第四章 物质结构与元素周期律 整理与提升-【核心素养新教学】2025-2026学年高一化学同步优质教学课件（人教版必修第一册）

该高中化学课件系统梳理了原子结构、元素周期表、元素性质周期性变化及化学键等核心知识，通过表格对比同周期/主族性质递变、规律总结质量数与半径关系、典型例题解析等，构建“结构-位置-性质”逻辑网络，强化知识内在联系。 其亮点在于以“问题-探究-总结”模式设计复习活动，如通过同位素计算、周期表位置推断等例题培养科学思维中的证据推理能力，设置基础到综合的课堂检测实现分层复习，助力学生巩固结构决定性质的化学观念，也为教师提供精准复习素材。

第一章 化学反应的热效应 第四章 物质结构 元素周期律 整理与提升 原子 原子核 核外电子 电子层=周期数 中子－决定元素的同位素 决定质量数 (近似原子量) 决定元素的性质 质子－决定元素种类 最外层电子数=主族序数 1.原子结构及原子核外电子排布规律 原子结构 元素周期表 2.质量数 (1)定义：忽略电子的质量，将原子核内所有的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，用“A”表示。 （1）原子结构示意图 （2）原子组成表示式 A Z X 原子结构的表示方法 原子结构 元素周期表 2.质量数 (2)粒子之间的关系 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数为a，且A3-与Bn+的电子排布完全相同， 则元素B的质子数为 A．a-n-3 B．a-n+3 C．a+n-3 D．a+n+3 [例1]据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素 从而对人体产生伤害。该同位素原子的中子数和质子数之差是（ ） A.136 B.50 C.86 D.222 B 【规律总结】 相互关系 1、质量数、质子数、中子数的关系： 2、原子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系： 阴离子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系： 阳离子中质子数和核电荷数、核外电子数的关系： 质量数=质子数+中子数 质子数=核电荷数=核外电子数 质子数=核电荷数=离子的核外电子数+离子电荷数 质子数=核电荷数=离子的核外电子数-离子电荷数 原子结构 元素周期表 3.核外电子排布 含义 在含有多个电子的原子里，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 表示 方法 n 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 原子结构 元素周期表 (2)原子核外电子排布规律 能量最低原理 核外电子总是尽可能地先排布在能量最低的电子层，然后再由内向外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列 原子核外第n层最多容纳决定的电子数是2n2 最外层电子数最多是8个(K层是最外层时，最多为2个) 数量 规律 次外层最多能容纳的电子数为18个 决 定 三者相互联系，相互制约 元素X的最高正价和负价的绝对值之差为6，元素Y原子次外层与元素X原子次外层均为8个电子，X、Y的离子具有相同的电子排布，X、Y形成的化合物是 A．CaCl2 B．MgCl2 C．MgF2 D．KBr 【答案】A 【分析】X的最高正价和负价的绝对值之差为6，说明X为非金属，Y为金属，X、Y的离子具有相同的电子排布，则Y在X相邻的下一层，元素Y原子次外层与元素X原子次外层均为8个电子， Y至少在第三周期。 【详解】A. Cl的最高正价和负价的绝对值之差为6，Cl和Ca次外层均为8个电子，符合要求，故A正确； B. Mg2+和Cl-的电子排布不同，故B错误； C. F无正价，Mg2+和F-的电子排布不同，故C错误； D. K+和Br-的电子排布不同，故D错误； 课堂检测 概 念 特 点 实 例 具有相同核电荷数的一类原子的总称 。 元素的种类由 质子数决定元素 核素 具有一定数目的质子和中子的一种原子 核素的种类由质子数和中子数共同决定 同位素 同种元素的不同 核素之间的互称 同种元素的同位素的种类由中子数决定 2.