Question

现有下列短周期元素性质的数据：

元素编号 元素性质	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
原子半径（10-10m）	0.74	1.60	1.52	1.10	0.99	1.86	0.75	1.43
最高或最低化合价		+2	+1	+5	+7	+1	+5	+3
	-2			-3	-1		-3

试回答下列问题：
（1）上述元素中处于第 VA族的有

 

，处于第二周期的有

 

（以上均用编号表示）．
（2）上述元素中金属性最强的是

 

（用编号表示）．
（3）写出元素①、⑧形成的化合物与KOH溶液反应的化学方程式

 

．
（4）经验表明，除氢和氦外，当元素原子的电子层数（n）多于或等于原子最外层电子数（m）即（n-m）≥0时，该元素属于金属元素；当元素原子的最外层电子数（m）多于原子的电子层数（n）即（n-m）＜0时，该元素属于非金属元素．试回答：
a．第n（n≥2）周期有

 

种非金属元素（用含n的代数式表示，含零族元素）．
b．根据周期表中每个周期非金属元素的种数，预测周期表中应有

 

种非金属元素（含零族元素），还有

 

种未发现，未发现的非金属处在第

 

周期第

 

族（注：将零族看作 VIIIA族）．

Answer 1

分析：从图表数据可知，+1价的③、⑥，一定是碱金属Li和Na，而原子半径⑥＞③，故③应为IA族第二周期的Li，⑥为三周期的Na元素；④和⑦最高正价均为+5，负价一致，故为VA族元素，因原子半径④＞⑦，故④为第三周期第VA族的P元素，⑦为N元素；从化合价可推出⑤属于卤素，由于短周期F元素无正价，故⑤为氯元素，位于第VIIA族第三周期；⑧最高正价+3价，无负价，只能是IIIA族元素，而原子半径⑧＞④，故⑧只能是位于第三周期第IIIA族的Al元素；①的最低负价为-2价，无正价，则①应为第二周期的O元素，②最高正价+2价，无负价，只能是ⅡA族元素，且原子半径⑧＜②＜⑥，为第三周期的Mg元素，根据元素所在周期表中的位置，元素对应原子、单质以及化合物的结构和性质，结合元素周期律的递变规律解答该题．

解答：解：+1价的③、⑥，一定是碱金属Li和Na，而原子半径⑥＞③，故③应为IA族第二周期的Li，⑥为三周期的Na元素；④和⑦最高正价均为+5，负价一致，故为VA族元素，因原子半径④＞⑦，故④为第三周期第VA族的P元素，⑦为N元素；从化合价可推出⑤属于卤素，由于短周期F元素无正价，故⑤为氯元素，位于第VIIA族第三周期；⑧最高正价+3价，无负价，只能是IIIA族元素，而原子半径⑧＞④，故⑧只能是位于第三周期第IIIA族的Al元素；①的最低负价为-2价，无正价，则①应为第二周期的O元素，②最高正价+2价，无负价，只能是ⅡA族元素，且原子半径⑧＜②＜⑥，为第三周期的Mg元素，
（1）④、⑦元素的最高化合价为+5价，原子的最外层有5个电子，应位于周期表第VA族，①应为第二周期的O元素，③应IA族第二周期的Li，⑦第二周期的为N元素，
故答案为：④⑦；①③⑦；
（2）根据金属性的递变规律可知上述元素中金属性最强的元素应为第三周期第ⅠA族的Na元素，即⑥，
故答案为：⑥；
（3）①、⑧形成的化合物为Al₂O₃，具有两性，与KOH反应生成KAlO₂和水，反应的化学方程式为Al₂O₃+2KOH=2KAlO₂+H₂O，
故答案为：Al₂O₃+2KOH=2KAlO₂+H₂O；
（4）a．当元素原子的最外层电子数（m）多于原子的电子层数（n）即（n-m）＜0时，该元素属于非金属元素，则有
m＞n，原子核外最外层电子数不超过8，则应有8-n中非金属，
故答案为：8-n；
b．由题意可知，第一周期中有两种非金属元素，为氢和氦，第二周期中符合m＞n的有8-2=6种，第三周期中符合m＞n的有8-3=5种，第四周期中符合m＞n的有8-4=4种，第五周期中符合m＞n的有8-5=3种，第六周期中符合m＞n的有8-6=2种，第七周期中符合m＞n的有8-7=1种，共含有23种非金属，其中第七周期的VIIIA族还没有发现，
故答案为：23，1，七； VIIIA族．

点评：本题考查元素的位置结构性质关系及应用，题目难度较大，本题从化合价和原子半径的角度来判断元素的种类，要求同学们在学习中要注意把握相关周期律的递变规律，题中（4）为该题的难点，也为易错点，注意把握．