第09讲 原子结构与元素周期表-【暑假学与练】2025年新高一化学暑假精品讲义+分层练习（人教版2019必修第一册）

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 [模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析 （精选全国各地期末真题） 考点1：原子核外电子排布的规律 考点2：元素周期表的结构 考点3：元素周期表的应用 考点4：原子的组成、核素、同位素 考点5：碱金属元素 考点6：卤族元素 模块四 基础过关练 模块五 能力提升练 模块六 教材习题答案 [学习目标] 1.了解原子构成以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2.了解核外电子分层排布的规律，会画1～20号元素的原子（或离子）结构示意图。 3.了解元素周期表的结构及周期、族等概念。 4.能从原子结构的角度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。 5.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。 6.了解碱金属、卤素在周期表中的位置及其原子结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 7.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 [模块一 知识网络构建] [模块二 基础知识梳理]　 一、原子的构成 1．构成原子的微粒及其性质 2．质量数 (1)概念：将原子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叫做质量数，常用 A表示。 (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(Z)＝核电荷数＝核外电子数 3．原子构成的表示方法 一般用符号X表示，X用元素符号表示，A表示质量数，Z表示质子数。 二、原子核外电子排布 1．电子层的含义 多电子原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，人们把不同的区域简化为不连续的壳层，称之为电子层(如图所示)。 2．电子层表示方法 电子层n 1 2 3 4 5 6 7 字母 K L M N O P Q 3．电子的能量与运动区域 (1)在离核较近的区域运动的电子能量较低。 (2)在离核较远的区域运动的电子能量较高。 (3)离核最近的电子层是K层，该电子层上的电子的能量最低。 4．原子核外电子的排布规律 (1)电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 (2)原子核外各层最多容纳2n2个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。 (4)原子核外次外层电子数不超过18个(当K层或L层为次外层时分别为2个和8个)； (5)倒数第三层电子最多不超过32个。 【提分速记】 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为，而不是。 5.核外电子排布的表示方法——原子或离子结构示意图 (1)原子结构示意图（以钠原子为例） (2)离子结构示意图 原子得到或失去一定数目的电子　形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－：、Na＋：。 (3)画出下列原子或离子的结构示意图 ①S， S2－ ②Ca， Ca2＋ 【提分速记】 (1)原子结构示意图能够较直观地表示出原子核内的质子数和核外电子的分层排布情况，根据原子结构示意图可以判断出相应的元素种类。 (2)由离子结构示意图可推断出离子的核电荷数、质子数和核外电子数的关系： 阳离子的核外电子数＝质子数(Z)－阳离子所带的电荷数 阴离子的核外电子数＝质子数(Z)+阳离子所带的电荷数 三、元素周期表的诞生和发展 1．元素周期表的发展历程 (1)诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。 (2)演变：为未知元素留下的空位先后被填满。 (3)现行：元素的排序依据为原子的核电荷数。 2．原子序数 按照元素在周期表中的顺序给元素编号。 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 四、元素周期表的结构 1．编排原则 （1）横行：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列形成周期。 （2）纵列：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列形成族。 2．元素周期表的结构 (1)周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。短周期包含第1,2,3周期，长周期包含第4,5,6,7周期。 (2)周期序数与原子结构的关系：周期序数＝原子电子层数 (3)主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)。 (4)主族元素的族序数＝最外层电子数，同一主族元素的原子最外层电子数相同，且自上而下电子层数递增。 (5)元素周期表的特殊位置 ①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素，都是金属元素。 ②镧系：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素到71号元素共15种元素。 ③锕系：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素到103号元素共15种元素。 (6)稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素。 3.常见族的别称 族 别称 第ⅠA族(除氢) 碱金属元素 第ⅦA族 卤族元素 0族 稀有气体元素 五、元素周期表的应用 1.了解元素信息——以铁元素为例 2．元素的位置与原子结构的互相推断 本方法常用于确定原子序数≤20的元素。 (1)三个等式 ①周期序数＝电子层数 ②主族序数＝最外层电子数 ③原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数 (2)实例 ①X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。 ②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。 3.预测新元素 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 4.寻找新物质 六、核素和同位素 1．元素：具有相同质子数(或核电荷数)的同一类原子的总称，其种类由原子核内的质子数决定的，如H、C、N三种元素。 2．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，其种类由质子数、中子数决定，如C、N、H三种核素。 (2)几种重要核素的用途：C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 3．同位素 (1)概念：质子数相同，而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，元素的同位素由中子数决定。 (2)元素、核素和同位素的联系 (3)常见元素的同位素 氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹 氧 O、O、O O用于示踪原子 碳 C、C、C C用于考古断代 铀 U、U、U U核燃料 (4)特点 ①同位素有天然存在的，也有人工制造的，有放射性的，也有非放射性的。 ②天然存在的同位素相互间保持一定的比例。 ③同位素的物理性质不同，化学性质几乎相同。 【提分速记】 (1)绝大多数元素都包含多种核素。 (2)不能利用质量数确定核素的种类，如、的质量数相同，但它们属于两种不同核素。 (3)核素的质子数不能等于0，而中子数可以等于0，如。 (4)同位素的三同、三不同 三同：同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同位置(在周期表中)，化学性质几乎相同。 