核素、同位素 原子结构 元素周期表 元素平均相对原子量:A=A1•x1+ A2•x2+ A3•x3…… 元素、核素、同位素的关系 元素 互为同位素 核素 核素 具有相同核电荷数的一类原子的总称，一种元素可有多种核素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，表示方法：ZX A 质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子的互称 同位素的特征 同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大 性质异同 同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变 含量稳定 [例2] “嫦娥五号”顺利将1731g月壤带回地球，科学家发现月壤中有地球土壤中没有的3He。3He是一种优良的核反应原料，与氘发生核聚变反应，放出巨大的能量： ，下列有关说法正确的是 A．等物质的量的3He和2H具有相同的中子数 B．3He位于周期表的第1行、第16列 C．3He与2H发生的核聚变反应属于化学变化 D．D2和H2互为同位素 【答案】A 【详解】A．3He、2H中的中子数都为1，等物质的量的3He和2H具有相同的中子数，A项正确； B．3He位于周期表第一周期0族，位于第1行、第18列，B项错误； C．3He与2H发生的核聚变反应属于核反应，不属于化学变化，C项错误； D．D2和H2是两种不同的氢分子，不互为同位素，D项错误； 【特别提醒】 (1)并非所有的原子都含有中子， 原子核中只有一个质子，没有中子。 (2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。 (3)不同的核素可能具有相同的质子数，如 与 ； 也可能具有相同的中子数，如 与 。 3.周期表与原子结构的的关系 (1)周期：元素周期表有7个横行，每个横行各为一个周期，共7个周期 周期序数 名称 元素种数 原子的核外电子层数 同周期内元素原子序数的变化规律 常用名 又名 1 第一周期 短周期 2 1 从左到右，依次增大 2 第二周期 8 2 3 第三周期 8 3 4 第四周期 长周期 18 4 5 第五周期 18 5 6 第六周期 32 6 7 第七周期 32 7 3.周期表与原子结构的的关系 (2)族:元素周期表有18个纵列，除第8、9、10三个纵列称为第Ⅷ族外，其余每个纵列各为一族，共16个族 分类 构成元素 族序数 主族 短周期元素和长周期元素 族序数后标A，如ⅠA、ⅡA…… 副族 长周期元素 ⅡB……族序数后标B(除了第Ⅷ族)，如 ⅠB、 0族 稀有气体元素 0 熟练掌握周期表中的一些特殊规律 (1)各周期所含元素种类数(第一到第七周期分别为2、8、8、18、18、32、32)。 (2)稀有气体元素的原子序数(分别为2、10、18、36、54、86、118)和所在周期(分别在一到七周期)。 (3)同主族相邻周期元素原子序数的差值(2、8、18、32)。 (4)同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数差值(1、11、25)。 原子结构 元素周期表 14 [例3]钒被誉为“合金中的维生素”．钒元素的部分信息如图所示．请回答下列问题： （1）钒原子的质子数为___，x=___． （2）钒属于___（填“金属”或“非金属”）元素；钒的相对原子质量为___． （3）钒元素位于元素周期表中的第___周期 【规律总结】 利用元素的原子结构推断： 电子层数=周期序数 最外层电子数=主族序数=最高正价数(O、F除外） 23 2 金属 50.49 4 2006年科学家用某种离子X撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素—Og以及另 种微粒Y， 其反应可表示为： ，下列说法正确的是 A．24998CF原子核外有98个电子，原子核内有249个中子 B．X元素在元素周期表中的位置为第四周期IIA族，属于短周期元素 C．Og元素是一种化学性质活泼的金属元素 D．在现有的元素周期表中无法找到微粒Y 【答案】D 【详解】A． 24998CF原子核外有98个电子，原子核内中子数为249-98=151，故A错误； B．X元素的核电荷数为20，是钙元素，在元素周期表中的位置为第四周期IIA族，属于长周期元素，不是短周期元素，故B错误； C． 294118Og的核电荷数是118，位于元素周期表的第七周期0族，是惰性元素，不是化学性质活泼的金属元素，故C错误； D．