第18讲 原子结构与元素周期表 -【化学提前学】2025年初升高化学衔接卓越讲义（人教版2019）

第18讲 原子结构与元素周期表 自主学习 对点演练 巩固提升 知识精讲 易错剖析 ◆ ◆ ◆ Ⅰ 自主学习 自主学习 阅读教材86页——90页，填空。 1、原子由原子核和核外电子构成，原子核由 质子和中子 构成。原子的质量主要集中在 原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的 相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 2、在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量 较高 。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中)，电子一般总是先从内层 排起，当一层充满后再填充下一层。 3、实际上，原子核外电子排布的规律，是根据 原子光谱 和理论分析 的结果而得出的，其中也包括从元素周期表得到的启示。 4、科学史话：原子结构模型的演变过程：道尔顿模型 、汤姆孙原子模型 、卢瑟福原子模型 、 玻尔原子模型 、电子云模型 。 5、1869年，俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表 6、原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数 = 质子数= 核电荷数= 核外电子数。 7、在周期表中，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成横行， 再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由上而下排成纵行。 8、元素周期表有 7 个横行，每个横行各为一个 周期。第一周期 最短 ， 只有 2 种元素，第二、三周期各有 8 种元素，称为短 周期，其他周期均为 长周期。 9、周期表有18 个纵行，除第8、9、10三个纵行叫做第 Ⅷ 族外，其余每个纵行各为一族。 族有 主 族和 副 族之分。在周期表中，主族元素的族序数后标 A， 副族元素的族序数后标 B 。 10、最外层电子数为8的元素化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定位0，因而叫做0族。 11、周期表中有些族的元素的别称。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 概念判断 下列说法是否正确？正确的打“”，错误的打“ｘ” 1．质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。_____ 2．质量数就是元素的相对原子质量。_____ 3．若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子。_____ 4．H3O＋和OH-中具有相同的质子数和电子数。_____ 5．第ⅠA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子。_____ 6．在周期表里，元素所在的周期数等于原子核外电子层数。______ 7．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素。_____ 8．原子的最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦_ 9．ⅠA族元素全部属于金属元素，ⅦA族元素全部属于非金属元素。___ 10．52号元素位于第五周期IVA族。___ 【答案】1．2．ｘ3．ｘ4．ｘ5．ｘ6．7．8．9．ｘ10．ｘ ◆ ◆ ◆ Ⅱ 知识精讲 一、原子结构 1、原子的构成 质子：（Z）带正电荷：决定元素种类 原子核 原子 中子：（N）不显电性：决定同一元素是否有同位素 核外电子：带负电荷：最外层电子决定元素的化学性质 2、质量数 1）定义： 核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加。 2）符号：A 计算式：质量数（A）= 质子（Z）+ 中子（N） 3）应用： 表示质量数为A，质子数为Z的一个原子 。 3、原子核外电子的排布 依据核外电子的能量不同 电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 电子能量 电子离核由 近 到 远 ，电子能量由 低 到 高 4、核外电子排布的规律 1）电子总是从能量 最低 的电子层排起,然后由 里 往 外 排。 2）各层最多能容纳的电子数目为 2n2 （n为电子层数） 3）最外层最多能容纳的电子数目为 8 （K层为最外层，不超过 2 个电子）。 4）次外层电子数目不超过 18 ，倒数第三层不超过 32 个电子。 注意：这几条规律是相互联系的，不能孤立理解，必须同时遵循这几条规律。 即时练 1．碘的一种核素()可用于某些肿瘤的治疗。下列关于的说法不正确的是 A．核电荷数为53 B．中子数为72 C．质量数为125 D．核外电子数为178 【答案】D 【解析】A．核电荷数等于质子数，为53，A正确； B．中子数=质量数-质子数=125-53=72，B正确； C．质量数为左上角数字125，C正确； D．核外电子数等于质子数（中性原子），应为53而非178，D错误； 故答案选D。 2．下列关于符号的说明中，正确的是 A．表示该原子核内有1个质子、1个中子 B．表示该原子核内有20个质子、核外有18个电子 C．表示该原子核内有8个中子、核外有8个电子 D．表示该原子核内有92个中子、核外有143个电子 【答案】B 【解析】A．