三不同：不同种原子(中子数不同、质量数不同)，不同的物理性质，不同的原子个数百分比。 七、碱金属元素 1．原子结构特点 元素 核电 荷数 原子结构 示意图 最外层 电子数 电子 层数 原子半 径/nm 锂(Li) 3 1 2 0.152 钠(Na) 11 3 0.186 钾(K) 19 4 0.227 铷(Rb) 37 5 0.248 铯(Cs) 55 6 0.265 （1）相同点：碱金属元素原子的最外层都有1个电子。 （2）不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数不同。 2．相似性 (1)化学性质 最外层都有1个电子→易失去1个电子→单质具有很强的金属性，化合价都是+1价。（结构决定性质） ①碱金属单质都能与氧气等非金属单质反应。 ②碱金属单质都能与水反应，其通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑。 (2)物理性质 银白色金属(Cs略带金色光泽)，质地较软，有延展性，密度较小，熔点较低，电和热的良导体。 3．递变性(Li→Cs) (1)化学性质 随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，故从锂到铯，金属性逐渐增强。 ① ②与O2的反应的程度越来越剧烈。 ③与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。 ④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强_。 (2)物理性质 密度逐渐增大(K反常)，熔沸点逐渐降低_。 4．特殊性 (1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。 (2)碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。 (3)碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。 5．元素金属性强弱的判断标准 金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目多少无关) 判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强 ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈，金属性越强 ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强 ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强 ⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，则Y比X的金属性强 ⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强 八、卤族元素 1．原子结构特点 元素 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径 氟(F) 9 7 2 从上到下 由小到大 氯(Cl) 17 3 溴(Br) 35 4 碘(I) 53 5 （1）相同点：最外层电子数都是7个。 （2）不同点：核电荷数和电子层数不同。 2．卤素单质的物理性质 气体 物理性质 Cl2 黄绿色有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大 Br2 深红棕色液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发 I2 紫黑色固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大 随着核电荷数的递增，卤素单质的颜色逐渐加深；状态由气→液→固；密度逐渐增大；熔沸点逐渐升高。 3．卤族元素性质的相似性和递变性 （1）相似性：最外层电子数都是7个，化学反应中都容易得到1个电子，都表现很强的非金属性（氧化性）。 （2）递变性：随着核电荷数和电子层的增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，元素原子的得电子能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。卤素单质的氧化性逐渐减弱。 4．氯、溴、碘单质间的置换 实验内容 操作方法 实验现象 化学方程式 氯置换溴 将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管 无色变橙色 Cl2＋2KBr===2KCl＋Br2 氯置换碘 将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变棕褐色 Cl2＋2KI===2KCl＋I2　 溴置换碘 将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变棕褐色 Br2＋2KI===2KBr＋I2　 结论 氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出溴和碘，溴能置换出碘，说明氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即氯、溴、碘单质的氧化性强弱为Cl2>Br2>I2 5．元素非金属性强弱的判断标准 非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目多少无关) 判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强 ②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强 ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强 ④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强 【提分速记】 同主族元素的性质与原子结构的关系 [模块三 核心考点剖析] 考点1：原子核外电子排布的规律 [典例1]（24-25高一上·江苏无锡·期末）有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数为a，且A3+与Bn-的核外电子排布完全相同，则元素B的核电荷数为 A．a+n+3 B．a-n-3 C．a+n-3 D．a-n+3 【答案】B 【详解】A元素原子的核电荷数为a，原子中核电荷数=核内质子数=核外电子数，则其核外电子数为a；A原子失去3个电子形成A3+，则A3+的核外电子数为a-3，B原子得到n个电子形成Bn-，设B的核电荷数为x，由于A3+与Bn-的电子层排布相同，则：a-3=x+n，解得：x=a-n-3，所以元素B的核电荷数为a-n-3，故B正确； 答案选B。 [典例2]（24-25高一上·北京通州·期末）某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 【答案】B 【详解】根据原子核外电子的排布规律可知其电子排布为，该元素是氧元素； 故答案为：B。 考点2：元素周期表的结构 [典例3]（24-25高一上·江苏无锡·期末）“中国紫”硅酸铜钡被认为是人工制造的。下列元素都属于短周期元素的是 A．和O B．和 C．和O D．和 【答案】A 【分析】第一、二、三周期的元素属于短周期元素。 【详解】A. 是第三周期的元素，O是第二周期的元素，和O都是短周期元素，故选A； B. 是第六周期的元素，不是短周期元素，故不选B； C. 是第四周期元素，Cu不是短周期元素，故不选C； D. 是第六周期的元素，是第四周期元素，和都不是短周期元素，故不选D； 选A。 [典例4]（24-25高一上·黑龙江大庆·期末）有关元素周期表，下列说法正确的是 A．第一主族的元素都是碱金属元素 B．最外层电子数为2的元素一定位于第IIA族 C．在周期表中金属与非金属的分界处，可以找到过渡元素 D．元素周期表中含有元素种类最多的族是第IIIB族 【答案】D 【详解】A．元素周期表中第一纵列的元素中H元素是非金属元素，其余元素是碱金属元素，A错误； B．