根据质子数和中子数守恒，可知Y的核电荷数为0，中子数为1，则无法在现有的元素周期表中找到该微粒，故D正确； 课堂检测 元素性质的周期性变化 内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。 实质：元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。 1.同周期主族元素、同主族元素性质递变规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 最外层电子数 递增(除第一周期，均为1→8) 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小，阴离子逐渐减小，r(阴离子)>r(阳离子) 逐渐增大 元素性质的周期性变化 化合价 最高正化合价由+1→+7(O、F除外) 最低负化合价=-(8-主族序数)(ⅣA~ⅦA族) 最高正化合价=主族序数(O、F除外) 性质 元素的金属性和非金属性 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强，阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱，阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱 小结：元素金属性和非金属性的递变 金属性逐渐增强 族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA O 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 1 2 3 4 5 6 7 B Si Al Ge As Sb Te Po At 2、微粒半径大小比较规律 元素性质的周期性变化 (1)同周期主族元素——“序大径小”(从左到右，原子半径逐渐减小) 如第三周期中：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl) (2)同主族元素——“序大径大”(从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大) 如：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)、r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)。 (3)同元素 ①同种元素的原子与其简单离子比较——“阴大阳小” (阴离子半径大于原子半径，阳离子半径小于原子半径)如：r(Na+)<r(Na)、r(Cl-)>r(Cl) ②同种元素不同价态的阳离子比较——“数大径小”(带电荷数越多，离子半径越小) 如：r(Fe3+)<r(Fe2+) (4)同结构——“核大径小”(电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小) 如：r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。 3.金属性和非金属性强弱判断依据 1、金属性强弱的判断依据： (1) 。 (2) 。 (3) 。 金属单质与水或者酸反应快慢 最高价氧化物的水化物的碱性强弱 金属与盐溶液发生的金属间的置换反应 2、非金属性强弱判断依据： (1) 。 (2) 。 (3) 。 (4) 。 非金属 单质与氢气反应的难易 气态氢化物的稳定性强弱 最高化氧化物的水化物的酸性强弱 非金属单质间的置换反应 元素性质的周期性变化 比较或推断一些性质 比较同族元素的金属性 Ba>Ca>Mg 非金属性 F>Cl>Br 最高价氧化物的水化物的酸碱性 KOH>NaOH>LiOH 氢化物的稳定性 CH4>SiH4 比较同周期元素及其化合物的性质 碱性: NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3 稳定性: HF>H2O>NH3 比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照） 推断一些未知元素及其化合物的性质 2.比较或推断一些性质 【迁移应用】 原子结构 周期表位置 元素性质 最外层电子数=主族最高正价数 电子层结构、原子半径决定得失电子的难易、氧化性、还原性 同位同化性;左右递变性;上下相似性 质子数=原子序数 电子层数=周期序数 最外层电子数=主族序数 1.主要化合价 2.最高价氧化物及其水化物的组成 3.氢化物组成 1.