Question

現有下列短周期元素性質的數據：

元素編號 元素性質	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
原子半徑（10-10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75	1.43
最高或最低化合價		+2	+1	+5	+7	+1	+5	+3
	-2			-3	-1		-3

試回答下列問題：
（1）上述元素中處于第 VA族的有

 

，處于第二周期的有

 

（以上均用編號表示）．
（2）上述元素中金屬性最強的是

 

（用編號表示）．
（3）寫出元素①、⑧形成的化合物與KOH溶液反應的化學方程式

 

．
（4）經驗表明，除氫和氦外，當元素原子的電子層數（n）多于或等于原子最外層電子數（m）即（n-m）≥0時，該元素屬于金屬元素；當元素原子的最外層電子數（m）多于原子的電子層數（n）即（n-m）＜0時，該元素屬于非金屬元素．試回答：
a．第n（n≥2）周期有

 

種非金屬元素（用含n的代數式表示，含零族元素）．
b．根據周期表中每個周期非金屬元素的種數，預測周期表中應有

 

種非金屬元素（含零族元素），還有

 

種未發現，未發現的非金屬處在第

 

周期第

 

族（注：將零族看作 VIIIA族）．

Answer 1

分析：從圖表數據可知，+1價的③、⑥，一定是堿金屬Li和Na，而原子半徑⑥＞③，故③應為IA族第二周期的Li，⑥為三周期的Na元素；④和⑦最高正價均為+5，負價一致，故為VA族元素，因原子半徑④＞⑦，故④為第三周期第VA族的P元素，⑦為N元素；從化合價可推出⑤屬于鹵素，由于短周期F元素無正價，故⑤為氯元素，位于第VIIA族第三周期；⑧最高正價+3價，無負價，只能是IIIA族元素，而原子半徑⑧＞④，故⑧只能是位于第三周期第IIIA族的Al元素；①的最低負價為-2價，無正價，則①應為第二周期的O元素，②最高正價+2價，無負價，只能是ⅡA族元素，且原子半徑⑧＜②＜⑥，為第三周期的Mg元素，根據元素所在周期表中的位置，元素對應原子、單質以及化合物的結構和性質，結合元素周期律的遞變規律解答該題．

解答：解：+1價的③、⑥，一定是堿金屬Li和Na，而原子半徑⑥＞③，故③應為IA族第二周期的Li，⑥為三周期的Na元素；④和⑦最高正價均為+5，負價一致，故為VA族元素，因原子半徑④＞⑦，故④為第三周期第VA族的P元素，⑦為N元素；從化合價可推出⑤屬于鹵素，由于短周期F元素無正價，故⑤為氯元素，位于第VIIA族第三周期；⑧最高正價+3價，無負價，只能是IIIA族元素，而原子半徑⑧＞④，故⑧只能是位于第三周期第IIIA族的Al元素；①的最低負價為-2價，無正價，則①應為第二周期的O元素，②最高正價+2價，無負價，只能是ⅡA族元素，且原子半徑⑧＜②＜⑥，為第三周期的Mg元素，
（1）④、⑦元素的最高化合價為+5價，原子的最外層有5個電子，應位于周期表第VA族，①應為第二周期的O元素，③應IA族第二周期的Li，⑦第二周期的為N元素，
故答案為：④⑦；①③⑦；
（2）根據金屬性的遞變規律可知上述元素中金屬性最強的元素應為第三周期第ⅠA族的Na元素，即⑥，
故答案為：⑥；
（3）①、⑧形成的化合物為Al₂O₃，具有兩性，與KOH反應生成KAlO₂和水，反應的化學方程式為Al₂O₃+2KOH=2KAlO₂+H₂O，
故答案為：Al₂O₃+2KOH=2KAlO₂+H₂O；
（4）a．當元素原子的最外層電子數（m）多于原子的電子層數（n）即（n-m）＜0時，該元素屬于非金屬元素，則有
m＞n，原子核外最外層電子數不超過8，則應有8-n中非金屬，
故答案為：8-n；
b．由題意可知，第一周期中有兩種非金屬元素，為氫和氦，第二周期中符合m＞n的有8-2=6種，第三周期中符合m＞n的有8-3=5種，第四周期中符合m＞n的有8-4=4種，第五周期中符合m＞n的有8-5=3種，第六周期中符合m＞n的有8-6=2種，第七周期中符合m＞n的有8-7=1種，共含有23種非金屬，其中第七周期的VIIIA族還沒有發現，
故答案為：23，1，七； VIIIA族．

點評：本題考查元素的位置結構性質關系及應用，題目難度較大，本題從化合價和原子半徑的角度來判斷元素的種類，要求同學們在學習中要注意把握相關周期律的遞變規律，題中（4）為該題的難點，也為易錯點，注意把握．