符号的质子数为1，质量数为1，中子数=1-1=0，A错误； B．的质子数为20，质量数40，Ca2+失去2个电子，电子数=20-2=18，B正确； C．的质子数为8，质量数18，中子数=18-8=10，电子数=8，C错误； D．的质子数为92，质量数235，中子数=235-92=143，电子数=92，D错误； 答案选B。 3．某元素原子最外层电子数为次外层的2倍，则该元素在周期表中位于 A．第一周期 B．第二周期 C．第三周期 D．第四周期 【答案】B 【解析】A．第一周期仅有一个电子层，无次外层，故A错误； B．第二周期次外层为第一层（2个电子），最外层为4个电子（如碳，位于第二周期第IVA族），符合条件，故B正确。 C．第三周期次外层为第二层（8个电子），最外层需16个电子，但最外层最多容纳8个电子，故C错误； D．第四周期次外层为第三层（最多18个电子），最外层需36个电子，远超最外层最多容纳8个电子，故D错误； 故选B。 4．的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法正确的是 A．最外层电子数比，少1 B．X、Y为同一种元素的两种不同核素 C．互为同素异形体 D．转化为是化学反应 【答案】B 【解析】A．同位素的最外层电子数由质子数决定，和质子数相同，最外层电子数相同，A错误； B．X为，Y为，二者质子数相同（均为2），质量数不同，属于同一元素的两种核素，B正确； C．和是同位素形成的同种单质，不是同素异形体，C错误； D．转化为涉及原子核变化（质量数改变），属于核反应而非化学反应，D错误； 故选B。 5．下列有关原子结构的说法中正确的是 A．稀有气体元素原子的最外层电子数都是8 B．非金属元素的最外层电子数都大于3 C．原子核都是由质子和中子构成的 D．质子数决定元素的种类 【答案】D 【解析】A．He元素原子的最外层电子数是2，故A错误； B．H是非金属元素、最外层电子数为1，B是非金属元素，最外层电子数等于3，故B错误； C．原子核中不含中子，故C错误； D．元素是具有相同质子数的一类原子的总称，质子数决定元素的种类，故D正确； 选D。 6．2016年IUPAC命名117号元素为(中文名“”，tián)，的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 A．是第七周期第VIIA族元素 B．中子数为176的核素符号是 C．在同族元素中非金属性最弱 D．的同位素原子具有相同的电子数 【答案】B 【解析】A．为117号元素，其原子核外最外层电子数是7，在元素周期表中位于第七周期第VIIA族，A项正确； B．中子数为176的核素的质量数为293，则其核素符号是，B项错误； C．同一主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，则在同族元素中非金属性最弱，C项正确； D．质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，Ts的同位素原子具有相同的电子数，D项正确； 答案选B。 二、元素周期表 1、元素周期表的发展历程 2、原子序数：按照元素在周期表中顺序给元素编号。 3、编排原则：把电子层数相同的元素按_原子序数递增__的顺序从左到右排成横行；把不同横行中__最外层电子数相同__元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。 原子序数= 质子数 = 核电荷数 。 原 子：质子数 = 核外电子数 阳离子：质子数 = 核外电子数 + 离子所带电荷数 阴离子：质子数 = 核外电子数 - 离子所带电荷数 4、结构： 1）周期（7个横行，7 个周期） （1）定义：具有相同电子层数的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行 （2）分类： 短 周 期 长 周 期 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 元素种类 0族元素原子序数 （3）特点：周期数 = 电子层数 （4）规律：除第一周期只有2种元素外，均从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束。 第六周期：含镧系(La ～ Lu)15种元素， 第七周期：含锕系(Ac ～ Lr)15种元素 2）族（18个纵行，16个族） （1）分类： 主族 列数 1 2 13 14 15 16 17 族序 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族 列数 3 4 5 6 7 11 12 族序 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 第Ⅷ族 第 8、9、10 纵行 0族 第 18 纵行，稀有气体元素 （2）特点：主族序数 = 最外层电子数 。 （3） 周期表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 一 H He 二 Li Be B C N O F Ne 三 Na Mg Al Si P S Cl Ar 四 K Ca Ga Ge As Se Br Kr 五 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe 六 Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn 七 Fr Ra Nh Fl Mc Lv Ts Og （4）注意： 1、元素周期表中每个方格中信息 2、常见族的特别的名称 第IA族(除氢外)：碱金属元素：锂(3Li)、钠(11Na)、钾(19K)、铷(37Rb)、铯(55Cs)、钫(87Fr) 第VIIA族：卤族元素：氟(9F)、氯(17Cl)、溴(35Br)、碘(53I)、砹(85At) 0族：稀有气体元素：氦(2He)、氖(10Ne)、氩(18Ar)、氪(36Kr)、氙(54Xe)、氡(86Rn) 3、过渡元素和镧系、锕系元素 ① 过渡元素 过渡元素是除主族和0族以外的元素，也就是副族和第Ⅷ族的元素，共10个纵行， 全部是金属元素，又叫过渡金属 ② 镧系元素和锕系元素 镧系元素：第六周期第IIIB族，共15种元素 锕系元素：第七周期第IIIB族，共15种元素 即时练 7．