第4章 第1节 第2课时 元素周期表 核素(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选）

本讲义聚焦元素周期表的结构与核素概念，系统构建从原子结构到元素位置关系的认知支架，通过周期序数=电子层数、主族序数=最外层电子数等定量关系，串联起元素性质递变规律与同位素、核素等微观粒子的本质区别。 资料设计突出科学思维与化学观念融合，以“同位素六同三不同”模型强化微观辨识能力，借助典型例题如碳氧同位素组成二氧化碳分子的计算，训练证据推理与模型认知。课中可辅助教师精准突破难点，课后学生能通过分层练习查漏补缺，尤其适合用于高三一轮复习中对周期律与核素知识的整合提升。

第2课时　元素周期表　核素 [素养目标]　1.通过了解元素周期表的结构，认识原子结构与元素周期表中位置间的关系，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同，建立核素结构模型，促进证据推理与模型认知化学核心素养的发展。 知识点一　元素周期表的编排原则和结构 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 4．常见族的别称 族 别名 第ⅠA族(除氢外) 碱金属元素 第ⅦA族 卤族元素 0族 稀有气体元素 5.元素周期表中方格里符号的意义 1．观察元素周期表，填写下表，并思考周期序数与元素的原子核外电子层数之间的关系。 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 2 3 4 5 6 7 Fr～Og(118号) 由此可知：周期序数＝ 。 提示： 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 H～He 2 1 2 Li～Ne 8 2 3 Na～Ar 8 3 4 K～Kr 18 4 5 Rb～Xe 18 5 6 Cs～Rn 32 6 7 Fr～Og 32 7 电子层数 2．元素周期表中共18列，分为16个族。在下表中填写各列与族的对应关系。 列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 族 列 10 11 12 13 14 15 16 17 18 族 提示：ⅠA　ⅡA　ⅢB　ⅣB　ⅤB　ⅥB　ⅦB 　Ⅷ　ⅠB　ⅡB　 ⅢA　ⅣA　ⅤA　ⅥA　ⅦA　0 3．(1)元素周期表中同主族某相邻两元素的原子序数相差为 。 (2)所含元素最多的族是第 族。 提示：(1)2或8或18或32　(2)ⅢB 4．甲、乙是元素周期表中同一周期的两种元素，甲位于ⅡA族，其原子序数为x，乙位于ⅢA族，则乙的原子序数可能为 、 或 。 提示：x＋1　x＋11　x＋25。若为短周期，ⅡA族元素、ⅢA族元素的原子序数相差1，即乙的原子序数为x＋1；若元素在四、五周期，中间有10个纵列，ⅡA族元素、ⅢA族元素的原子序数相差11，即乙的原子序数为x＋11；若元素在六、七周期，中间有10个纵列，且存在镧系(15种元素)和锕系(15种元素)，ⅡA族元素、ⅢA族元素的原子序数相差25，即乙的原子序数为x＋25。 元素周期表的结构 1．三个定量关系 (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．原子序数的定量关系 (1)同周期：ⅡA与ⅢA族原子序数差可能为1、11、25。 (2)同族，相邻周期原子序数差：ⅠA～ⅡA：上一周期元素种类数；ⅢA～0族：下一周期元素种类数。如Na与K相差8，Cl与Br相差18。 1．(2024·广州执信中学期末)下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　) A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵列，称为族 B．每一周期中元素的电子层数可能不同 C．副族元素中，没有非金属元素 D．第ⅠA族的元素都被称作碱金属元素 解析　元素周期表共有18个纵列，16个族，A错误；第ⅠA族中氢元素不是碱金属元素，D错误。 答案　C 2．(2024·黄冈高一段考)甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为X，则乙的原子序数不可能为(　　) A．X＋2　　　　　　 B．X＋4 C．X＋8 D．X＋10 解析　由元素周期表结构，对于处于ⅠA、ⅡA族元素而言，同主族原子序数之差为上一周期元素的种类数；对于其他主族，同主族原子序数之差为下一周期元素的种类数，同一主族不同周期的元素，原子序数相差可能为2、8、18、32等或它们的组合，如10、26、34等，不可能相差4，即乙原子序数不可能为X＋4，故选B。 答案　B 3．试写出下列元素在周期表中的位置。 (1)原子序数为38的元素： 。 (2)原子序数为113的元素： 。 解析　(1)第四周期稀有气体Kr的原子序数为36，则38号元素应该在第五周期，且在第二列，即第ⅡA族。