第4章 第1节 第2课时 元素周期表 核素-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步课件PPT（人教版2019）

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[基础梳理] 元素周期表的编排原则与结构 2．元素周期表的结构 核素 1．核素 把具有一定数目　质子　和一定数目　中子　的一种原子叫做核素。如12C、13C、14C就是碳元素的三种不同核素。 2．同位素 (1)定义：　质子数　相同而　中子数　不同的同一元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素互称为同位素，如eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H和eq \o\al(3,1)H三种核素均是氢元素的同位素。 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质　几乎完全相同　；物理性质略有差异。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的　比率　，即各种同位素所占的　原子个数百分比　是相同的。 (3)同位素的用途 ①eq \o\al(14, )6C在考古工作中用于测定文物的年代。 ②eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)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。 [预习质检] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量。( × ) (2)一个横行即一个周期，一个纵行即一个族。( × ) (3)最外层电子数相同的元素一定是同族元素。( × ) (4)每一周期都是从碱金属元素开始，到稀有气体元素结束。( × ) (5)铁元素位于周期表的ⅧB族。( × ) (6)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数。( × ) (7)质子数相同的微粒一定属于同一种元素。( × ) (8)2H＋核外电子数为2。( × ) (9)1Heq \o\al(18,2)O的摩尔质量为20 g·mol－1。( √ ) (10)13C和15N核内中子数相差1。( √ ) 元素周期表的结构 1．周期 周期 行数 所含元素种类数 每周期的起止元素及其原子序数 短周期 一 1 2 1H―→2He 二 2 8 3Li―→10Ne 三 3 8 11Na―→18Ar 长周期 四 4 18 19K―→36Kr 五 5 18 37Rb―→54Xe 六 6 32 55Cs―→86Rn 七 7 32 87Fr―→118Og 2.族 主族 副族 主族 0族 列序数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 族序数 Ⅰ A Ⅱ A Ⅲ B Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ⅷ Ⅰ B Ⅱ B Ⅲ A Ⅳ A Ⅴ A Ⅵ A Ⅶ A 0 3.过渡元素 元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。 [特别提醒]　1.元素周期表中主、副族的分界线 (1)第ⅡA族与第ⅢB族之间，即第2、3列之间； (2)第ⅡB族与第ⅢA族之间，即第12、13列之间 2．列序数与族序数的关系 (1)列序数<8，主族和副族的族序数＝列序数； (2)列序数＝8、9或10，为第Ⅷ族； (3)列序数>10，主族和副族的族序数＝列序数－10(0族除外)。 ◆[典例示范] [例1]　下列关于元素周期表的说法正确的是(　　) A．元素周期表有7个周期，8个主族 B．元素周期表有18个纵行，共16个族 C．短周期元素中可能有副族元素 D．最外层电子数相同的元素一定在同一族 [解析]　元素周期表中有7个周期，7个主族，故A项错误；元素周期表中有18个纵行，7个主族，8个副族，1个0族，共16个族，故B项正确；短周期元素中不包含副族元素，故C项错误；最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如氦、镁、铁等元素原子的最外层都是2个电子，但它们不在同一族，故D项错误。 [答案]　B ◆[学以致用] 1．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是(　　) 解析：D　[本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。解题时可根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端排除A、B、C三项。] 元素周期表在元素推断中的应用 1．由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法 (1)明确0族元素信息 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 所在周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。 (3)求差值定族数 ①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。 ②若比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族； ③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。 2．元素原子序数差的确定方法 (1)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差 (2)同主族相邻两种元素原子序数差 ①若为第ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数的差等于上周期元素所在周期的元素种类数。 ②若为第ⅢA族至0族元素，则原子序数的差等于下周期元素所在周期的元素种类数。 ◆[典例示范] [例2]　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．第115号元素在第六周期 B．第113号元素在第七周期ⅢA族 C．第115号和第113号元素都是非金属元素 D．镅元素和第115号元素不在同一周期 [解析]　第95号元素镅、第113号元素、第115号元素原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；第115号元素比第118号元素原子序数少3，应在第ⅤA族，第113号元素在第ⅢA族；第113号元素和第115号元素都是金属元素。 [答案]　B ◆[学以致用] 2．A、B两种元素为某周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，若A元素的原子序数为x，则B元素的原子序数可能为(　　) ①x＋1　②x＋8　③x＋11　④x＋18　⑤x＋25 ⑥x＋32 A．①③　　　　　　　 B．②④ C．①③⑤ D．②④⑥ 解析： C　[ⅡA族为第二列，ⅢA族为第十三列，同一周期的元素在第二、三周期时，ⅡA族、ⅢA族相邻，原子序数相差1，所以，B元素的原子序数为x＋1；同一周期的元素在第四、五周期时，ⅡA族、ⅢA族不相邻，中间相差10列，每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x＋11；同一周期的元素在第六、七周期时，ⅡA族、ⅢA族不相邻，中间相差10列，第三列每格有15种元素，其余每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x＋25，所以C选项是正确的。] 