下列关于元素周期表的叙述正确的是 A．周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左至右排列的 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开始，以稀有气体结束 【答案】C 【解析】A．现代元素周期表依据原子序数（质子数）排列，而非相对原子质量，A错误； B．主族元素最外层电子数相同，但副族（如过渡金属）可能不同，B错误； C．同一周期元素的电子层数相同，这是周期划分的核心依据，C正确； D．第一周期从氢（非碱金属）开始，且部分周期包含过渡金属后才以稀有气体结束，D错误； 故选C。 8．1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一、下列有关元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表共七个横行代表七个周期，18个纵列代表18个族 B．根据电子层数和最外层电子数可以判断主族元素在元素周期表中所处的位置 C．元素周期表中第ⅠA族元素统称为碱金属元素，这些元素原子最外层均只有一个电子 D．元素周期表由左至右，第8、9、10三列元素中没有金属元素 【答案】B 【解析】A．元素周期表有七个周期，但纵列18列对应16个族（包括主族、副族、Ⅷ族和零族），而非18个族，A错误； B．主族元素的周期数等于电子层数，族序数等于最外层电子数，因此可通过电子层数和最外层电子数确定主族元素的位置，B正确； C．第ⅠA族包含氢和碱金属，但氢不属于碱金属，且碱金属是从锂开始的，因此“统称为碱金属元素”的说法错误，C错误； D．第8、9、10列属于Ⅷ族，包含铁、钴、镍等金属元素，D错误； 故答案选B。 9．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 【解析】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。 10．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 【解析】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。 11．下列关于元素周期表和表中元素应用的说法正确的是 A．现行元素周期表由7个周期、18个族构成 B．利用放射性示踪法，可对出土文物进行年代断定 C．在副族中，可以找到制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素 D．门捷列夫将元素按照原子序数由小到大依次排列，制出了第一张元素周期表 【答案】C 【解析】A．现行元素周期表由7个周期、16个族(7个主族、8个副族和0族)构成，A项错误； B．的半衰期长，可以通过测定剩余的含量，对出土文物进行年代断定，这个方法称为断代法，B项错误； C．在副族(过渡元素分界处)中比较容易寻找到制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素，C项正确； D．最初，门捷列夫将元素按照相对原子质量(不是原子序数)由小到大依次排列，制出了第一张元素周期表，D项错误； 故选C。 12．图中横坐标均表示11～17号元素按照从小到大的顺序排列的原子序数。根据图像变化趋势判断，下列说法错误的是 A．图像的纵坐标可表示原子半径随原子序数的变化趋势 B．图像的纵坐标可表示元素周期数随原子序数的变化趋势 C．图像的纵坐标可表示主族族序数随原子序数的变化趋势 D．图像的纵坐标可表示元素最高正价随原子序数的变化趋势 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A． 11～17号元素同属第三周期，原子半径随原子序数的增大而减小，A正确； B． 11～17号元素同属第三周期，元素周期数不随原子序数变化，B正确； C． 11～17号元素同属第三周期，分别是IA至ⅦA族，主族族序数随原子序数的增大而增大，C正确； D． 11～17号元素同属第三周期，分别是IA至ⅦA族，元素最高正价随原子序数的增大而增大，D错误； 故选D。 ◆ ◆ ◆ Ⅲ 易错剖析 概念易错 重要知识：1～20号元素原子核外电子排布特征 1、最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2、最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3、原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系 (1) 最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 (2) 最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。 (3) 最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。 (4) 最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。 (5) 次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si 4、原子最外层电子数与其他相关数的关系 (1) 内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P (2) 电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。 (3) 电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca (4) 电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na (5) 最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。 (6) 最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。 5、元素周期表中的重要规律 （1）元素种类存在的规律 元素种类最多的周期是第六周期：元素种类最多的族是第IIIB族 （2）同周期相邻的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差为 第二、三周期为 1 第四、五周期为 11 第六、七周期为 25 （3）同主族相邻周期元素的原子序数的关系 若第ⅠA族与第ⅡA族， 下一周期元素的原子序数= 上一周期 元素的原子序数 + 上一周期 所含元素的种类 若第ⅢA族与第ⅦA族， 下一周期元素的原子序数= 上一周期 元素的原子序数 + 下一周期 所含元素的种类 ◆ ◆ ◆ Ⅳ 巩固提升 一、单选题 1．核素的核外中子数是 A．56 B．30 C．82 D．26 【答案】B 【解析】核素符号中，左上角为质量数（A=56），左下角为质子数（Z=26），中子数（N）= A-Z =56-26=30，故选B。 2．铌酸锂(被称为光子时代的“光学硅”材料，被应用于3D全息显示、光量子通信等领域为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是 A．与互为同位素 B．中Nb的化合价为 C．中的中子数为： D．中的阳离子数为 【答案】D 【解析】A．同位素是质子数相同、中子数不同的原子，和的质子数均为41，中子数不同，互为同位素，A正确； B．中Li为+1价，O为-2价，设Nb的化合价为x，根据电荷守恒：1 + x + 3×(-2) = 0，解得x=+5，B正确； C．的中子数为7-3=4，T（）的中子数为3-1=2，每个LiT分子含6个中子。5g LiT的物质的量为5/(7+3)=0.5mol，总中子数为，C正确； D．中阳离子仅含有一个，每摩尔LiNbO3含1mol ，阳离子数为，D错误； 故选D。 3．(钷)是理想的示踪元素，可用作纯β放射源，用钷制成的荧光物可用于航标灯。的质子数为 A．25 B．61 C．86 D．147 【答案】B 【解析】的质子数为61，质量数为147，中子数为147-61=86，故选B。 4．科学家利用、、、等原子制备成同位素标记物产品广泛应用于生命科学、食品药品、农业、地质等方面研究，下列说法正确的是 A．的质子数为10 B．比的化学性质稳定 C．和互为同位素 D．与反应生成 【答案】D 【解析】A．的质子数为5，A错误； B．比的化学性质稳定，B错误； C．同位素的定义为质子数相同，中子数不同，和为相同的单质，C错误； D．为酸性氧化物，与反应生成，D正确； 答案选D。 5．2024年6月25日，我国“嫦娥六号”探测器首次从月球背面成功采样，采得的月壤中含有丰富的。下列说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．原子核内含有的中子数为1 C．元素的相对原子质量为3 D．最外层有2个电子，具有较强的金属性 【答案】B 【解析】A．与质子数相同，而中子数不同，互为同位素，A错误； B．的质子数为2，中子数为1，B正确； C．的质量数为3，元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的平均值，C错误； D．是一种稀有气体，化学性质不活泼，D错误； 故选B。 6．下列不属于过渡元素的通性的是 A．单质具有还原性 B．单质比较稳定，有的不能与空气和水反应 C．单质都有良好的导电性 D．单质都有很低的熔点和较小的硬度 【答案】D 【解析】A．过渡金属单质易失去电子，具有还原性，属于通性，A不符合题意； B．部分过渡金属（如Au、Pt）性质稳定，不易反应，属于通性，B不符合题意； C．过渡金属单质均为金属，导电性普遍良好，属于通性，C不符合题意； D．大多数过渡金属熔点高、硬度大（如Fe、W），而低熔点（如Hg）是特例，不符合通性，D符合题意； 故选D。 7．下列有关元素周期表的说法错误的是 A．所含元素种类最多的族是ⅢB族 B．ⅠA族元素除H外均为碱金属元素 C．最外层电子数相同的元素一定位于同一主族 D．元素周期表中有18个纵列，分为16个族 【答案】C 【解析】A．ⅢB族包含镧系和锕系元素，共30余种，是元素种类最多的族，A正确； B．ⅠA族中H不属于碱金属，其余均为碱金属元素，B正确； C．最外层电子数相同的元素可能位于不同主族或副族（如He与Be、O与Cr），C错误； D．元素周期表有18个纵列，分为7主族、7副族、Ⅷ族（占3列）和0族，共16个族，D正确； 故选C。 8．下列说法正确的是 A．同位素在元素周期表中占据的位置不同 B．某微粒的质子数大于电子数，说明该微粒是阳离子 C．人们常在金属元素和非金属元素分界线附近寻找催化剂 D．某元素原子最外层只有2个电子，该元素一定是金属元素 【答案】B 【解析】A．