(2)第七周期稀有气体Og的原子序数为118，则113号元素应该在第七周期，且在第13列，即第ⅢA族。 答案　(1)第五周期第ⅡA族 (2)第七周期第ⅢA族 知识点二　核素 1．元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。 2．核素 3．同位素 1．许多元素有多种核素，如氧元素有16O、17O、18O，碳元素12C、13C、14C。 (1)氧元素的3种同位素与碳元素的3种同位素最多可能组成 种二氧化碳分子。 提示：18。一种碳原子与3种氧原子可组成6种分子，C16O2、C17O2、C18O2、C16O17O、C16O18O、C17O18O，3种碳原子可形成18种二氧化碳分子。 (2)23 g由14C、16O组成的二氧化碳分子，其中含有质子数为 (用NA表示，下同)，中子数为 ，电子数为 。 提示：11NA　12NA　11NA。M(14C16O2)＝(14＋16×2) g·mol－1＝46 g·mol－1，n(14C16O2)＝＝0.5 mol,1个14C16O2分子中含有22个质子，24个中子，22个电子，故23 g14C16O2中含有的总质子数为0.5NA×22＝11NA，中子数为0.5NA×24＝12NA，电子数为0.5NA×22＝11NA。 2．H、D、T、H＋四种粒子是否为同一元素？为什么？ 提示：为同一元素(或同为氢元素)，因为它们原子核内质子数(或核电荷数)相同。 同位素的“六同三不同” 1．(2025·天津月考)Se是人体必需的微量元素，下列关于Se和Se的说法正确的是(　　) A．都含有34个中子数 B.Se和Se互为同位素 C.Se和Se分别含44个和46个质子数 D.Se和Se含有不同的电子数 解析　Se和Se的质子数均是34，中子数分别是78－34＝44、80－34＝46，A错误；Se和Se的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，B正确；Se和Se的质子数均是34，C错误；质子数等于核外电子数，Se和Se含有相同的电子数，D错误。 答案　B 2．同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是(　　) A．14C与12C是两种不同的元素或核素 B．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化 C．35Cl2与37Cl2互为同素异形体 D．铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子 解析　A项，14C与12C是同种元素的不同核素，错误；B项，16O与18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；C项，35Cl2与37Cl2都是Cl2的单质，不是同素异形体，错误；D项，铯元素的两种同位素137Cs比133Cs多4个中子，正确。 答案　D 3．元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。回答下列问题： (1)表示核素的符号共 种。 (2)互为同位素的是 和 。 (3)质量数相等，但不能互称为同位素的是 和 。 (4)中子数相等，但质子数不相等的是 和 。 解析　(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，H2和H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以：Li和Li互称为同位素。(3)C和N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4)Na和Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。 答案　(1)6　(2)Li　Li　(3)C　N (4)Na　Mg 1．(2024·广西河池期末)下列元素不属于第三周期主族元素的是(　　) A．Al　　　　　　　　 B．P C．Cl D．Ar 解析　Ar为第三周期0族元素，其他都是第三周期主族元素，故选D。 答案　D 2．下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　) A．元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一 B．元素所在的周期数等于它的电子层数，所在的族序数等于它的最外层电子数 C．元素周期表有7个横行即7个周期，18个纵列即18个族 D．某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数 解析　门捷列夫研制出的元素周期表，不仅揭示了元素间的内在联系和变化规律，也为发现新元素及探究物质的用途提供了依据，其价值非凡，A正确；周期数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数，对于副族及第Ⅷ族元素，族序数不一定等于相应原子的最外层电子数，B错误；元素周期表中的8、9、10三个纵列合在一起叫做第Ⅷ族，故共有16个族，C错误；元素的原子序数等于元素的核电荷数或对应原子的质子数，D错误。 