金属性与非金属性 2.“最高价氧化物的水化物”的酸碱性 3.氢化物的稳定性 相似性 递变性 “位——构——性”之间的关系 1．短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图，其中X的单质在标准状态下的密度为1.25g/L。下列说法正确的是 A．Y的原子半径比M的小 B．M的氧化物对应水化物为强酸 C．X元素在地壳中含量最多 D．M元素的非金属性比Z的弱 【答案】D 【分析】X的单质在标准状态下的密度为1.25g⋅L−1，则X单质的摩尔质量为1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol，为氮气，则X为氮元素，根据元素周期表的结构可知，Y为Si元素，M为S元素，Z为F元素。 【详解】A．同周期元素从左到右，核电荷数增多，原子半径减小，所以Y的原子半径比M的大，故A错误； B．M为S，其最高价氧化物对应的水化物为强酸，若不是最高价氧化物对应的水化物，为弱酸，故B错误； C．X为N，在空气中含量最多，在地壳中含量最多的是O，故C错误； D．Z的原子半径比M小，对核外电子的束缚力比M大，所以非金属性M比Z弱，故D正确； 故选D。 课堂检测 2．在元素周期表中，E、G、H、J均为前四周期的主族元素，其位置如图所示，E、H、J的核外电子总数之和为58。下列说法正确的是 A．H的氧化物对应水化物都是强酸 B．E、G气态氢化物的沸点前者更高，所以非金属性：E＞G C．E、H最高价氧化物对应水化物的酸性，前者更强 D．气态氢化物的稳定性：JH3＜NH3 【答案】D 【分析】由题干信息可知，设E的核外电子数为x，则G为x+8，H为x+7，J为x+6+18=x+24，故E、H、J的核外电子总数之和为58，即x+x+7+x+24=58，解得x=8，则E为O、G为S、H为P、J为As，据此分析解题。 【详解】A．由分析可知，H为P，H的氧化物对应水化物即H3PO3、H3PO4都不是强酸，A错误； B．由分析可知，E为O，G为S，E、G气态氢化物即H2O、H2S，由于H2O中存在分子间氢键，故沸点前者更高，与非金属性无关，故不能得出非金属性：E＞G，B错误； C．E为O，H为P，由于O无最高正价，故E、H最高价氧化物对应水化物的酸性，后者更强，C错误； D．J为As，与N位于同一主族，非金属性N＞As，故气态氢化物的稳定性AsH3＜NH3即JH3＜NH3，D正确； 课堂检测 一般来说活泼金属IA和IIA族和活泼非金属VIA和VIIA族之间可形成离子化合物,非金属元素之间一般能形成共价化合物（除铵盐）。 化学键 离子键 带相反电荷的离子间形成的相互作用叫做离子键. 成键的微粒： 成键的本质（作用力）： 静电作用（吸引和排斥） 阴离子、阳离子 离子化合物： 主要有活泼金属化合物和铵盐两大类 通过离子键而形成的化合物 化学键 离子化合物形成过程的表示—电子式 在元素符号周围用小黑点(或×)表示原子的最外层电子的式子 ①原子的电子式 (原子的电子式) (化合物的电子式) ②阳离子的电子式 ③阴离子的电子式 ④离子化合物的电子式 化学键 非金属元素之间一般形成共价键。 原子间通过共用电子对而形成的化学键 共价键 极性键和非极性键： 据共用电子对是否发生偏移，把共价键分为极性共价键和非极性共价键。简称极性键和非极性键。 两个不同原子间的共价键都是极性键 两个相同的原子间的共价键都是非极性键 一定含有 有且只含有 阴、阳离子间 离子键 离子化合物 活泼金属元素与非金属元素、铵盐 原子间 共价键 共价单质或共价化合物 非金属元素之间少数不活泼金属元素与非金属元素（AlCl3等） 化学键 [例1]根据要求回答下列问题：①CaBr2 ②H2O ③NH4Cl ④H2O2 ⑤Na2O2 ⑥Ca（OH）2 ⑦HClO ⑧I2 ⑨He ⑩Al （1）只含有离子键的是（用序号回答）_________________________ （2）含有共价键的离子化合物是（用序号回答）_________________________ （3）含有共价键的共价化合物是（用序号回答）_________________________ （4）熔融状态时和固态时，都能导电的有（用序号回答）______________ ① ③⑤⑥ ②④⑦ ⑩ 【规律总结】化学键类型判断中注意问题 (1)部分物质中不一定含有化学键。如稀有气体分子中不含化学键. (2)离子化合物中一定含离子键,可能有共价键。共价化合物中只有共价键 (3)金属与非金属形成的化合物不一定都是离子化合物，如AlCl3，只由非金属元素的化合物不一定共价化合物,也可能是离子化合物。