第ⅡA族元素原子最外层电子数为2，但He核外只有2个电子，He处于0族，过渡元素中也存在最外层电子数为2的元素，如Zn、Fe等，B错误； C．在周期表中金属与非金属的分界处不存在过渡元素，C错误； D．ⅢB族中含有镧系和锕系，则含有元素种类最多的族是ⅢB族，D正确； 故答案为：D。 考点3：元素周期表的应用 [典例5]（24-25高一上·全国联考·期末）如图所示，A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是 A．A、E原子序数之差可能为2 B．D、E原子序数之差可能为18或32 C．B、C原子序数之差一定是2 D．B、D原子序数之差大于8 【答案】A 【详解】A．由题给5种元素的位置关系可以看出﹐A不是第一周期元素。因为A若为氢元素，则其位于最左侧的ⅠA族，那么就不应有B，所以A、E原子序数之差不可能为2，故A错误； B．A、E、D可能为ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素，以ⅥA族元素为例，由如表原子序数之差可知D、E原子序数之差可能为18或32，故B正确； 元素符号 O S Se Te Po 原子序数 8 16 34 52 84 原子序数之差 8             18              18               32 C．B、C之间仅隔有1种E元素，故其原子序数之差一定为2，故C正确； D．根据B选项，D、E原子序数之差可能为8或18或32，B原子序数比E小1，所以B，D原子序数之差应大于8，故D正确； 选A。 [典例6]（24-25高一上·广东广州·期末）在元素周期表右上方的非金属区最容易找到的材料是 A．制催化剂的材料 B．半导体材料 C．制农药的材料 D．耐高温、耐腐蚀的合金材料 【答案】C 【详解】A．可以用于做催化剂的元素种类较多，一般为过渡金属元素，故A错误； B．在金属元素和非金属元素交接区域的元素通常既具有金属性又具有非金属性，可以用来做良好的半导体材料，如硅等，故B错误； C．非金属元素位于右上方，部分非金属可以用来做制农药的材料，故C正确； D．耐高温、耐腐蚀的合金材料为金属材料，一般具有较强的金属性，大多属于过渡金属元素，故D错误； 故选C。 考点4：原子组成、核素、同位素 [典例7]（24-25高一上·广东梅州·期末）2024年6月25日，嫦娥六号返回器成功携带2公斤珍贵的月壤返回地球。资料显示：月壤样品含钍(Th)、铀(U)和钾(K)等元素。下列有关钍(Th)的说法正确的是 A．230Th和 232Th的化学性质不同 B．230Th和232Th互为同位素 C．230Th 和 232Th的质量数相同 D．230Th和 232Th的质子数不同 【答案】B 【详解】A．230Th和232Th互为同位素关系，同位素的化学性质相同，A错误； B．230Th和232Th，质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素，B正确； C．230Th和232Th的质子数均为90，质量数分别为230和232，C错误； D．230Th和232Th的原子序数为90，质子数相同，D错误； 故选B。 [典例8]（24-25高一上·山东威海·期末）铀核裂变过程可表示为：，下列说法错误的是 A．原子核内有1个中子 B．和互为同位素，化学性质几乎相同 C．原子核内有88个中子，质量数为144 D．的质子数为36，是一种性质活泼的非金属元素 【答案】D 【分析】根据质量守恒可知， ，解得x = 144；，解得y =36，因此铀核裂变过程可表示为：，据此作答。 【详解】A．中子由1个中子组成，无质子，故A正确； B．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，同位素化学性质相同，故B正确； C．中子数等于质量数减去质子数，因此中子数=144-56=88，故C正确； D．根据分析可知，y =36，Kr是稀有气体，性质稳定，故D错误； 故答案选D。 考点5：碱金属元素 [典例9]（24-25高一上·海南·期末）将绿豆大小的金属钾投入滴有酚酞的NaCl溶液中，不能观察到的现象是 A．钾沉入水底，剧烈反应，放出大量气泡 B．钾融化成小球，不断游来游去 C．发出连续的爆鸣声 D．溶液变红 【答案】A 【分析】钾的密度小于Na，钾活泼性大于钠，钾能与水反应生成氢氧化钾和氢气。 【详解】A．钾的密度小于水，所以钾浮在水面上，故A错误；     B．钾能与水反应生成氢氧化钾和氢气，钾融化成小球，不断游来游去，故B正确； C．钾能与水反应生成氢氧化钾和氢气，发出连续的爆鸣声，故C正确； D．钾能与水反应生成氢氧化钾和氢气，所以溶液变红，故D正确； 选A。 [典例10]（24-25高一上·北京通州·期末）铯(Cs)是制造原子钟的关键材料，下列关于Cs的说法不正确的是 A．Cs的最外层电子数是1 B．Cs与水反应可以使含酚酞的水溶液变红 C．在熔融状态下不能导电 D．实验室可将Cs储存在煤油中 【答案】C 【分析】随着核电荷数的递增，ⅠA的金属元素依次有锂、钠、钾、铷、铯、钫，金属单质的密度有递增的趋势(钾例外)，它们最外层均为1个电子，化学性质相似，随着核电荷数的递增，金属性递增； 【详解】A．据分析，Cs的最外层电子数是1，A正确； B．钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，类推：Cs与水反应生成氢氧化铯和氢气，随着核电荷数的递增，金属性递增，氢氧化铯是强碱，可以使含酚酞的水溶液变红，B正确； C．是活泼金属的硝酸盐，属于电解质，在熔融状态下能导电，C不正确； D．结合分析可知，金属铯的密度比煤油大，实验室可将Cs储存在煤油中以隔绝空气和水分，D正确； 选C。 考点6：卤族元素 [典例11]（24-25高一上·海南·期末）氟、氯、溴、碘属于卤族元素。下列有关说法正确的是 A．常温下，、、均为气态 B．的酸性比的强 C．比更容易与发生反应 D．工业上用澄清石灰水与氯气反应制备漂白粉 【答案】C 【详解】A．常温下，为液体，故A错误； B．元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Cl>Br，则的酸性比的弱，故B错误； C．非金属性F>Cl，一般元素的非金属性越强、单质的氧化性越强，单质与氢气化合越容易，则比更容易与发生反应，故C正确； D．工业上用石灰乳与氯气反应制备漂白粉，故D错误； 选C。 [典例12]（24-25高一上·辽宁锦州·期末）能作为氯，溴，碘元素非金属性递变规律的判断依据的是 A．、、的熔点 B．、、的酸性 C．、、的稳定性 D．、、的密度 【答案】C 【分析】同一主族元素，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强、其最高价氧化物的水化物酸性越强、其单质的氧化性越强。 【详解】A．单质熔沸点是物理性质与元素非金属性无关，A不符合题意； B．元素的非金属性越强，其形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，不能通过比较氢化物水溶液的酸性比较元素非金属性强弱，B不符合题意； C．非金属性越强，气态氢化物越稳定，C符合题意 D．单质密度是物理性质与元素非金属性无关，D不符合题意； 答案选C。 [模块四 基础过关练] 1．下列说法中正确的是 A．与的是同种核素 B．与互称为同位素 C．和中子数不同 D．和石墨互为同素异形体 【答案】D 【详解】A．与的的质子数相同但中子数不同，属于不同核素，A错误； B．同位素是原子层面的概念，与是分子而非原子，不能互称同位素，B错误； C．的中子数为14-7=7，的中子数为13-6=7，两者中子数相同，C错误； D．和石墨均为碳元素形成的不同结构单质，互为同素异形体，D正确； 故选D。 2．元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是 A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素 B．右上方区域的非金属元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 【答案】A 【详解】A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素既具有金属性又具有非金属性，适合作为半导体材料，A正确； B．右上方区域的非金属元素非金属性强，通常不用于半导体，B错误； C．过渡元素多为金属，导电性良好，不适合半导体，C错误； D．