同种元素的不同原子互为同位素，同位素在元素周期表中占据相同的位置，A错误； B．某微粒的质子数大于电子数，说明该微粒是某原子失去电子后得到的，则该微粒是阳离子，B正确； C．人们常在周期表中金属与非金属的分界线处寻找优良的半导体材料，而在过渡元素区寻找制备催化剂的元素，C错误； D．某元素原子最外层有2个电子，该元素不一定是金属元素，也可能是He，D错误； 故选B。 9．已知84号元素是一种放射性元素。该元素在元素周期表中的位置是 A．第六周期、第VIA族 B．第五周期、第VIA族 C．第六周期、第IVA族 D．第五周期、第IVA族 【答案】A 【解析】前五个周期容纳元素的总数为：种，84 - 54 = 30 ，说明84号元素在第六周期，第六周期中，镧系元素占15种，30-14 = 16，因为镧系从57号到71号，共15种元素，这里减去14是因为要确定剩余元素在主族中的位置 ，从第8列开始往后数16列，可知84号元素位于第16列，即第VIA族，故该元素在元素周期表中的位置是第六周期、第VIA族，故选A。 10．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。 【解析】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。 11．在一定区域内寻找元素从而发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。制造催化剂的元素主要分布在元素周期表的 A．过渡元素区域 B．左下方的金属元素区域 C．右上方的非金属元素区域 D．金属元素和非金属元素分界线附近 【答案】A 【解析】制造催化剂的元素主要分布在元素周期表的过渡元素区域，故A正确； 答案选A。 12．下列有关元素周期表的叙述正确的是 A．元素周期表中有18个纵行，但却只有16个族，其中第VIII族所含元素种类最多 B．第三、第四周期中同主族元素的质子数差值都是8 C．主族元素的原子，形成单核离子时的化合价和它的族序数不一定相等 D．原子的最外层有1个或2个电子，则一定是第IA或IIA族元素 【答案】C 【解析】A．元素周期表中有18个纵行，但却只有16个族，其中第IIIB族所含元素种类最多，故A错误； B．周期表中过度元素左侧第三、第四周期中同主族元素的质子数差都是8，周期表中过度元素右侧第三、第四周期中同主族元素的质子数差都是18 ，故B错误； C．主族元素的原子，形成单原子离子时的化合价和它的族序数不一定相等，如阴离子O2-，故C正确； D．He原子最外层有2个电子，为0族元素，故D错误； 故选：C。 二、填空题 13．Ⅰ．一同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出判断。 (1)若该粒子为中性微粒，则这种微粒的符号是 。 (2)若该粒子得到一个电子后变为中性原子，其原子很容易失去电子，则这种微粒的符号是 。 (3)若该微粒失去1个电子后，变为中性原子，其原子很容易得到1个电子，则这种微粒的符号是 。 Ⅱ．已知某微粒的结构示意图为。 (4)当x-y=10时，该微粒为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。 (5)当y=8且x>15时，该微粒可能为 、 、 、 、 (填名称)。 【答案】(1)Ne (2) (3) (4)原子 (5) 氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子 【解析】（1）若为中性微粒，说明核外电子数等于质子数，即该微粒质子数为10，为Ne原子； （2）若该微粒得到1个电子后变为中性原子，则该微粒带一个单位正电荷，其质子数为11，该微粒为； （3）若该微粒失去1个电子后变为中性原子，则该微粒带一个单位负电荷，其质子数为9，该微粒为； （4）x-y=10时，x=10+y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该微粒应为原子； （5）当y=8时，应为有18个电子的微粒，x>15，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。 14．X、Y、Z、D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三种元素的元素名称：X ，Y ，Z 。 (2)写出Y在周期表中的位置： 。 (3)①将D投入溶液中，发生反应的离子方程式 。 ②利用Z元素的单质制取漂白液的离子方程式 。 【答案】(1) 氮 硫 氯 (2)第三周期VIA族 (3) 【分析】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，Y的原子序数是，Z的原子序数是。X、Y、Z三种元素原子的质子数之和为40，则，解得，所以X是N元素，Y是S元素，Z是元素，则D是Al元素。 【解析】（1）由分析可知，X是N元素，Y是S元素，Z是元素。 （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）①将Al投入溶液中，生成四羟基合铝酸钠和氢气，发生反应的离子方程式为； ②漂白液的制取原理是氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸钠、氯化钠和水，离子方程式为。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第18讲 原子结构与元素周期表 自主学习 对点演练 巩固提升 知识精讲 易错剖析 ◆ ◆ ◆ Ⅰ 自主学习 自主学习 阅读教材86页——90页，填空。 1、原子由 构成，原子核由 构成。