如铵盐 [典例2下列叙述中,不正确的是(　　) A.共价化合物可能含有离子键 B.CCl4和NH3都是只含有极性键的共价化合物 C.Na2O2是含有非极性键的离子化合物 D.CaO和NaCl晶体熔化时要破坏离子键 答案:A 解析:共价化合物中一定无离子键,A项错误;CCl4和NH3分别含有C—Cl键和N—H键,都属于极性键,B项正确;Na2O2中的 中含有非极性共价键O—O键,C项正确;CaO和NaCl都属于离子化合物,熔化时要破坏离子键,D项正确。 33 1.根据化合物的基本类型判断 (1)常见的盐中绝大多数都是离子化合物,少数盐是共价化合物。如AlCl3是共价化合物。 (2)常见的强碱是离子化合物,弱碱是共价化合物。如KOH、NaOH、Ba(OH)2是离子化合物,NH3·H2O是共价化合物。 (3)活泼金属的氧化物、过氧化物是离子化合物,其他元素的氧化物、过氧化物一般是共价化合物。如MgO、CaO、Na2O、K2O、Na2O2等是离子化合物,SO2、SO3、NO2、CO2、CO、SiO2、P2O5、H2O、H2O2等是共价化合物。 (4)活泼金属的氢化物是离子化合物,其他元素的氢化物多是共价化合物。如NaH、CaH2等是离子化合物,HF、HCl、HBr、HI、H2O、H2S、NH3、CH4等是共价化合物。 34 2.根据化合物的导电性判断 熔融状态下能导电的化合物是离子化合物,熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物。 3.根据化合物的熔、沸点判断 熔、沸点比较高或很高的化合物可能是离子化合物,而熔、沸点较低或很低的化合物可能是共价化合物。 35 下面是我们熟悉的物质: ①O2　②金刚石　③NaBr　④H2SO4　⑤Na2CO3　⑥NH4Cl　⑦NaHSO4　⑧Ne　⑨Na2O2　⑩NaOH (1)这些物质中,只含共价键的是　　　　　　　(填序号,下同),只含离子键的是　　　　　,既含共价键又含离子键的是　　　　　　　　,不存在化学键的是　　　　　　。  (2)属于共价化合物的是　　　　　　,属于离子化合物的是　　　　　　　。  (3)将NaHSO4溶于水,破坏了NaHSO4中的　　　　　　　,写出其电离方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;  NaHSO4熔融状态下电离,破坏了　　　　　　,写出电离方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  课堂检测 36 答案:(1)①②④　③　⑤⑥⑦⑨⑩　⑧ (2)④　③⑤⑥⑦⑨⑩ (3)离子键、共价键 离子键　 解析:O2、金刚石中只含共价键;H2SO4只含共价键,是共价化合物;NaBr中只含离子键,是离子化合物;Na2CO3、NH4Cl、NaHSO4、Na2O2、NaOH既含离子键又含共价键,是离子化合物;稀有气体Ne是单原子分子,不含任何化学键。NaHSO4溶于水电离时断裂离子 37 已知X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子,Y元素原子核外总电子数比X元素原子总电子数多5,请回答下列问题: (1)写出两元素的名称:X　　　　　　,Y　 。  (2)X、Y可形成　　　　　　。 　　　　　　　　　　　　　 A.离子化合物Y3X2 B.离子化合物Y2X3 C.共价化合物Y3X2 D.共价化合物XY2 (3)已知Y元素的单质,能在空气中燃烧,写出其中属于置换反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　,分析所得单质中所含化学键的类型　　　。  (4)X元素的氢化物能与它的最高价氧化物的水化物反应,其产物属于　化合物。  课堂检测 38 答案:(1)氮　镁　(2)A　(3)2Mg+CO2 2MgO+C　共价键　(4)离子 解析:由X元素原子的L电子层比Y元素原子的L电子层少3个电子,而电子总数比Y元素原子少5个,可推知Y元素原子M电子层有2个电子,Y为Mg元素,则X为N元素,X、Y可形成离子化合物Y3X2即Mg3N2;Mg在空气中燃烧能与CO2发生置换反应生成MgO和C。NH3能与HNO3反应,生成的NH4NO3属离子化合物。 39 Thank you for watching 键和共价键,电离出Na+、H+、S;而在熔融状态只电离出Na+与HS,故只断裂离子键。 NaHSO4Na++H++S NaHSO4Na++HS $