稀有气体性质稳定，难以参与导电，D错误； 故选A。 3．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y+、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是 A．W、X和Y三种元素形成的化合物的水溶液呈酸性 B．Y元素在周期表中的位置为第三周期第IA族 C．W、X、Z三种元素均能形成多种的同素异形体 D．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物 【答案】A 【分析】W为短周期元素，其最外层电子数与其电子层数的比值为2。短周期元素电子层数可能为1、2、3。若电子层数为1，最外层电子数为2，则W为He，属于零族元素，不符合题意。若电子层数为2，最外层电子数为4，则W是C元素。若电子层数为3，最外层电子数为6，则W为S元素，但Z的原子序数大于W，所以W不可能是S，因此W为C元素；X原子序数大于W，其最外层电子数与其电子层数的比值为3。若电子层数为1，最外层电子数为3，不存在这种元素。若电子层数为2，最外层电子数为6，则X是O元素。若电子层数为3，最外层电子数为9，超过了8电子稳定结构，不符合要求，所以X为O元素；为阳离子，说明Y是金属元素，其最外层电子数与其电子层数的比值为4。因为是阳离子，所以Y失去最外层电子后形成稳定结构，且原子序数大于O。若电子层数为2，形成阳离子后最外层电子数为8，电子层数为1，比值为8，不符合。若电子层数为3，形成阳离子后最外层电子数为8，电子层数为2，不符合。若电子层数为3，原子最外层电子数为1，形成后，最外层电子数为8，电子层数为2，比值为4，符合条件，所以Y是Na元素；Z原子序数大于Y（），其最外层电子数与其电子层数的比值为2。Z处于第三周期，若电子层数为3，则最外层电子数为6，所以Z是S元素；综上，W为C，X为O，Y为，Z为S。 【详解】A．W（C）、X（O）、Y（Na）形成的化合物如或者NaHCO3，其水溶液均呈碱性而非酸性，故A错误； B．Y为Na，位于第三周期第IA族，故B正确； C．W（C）有金刚石、石墨等同素异形体，X（O）有O2、O3，Z（S）有单斜硫、斜方硫等，均能形成多种同素异形体，故C正确； D．X（O）与W（C）可形成，与Y（Na）可形成，与Z（S）可形成，均至少2种二元化合物，故D正确； 故选A。 4．已知元素X和Y能形成化合物，若X的原子序数为n，Y的原子序数为m，则n和m不可能为 A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】A ．n=8，m=6，则X为O，Y为C，能形成化合物CO2，A正确； B．n=17，m=12，则X为Cl，Y为Mg，能形成化合物MgCl2，B正确； C．n=9，m=20，则X为F，Y为Ca，能形成化合物CaF2，C正确； D．n=1，m=6，则X为H，Y为C，能形成化合物CH4，不存在CH２，D错误； 故选D。 5．下列关于元素周期表的说法错误的是 A．元素周期表有7个横行 B．元素周期表有18个纵列 C．元素周期表中第7、8、9三个纵列共同组成一个族 D．元素周期表中主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成 【答案】C 【详解】A．元素周期表共有7个横行，每个横行代表1个周期，共有7个周期，故A正确； B．元素周期表共有18个纵列，16个族，故B正确； C．元素周期表中第8、9、10三个纵列共同组成一个族，都为Ⅷ族，故C错误； D．长周期元素和短周期元素共同组成的纵行中除0族元素外，其它为主族元素，故D正确； 故选C。 6．在离子中原子的质量数为A，中子数为N，则含有的核外电子数为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】R原子的质子数为A-N，则该复杂阴离子的电子数：A-N+3×8+n，则含有的核外电子数为； 故选B。 7．下列化学用语正确的是 A．互为同位素：和 B．质量数为37的氯原子： C．的结构示意图： D．氮化镁的化学式： 【答案】B 【详解】A．和质子数不同，为不同元素，A错误；      B．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；质量数为37的氯原子：，B正确； C．硫为16号元素，其原子得到2个电子形成硫离子，的结构示意图：，C错误；   D．氮化镁的化学式：，D错误； 故选B。 8．元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中丁位于元素周期表的第16列，戊位于元素周期表的第五横行。下列叙述错误的是 A．在乙以及乙周围的相关元素里可以发现新的半导体材料 B．元素甲与丁的最高价氧化物均为酸性氧化物 C．丙元素的常见化合价有-3、-5、+3等 D．常温下，戊的单质呈固态，易升华 【答案】C 【分析】根据题给周期表中的相对位置推测，甲是氮、乙是锗、丙是砷、丁是硫、戊是碘，据此分析解答。 【详解】A．由分析可知，乙是锗，锗位于元素周期表金属与非金属的分界线附近，在锗以及锗周围的相关元素里可以发现新的半导体材料，A正确； B．由分析可知，甲是氮、丁是硫，最高价氧化物为N2O5、SO3，都属于酸性氧化物，B正确； C．由分析可知，丙是砷，砷位于元素周期表的第VA族，最高正价为+5，其它常见化合价有-3、+3等，C错误； D．由分析可知，戊是碘，常温下，呈固态，易升华，D正确； 故选C。 9．下列说法不正确的是 A．用K、L、M、N等符号来表示从内到外的电子层 B．L电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为8 C．主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在的族序数 D．第IA族元素叫做碱金属元素，第VIIA族元素叫做卤族元素 【答案】D 【详解】A．电子层符号K、L、M、N依次表示从内到外的第一至第四层，符合电子层命名规则，A正确； B．当L层为次外层时（如第三层存在），根据泡利不相容原理和能级填充顺序，L层最多容纳8个电子（2n2=8，n=2），B正确； C．主族元素（IA、IIA、VA-VIIA）的最外层电子数等于其族序数（如IA族最外层1个电子，VIIA族7个电子），C正确； D．第IA族包含氢和碱金属（锂及以下），但氢不属于碱金属；而第VIIA族均为卤族元素。D错误地将整个IA族称为碱金属，D错误； 故选D。 10．下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是 A．碱金属单质均能在空气中燃烧生成过氧化物 B．碱金属元素原子半径越大，失电子能力越强 C．卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深 D．卤素单质与氢气化合越容易，说明该卤素单质的非金属性越强 【答案】A 【详解】A．碱金属中，锂在空气中燃烧生成氧化锂，而非过氧化物。钠燃烧生成过氧化钠，钾、铷等可能生成更复杂的氧化物(如超氧化物)。因此并非所有碱金属单质燃烧都生成过氧化物，A错误； B．碱金属从上到下原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，失电子能力增强，B正确； C．卤素单质颜色随核电荷数增加逐渐加深(如氟浅黄、氯黄绿、溴深红棕、碘紫黑)，C正确； D．卤素非金属性越强，与氢气化合越容易(如氟与氢气剧烈反应，碘需高温且反应可逆)，D正确； 故选A。 [模块五 能力提升练] 1．铟（）是一种非常贴近我们生活的元素，手机、电脑、电视屏幕使用的都是含铟的导电玻璃。和一样，最外层电子数是3，下列说法不正确的是 A．的原子核外有49个电子 B．与互为同位素 C．的原子结构示意图为： D．与具有相同的中子数 【答案】D 【详解】A．根据可知，铟的质子数为49，质子数等于核外电子数，即铟的核外有49个电子，A正确； B．同位素就是质子数相同、中子数不同的同种元素不同原子，则与互为同位素，B正确； C．铝元素的原子序数为 13，最外层电子 3 个，则的原子结构示意图为：，C正确； D．质量数＝质子数＋中子数，则的中子数＝115−49＝66，的中子数＝113−49＝64，两者中子数不同，D错误； 故选D。 2．下列关于碱金属元素及其化合物的叙述正确的是 A．随着原子序数的递增，金属性逐渐增强 B．实验室中金属Na通常保存在煤油中，推知金属Li也保存在煤油中 C．