第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与化学周期表 学案2022-2023学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册

第一节 原子结构与化学周期表 【学习目标】 1.了解原子核外电子排布规律，能根据原子的结构特征确定元素。 2.理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的相互推导。 2.了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构，培养严谨、求实的科学态度。 3.知道元素、核素、同位素、X的含义，并能比较它们的不同，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。 4.知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律，形成“结构决定性质”的观念，强化“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。 【基础知识】 一、原子结构 1、原子的构成 原子由原子核和核外电子组成（原子核包括质子和中子），质子带 正电 ，电子带 负电 ，中子中立 不带电 。 2、质量数 （1）概念：将核内所有 质子 和 中子 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。 （2）构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝ 质子数(Z) ＋ 中子数(N) ②质子数＝ 核电荷数 ＝核外电子数 3、原子的表示方法 如作为相对原子质量标准的C表示质子数为 6 ，质量数为 12 的碳原子。 4、粒子符号()中各数字的含义 5、原子核外电子排布的表示方法 （1）原子结构示意图 用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 原子核 及 核内质子数 ，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。以钠原子为例： （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如 Mg ：→ Mg2＋ ：。 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。 如 F ：→ F－ ：。 Na＋ 与稀有气体Ne的核外电子排布相同； Cl－ 与稀有气体Ar的核外电子排布相同。 二、元素在周期表 1、周期的分类与包含元素 类别 周期序数 行序数 核外电子层数 包含元素种数 起止元素 短周期 1 1 1 2 H～He 2 2 2 8 Li～Ne 3 3 3 8 Na～Ar 长周期 4 4 4 18 K～Kr 5 5 5 18 Rb～Xe 6 6 6 32 Cs～Rn 7 7 7 32 Fr～Og 2、族的分类 16个族分为 7 个主族、 7 个副族、1个第 Ⅷ 族和1个 0 族。 3、元素周期表中的方格中各符号的意义 注：元素周期表记忆口诀 横行叫周期，现有一至七； 三四分长短，四长副族现； 竖行称作族，总共十六族； Ⅷ族最特殊，三列是一族； 二三分主副，先主后副族； 镧锕各十五，均属ⅢB族。 三、核素 1、核素 （1）概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 （2）实例 ①氢元素的三种核素 原子符号 (X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 ②氧元素的三种核素：O、 O 和O。 ③碳元素的三种核素：C、C和 C 。 ④铀元素有U、U、U等核素。 2、同位素 （1）概念：质子数相同而 中子数 不同的同一元素的不同原子互为同位素。 （2）性质 ①同一元素的各同位素虽然 质量数 不同，但它们的化学性质基本相同。 ②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。 （3）用途 ①考古时利用 C 测定一些文物的年代。 ②H和 H 用于制造氢弹。 ③利用放射性 同位素 释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 3、“四素”的区别 名称 内容 项目 元素 核素 同位素 同素异形体 本质 质子数 相同的一类原子的总称 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数 不同的核素 同种元素形成的不同 单质 范畴 同类原子 原子 原子 单质 特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同 ，物理性质不同 元素相同，性质不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 举例 H、C、O三种元素 C、C、C三种 核素 C、C、C互为同 位素 O2与O3 互为同素异形体 四、原子结构与元素的性质 （一）碱金属元素 1、钠、钾与氧气反应的实验 比较项目 钠 钾 实验 操作 实验 现象 先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成 淡黄色 固体 先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，火焰呈 紫色 实验原理 (化学方程式)