答案　A 3．(2024·福建三明月考)下列化合物中，由主族序数等于周期序数两倍的两种元素形成的是(　　) A．CS2 B．CO2 C．SO2 D．SiO2 解析　C位于第二周期第ⅣA族，S位于第三周期第ⅥA族，故选A。 答案　A 4．(2024·无锡期末)1911年卢瑟福用α粒子轰击N得到O，由此发现了质子(H)：N＋He―→O＋H。下列说法不正确的是(　　) A.7N的中子数为7 B．该过程涉及4种核素 C.8O2与8O2互为同位素 D.H与H化学性质基本相同 解析　O2与O2是氧元素的两种核素形成的单质，不互为同位素，故选C。 答案　C 5．结合元素周期表回答下列问题： (1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。 (2)表中所列元素，属于短周期元素的有 种，属于主族元素的有 种；g元素位于第 周期 族；i元素位于第 周期第 族。 (3)元素f是第 周期第 族元素，请在右边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量(近似值)。 (4)元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系是 。 解析　(1)根据元素周期表的结构知：第一周期有2种元素，第二、三周期有8种元素，分别位于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列，由此可画出周期表的边界。(2)画出周期表的边界、对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。(3)第三周期第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量近似为32。 答案　(1) (2)7　6　三　0　四　ⅡB (3)三　ⅥA　 (4)①元素所在周期序数等于原子核外的电子层数，元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数，由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定元素在元素周期表中的位置；②同一周期元素原子的电子层数相同，同一主族元素原子的最外层电子数相同 [基础训练] 1．(2025·河北唐山月考)Na2FeO4(高铁酸钠)是一种常用的优质水处理剂，下列有关说法正确的是(　　) A．Na2FeO4的摩尔质量为166 g B．O原子的核外最外层电子数是内层电子数的2倍 C．Na的原子结构示意图 D．16O和18O两种核素互为同位素 解析　摩尔质量的单位为g·mol－1，A错误；O原子为8号元素，核外最外层电子数为6个电子，最内层为2个电子，最外层电子数是内层电子数的3倍，B错误；钠原子结构示意图为，C错误；16O和18O是两种质子数相同，而中子数不同的两种核素，互为同位素，D正确。 答案　D 2．(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是(　　) A．O　　　　　　　　　 B．P C．Ca D．Fe 解析　O的原子结构示意图为，核外有两个电子层，则O位于元素周期表中第二周期，A正确；P的原子结构示意图为，核外有三个电子层，则P位于元素周期表中第三周期，B错误；Ca的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Ca位于元素周期表中第四周期，C错误；Fe的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Fe位于元素周期表中第四周期，D错误。 答案　A 3．短周期元素A、B的原子序数相差2，则下列叙述正确的是(　　) A．A、B可能在同一主族 B．A、B一定属于同一周期 C．A、B一定属于不同周期 D．无法判断 解析　原子序数相差2，可能是同一主族的元素，如H与Li，也可能是同周期元素。 答案　A 4．(2025·江苏无锡段考)下列关于元素周期表的说法正确的是(　　) A．第ⅠA族的所有元素都是碱金属元素 B．元素周期表共有7个周期，18个族 C．原子的最外层电子数为2的元素，一定是第ⅡA族元素 D．在元素周期表中，第3列所含元素种类最多 解析　第ⅠA族元素除去氢都是碱金属，A错误；元素周期表共有7个周期、16个族，因为第8、9、10列为一个族，B错误；原子的最外层电子数为2的元素，不一定是第ⅡA族元素，如0族He元素的原子最外层电子数也是2，C错误；在元素周期表中第3列包括镧系和锕系，所含元素种类最多，D正确 。 答案　D 5．(2024·海南海口高一联考)甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是(　　) A．