核素 1．粒子符号eq \o\al(A,Z)Xeq \o\al(a±,b)中各角标的含义及粒子中的电性关系 (1)一个信息丰富的符号解读 eq \o\al(A,Z)Xeq \o\al(a±,b) eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(A——质量数,Z——核电荷数或质子数,a——离子所带的电荷数,b——化学式中原子的个数)) (2)粒子中的电性关系 ①电中性微粒(分子或原子)：质子数＝核外电子数。 ②阳离子Xm＋：质子数＝核外电子数＋m。 ③阴离子Xm－：质子数＝核外电子数－m。 2．元素、核素、同位素、同素异形体的区别 (1)区别 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 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 eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)H三种核素 eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)H互称同位素 O2与O3互为同素异形体 (2)联系 [特别提醒]　(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。 ◆[典例示范] [例3]　下列各组中属于同位素关系的是(　　) A．金刚石与石墨 B．T2O与H2O C．40K与39K D．16O与16O2－ [解析]　A中金刚石与石墨都是碳元素形成的不同单质，属于同素异形体；B中T2O与H2O是化合物；D中16O2－是离子，16O与16O2－的关系为同一种元素形成的不同的微粒。故只有C正确。 [答案]　C [易错警示]　(1)同位素中“同位”指几种核素的质子数相同，在元素周期表中占据同一个位置。 同位素属于同一种元素，但不是同种原子。例如：eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,2)H、eq \o\al(3,1)H是三种不同的原子，但都是氢元素。 (2)同种元素可以有多种不同的同位素原子。所以元素的种类数远小于原子的种类数。 [学以致用] 3．下列说法正确的是(　　) A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同 B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的 C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子的相同，所以就变成了氖原子 D.eq \o\al(40,18)Ar、eq \o\al(40,19)K、eq \o\al(40,20)Ca的质量数相同，所以它们互为同位素 解析：A　[元素的化学性质是由其核外电子排布决定的，故同一元素各核素的化学性质几乎完全相同；一般来说，元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的，但也有特殊情况，如eq \o\al(1,1)H；钠原子失去一个电子后，它的核外电子数虽与氖原子的相同，但质子数仍为11，与氖原子不同；同位素是指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子的互称。] Ⅰ.在一百多年前，铝被称为“银色的金子”，比黄金还要贵。法国皇帝拿破仑三世为了显示其阔绰，将他的军旗旄头上的银鹰换成了铝鹰，逢盛大国宴，他拿出珍藏的铝质餐具，在宾客面前炫耀一番，就像国宝一样。俄国化学家门捷列夫，当他闻名世界的时候，曾经接受过英国化学学会的崇高奖赏——一只貌似平凡的铝杯。 (1)请指出铝元素在周期表中的位置　________　。 (2)写出下列信息表示的含义。 信息 信息所表示的意义 Al 铝 13 26.98 Ⅱ.推算原子序数为34、53、88的元素在周期表中的位置。 原子序数 34 53 88 周期 族 解析：Ⅰ.铝的原子序数为13，有3个电子层，最外层电子数为3，位于第三周期第ⅢA族；Ⅱ.34号元素比Kr(36)少2个电子，共有4个电子层，最外层电子数为6，位于第四周期第ⅣA族；53号元素比Xe(54)少1个电子，共有5个电子层，最外层电子数为7，位于第五周期第ⅦA族；88号元素比Rn(86)多2个电子，共有7个电子层，最外层电子数为2，位于第七周期第ⅡA族。 答案：Ⅰ.(1)第三周期第ⅢA族 　(2)铝的元素符号　元素名称　原子序数　相对原子质量 Ⅱ. 周期 四 五 七 族 ⅥA ⅦA ⅡA 1．为了庆祝元素周期表诞生150周年，联合国宣布将2019年定为国际化学元素周期表年。下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　) A．在元素周期表中共有18个纵行，18个族 B．同族元素的最外层电子数一定相同 C．同周期元素的电子层数相同 D．每一周期的元素都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束 答案：C 2．元素在周期表中的位置取决于(　　) A．元素的核电荷数 B．元素的化合价 C．元素原子的电子层数 D．元素原子的最外层电子数 答案：A 3.eq \o\al(20,10)Ne是最早发现的氖元素的稳定同位素，汤姆(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了eq \o\al(22,10)Ne。下列有关说法正确的是(　　) A.eq \o\al(22,10)Ne和eq \o\al(20,10)Ne是同素异形体 B.eq \o\al(22,10)Ne和eq \o\al(20,10)Ne属于不同的核素 C.eq \o\al(22,10)Ne和eq \o\al(20,10)Ne的性质完全相同 D.eq \o\al(22,10)Ne转变为eq \o\al(20,10)Ne为化学变化 答案：B 4．科学家发现C60后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如C50、C70、C120、C540等，它们互称为(　　) A．同种物质　　　　　　　 B．同种核素 C．同素异形体 D．同位素 解析：C　[结构和性质完全相同的是同一种物质；由同一元素形成的不同单质称为同素异形体；核素是指具有确定数目质子和中子的原子；质子数相同中子数不同的原子互称同位素。C50、C70、C120、C540等物质都是由碳元素组成的单质，是同素异形体。] 5．用eq \o\al(A,Z)X表示原子： (1)中性原子的中子数N＝______。 (2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝______。 (3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝______。 (4)12C16O2分子中的中子数N＝______。 (5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为______。 解析：(1)根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系，得N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X 的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的中子数为6＋8＋8＝22。(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为eq \f(nm－x＋2,m)mol。 答案：(1)A－Z　(2)A－x－n　(3)A－x＋n (4)22　(5)eq \f(nm－x＋2,m)mol [课堂小结] $$