第1节 第2课时 元素周期表 核素（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第四章　 物质结构　元素周期律 第一节　原子结构与元素周期表 第2课时　元素周期表　核素 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 7 7 电子层数 递增 电子层数 第四章　物质结构　元素周期律 18 16 第四章　物质结构　元素周期律 碱金属元素 卤族元素 稀有气体元素 第四章　物质结构　元素周期律 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 质子数 核电荷数 质子 中子 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 质子数 中子数 核素 位置 相同 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 学习目标 核心素养 1．知道元素周期表的结构。 2．知道元素、核素的含义。 1．微观探析：能正确描述元素在周期表中的位置。 2．证据推理：认识原子结构与元素在周期表中位置的关系。 一、元素周期表 1．元素周期表的发展历程 2．元素周期表的编排原则 3．元素周期表的结构 (1)周期 ①数目：元素周期表有__个横行，故有__个周期。 ②分类 ③每一周期中元素的________相同，从左到右原子序数____。周期的序数就是该周期元素具所有的________。 (2)族 ①数目：元素周期表有____个纵列，____个族。 ②分类 ③常见族的别称 族 别称 ⅠA族(除氢) __________ ⅦA族 ________ 0族 ____________ ④填写族的符号 列序 1 2 3 4 5 6 7 8、9、10 族序 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 列序 11 12 13 14 15 16 17 18 族序 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 1．下列各组中的三种元素，属于同一周期的是(　　) A．C、H、O B．Li、Na、K C．F、Cl、Br D．Si、P、S 解析　H位于第一周期，C、O位于第二周期，A项错误；Li、Na、K位于同一主族，B项错误；F、Cl、Br位于同一主族，C项错误；Si、P、S均属于第三周期元素，D项正确。故选D。 答案　D 二、核素 1．元素　核素 (1)元素：具有相同______(________)的一类原子的总称。 (2)核素：具有一定数目____和一定数目____的一种原子叫做核素。 (3) 原子名称 原子符号(AZX) 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) 氕 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H 1 0 氘 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H或D 1 1 氚 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H或T 1 2 2.同位素 (1)概念：______相同而______不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同____互称为同位素)，如： eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H(D)、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H(T)互为同位素。 (2)特点 ①同位素在周期表中占有相同的____。 ②同位素的化学性质几乎____。 ③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14C测定一些文物的年代； ② eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H和 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H用于制造氢弹； ③放射性同位素释放的射线可用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 2．有六种微粒，它们分别是 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(19)) M、 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(20)) N、 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(18)) X、 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(19)) Q＋、 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(20)) Y2＋、 eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(17)) Z－，它们所属元素的种类为(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 答案　B 要点一　元素在周期表中位置的推断 比尔·盖茨办公室中除了有海量的藏书之外，居然还发现有一面墙安装着整个元素周期表。这表可不是我们常见的挂图，这可是货真价实的元素实物！据比尔·盖茨表示，他收集了除放射性元素外，所有元素的实体，并且按照元素周期表的顺序排列起来。 问题探究 同周期的两种元素，A位于ⅡA族，B位于ⅢA族，若A的原子序数为m，试推断B的原子序数为多少？ 提示　若A、B位于第二或第三周期，则B原子序数为m＋1；若位于第四或第五周期，则B原子序数为m＋11；若位于第六或第七周期，则B原子序数为m＋25。 1．利用元素在周期表中的位置与原子结构的关系推断 本方法常用于确定原子序数小于18的元素。 依据： eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(周期序数＝电子层数,主族序数＝最外层电子数,原子序数＝核电荷数＝核外电子数)) (1)X元素是第二周期第ⅠA族元素，则该元素原子有两个电子层，最外层电子数是1，即为锂元素。 (2)Y元素的原子序数是15，则该元素的原子结构示意图是 2．利用“0族定位法”确定元素在周期表中的位置 (1)0族元素的周期序数和原子序数 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)推断方法 1．同主族相邻两元素原子序数差 (1)若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数差等于上周期元素所在周期的元素种类数。 (2)若为ⅢA族至0族元素，则原子序数差等于下周期元素所在周期的元素种类数。 2．