x＋12 B．x＋10 C．x＋8 D．x＋18 解析　甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲、乙分别是第一周期和第二周期的元素，原子序数相差2；若甲、乙分别是第一周期和第三周期的元素，原子序数相差10；若甲、乙分别是第二周期和第三周期的元素，原子序数相差8；若甲、乙分别是第三周期和第四周期的元素，原子序数相差18；原子序数不可能相差12，故选A。 答案　A 6．科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子O4，下列说法正确的是(　　) A．O4和O2互为同位素 B．O4转化为O2是物理变化 C．18O是氧元素的一种核素，它的中子数是8 D．同温同压下，等体积的O4气体和O2气体含有相同的分子数 解析　O4和O2是氧元素的两种单质，互为同素异形体，A错误；O4转化为O2是化学变化，B错误；18O是氧元素的一种核素，它的中子数是18－8＝10，C错误；依据阿伏加德罗定律，同温同压下，等体积的O4气体和O2气体含有相同的分子数，D正确。 答案　D 7．(2024·大连八中月考)下列关于现行的元素周期表的说法正确的是(　　) A．元素周期表中第Ⅷ族是包含元素种类最多的族 B．第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8或18 C．元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数 D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为x，乙位于第ⅢA族，则乙的原子序数可能为x＋13 解析　第ⅢB族含有镧系和锕系，因此第ⅢB族包含元素种类最多，A错误；如果是第ⅠA、ⅡA族，第三、四周期同主族元素的原子序数相差8，如果是第ⅢA～ⅦA族，第三、四周期同主族元素的原子序数相差18，B正确；主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数，副族元素的最外层电子数不等于所在族的序数，C错误；甲位于第ⅠA族，原子序数为x，乙位于第ⅢA族，若在短周期中，乙的原子序数为x＋2，若在四、五周期，则乙的原子序数为x＋12，若在六、七周期，乙的原子序数为x＋26，D错误。 答案　B 8．(2025·河北沧州期中)8O、8O的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应例如：8O＋He―→8O＋X；8O＋He―→8O＋Y。下列说法正确的是(　　) A．X、Y互为同位素 B．上述人工合成反应中涉及2种元素、5种核素 C.8O原子比8O原子少三个核外电子 D．在8O中存在：质子数＝中子数＝核外电子数 解析　根据质子守恒、质量守恒可知，X微粒为He，Y微粒为He，二者是具有相同质子数、不同中子数的核素，故互为同位素，A正确；上述人工合成反应中涉及O、He两种元素，8O、8O、8O、He、He、He共6种核素，B错误；与8O核外电子数相等，都是8，C错误；8O中中子数为7，核外电子数为8，D错误；故选A。 答案　A 9．根据部分短周期元素的信息回答问题： 元素 元素信息 A 第三周期ⅥA族 B 族序数是周期数的3倍 C 原子序数是11 D D3＋与Ne的电子数相同 (1)A、B的元素符号分别为 、 ， C、D的元素名称分别为 、 。 (2)写出B、C的单质在加热时的反应方程式： 。 (3)从原子结构的角度分析，A原子与B原子的 相同，C原子与D原子的 相同。 解析　短周期是第一、二、三周期，由周期数＝电子层数、主族序数＝最外层电子数、原子序数＝核电荷数＝核外电子数等，可推出A是硫，B是氧，C是钠。根据D3＋与Ne的电子数相同，可得出D为铝。钠与氧气在加热时反应生成过氧化钠。 答案　(1)S　O　钠　铝 (2)2Na＋O2Na2O2 (3)最外层电子数　电子层数 [能力提升] 10．若某原子X的原子序数为26，则下列叙述不正确的是(　　) A．X是金属元素 B．X在元素周期表中位于第四周期 C．X在元素周期表中位于第ⅧB族 D．X没有负化合价 解析　将X的原子序数与0族元素原子序数比较，确定其在元素周期表中的位置，由于18＜26＜36,36号元素属于第四周期，故26号元素位于第四周期，36－26＝10，所以26号元素位于36号元素左侧第10格，即第Ⅷ族，所以26号元素位于第四周期第Ⅷ族，B正确；第Ⅷ族不标副族符号，C错误；第Ⅷ族元素均为金属元素，金属无负化合价，A、D正确。 答案　C 11．(2024·黑龙江实验中学高一开学考试)下列有关元素周期表的叙述不正确的是(　　) ①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素 ②用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列 ③12C与14C互为同位素，化学性质不同，但物理性质几乎完全相同 ④所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的是第ⅣA族 ⑤主族金属元素都符合原子的最外层电子数≤4 ⑥同一主族元素的最外层电子数相同，则最外层电子数相同的元素位于同一主族 A．