原子的质量主要集中在 上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的 取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 2、在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量 ，在离核较远的区域内运动的电子能量 。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中)，电子一般总是先从 排起，当一层充满后再填充下一层。 3、实际上，原子核外电子排布的规律，是根据 和 的结果而得出的，其中也包括从元素周期表得到的启示。 4、科学史话：原子结构模型的演变过程： 、 、 、 、 。 5、1869年，俄国化学家 制出了第一张元素周期表 6、原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数 = = = 。 7、在周期表中，把电子层数目 的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行， 再把不同横行中最外层电子数 的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。 8、元素周期表有 个横行，每个横行各为一个 。第一周期 ， 只有 种元素，第二、三周期各有 种元素，称为 周期，其他周期均为 周期。 9、周期表有 个纵行，除第8、9、10三个纵行叫做第 族外，其余每个纵行各为一族。 族有 族和 族之分。在周期表中，主族元素的族序数后标 ， 副族元素的族序数后标 。 10、最外层电子数为8的元素化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定位0，因而叫做0族。 11、周期表中有些族的元素的别称。第ⅠA族（除氢）： 元素； 第ⅦA族： 元素； 0族： 元素 概念判断 下列说法是否正确？正确的打“”，错误的打“ｘ” 1．质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。_____ 2．质量数就是元素的相对原子质量。_____ 3．若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子。_____ 4．H3O＋和OH-中具有相同的质子数和电子数。_____ 5．第ⅠA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子。_____ 6．在周期表里，元素所在的周期数等于原子核外电子层数。______ 7．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素。_____ 8．原子的最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元素，也可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素氦_ 9．ⅠA族元素全部属于金属元素，ⅦA族元素全部属于非金属元素。___ 10．52号元素位于第五周期IVA族。___ ◆ ◆ ◆ Ⅱ 知识精讲 一、原子结构 1、原子的构成 质子：（Z）带正电荷：决定元素种类 原子核 原子 中子：（N）不显电性：决定同一元素是否有同位素 核外电子：带负电荷：最外层电子决定元素的化学性质 2、质量数 1）定义： 核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加。 2）符号：A 计算式：质量数（A）= 质子（Z）+ 中子（N） 3）应用： 表示质量数为A，质子数为Z的一个原子 。 3、原子核外电子的排布 依据核外电子的能量不同 电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 电子能量 电子离核由 近 到 远 ，电子能量由 低 到 高 4、核外电子排布的规律 1）电子总是从能量 最低 的电子层排起,然后由 里 往 外 排。 2）各层最多能容纳的电子数目为 2n2 （n为电子层数） 3）最外层最多能容纳的电子数目为 8 （K层为最外层，不超过 2 个电子）。 4）次外层电子数目不超过 18 ，倒数第三层不超过 32 个电子。 注意：这几条规律是相互联系的，不能孤立理解，必须同时遵循这几条规律。 即时练 1．碘的一种核素()可用于某些肿瘤的治疗。下列关于的说法不正确的是 A．核电荷数为53 B．中子数为72 C．质量数为125 D．核外电子数为178 2．下列关于符号的说明中，正确的是 A．表示该原子核内有1个质子、1个中子 B．表示该原子核内有20个质子、核外有18个电子 C．表示该原子核内有8个中子、核外有8个电子 D．表示该原子核内有92个中子、核外有143个电子 3．某元素原子最外层电子数为次外层的2倍，则该元素在周期表中位于 A．第一周期 B．第二周期 C．第三周期 D．第四周期 4．的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法正确的是 A．最外层电子数比，少1 B．X、Y为同一种元素的两种不同核素 C．互为同素异形体 D．转化为是化学反应 5．下列有关原子结构的说法中正确的是 A．稀有气体元素原子的最外层电子数都是8 B．非金属元素的最外层电子数都大于3 C．原子核都是由质子和中子构成的 D．质子数决定元素的种类 6．2016年IUPAC命名117号元素为(中文名“”，tián)，的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 A．是第七周期第VIIA族元素 B．中子数为176的核素符号是 C．在同族元素中非金属性最弱 D．