元素周期表中的几个规律
河北省宣化县第一中学 栾春武
一、电子排布规律
最外层电子数为1或2的原子可以是IA族、ⅡA族或副族元素的原子；最外层电子数是3～8的原子一定是主族元素的原子，且最外层电子数等于主族的族序数。
二、序数差规律
（1）同周期相邻主族元素的“序数差”规律
①除第ⅡA族和第ⅢA族外，其余同周期相邻元素序数差为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素，其原子序数差为：第二、第三周期相差1，第四、第五周期相差11，第六、第七周期相差25。
（2）同主族相邻元素的“序数差”规律
①第二、第三周期的同族元素原子序数相差8。
②第三、第四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：第IA族和第ⅡA族相差8，其它族相差18。
③第四、第五周期的同族元素原子序数相差18。
④第五、第六周期的同族元素原子序数镧系之前相差18，镧系之后相差32。
⑤第六、第七周期的同族元素原子序数相差32。
三、奇偶差规律
元素的原子序数与该元素在周期表中的族序数和该元素的主要化合价的奇偶性一致。若原子序数为奇数时，主族族序数、元素的主要化合价均为奇数，反之则均为偶数（但要除去
N元素，它有多种价态，Cl元素也有ClO2）。零族元素的原子序数为偶数，其化合价视为0。
四、元素金属性、非金属性的强弱规律
（1）金属性（原子失电子）强弱比较
①在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强。
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。
③单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。
④最高价氧化物对应的水化物碱性越强，金属性越强。
⑤若X + Yn+ → Xm+ + Y，则X比Y的金属性强。
（2）非金属性（原子得电子）强弱比较
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。
②单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。
③最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强。
④若X + Yn → Xm+Y，则X比Y的非金属性越强。 －－
需要补充的是，除了这些常规的判据之外，还有一些间接的判断方法：如在构成原电池时，一般来说，负极金属的金属性更强。还可以根据电解时，在阳极或阴极上放电的先后顺序来判断等。
需要注意的是，利用原电池比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。如Al－Mg－NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；Fe－Cu－HNO3(浓)构成原电池时，Cu为负极， Fe为正极。
五、元素周期表中的一些特点
（1）短周期只包括前三个周期。
（2）主族中只有第ⅡA族元素全部为金属元素。
（3）IA族元素不等同于碱金属元素，因为H元素不属于碱金属元素。
（4）元素周期表第18列是0族，不是 ⅧA族，第8、9、10列是第Ⅷ族，不是ⅧB族。
（5）长周期不一定是18种元素，第六周期就有32种元素。
六、短周期元素原子结构的特殊性
（1）原子核中无中子的原子：1 1H。
（2）最外层只有一个电子的元素：H、Li、Na。
（3）最外层有两个电子的元素：Be、Mg、He。
（4）最外层电子数等于此外层电子数的元素：Be、Ar。
（5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：C。三倍的是O；四倍的是Ne。
（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。
（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。
（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。
（9）内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。
七、链接高考
【例题1】（2011安徽高考）中学化学中很多“规律”都有其使用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH＝6.8的溶液一定显酸性
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
解析：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，由周期表可知同周期元素的第一电离能随着核电荷数的增大而逐渐增大，但Al的第一电离能比Mg小，A错误；卤族元素中氟元素是最活泼的非金属元素不可能失去电子，所以氟元素无正价，B错误；只有再常温下pH＝6.8的溶液才一定显酸性，而在100℃时pH＝6.8的溶液却显碱性，因此用pH判断溶液酸碱性时必需考虑温度，即如果不是在室温下，pH＜7就不一定显酸性，因此C不正确；碳酸的酸性强于次氯酸的，所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，方程式为：CO2 + 2ClO+ H2O＝CO32 + 2HClO，因此只有答－－
案D正确。
答案：D
【例题2】（2011福建高考）依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强 B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．若M+和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M －
解析：C、B选项属于同周期，自左向右非金属性逐渐增强，所以H3BO3的酸性比H2CO3的弱；B项正确；Cl、Br、I属于同主族元素，自上而下非金属性逐渐减弱，因此HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；若M、R的原子序数分别为x和y，由M+和R2的核外电子层结－