①②⑤⑥ B．①② C．①③⑤⑥ D．③④⑥ 解析　短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，它们不一定是同主族元素，如F和H，①错误；同位素的物理性质不同，但化学性质几乎完全相同，③错误；主族金属元素原子的最外层电子数不一定≤4，如Bi最外层5个电子，⑤错误；同一主族元素的最外层电子数相同，但是最外层电子数相同的元素不一定位于同一主族，如He和Be，⑥错误。 答案　C 12．0.05 mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出1.12 L H2(标准状况)，并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第三周期第ⅠA族 B．第三周期第ⅡA族 C．第四周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅡA族 解析　设该金属单质与盐酸反应所表现的化合价为＋x，则0.05x＝×2，x＝2。根据题意，该金属单质为Ca，位于第四周期第ⅡA族。 答案　D 13．在周期表中，“相临”元素即同周期左右紧挨，或同主族上下紧挨，下列元素与第三周期第ⅥA族元素不一定相临的是(　　) A．电子总数是最内层电子数4倍的元素 B．最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素 C．最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素 D．质子数为34的元素 解析　第三周期第ⅥA族元素为S，与S元素“相临”的元素为O、P、Cl和Se。A.电子总数是最内层电子数4倍的元素为O，与S元素一定“相临”；B.最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素，最外层电子数为5，可以为N元素或P元素，不一定与S元素“相临”；C.主族元素最外层电子数为1～8，最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素为Si或Li，与S元素一定不“相临”；D.质子数为34的元素为Se，与S元素一定“相临”。 答案　B 14．(2024·东北师大附中高一期末)完成下列问题。 (1) 10Be和9Be (填字母)。 A．是同一种原子 B．具有相同的中子数 C．具有相同的化学性质 D．具有相同的核外电子排布 (2)有下列微粒或物质： ①O、O、O　②H2O、D2O　③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2　⑤H、D、T　⑥K、Ca、Ar。回答下列问题： a．互为同位素的是 (填序号，下同)。 b．互为同素异形体的是 。 c．①⑤⑥中共有 种核素，共 种元素。 (3)D2 O的摩尔质量为 ，相同质量的D2 O与D2 O所含中子数之比为 。 解析　(1)10Be和9Be不是同一种原子，互为同位素，A错误；二者具有的中子数分别为6、5, B错误；具有相同的化学性质，C正确；具有相同的核外电子排布，D正确。(2)根据元素、核素、同位素、同素异形体的定义可知：a.互为同位素的是①⑤；b.互为同素异形体的是③；c.①⑤⑥中含有的核素有O、O、O、H、D、T、K、Ca、Ar，共有9种核素，共氢、氧、钾、钙和氩5种元素。(3) D2 O的摩尔质量为g·mol－1＝20 g·mol－1，相同质量的D2 O与D2 O所含中子数之比为＝。 答案　(1)CD　(2)a.①⑤　b．③　c．9　5 (3)20 g·mol－1　11∶12 15．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑧在表中的位置，用化学用语回答下列问题。 (1)①②③④分别是 、 、 、 (用元素符号表示)。 (2)①③④元素中的两种元素可形成含10个电子的分子，它们是 、 。 (3)画出⑤的原子结构示意图： 。 (4)⑧的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。 解析　(1)由元素在周期表中的位置可知，①为H元素、②为C元素、③为N元素、④为O元素。(2)H元素与N、O元素形成的含10个电子的分子为NH3、H2O。(3)⑤为Na元素，其原子结构示意图为。(4)⑧为Cl元素，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。 答案　(1)H　C　N　O　(2)NH3　H2O (3) (4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O 学科网（北京）股份有限公司 $