的同位素原子具有相同的电子数 二、元素周期表 1、元素周期表的发展历程 2、原子序数：按照元素在周期表中顺序给元素编号。 3、编排原则：把电子层数相同的元素按_原子序数递增__的顺序从左到右排成横行；把不同横行中__最外层电子数相同__元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。 原子序数= 质子数 = 核电荷数 。 原 子：质子数 = 核外电子数 阳离子：质子数 = 核外电子数 + 离子所带电荷数 阴离子：质子数 = 核外电子数 - 离子所带电荷数 4、结构： 1）周期（7个横行，7 个周期） （1）定义：具有相同电子层数的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行 （2）分类： 短 周 期 长 周 期 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 元素种类 0族元素原子序数 （3）特点：周期数 = 电子层数 （4）规律：除第一周期只有2种元素外，均从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束。 第六周期：含镧系(La ～ Lu)15种元素， 第七周期：含锕系(Ac ～ Lr)15种元素 2）族（18个纵行，16个族） （1）分类： 主族 列数 1 2 13 14 15 16 17 族序 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族 列数 3 4 5 6 7 11 12 族序 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 第Ⅷ族 第 8、9、10 纵行 0族 第 18 纵行，稀有气体元素 （2）特点：主族序数 = 最外层电子数 。 （3） 周期表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 一 H He 二 Li Be B C N O F Ne 三 Na Mg Al Si P S Cl Ar 四 K Ca Ga Ge As Se Br Kr 五 Rb Sr In Sn Sb Te I Xe 六 Cs Ba Tl Pb Bi Po At Rn 七 Fr Ra Nh Fl Mc Lv Ts Og （4）注意： 1、元素周期表中每个方格中信息 2、常见族的特别的名称 第IA族(除氢外)：碱金属元素：锂(3Li)、钠(11Na)、钾(19K)、铷(37Rb)、铯(55Cs)、钫(87Fr) 第VIIA族：卤族元素：氟(9F)、氯(17Cl)、溴(35Br)、碘(53I)、砹(85At) 0族：稀有气体元素：氦(2He)、氖(10Ne)、氩(18Ar)、氪(36Kr)、氙(54Xe)、氡(86Rn) 3、过渡元素和镧系、锕系元素 ① 过渡元素 过渡元素是除主族和0族以外的元素，也就是副族和第Ⅷ族的元素，共10个纵行， 全部是金属元素，又叫过渡金属 ② 镧系元素和锕系元素 镧系元素：第六周期第IIIB族，共15种元素 锕系元素：第七周期第IIIB族，共15种元素 即时练 7．下列关于元素周期表的叙述正确的是 A．周期表是按各元素的相对原子质量递增的顺序从左至右排列的 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开始，以稀有气体结束 8．1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一、下列有关元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表共七个横行代表七个周期，18个纵列代表18个族 B．根据电子层数和最外层电子数可以判断主族元素在元素周期表中所处的位置 C．元素周期表中第ⅠA族元素统称为碱金属元素，这些元素原子最外层均只有一个电子 D．元素周期表由左至右，第8、9、10三列元素中没有金属元素 9．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 10．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 11．下列关于元素周期表和表中元素应用的说法正确的是 A．现行元素周期表由7个周期、18个族构成 B．利用放射性示踪法，可对出土文物进行年代断定 C．在副族中，可以找到制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素 D．门捷列夫将元素按照原子序数由小到大依次排列，制出了第一张元素周期表 12．图中横坐标均表示11～17号元素按照从小到大的顺序排列的原子序数。根据图像变化趋势判断，下列说法错误的是 A．图像的纵坐标可表示原子半径随原子序数的变化趋势 B．图像的纵坐标可表示元素周期数随原子序数的变化趋势 C．图像的纵坐标可表示主族族序数随原子序数的变化趋势 D．图像的纵坐标可表示元素最高正价随原子序数的变化趋势 A．A B．B C．C D．D ◆ ◆ ◆ Ⅲ 易错剖析 概念易错 重要知识：1～20号元素原子核外电子排布特征 1、最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2、最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3、原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系 (1) 最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 (2) 最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。 (3) 最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。 (4) 最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。 (5) 次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si 4、原子最外层电子数与其他相关数的关系 (1) 内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P (2) 电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。 (3) 电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca (4) 电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na (5) 最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。 (6) 最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。 5、元素周期表中的重要规律 （1）元素种类存在的规律 元素种类最多的周期是第六周期：元素种类最多的族是第IIIB族 （2）同周期相邻的第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差为 第二、三周期为 1 第四、五周期为 11 第六、七周期为 25 （3）同主族相邻周期元素的原子序数的关系 若第ⅠA族与第ⅡA族， 下一周期元素的原子序数= 上一周期 元素的原子序数 + 上一周期 所含元素的种类 若第ⅢA族与第ⅦA族， 下一周期元素的原子序数= 上一周期 元素的原子序数 + 下一周期 所含元素的种类 ◆ ◆ ◆ Ⅳ 巩固提升 一、单选题 1．核素的核外中子数是 A．56 B．30 C．82 D．26 2．铌酸锂(被称为光子时代的“光学硅”材料，被应用于3D全息显示、光量子通信等领域为阿伏加德罗常数的值)。下列说法错误的是 A．与互为同位素 B．中Nb的化合价为 C．中的中子数为： D．中的阳离子数为 3．(钷)是理想的示踪元素，可用作纯β放射源，用钷制成的荧光物可用于航标灯。的质子数为 A．25 B．61 C．86 D．147 4．科学家利用、、、等原子制备成同位素标记物产品广泛应用于生命科学、食品药品、农业、地质等方面研究，下列说法正确的是 A．的质子数为10 B．比的化学性质稳定 C．和互为同位素 D．与反应生成 5．2024年6月25日，我国“嫦娥六号”探测器首次从月球背面成功采样，采得的月壤中含有丰富的。下列说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．原子核内含有的中子数为1 C．元素的相对原子质量为3 D．最外层有2个电子，具有较强的金属性 6．下列不属于过渡元素的通性的是 A．单质具有还原性 B．单质比较稳定，有的不能与空气和水反应 C．单质都有良好的导电性 D．单质都有很低的熔点和较小的硬度 7．下列有关元素周期表的说法错误的是 A．所含元素种类最多的族是ⅢB族 B．ⅠA族元素除H外均为碱金属元素 C．最外层电子数相同的元素一定位于同一主族 D．元素周期表中有18个纵列，分为16个族 8．下列说法正确的是 A．同位素在元素周期表中占据的位置不同 B．某微粒的质子数大于电子数，说明该微粒是阳离子 C．人们常在金属元素和非金属元素分界线附近寻找催化剂 D．某元素原子最外层只有2个电子，该元素一定是金属元素 9．已知84号元素是一种放射性元素。该元素在元素周期表中的位置是 A．第六周期、第VIA族 B．第五周期、第VIA族 C．第六周期、第IVA族 D．第五周期、第IVA族 10．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 11．在一定区域内寻找元素从而发现物质的新用途被视为一种相当有效的方法。制造催化剂的元素主要分布在元素周期表的 A．过渡元素区域 B．左下方的金属元素区域 C．右上方的非金属元素区域 D．金属元素和非金属元素分界线附近 12．下列有关元素周期表的叙述正确的是 A．元素周期表中有18个纵行，但却只有16个族，其中第VIII族所含元素种类最多 B．第三、第四周期中同主族元素的质子数差值都是8 C．主族元素的原子，形成单核离子时的化合价和它的族序数不一定相等 D．原子的最外层有1个或2个电子，则一定是第IA或IIA族元素 二、填空题 13．Ⅰ．一同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出判断。 (1)若该粒子为中性微粒，则这种微粒的符号是 。 (2)若该粒子得到一个电子后变为中性原子，其原子很容易失去电子，则这种微粒的符号是 。 (3)若该微粒失去1个电子后，变为中性原子，其原子很容易得到1个电子，则这种微粒的符号是 。 Ⅱ．已知某微粒的结构示意图为。 (4)当x-y=10时，该微粒为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。 (5)当y=8且x>15时，该微粒可能为 、 、 、 、 (填名称)。 14．X、Y、Z、D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三种元素的元素名称：X ，Y ，Z 。 (2)写出Y在周期表中的位置： 。 (3)①将D投入溶液中，发生反应的离子方程式 。 ②利用Z元素的单质制取漂白液的离子方程式 。 2 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