同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数并不一定相差1，不同周期其原子序数相差如图所示： [例1]　A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C符合的一组是(　　) A．Be、Na、Al B．B、Mg、Si C．O、P、Cl D．C、Al、P [解析]　由于A、B、C均为短周期元素，从A、B、C在周期表中的相对位置可知，A只能处在第二周期，而B、C处在第三周期。设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1＝x＋7，C的原子序数为x＋8＋1＝x＋9，则(x＋7)＋(x＋9)＝4x，解得x＝8。所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系5＋7＝2×6成立。 [答案]　C 1．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　) A．115号元素在第六周期 B．113号元素在第七周期ⅢA族 C．115号和113号元素都是非金属元素 D．镅元素和115号元素不在同一周期 解析　95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号元素比118号元素原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。 答案　B 要点二　元素、核素、同位素及同素异形体的辨析 2021年3月23日，四川省文物考古研究院联合北京大学对三星堆6个坑的73份炭屑样品使用碳­14( eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C)年代检测方法进行了分析，对年代分布区间进行了初步判定：三星堆4号坑年代最有可能是在公元前1199年至公元前1017年，也就是距今约3 200年至3 000年，年代区间属于商代晚期。 问题探究 1．碳­14的“14”是什么含义？这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少？ 提示　碳­14的“14”是指这种碳原子的质量数为14，此碳原子的质子数为6、中子数为8、核外电子数为6。 2．碳­14和碳­12的化学性质为什么几乎完全相同？ 提示　互为同位素的不同核素其原子的电子层结构相同，故它们的化学性质几乎完全相同。 1．区别 eq \a\vs4\al(　名称) eq \a\vs4\al(　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 eq \a\vs4\al(　名称) eq \a\vs4\al(　内容) 项目 元素 核素 同位素 同素 异形体 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 eq \a\vs4\al(　名称) eq \a\vs4\al(　内容) 项目 元素 核素 同位素 同素 异形体 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 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H三种 核素 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H互称 同位素 O2与O3 互为同素 异形体 2.联系 (1)在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。 (2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。 (3)自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。 互为同位素的核素的特点 (1)三同：同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同的位置(元素周期表中)，化学性质几乎相同。 (2)二不同：不同种原子(中子数不同、质量数不同)，不同的物理性质。 [例2]　下列说法错误的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子 B． eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(20)) Ca和 eq \o\al(\s\up1(42),\s\do1(20)) Ca、石墨和金刚石均为同素异形体 C． eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H和 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H是不同的核素 D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同 [解析]　 概念 区别 元素：只需质子数相同的原子 核素：质子数、中子数均一定 同素异形体：相同元素、不同单质 具体 思路 A． eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H均为核素，H＋为离子，H2为分子 B． eq \o\al(\s\up1(40),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(42),\s\do1(20)) Ca为核素，石墨、金刚石为单质 C． eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H为核素 D．决定化学性质的为核外电子排布 易错点 核素与单质易混，同位素与同素异形体易混 [答案]　B 2．(上海黄浦高一格致中学校考期中)科学家用 eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca轰击 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk(锫)生成 eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts，Ts就是科学家一直寻找的第117号元素。下列关于 eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk、 eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts的说法中错误的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk、 eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts属于三种元素 B． eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts互为同位素 C．117号元素的相对原子质量为293.5 D． eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk表示两种核素 解析　A．