⅢA族大。3.答案：①單質(zhì)與H?化合的難易：Cl?與H?在光照下即可反應(yīng)生成HCl（穩(wěn)定），而S與H?需要加熱才能反應(yīng)生成H?S（不穩(wěn)定），說(shuō)明Cl的非金屬性比S強(qiáng)；②氫化物的穩(wěn)定性：HCl的穩(wěn)定性比H?S強(qiáng)（如HCl不易分解，H?S易分解），說(shuō)明Cl的非金屬性比S強(qiáng)；③最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：HC