构相同可得：x－1＝y+2，因此x＞y，即则原子序数：R＜M。这题是基础题，不过A、B两项设问中出现B，Be等陌生元素。
答案：B
【例题3】（2011新课标全国）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是
A. 元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B. 元素X与氢形成的原子比为1:1的化合物有很多种
C. 元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D. 元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
解析：元素W是制备一种高效电池的重要材料，说明W是Li；X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，说明X是碳元素；元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，因此Y是Al；短周期元素电子层数最多是3层，如果原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以可能是He、C和S，又因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大，所以Z只能是S。元素W、X的氯化物分别是LiCl和CCl4，前者锂原子不能满足8电子的稳定结构，A不正确；X与氢形成的原子比为1：1的化合物可以是C2H2、C6H6或C8H8，B正确；单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，C正确；C和S均属于非金属元素，二者可以形成共价化合物CS2，D正确。
答案：A
【例题4】 (2011江苏高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A. 元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B. 原子半径的大小顺序为：rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ
C. 离子Y2和Z 3的核外电子数和电子层数都不相同 －＋
D. 元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
解析：根据周期表的结构可推出元素分别为：X：N；Y：O；Z：Al；W：S；Q：Cl。
A.元素最高正化合价一般等于其主族数。B.同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。C.离子Y2和Z 3+ 都为10微粒，核外电子数和电子层数都相同。D. 元素最－
高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性Q的强。
答案：A
点拨：该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
元素周期表中的几个规律
河北省宣化县第一中学 栾春武
一、电子排布规律
最外层电子数为1或2的原子可以是IA族、ⅡA族或副族元素的原子；最外层电子数是3～8的原子一定是主族元素的原子，且最外层电子数等于主族的族序数。
二、序数差规律
（1）同周期相邻主族元素的“序数差”规律
①除第ⅡA族和第ⅢA族外，其余同周期相邻元素序数差为1。
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族为相邻元素，其原子序数差为：第二、第三周期相差1，第四、第五周期相差11，第六、第七周期相差25。
（2）同主族相邻元素的“序数差”规律
①第二、第三周期的同族元素原子序数相差8。
②第三、第四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：第IA族和第ⅡA族相差8，其它族相差18。
③第四、第五周期的同族元素原子序数相差18。
④第五、第六周期的同族元素原子序数镧系之前相差18，镧系之后相差32。
⑤第六、第七周期的同族元素原子序数相差32。
三、奇偶差规律
元素的原子序数与该元素在周期表中的族序数和该元素的主要化合价的奇偶性一致。若原子序数为奇数时，主族族序数、元素的主要化合价均为奇数，反之则均为偶数（但要除去
N元素，它有多种价态，Cl元素也有ClO2）。零族元素的原子序数为偶数，其化合价视为0。
四、元素金属性、非金属性的强弱规律
（1）金属性（原子失电子）强弱比较
①在金属活动性顺序中位置越靠前，金属性越强。
②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强。
③单质还原性越强或离子氧化性越弱，金属性越强。
④最高价氧化物对应的水化物碱性越强，金属性越强。
⑤若X + Yn+ → Xm+ + Y，则X比Y的金属性强。
（2）非金属性（原子得电子）强弱比较
①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强。
②单质氧化性越强，阴离子还原性越弱，非金属性越强。
③最高价氧化物对应的水化物酸性越强，非金属性越强。
④若X + Yn → Xm+Y，则X比Y的非金属性越强。 －－
需要补充的是，除了这些常规的判据之外，还有一些间接的判断方法：如在构成原电池时，一般来说，负极金属的金属性更强。还可以根据电解时，在阳极或阴极上放电的先后顺序来判断等。
需要注意的是，利用原电池比较元素金属性时，不要忽视介质对电极反应的影响。如Al－Mg－NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；Fe－Cu－HNO3(浓)构成原电池时，Cu为负极， Fe为正极。
五、元素周期表中的一些特点
（1）短周期只包括前三个周期。
（2）主族中只有第ⅡA族元素全部为金属元素。
（3）IA族元素不等同于碱金属元素，因为H元素不属于碱金属元素。