质子数决定元素种类，故 eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk、 eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts有三种质子数，故属于三种元素，A正确；B． eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；C． eq \o\al(\s\up1(293),\s\do1(117)) Ts和 eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(117)) Ts的存在比例不明确，不能计算元素的相对原子质量，C错误；D． eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca、 eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1(　97)) Bk二者质子数不同，表示两种核素，D正确。故选C。 答案　C 1．(高二北京市顺义区第一中学校考阶段练习)我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。核聚变原料的制备与核聚变的产物如图。 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(海水\o(――→,\s\up15(提取))H, eq \o\al(\s\up1(6),\s\do1(3)) Li\o(――→,\s\up15( eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n)) eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)) eq \o(――→,\s\up15(核聚变)) eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1( eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) H, eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n,巨大能量)) 已知：氚( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)是氢元素的一种放射性核素。下列说法不正确的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H互为同位素 B． eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H2O具有放射性 C．核聚变属于化学变化 D． eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H2、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H2的化学性质基本相同 解析　A． eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H质子数相同，中子数不同，互为同位素，A正确；B． eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H2O中的氚( eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H)是放射性核素，因此 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H2O具有放射性，B正确；C．核聚变为原子核的变化，属于物理变化，化学变化的最小粒子是原子，C错误；D． eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H2、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H2的相对分子质量不同，二者的沸点不同，但二者同属于氢气，化学性质基本相同，D正确。故选C。 答案　C 2．(重庆长寿高一统考期末)下列关于元素周期表的叙述不正确的是(　　) A．元素周期表有7 个横行，称为7个周期 B．元素周期表的18 个纵行，分为16 个族 C．周期表中同周期第ⅡA族与第ⅢA族原子序数一定相差1 D．周期表中元素种类最多的族是ⅢB族 解析　A．元素周期表有7 个横行，这个7 个横行代表7 个周期，故A说法正确；B．根据元素周期表的结构，元素周期表有18 个纵行，Ⅷ族占3 列，因此有16 个族，故B说法正确；C．第二周期、第三周期第ⅡA族与第ⅢA族原子序数相差1，第四周期、第五周期两族原子序数相差11，第六周期、第七周期两族原子序数相差25，故C说法错误；D．ⅢB族元素包括镧系和锕系，因此周期表元素种类最多，故D说法正确。答案为C。 答案　C 3．(济南高一检测)元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示，则下列叙述中不正确的是(　　) A．C的原子序数比B的原子序数大1 B．原子结构示意图为 C．B的原子与D的原子最外层电子数相等 D．原子结构示意图为的元素，与B位于同一主族 解析　C的原子序数为3，比B的原子序数2大1，故A正确；原子结构示意图为 INCLUDEPICTURE "高中学升·化学·人教版·必修第一册（教师用书）书版/HXBX1N255.TIF" \* MERGEFORMAT 的元素有两个电子层，在第二周期，C也在第二周期，与C位于同一周期，故B正确；B的原子与D的原子最外层电子数都是2，相等，故C正确；原子结构示意图为的元素，与B位于同一族，是0族，不是主族，故D错误。 答案　D 4．X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。 X Y Z 已知X、Y、Z三种元素原子的质子数之和为40，请回答下列问题。 (1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号： X________，Y________，Z________。 (2)写出Y在周期表中的位置：______________________________。 (3)Z有两种核素，其中子数分别为18和20，其核素符号分别为________、________，二者互为________。 解析　(1)X、Y、Z均为短周期元素，假设X的原子序数是a，则与X同一主族的下一周期元素的原子序数是a＋8，Y的原子序数是a＋9，Z的原子序数是a＋10。X、Y、Z三种元素原子的质子数之和为40，则a＋a＋9＋a＋10＝40，解得a＝7，所以X是N元素，Y是S元素，Z是Cl元素。(2)S元素的原子序数是16，元素原子核外有3个电子层，最外层有6个电子，因此在周期表中的位置是第三周期ⅥA族。(3)Cl的两种核素的质量数分别为17＋18＝35和17＋20＝37。 答案　(1)N　S　Cl (2)第三周期ⅥA族 (3) eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl　 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl　同位素 $$