金属Na在空气中燃烧生成Na2O2，推知金属Li在空气中燃烧也能生成Li2O2 D．氢氧化物的碱性：LiOH>NaOH>KOH>RbOH>CsOH 【答案】A 【详解】A．碱金属元素随着原子序数的递增，电子层数增加、原子半径增加，失电子能力增强，金属性逐渐增强，故A正确； B．钠的密度大于煤油，金属通常保存在煤油中，Li的密度小于煤油，金属Li不能保存在煤油中，故B错误； C．Li的活泼性弱于Na，金属Li在空气中燃烧只能生成，不能生成Li2O2，故C错误； D．从上到下，碱金属的金属性逐渐增强，氢氧化物的碱性逐渐增强：，故D错误； 答案选A。 3．下列有关元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表有7个周期，18个族 B．116号元素位于元素周期表中第七周期第VIA族 C．第三、第四周期中同主族元素的质子数差都是8 D．第IA族(除氢外)元素的密度从上到下逐渐增大 【答案】B 【详解】A．元素周期表7个横行为7个周期，有18个纵行，但只有16个族，其中第8、9、10三列为第Ⅷ族，A错误； B．根据周期表结构，第七周期的最后元素原子序数应为118,116号元素在其前面相隔一族，故为第7周期第ⅥA族，B正确； C．周期表中过渡元素左侧第三、第四周期同主族元素的质子数相差8，周期表中过渡元素右侧第三、第四同主族元素的质子数相差18，C错误； D．第IA族(除氢外)元素的密度有从上到下逐渐增大的趋势，但特殊点：钾的密度小于钠，D错误； 故选B。 4．钠钾合金常温下呈液态，导热性好，可用作快中子反应堆的热交换剂。这两种元素在元素周期表中均位于IA族，下列说法正确的是 A．原子半径： B．金属性： C．碱性： D．最外层电子数： 【答案】C 【详解】A．同族元素从上到下原子半径增大，故K的原子半径大于Na，A错误； B．同族元素金属性从上到下增强，K的金属性强于Na，B错误； C．金属性越强，最高价氧化物对应水化物碱性越强，KOH的碱性强于NaOH，C正确； D．IA族元素最外层均为1个电子，故K与Na的最外层电子数相等，D错误； 故选C。 5．原子结构奥秘的揭示，是元素周期表趋于完美的关键，下列说法中正确的是 A．主族元素X、Y能形成型化合物，则X与Y的原子序数之差可能为2或5 B．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表IIA族 C．原子序数相同的原子一定是同一种原子 D．同周期IIA族与IIIA族元素的原子序数之差不可能为25 【答案】A 【详解】A．主族元素X、Y能形成型化合物，可能为CO2或MgCl2，则X与Y 的原子序数之差可能为2或5，故A正确； B．He及某些过渡元素的最外层电子数也为2，则原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表IIA族，故B错误； C．、、三种原子的原子序数相同，但中子数不同，属于氢元素的三种不同的核素，即原子序数相同的原子不一定是同一种原子，故C错误； D．第六、七周期IIA族与IIIA族元素的原子序数之差为25，故D错误； 答案选A。 6．下列关于元素和元素周期表的叙述正确的是 A．简单微粒的核外电子层数等于其所在元素周期表的周期数 B．质子数相同的微粒一定是同种元素 C．由转化为的过程不属于化学变化 D．原子的质子数与中子数之差为151 【答案】C 【详解】A．原子的核外电子层数等于其所在元素周期表的周期数，故A错误； B．质子数相同的微粒不一定是同种元素，如Na+、 都是11个质子的微粒，不是同种元素，故B错误； C．由转化为是原子核发生变化，核变不属于化学变化，故C正确； D．原子的质子数是96、中子数是247-96=151，质子数与中子数之差为55，故D错误； 选C。 7．已知阳离子的原子核内有n个中子，原子的质量数为m，则w g 所含电子的物质的量为 mol。 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】原子的质量数＝中子数＋质子数，原子中，质子数＝核外电子数，离子中所含电子数为(m-n-2)，wg阳离子的物质的量为n=mol，所含电子的物质的量为(m-n-2)mol，A正确； 答案为：A。 8．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是 A．元素的性质总在不断地发生明显的变化 B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等) D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料 【答案】C 【详解】A．同族元素的性质是相似的，同周期元素的性质是递变的，A项错误； B．紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性，但没有两性金属元素这一说法，B项错误； C．虚线附近是金属与非金属的分界线，可以寻找半导体材料，C项正确； D．耐高温材料应该在过渡元素中寻找，D项错误； 答案选C。 9．下列说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．核外电子排布完全相同的两种微粒，化学性质一定相同 C．如图所示元素的原子序数是49，质量数是114.8 D．互为同位素的两种核素，其质子数一定相等 【答案】D 【详解】A．同素异形体是同种元素形成的不同单质，与是同一物质，A错误； B．核外电子排布完全相同的两种微粒，化学性质不一定相同，如氖原子和钠离子，B错误； C．如图所示元素的原子序数是49，相对原子质量是114.8，质量数等于质子数加中子数，是整数值，C错误； D．同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互称同位素，互为同位素的两种核素，其质子数一定相等，D正确； 答案选D。 10．元素A、B的核电荷数都小于18，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，则A和B形成的化合物的化学式为 A．A2B3 B．BA2 C．AB4 D．B3A2 【答案】D 【分析】元素A、B的核电荷数都小于18，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，A、B两元素原子的L层上有电子且相差3个，则A、B两种元素的K层上有2个电子，而B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，所以A元素原子核外电子排布式是2、5，因此A为N元素；B元素原子核外电子排布式是2、8、2，B元素为Mg元素，然后根据元素化合价与元素位置关系分析。 【详解】根据上述分析可知：A是N元素，B是Mg元素；N原子最外层有5个电子，在二者形成化合物时得到3个电子，变为-3价N3-；Mg原子最外层有2个电子，在形成化合物时失去最外层的2个电子变为+2价Mg2+，根据化合物中元素化合价代数和为0，可知二者形成的化合物为Mg3N2(氮化镁)，其化合物构型为B3A2，故合理选项是D。 11．已知铷是第37号元素，相对原子质量为。回答下列问题： (1)铷()在元素周期表的第 周期第 族。 (2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是 (填代号)。 ①与水反应比钠与水反应剧烈        ②原子半径比钠的小 ③铷的氧化物暴露在空气中易吸收        ④它是还原剂 ⑤它的阳离子最外层电子数与镁离子最外层电子数相同 (3)氢化铷与水反应可放出氢气，下列叙述正确的是___________(填字母，下同)。 A．氢化铷溶于水显酸性 B．氢化铷中的氢离子被还原为氢气 C．氢化铷与水反应时，水是氧化剂 D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子 (4)现有铷和另一种碱金属元素形成的合金，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气，这种碱金属元素可能是___________。 A． B． C． D． 【答案】(1) 五 Ⅰ (2)①③④⑤ (3)CD (4)CD 【详解】（1）由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期第ⅠA族。 （2）①同主族从上到下金属性逐渐增强，因此铷与水反应比钠剧烈，①正确； ②同主族从上到下原子半径逐渐增大，因此铷的原子半径比钠大，②错误； ③根据氧化钠容易吸收二氧化碳可类推铷的氧化物暴露在空气中易吸收CO2，③正确；  ④铷的金属性强于钠，铷是还原剂，④正确； ⑤它的阳离子最外层电子数为8和镁离子最外层电子数相同，⑤正确； 故选①③④⑤。 （3）A．氢化铷与水反应为RbH＋H2O＝RbOH＋H2↑，生成碱RbOH，溶液显碱性，A错误； B．水中氢元素的化合价由＋1价降低为0价，水作氧化剂，而RbH中氢元素的化合价由－1价升高为0价，RbH作还原剂，被氧化，B错误； C．氢化铷与水反应时，水中氢元素的化合价由＋1价降低为0价，水是氧化剂，C正确； D．氢化铷中含有离子键，是离子化合物，其中氢离子最外层有2个电子，D正确； 故选CD。 （4）设该合金的平均相对原子质量为M，氢气的物质的量是0.1mol，则根据得失电子守恒得，解得M=30，因M(Rb)＞30，则另一种碱金属的相对原子质量应小于30，可能为Li或Na。答案选CD。 12．下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题： (1)D的元素名称为 ；I的原子结构示意图为： 。 (2)属于第ⅢA族的为 （填元素符号）；其与反应的化学方程式为： 。 (3)71gF单质与56g铁充分反应，转移的电子数为 。 (4)C元素在元素周期表中的位置是 。 (5)请写出J的单质常温放置在B的单质中发生的化学反应方程式： 。 【答案】(1) 碳 (2) Al (3)2 (4)第三周期ⅤA族 (5)4Na+O2=2Na2O 【分析】根据元素在周期表中的位置，A是F元素、B是O元素、C是P元素、D是C元素、E是Ar元素、F是Cl元素、G是S元素、H是Al元素、I是Mg元素、J是Na元素、K是Ca元素、L是K元素、M是Tc元素、N是Br元素。 【详解】（1） D是C元素，元素名称为碳；I是Mg元素，原子结构示意图为。 （2）属于第ⅢA族的为Al；Al与反应生成氧化铝和铁，反应的化学方程式为 。 （3）F是氯，71gCl2的物质的量是1mol，56g铁的物质的量是1mol，铁和氯气反应生成FeCl3，71gCl2与56g铁充分反应，氯气完全反应，铁有剩余，氯元素化合价由0降低为-1，转移的电子数为2。 （4）C是P元素，在元素周期表中的位置是第三周期ⅤA族； （5）J是Na元素、B是O元素，Na常温放置在氧气中反应生成氧化钠，反应的化学反应方程式为4Na+O2=2Na2O。 [模块六 教材习题答案] ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 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 [模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析 （精选全国各地期末真题） 考点1：原子核外电子排布的规律 考点2：元素周期表的结构 考点3：元素周期表的应用 考点4：原子的组成、核素、同位素 考点5：碱金属元素 考点6：卤族元素 模块四 基础过关练 模块五 能力提升练 模块六 教材习题答案 [学习目标] 1.了解原子构成以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 2.了解核外电子分层排布的规律，会画1～20号元素的原子（或离子）结构示意图。 3.了解元素周期表的结构及周期、族等概念。 4.能从原子结构的角度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。 5.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。 6.了解碱金属、卤素在周期表中的位置及其原子结构特点，了解原子结构与元素性质的关系。 7.了解碱金属、卤素性质的相似性与递变性，并能初步运用原子结构理论解释同主族元素性质的递变规律。 [模块一 知识网络构建] [模块二 基础知识梳理]　 一、原子的构成 1．构成原子的微粒及其性质 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有 和 的相对质量取近似整数值相加所得的数值叫做质量数，常用 A表示。 (2)构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝ ＋ ②质子数(Z)＝ ＝ 3．原子构成的表示方法 一般用符号X表示，X用元素符号表示，A表示 ，Z表示 。 二、原子核外电子排布 1．电子层的含义 多电子原子里，电子分别在 的区域内运动，人们把不同的区域简化为不连续的壳层，称之为电子层(如图所示)。 2．电子层表示方法 电子层n 1 2 3 4 5 6 7 字母 K L M N O P Q 3．电子的能量与运动区域 (1)在离核 的区域运动的电子能量 。 (2)在离核 的区域运动的电子能量 。 (3)离核最近的电子层是 层，该电子层上的电子的能量最低。 4．原子核外电子的排布规律 (1)电子一般总是先从 排起，当一层 后再填充下一层。 (2)原子核外各层最多容纳 个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过 个(K层为最外层时不能超过 个)。 (4)原子核外次外层电子数不超过 个(当K层或L层为次外层时分别为 个和 个)； (5)倒数第三层电子最多不超过 个。 【提分速记】 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为，而不是。 5.核外电子排布的表示方法——原子或离子结构示意图 (1)原子结构示意图（以钠原子为例） (2)离子结构示意图 原子得到或失去 形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－：、Na＋：。 (3)画出下列原子或离子的结构示意图 ①S， S2－ ②Ca， Ca2＋ 【提分速记】 (1)原子结构示意图能够较直观地表示出原子核内的质子数和核外电子的分层排布情况，根据原子结构示意图可以判断出相应的元素种类。 (2)由离子结构示意图可推断出离子的核电荷数、质子数和核外电子数的关系： 阳离子的核外电子数＝质子数(Z)－阳离子所带的电荷数 阴离子的核外电子数＝质子数(Z)+阳离子所带的电荷数 三、元素周期表的诞生和发展 1．元素周期表的发展历程 (1)诞生：1869年，俄国化学家 将元素按照 由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。 (2)演变：为未知元素留下的空位先后被填满。 (3)现行：元素的排序依据为原子的 。 2．原子序数 按照元素 给元素编号。 原子序数＝ ＝ ＝核外电子数。 四、元素周期表的结构 1．编排原则 （1）横行：把 相同的元素，按 的顺序从 排列形成 。 （2）纵列：把不同横行中 相同的元素，按 递增的顺序 排列形成 。 2．元素周期表的结构 (1)周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。短周期包含第 周期，长周期包含第 周期。 (2)周期序数与原子结构的关系：周期序数＝ (3)主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)。 (4)主族元素的族序数＝ ，同一主族元素的原子最外层电子数相同，且自上而下电子层数递增。 (5)元素周期表的特殊位置 ①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素，都是 元素。 ②镧系：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素到71号元素共 种元素。 ③锕系：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素到103号元素共 种元素。 (6)稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素。 3.常见族的别称 族 别称 第ⅠA族(除氢) 第ⅦA族 0族 五、元素周期表的应用 1.了解元素信息——以铁元素为例 2．元素的位置与原子结构的互相推断 本方法常用于确定原子序数≤20的元素。 (1)三个等式 ①周期序数＝ ②主族序数＝ ③原子序数＝核电荷数＝ ＝ (2)实例 ①X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。 ②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是 。 