在前人研究元素分类的基础上，1869年俄国化学家门捷列夫经过研究提出了元素周期律，并列出了第一张元素周期表。20世纪，物质结构理论的发展进一步揭示了元素性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的本质原因。
一、原子结构
（1）原子是由质子、中子和 核外电子三部分构成。
（2）在原子中，质量集中在原子核上，质量数=质子数+中子数。
（3）在原子中：质子数＝核外电子数＝核电荷数=原子序数。
（4）原子不显电性的原因：质子带正电，核外电子带负电，且质子数等于核外电子数。
二、原子核外电子分层排布规律
（1）分析稀有气体元素的原子，可以发现电子总是最先排布 K 层，当排满后，再排L层，依次类推。
(2)分析稀有气体元素的原子，每个电子层最多容纳的电子数与电子层序数的关系：（见表格）
（3）原子最外层电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个），次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。（3）对（2）起制约作用。
【练习1】有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中只有X、Z是金属元素；V和Z元素原子的最外层都只有一个电子；W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。由此可知（填元素符号）：
V ，W ，
X ，Y ，
Z 。
【答案】H 、O、 Al 、S 、K。
三、元素周期律
概念：元素的若干性质，随着核电荷数的增加，而呈现出周期性的变化。
（1）最外层电子排布呈周期性变化
规律： 除H、He外，最外层上的电子数重复出现1-8的变化。
（2）化合价的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素的最高化合价与最低化合价也呈现周期性变化（稀有气体除外）。
①最高正价数值 = 原子的最外层电子数。
②最高正价+最低负价的绝对值= 8。
③因为氧和氟元素的最外层电子数多，且原子半径小，得电子能力很强，所以O、F一般不显正价。
原子半径周期性变化
规律：同一周期，原子半径逐渐减小（稀有气体除外）。同主族，原子半径逐渐增大。
简记：“竖增大，横减小”
（4）金属性周期性变化
规律：同一周期，金属性减弱；同一主族，金属性增强。
简记：“竖增强，横减弱”
相关应用：①金属性越强，单质与 水 或酸反应置换出 氢气 越容易。
②最高价氧化物的水化物——氢氧化物的碱性越强。
（5）非金属性周期性变化
规律：同一周期，非金属性增强；同一主族，非金属性减弱。
简记：“横增强，竖减弱”
相关应用：
①非金属性越强，单质与氢气生成气态氢化物的稳定性越强。
②最高价氧化物的水化物（即最高价含氧酸）的酸性越强。
【练习2】下列各组元素性质的递变情况错误的是（ ）
A．Li、Be、B的原子半径减小
B．P、S、Cl的非金属性增强
C．N、O、F的最高正化合价升高
D．Li、Na、K的金属性增强
【解析】因为O、F无正价，所以答案选C.
元素周期表
1、周期：元素周期表共有7 个横行，每一横行称为一个周期，故元素周期表共有7个周期。其中，1-3周期称为短周期，4-7周期称为长周期， 第7周期又称为不完全周期。周期序数与电子层数的关系： 周期数=电子层数。
2、族：元素周期表共有18个纵行，除了8、9、10三个纵行称为第Ⅷ族外，其余的每一个纵行称为一个族 ，故元素周期表共有16个族。族的序号一般用罗马数字表示。其中有7个主族：用A表示，分别为：IA、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、VIIA。
有7个副族：用B表示，分别为：IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB。
还有 一个零族，一个第VIII族。
主族序数 =最外层电子数
3、镧系和锕系：57-71号元素称为镧系，位于周期表的第六周期第IIIB族；89-103号元素称为锕系，位于周期表的第七周期IIIB族。如果将镧系和锕系元素展开，周期表将有32个纵行。
【练习3】下列关于元素周期表的叙述正确的是 （ ）
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在周期序数
B．最外层电子数为2的原子均位于周期表中ⅡA族
C．最外层电子数小于4的都是金属元素
D．同周期元素，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
【答案】D
（市实高 王荣）
电子层 KLMN………
电子层序数 1234………
最多容纳电子数281832………
关系 若用n表示电子层序数，则每层最多容纳电子数为:2n^2