（4）元素周期表第18列是0族，不是 ⅧA族，第8、9、10列是第Ⅷ族，不是ⅧB族。
（5）长周期不一定是18种元素，第六周期就有32种元素。
六、短周期元素原子结构的特殊性
（1）原子核中无中子的原子：1 1H。
（2）最外层只有一个电子的元素：H、Li、Na。
（3）最外层有两个电子的元素：Be、Mg、He。
（4）最外层电子数等于此外层电子数的元素：Be、Ar。
（5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：C。三倍的是O；四倍的是Ne。
（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。
（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。
（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。
（9）内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。
七、链接高考
【例题1】（2011安徽高考）中学化学中很多“规律”都有其使用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH＝6.8的溶液一定显酸性
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
解析：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，由周期表可知同周期元素的第一电离能随着核电荷数的增大而逐渐增大，但Al的第一电离能比Mg小，A错误；卤族元素中氟元素是最活泼的非金属元素不可能失去电子，所以氟元素无正价，B错误；只有再常温下pH＝6.8的溶液才一定显酸性，而在100℃时pH＝6.8的溶液却显碱性，因此用pH判断溶液酸碱性时必需考虑温度，即如果不是在室温下，pH＜7就不一定显酸性，因此C不正确；碳酸的酸性强于次氯酸的，所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，方程式为：CO2 + 2ClO+ H2O＝CO32 + 2HClO，因此只有答－－
案D正确。
答案：D
【例题2】（2011福建高考）依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强 B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．若M+和R2的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M －
解析：C、B选项属于同周期，自左向右非金属性逐渐增强，所以H3BO3的酸性比H2CO3的弱；B项正确；Cl、Br、I属于同主族元素，自上而下非金属性逐渐减弱，因此HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱；若M、R的原子序数分别为x和y，由M+和R2的核外电子层结－
构相同可得：x－1＝y+2，因此x＞y，即则原子序数：R＜M。这题是基础题，不过A、B两项设问中出现B，Be等陌生元素。
答案：B
【例题3】（2011新课标全国）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是
A. 元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
B. 元素X与氢形成的原子比为1:1的化合物有很多种
C. 元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D. 元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2
解析：元素W是制备一种高效电池的重要材料，说明W是Li；X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，说明X是碳元素；元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，因此Y是Al；短周期元素电子层数最多是3层，如果原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以可能是He、C和S，又因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大，所以Z只能是S。元素W、X的氯化物分别是LiCl和CCl4，前者锂原子不能满足8电子的稳定结构，A不正确；X与氢形成的原子比为1：1的化合物可以是C2H2、C6H6或C8H8，B正确；单质铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，C正确；C和S均属于非金属元素，二者可以形成共价化合物CS2，D正确。
答案：A
【例题4】 (2011江苏高考)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是
A. 元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B. 原子半径的大小顺序为：rX＞rY＞rZ＞rW＞rQ
C. 离子Y2和Z 3的核外电子数和电子层数都不相同 －＋
D. 元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
解析：根据周期表的结构可推出元素分别为：X：N；Y：O；Z：Al；W：S；Q：Cl。
A.元素最高正化合价一般等于其主族数。B.同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大。C.离子Y2和Z 3+ 都为10微粒，核外电子数和电子层数都相同。D. 元素最－
高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性Q的强。
答案：A
点拨：该题以“周期表中元素的推断”为载体，考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。