3.预测新元素 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 4.寻找新物质 六、核素和同位素 1．元素：具有相同 (或 )的同一类原子的总称，其种类由原子核内的质子数决定的，如H、C、N三种元素。 2．核素 (1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子，其种类由 、 决定，如C、N、H三种核素。 (2)几种重要核素的用途：C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 3．同位素 (1)概念： 相同，而 不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，元素的同位素由 决定。 (2)元素、核素和同位素的联系 (3)常见元素的同位素 氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹 氧 O、O、O O用于示踪原子 碳 C、C、C C用于考古断代 铀 U、U、U U核燃料 (4)特点 ①同位素有 的，也有 的，有放射性的，也有非放射性的。 ②天然存在的同位素相互间保持一定的 。 ③同位素的 性质不同， 性质几乎相同。 【提分速记】 (1)绝大多数元素都包含多种核素。 (2)不能利用质量数确定核素的种类，如、的质量数相同，但它们属于两种不同核素。 (3)核素的质子数不能等于0，而中子数可以等于0，如。 (4)同位素的三同、三不同 三同：同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同位置(在周期表中)，化学性质几乎相同。 三不同：不同种原子(中子数不同、质量数不同)，不同的物理性质，不同的原子个数百分比。 七、碱金属元素 1．原子结构特点 元素 核电 荷数 原子结构 示意图 最外层 电子数 电子 层数 原子半 径/nm 锂(Li) 3 1 2 0.152 钠(Na) 11 3 0.186 钾(K) 19 4 0.227 铷(Rb) 37 5 0.248 铯(Cs) 55 6 0.265 （1）相同点：碱金属元素原子的最外层都有 电子。 （2）不同点：碱金属元素原子的核电荷数和电子层数 。 2．相似性 (1)化学性质 最外层都有 个电子→易 电子→单质具有很强的 性，化合价都是+1价。（结构决定性质） ①碱金属单质都能与 等非金属单质反应。 ②碱金属单质都能与水反应，其通式为 。 (2)物理性质 色金属(Cs略带金色光泽)，质地 ，有延展性，密度 ，熔点 ，电和热的良导体。 3．递变性(Li→Cs) (1)化学性质 随着核电荷数的递增，碱金属元素原子的电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 ，失电子能力逐渐 ，故从锂到铯，金属性逐渐 。 ① ②与O2的反应的程度越来越 。 ③与H2O的反应越来越 ，如K与H2O反应可能会发生 爆炸，Rb与Cs遇水发 生 爆炸。 ④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐 ，CsOH的碱性 。 (2)物理性质 密度逐渐 (K反常)，熔沸点逐渐 。 4．特殊性 (1)Na、K通常保存在煤油中，Li通常用石蜡密封。 (2)碱金属元素的氢氧化物中只有LiOH微溶，其他均为易溶于水的强碱。 (3)碱金属元素从Li到Cs，密度逐渐增大，但K的密度小于Na。 5．元素金属性强弱的判断标准 金属性比较 本质 原子越易失电子，金属性越强(与原子失电子数目多少无关) 判断方法 ①在金属活动性顺序表中越靠前， ②单质与水或非氧化性酸反应越剧烈， ③单质还原性越强或阳离子氧化性越弱， ④最高价氧化物对应水化物的碱性越强， ⑤若Xn＋＋Y →X＋Ym＋，则Y比X的金属性强 ⑥元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强 八、卤族元素 1．原子结构特点 元素 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径 氟(F) 9 7 2 从上到下 由小到大 氯(Cl) 17 3 溴(Br) 35 4 碘(I) 53 5 （1）相同点：最外层电子数都是 。 （2）不同点：核电荷数和电子层数 。 2．卤素单质的物理性质 气体 物理性质 Cl2 有刺激性气味的有毒气体，能溶于水(1:2)，易液化，密度比空气大 Br2 液体，易挥发，有刺激性气味，有毒，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大，储存时要加水，水封，以防止挥发 I2 固体，有光泽，易升华，在水中溶解度不大，但在有机溶剂中溶解度较大 随着核电荷数的 ，卤素单质的颜色逐渐 ；状态由气→液→固；密度逐渐 ；熔沸点逐渐 。 3．卤族元素性质的相似性和递变性 （1）相似性：最外层电子数都是 ，化学反应中都容易得到 电子，都表现很强的 。 （2）递变性：随着核电荷数和电子层的 ，原子半径逐渐 ，原子核对最外层电子的吸引力逐渐 ，元素原子的得电子能力逐渐 ，元素的非金属性逐渐 。卤素单质的氧化性逐渐 。 4．氯、溴、碘单质间的置换 实验内容 操作方法 实验现象 化学方程式 氯置换溴 将少量氯水滴入盛有KBr溶液的试管中，用力振荡试管 无色变 色 氯置换碘 将少量氯水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变 色 溴置换碘 将少量溴水滴入盛有KI溶液的试管中，用力振荡试管 无色变 色 结论 氯能从可溶的溴化物和碘化物水溶液中置换出 ，溴能置换出 ，说明氯比溴和碘活泼，溴比碘活泼，即氯、溴、碘单质的氧化性强弱为Cl2>Br2>I2 5．元素非金属性强弱的判断标准 非金属性比较 本质 原子越易得电子，非金属性越强(与原子得电子数目多少无关) 判断方法 ①与H2化合越容易，气态氢化物越稳定， ②单质氧化性越强或阴离子还原性越弱， ③最高价氧化物对应水化物的酸性越强， ④元素在周期表中的位置：右边或上方元素的 【提分速记】 同主族元素的性质与原子结构的关系 [模块三 核心考点剖析] 考点1：原子核外电子排布的规律 [典例1]（24-25高一上·江苏无锡·期末）有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数为a，且A3+与Bn-的核外电子排布完全相同，则元素B的核电荷数为 A．a+n+3 B．a-n-3 C．a+n-3 D．a-n+3 [典例2]（24-25高一上·北京通州·期末）某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 考点2：元素周期表的结构 [典例3]（24-25高一上·江苏无锡·期末）“中国紫”硅酸铜钡被认为是人工制造的。下列元素都属于短周期元素的是 A．和O B．和 C．和O D．和 [典例4]（24-25高一上·黑龙江大庆·期末）有关元素周期表，下列说法正确的是 A．第一主族的元素都是碱金属元素 B．最外层电子数为2的元素一定位于第IIA族 C．在周期表中金属与非金属的分界处，可以找到过渡元素 D．元素周期表中含有元素种类最多的族是第IIIB族 考点3：元素周期表的应用 [典例5]（24-25高一上·全国联考·期末）如图所示，A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是 A．A、E原子序数之差可能为2 B．D、E原子序数之差可能为18或32 C．B、C原子序数之差一定是2 D．B、D原子序数之差大于8 [典例6]（24-25高一上·广东广州·期末）在元素周期表右上方的非金属区最容易找到的材料是 A．制催化剂的材料 B．半导体材料 C．制农药的材料 D．耐高温、耐腐蚀的合金材料 考点4：原子组成、核素、同位素 [典例7]（24-25高一上·广东梅州·期末）2024年6月25日，嫦娥六号返回器成功携带2公斤珍贵的月壤返回地球。资料显示：月壤样品含钍(Th)、铀(U)和钾(K)等元素。下列有关钍(Th)的说法正确的是 A．230Th和 232Th的化学性质不同 B．230Th和232Th互为同位素 C．230Th 和 232Th的质量数相同 D．230Th和 232Th的质子数不同 [典例8]（24-25高一上·山东威海·期末）铀核裂变过程可表示为：，下列说法错误的是 A．原子核内有1个中子 B．和互为同位素，化学性质几乎相同 C．原子核内有88个中子，质量数为144 D．