4.1.2 元素周期表 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

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 第2课时 元素周期表 通渭一中 授课人：李丽萍 【学习任务一】了解元素周期表的发展历史 回顾历史，在没有知道原子的结构之前，科学家们是如何系统认识元素的呢？ 拉瓦锡 化学元素列表 1789年，法国化学家拉瓦锡在其写就的《化学概要》里，列出了第一张化学元素表，元素被分为简单金属物质、非金属物质等四大类。 1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说。将当时已知的54种元素中的15种分成5组，如锂、钠、钾；氯、溴、碘；钙、锶、钡。 德贝莱纳 “三素组” 学说 德贝莱纳 “三素组”表 【资料卡片】 门捷列夫简介 门捷列夫（1834－1907）俄国化学家。 1834年2月7日生于西伯利亚托博尔斯克，1907年2月2日卒于彼得堡（今列宁格勒）。1850年入彼得堡师范学院学习化学，1855年毕业后任敖德萨中学教师。1857年任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授，1865年获化学博士学位。1866年任彼得堡大学普通化学教授，1867年任化学教研室主任。1893年起，任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。 【资料卡片】 门捷列夫最大的贡献 发现了化学元素周期律。他在前人的基础上，总结出一条规律：元素（以及由它所形成的单质和化合物）的性质随着原子量（相对原子质量）的递增而呈周期性的变化,这就是元素周期律。他根据元素周期律于1869年编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮，元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑，人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。1955年科学家们为了纪念元素周期律的发现者门捷列夫，将101号元素命名为钔。 门捷列夫 元素周期表----1869年 诞生 依据 意义 成熟 发展 ⇒1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。 ⇒按照相对原子质量由小到大的顺序依次排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行。 ⇒揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。 ⇒随着科学的发展，元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满。 ⇒当原子的组成及结构的奥秘被发现后，编排依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，形成现行的元素周期表。 现在使用的元素周期表 【学习任务二】认识元素周期表 【思考】认真观察元素周期表，你能发现当中的排布规律吗？ （1）把电子层数相同的元素按核电荷数递增的顺序从左到右排成横行。 （2）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到下排成纵行。 1. 元素周期表编排原则 二、元素周期表 按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数： 原子序数＝ ＝ ＝ 。 核电荷数 质子数 核外电子数 【思考与讨论】 观察元素周期表，针对下表中的项目进行思考，并与同学讨论，将讨论结果填写在表中。从表中你能发现周期序数与原子核外电子层数有什么关系吗？ 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 2 3 H～He Li～Ne Na～Ar 4 5 6 7 K～Kr Rb～Xe Cs～Rn Fr～118号 2 1 8 2 8 3 18 4 18 5 32 6 32 7 2. 元素周期表的结构： 指具有相同的电子层数并按照原子序数递增的顺序排列的一系列元素称为周期。 周期序数 = 电子层数 (1)周期： 第二周期 第四周期 【评价任务一】它们分别位于第几周期？为什么？ 第三周期 第1周期：2 种元素 第2周期：8 种元素 第3周期：8 种元素 短周期 长周期 周期(横行) 第4周期：18 种元素 第5周期：18 种元素 第6周期：32 种元素 第7周期：32种元素 元素周期表有__个横行，每一横行称为一个周期，共有__个周期 7 7 (2)族： 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到下排成纵列，称为族。 族 （纵列） 主族 副族 第VIII 族 零族 包含8到10三列 稀有气体元素 每一个纵列叫做一个族，18纵列(8,9,10三个纵列共同组成第VIII 族) 由短周期元素和长周期元素共同构成。表示方法：在族序数(罗马数字)后标“A”。包括ⅠA ,ⅡA ,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA, ⅦA 共7个主族。 完全由长周期元素构成。表示方法：在族序数后标“B”。 包括ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB ,ⅠB , ⅡB 共7个副族。 【评价任务二】指出Si在周期表中的位置 ⅣA族 三 Si在周期表中的位置为：第三周期第ⅣA族 族的别称：第ⅠA族元素(除氢)称为碱金属元素；第ⅣA族元素称为碳族元素；第ⅤA族元素称为氮族元素；第ⅥA族元素称为氧族元素；第ⅦA族元素称为卤族元素；0族元素称为稀有气体元素。 金属元素与非金属元素的分界线 【评价任务三】 1.下列说法正确的是 A.我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量 B.元素周期表中同一横行元素原子的电子层数相同 C.元素周期表有16个纵行 D.元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了 B 2.已知元素的原子序数，不可以推断元素原子的 A.质子数 B.核电荷数 C.核外电子数 D.离子所带的电荷数 D 【思考】元素周期表中的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，你知道这些信息的含义吗？ 【思考】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？ 【学习任务三】认识核素与同位素 相对原子质量 原子序数 元素符号 元素名称 【思考】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？ 没有中子 1个中子 2个中子 元素： 具有相同核电荷数（或质子数）的同一类原子的总称。 【思考】它们是不是同一种原子？ 不是，它们是三种不同的原子，或者说是三种不同的核素。 核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 就是氢元素的不同核素 核素1 核素n 同位素 元 素 … 【拓展】如图H的三种核素可以在周期表的同一小方格中表示出来。 同位素： 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。（即同一元素的不同核素之间互称为同位素。） 和 互为同位素，则有： Z1=Z2；A1≠A2 【拓展1】同位素有天然存在和人工制造的区别，元素的天然同位素保持一定的比率（丰度）不变，元素的平均相对原子质量就是按照该元素各种核素的比率计算的算术平均值。 元素的相对原子质量 元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。 【问题解决】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？ 例如，氢元素的三种核素: 氕,相对原子质量为1.0079,其丰度为99.985%, 氘相对原子质量为2.014,其丰度为0.015%，氚，痕量(计算时忽略）。因此，氢元素的相对原子质量为1.0079*99.985%+ 2.014*0.015% ≈1.008。 【拓展3】各种同位素原子的物理性质有所不同，但它们的化学性质基本相同。 【拓展2】有的同位素具有放射性，称为放射性同位素。 1. 考古：利用14C测定文物的年代 2. 制造氢弹：D和T用于制造氢弹 3. 作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U） 4. 金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。 5. 辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。 6. 临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。 7. 环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染。 【拓展4】同位素在生活、生产和科学研究中有着重要用途。 CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT)等。 质子治疗最大的优势就是比常规放疗更加精准地杀伤肿瘤组织。质子束使其具有手术刀般的精确性。与X射线的光子不同，质子以极高速度进入患者体内后质子减慢，它们与人体组织相互作用，这样一来，大部分光束能量沉积在一个点上（称为布拉格峰），故而拥有绝佳的精准性、对周围正常组织器官损伤微小，这对大多数需要接受放疗的患者来讲，质子治疗可能是最好的治疗方法之一。 质子治疗最早于1946年首次被提出，1954年，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队进行了世界首例肿瘤患者的质子治疗。此后，美国、欧洲、日本等相继开始了质子在医学领域的研究，但直到1988年，质子治疗才获得了美国FDA的批准，质子治疗从此开始在肿瘤治疗领域大放异彩。 元素 核素 同位素 同素异形体 本质 范畴 特性 决定因素 举例 质子数相同的一类原子 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 同类原子 原子 原子 单质 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 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 H、C、O 三种元素 1H 1 1H 2 1H 3 三种核素 1H 1 1H 2 1H 3 互称同位素 O2、O3互为同素异形体 项目 内容 “四素”的区别 感谢聆听！ Lavf57.83.100 $$