的质子数为36，是一种性质活泼的非金属元素 考点5：碱金属元素 [典例9]（24-25高一上·海南·期末）将绿豆大小的金属钾投入滴有酚酞的NaCl溶液中，不能观察到的现象是 A．钾沉入水底，剧烈反应，放出大量气泡 B．钾融化成小球，不断游来游去 C．发出连续的爆鸣声 D．溶液变红 [典例10]（24-25高一上·北京通州·期末）铯(Cs)是制造原子钟的关键材料，下列关于Cs的说法不正确的是 A．Cs的最外层电子数是1 B．Cs与水反应可以使含酚酞的水溶液变红 C．在熔融状态下不能导电 D．实验室可将Cs储存在煤油中 考点6：卤族元素 [典例11]（24-25高一上·海南·期末）氟、氯、溴、碘属于卤族元素。下列有关说法正确的是 A．常温下，、、均为气态 B．的酸性比的强 C．比更容易与发生反应 D．工业上用澄清石灰水与氯气反应制备漂白粉 [典例12]（24-25高一上·辽宁锦州·期末）能作为氯，溴，碘元素非金属性递变规律的判断依据的是 A．、、的熔点 B．、、的酸性 C．、、的稳定性 D．、、的密度 [模块四 基础过关练] 1．下列说法中正确的是 A．与的是同种核素 B．与互称为同位素 C．和中子数不同 D．和石墨互为同素异形体 2．元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是 A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素 B．右上方区域的非金属元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 3．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y+、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是 A．W、X和Y三种元素形成的化合物的水溶液呈酸性 B．Y元素在周期表中的位置为第三周期第IA族 C．W、X、Z三种元素均能形成多种的同素异形体 D．X和其他三种元素均可形成至少2种二元化合物 4．已知元素X和Y能形成化合物，若X的原子序数为n，Y的原子序数为m，则n和m不可能为 A．， B．， C．， D．， 5．下列关于元素周期表的说法错误的是 A．元素周期表有7个横行 B．元素周期表有18个纵列 C．元素周期表中第7、8、9三个纵列共同组成一个族 D．元素周期表中主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成 6．在离子中原子的质量数为A，中子数为N，则含有的核外电子数为 A． B． C． D． 7．下列化学用语正确的是 A．互为同位素：和 B．质量数为37的氯原子： C．的结构示意图： D．氮化镁的化学式： 8．元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中丁位于元素周期表的第16列，戊位于元素周期表的第五横行。下列叙述错误的是 A．在乙以及乙周围的相关元素里可以发现新的半导体材料 B．元素甲与丁的最高价氧化物均为酸性氧化物 C．丙元素的常见化合价有-3、-5、+3等 D．常温下，戊的单质呈固态，易升华 9．下列说法不正确的是 A．用K、L、M、N等符号来表示从内到外的电子层 B．L电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为8 C．主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在的族序数 D．第IA族元素叫做碱金属元素，第VIIA族元素叫做卤族元素 10．下列关于碱金属元素和卤族元素的说法错误的是 A．碱金属单质均能在空气中燃烧生成过氧化物 B．碱金属元素原子半径越大，失电子能力越强 C．卤素单质的颜色随着核电荷数的增加而加深 D．卤素单质与氢气化合越容易，说明该卤素单质的非金属性越强 [模块五 能力提升练] 1．铟（）是一种非常贴近我们生活的元素，手机、电脑、电视屏幕使用的都是含铟的导电玻璃。和一样，最外层电子数是3，下列说法不正确的是 A．的原子核外有49个电子 B．与互为同位素 C．的原子结构示意图为： D．与具有相同的中子数 2．下列关于碱金属元素及其化合物的叙述正确的是 A．随着原子序数的递增，金属性逐渐增强 B．实验室中金属Na通常保存在煤油中，推知金属Li也保存在煤油中 C．金属Na在空气中燃烧生成Na2O2，推知金属Li在空气中燃烧也能生成Li2O2 D．氢氧化物的碱性：LiOH>NaOH>KOH>RbOH>CsOH 3．下列有关元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表有7个周期，18个族 B．116号元素位于元素周期表中第七周期第VIA族 C．第三、第四周期中同主族元素的质子数差都是8 D．第IA族(除氢外)元素的密度从上到下逐渐增大 4．钠钾合金常温下呈液态，导热性好，可用作快中子反应堆的热交换剂。这两种元素在元素周期表中均位于IA族，下列说法正确的是 A．原子半径： B．金属性： C．碱性： D．最外层电子数： 5．原子结构奥秘的揭示，是元素周期表趋于完美的关键，下列说法中正确的是 A．主族元素X、Y能形成型化合物，则X与Y的原子序数之差可能为2或5 B．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表IIA族 C．原子序数相同的原子一定是同一种原子 D．同周期IIA族与IIIA族元素的原子序数之差不可能为25 6．下列关于元素和元素周期表的叙述正确的是 A．简单微粒的核外电子层数等于其所在元素周期表的周期数 B．质子数相同的微粒一定是同种元素 C．由转化为的过程不属于化学变化 D．原子的质子数与中子数之差为151 7．已知阳离子的原子核内有n个中子，原子的质量数为m，则w g 所含电子的物质的量为 mol。 A． B． C． D． 8．元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是 A．元素的性质总在不断地发生明显的变化 B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等) D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料 9．下列说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．核外电子排布完全相同的两种微粒，化学性质一定相同 C．如图所示元素的原子序数是49，质量数是114.8 D．互为同位素的两种核素，其质子数一定相等 10．元素A、B的核电荷数都小于18，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，则A和B形成的化合物的化学式为 A．A2B3 B．BA2 C．AB4 D．B3A2 11．已知铷是第37号元素，相对原子质量为。回答下列问题： (1)铷()在元素周期表的第 周期第 族。 (2)下列关于铷的结构和性质判断正确的是 (填代号)。 ①与水反应比钠与水反应剧烈        ②原子半径比钠的小 ③铷的氧化物暴露在空气中易吸收        ④它是还原剂 ⑤它的阳离子最外层电子数与镁离子最外层电子数相同 (3)氢化铷与水反应可放出氢气，下列叙述正确的是___________(填字母，下同)。 A．氢化铷溶于水显酸性 B．氢化铷中的氢离子被还原为氢气 C．氢化铷与水反应时，水是氧化剂 D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子 (4)现有铷和另一种碱金属元素形成的合金，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气，这种碱金属元素可能是___________。 A． B． C． D． 12．下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题： (1)D的元素名称为 ；I的原子结构示意图为： 。 (2)属于第ⅢA族的为 （填元素符号）；其与反应的化学方程式为： 。 (3)71gF单质与56g铁充分反应，转移的电子数为 。 (4)C元素在元素周期表中的位置是 。 (5)请写出J的单质常温放置在B的单质中发生的化学反应方程式： 。 [模块六 教材习题答案] ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$