【2026年新高一化学衔接课程讲义】第13讲 原子结构与元素周期表（讲义）

高一暑假衔接课程 第13讲 原子结构与元素周期表 【内容导航】 1．原子的构成； 2．原子核外电子排布； 3．元素周期表； 4．核素、同位素。 一、原子的构成 【交流讨论】 (1)C-12指的是什么原子？相对原子质量是怎么定义的？ (2)如何计算质子和中子的相对质量？ 1．对原子结构的认识 原子是由带正电的______和带负电的__________构成的，原子核又是由______和______构成的，______带正电，______不带电。 (1)从微粒的角度： (2)从数量的角度： 核内质子数=____________ (3)从电荷的角度： 一个质子带____________的正电荷（即核电荷），中子______带电，一个电子带____________的负电荷，整个原子是______性的。 (4)从质量的角度： 原子的质量主要集中在______上，核外电子的质量总和只占原子质量的______一部分。 (5)从空间的角度： 原子核只占原子体积的______一部分。 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有______和______的相对质量取近似____________，所得的数值叫做质量数，常用______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＝核电荷数＝____________。 (3)原子的表示方法——X X表示元素符号，A表示质量数，Z表示质子数。 如作为相对原子质量标准的C表示质子数为_____、中子数为_____，质量数为_____的碳原子。 【交流讨论】用X表示原子： (1)X原子的中子数N＝____________。 (2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为______。 (3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为______。 (4)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为____________。 (5)与阳离子X＋核外电子数相等的原子是__________(填元素符号)。 【即学即练1】原子的构成示意图如图，下列叙述正确的是(　　) A．原子是实心球体 B．质子、中子、电子均匀分布在原子中 C．质子与电子质量相等 D．整个原子的质量主要集中在原子核上 【即学即练2】法国科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是 (　　) A．该粒子不显电性 B．该粒子的质量数为4 C．该粒子为4号元素 D．该粒子的质量比氢原子大 二、原子核外电子排布 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在____________的区域内运动。我们把不同的区域简化为____________，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 离核远近 能量高低 2．原子核外电子排布规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在___________的电子层上，然后依次___________排布在___________的电子层上。 (2)数量规律 ①每层最多容纳______个电子； ②最外层电子数目不超过_____个（K层为最外层时不超过_____个）； ③次外层电子数目不超过______个，倒数第三层电子数目不超过______个。 3．核外电子排布的表示方法 原子结构示意图： 【交流讨论】 1．画出下列原子或离子的结构示意图。 ①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。 2．画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)： (1)最外层电子数为1的原子有___________；最外层电子数为2的原子有____________。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________________。 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有_____________，3倍的原子有_____________。 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________________。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有________________。 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________________。 【即学即练3】下列说法正确的是(　　) A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子 B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 C．F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子 D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 【即学即练4】某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的原子是(　　) A．Li　　　　B．Al　　　　C．Si　　　　D．K 三、元素周期表 1．元素周期表的诞生 1869年，俄国化学家____________在前人研究的基础上，将元素按照____________由小到大排列，制出了第一张元素周期表 2．元素周期表的编排原则 (1)横行：把____________相同的元素，按____________的顺序，从左至右排成的横行，称为______。7个横行分别称为7个______。 (2)纵列：把____________相同的元素，按____________的顺序，从上至下排成的纵列，称为_____。共______列，分为______个族。 3．元素周期表的结构 (1)周期 ①特点：每一周期中元素的____________相同，即周期序数＝____________。 ②分类：______周期和______周期。 ③根据现行元素周期表，完成下表 短周期 长周期 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 周期序数 元素种数 (2)族 ①主族：共_____个，用______表示。由______和______元素共同构成，主族的序数＝____________。 根据现行元素周期表，完成下表 列序号 1 2 13 14 15 16 17 最外层电子数 族序数 ②副族：完全由____________构成，族序数后标_____（除第Ⅷ族），共_____个。 列序号 3 4 5 6 7 11 12 8、9、10 族序数 ③0族：在元素周期表的第______列。 ⅠB-ⅦB族和Ⅷ族称为过渡元素（过渡金属） (3)元素周期表的特殊位置 ①镧系：在元素周期表的第______周期______族，共______种元素。 ②锕系：在元素周期表的第______周期______族，共______种元素。 (4)常见族的别名 ⅠA称为______ (除H外)，ⅡA称为____________，ⅤA称为______元素，ⅥA称为______元素，ⅦA称为______，0族称为____________元素。 【交流讨论】 (1)在现行周期表中第四、五、六、七周期均有18列，为什么第四、五周期各有18种元素，而第六、七周期各有32种元素？ (2)含有元素种类最多的族是哪一族？ (3)同周期的第ⅡA、ⅢA族元素间原子序数差值可能为多少？并说明原因。 【归纳小结】元素周期表的结构 【即学即练5】我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料，化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的(　　) A．第三周期第ⅤA族 B．第四周期第ⅢA族 C．第五周期第ⅢA族 D．第四周期第ⅤA族 【即学即练6】下列选项各截取了元素周期表的一部分，数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是(　　) 四、核素、同位素 1．元素 (1)概念：具有相同______(____________)的一类______的总称。 (2)决定元素种类的是______。 2．核素 (1)概念：具有一定数目______和一定数目______的一种原子。表示方法：X。 (2)氢元素的不同核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 3．同位素 (1)概念：______相同而______不同的同一______的不同原子互称为同位素(即同一______的不同______互称为同位素)。 “同位”是指核素的______相同，在元素周期表中占有______的位置。 (2)常见的核素 氢元素有H、H、H三种核素； 碳元素有C、C、C等核素； 氧元素有O、O和O三种核素； 铀元素有U、U、U等核素。 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质____________；物理性质____________。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的______。 (3)常见同位素的用途 ①考古测定文物的年代的是______； ②制造氢弹的是____________； ③利用放射性同位素释放的射线______、金属______、诊断和治疗疾病等。 【交流讨论】有①O、O、O　②H2O、D2O　③O2和O3　④H、D、T四组微粒或物质，回答下列问题： (1)互为同位素的是____________(填序号，下同)。 (2)互为同素异形体的是____________。 (3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物分子，这些化合物中相对分子质量最大的是______(填化学式)。 【归纳小结】 (1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较 元素 核素 同位素 同素异形体 概念 质子数相同的同一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的不同核素 同种元素形成的不同单质 举例 H、C、N三种元素 H、H、H三种核素 H、H、H互为同位素 O2与O3互为同素异形体 (2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系 【即学即练7】填写下表，并用X表示原子。 原子 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 相对原子质量 X F 9 10 18.998 Na 11 12 20.990 Al 13 14 26.982 【即学即练8】填空 (1)S2－中的质子数是__________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。 (2)微粒“AXn－”核外有18个电子，则它的核电荷数为__________，核内中子数为__________。 (3)由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有______种元素，______种原子，互为同位素的原子有________________。 第13讲 原子结构与元素周期表 课堂检测 姓名：____________ 1．某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法正确的是(　　) A．该粒子为阳离子 B．最外层电子数为2 C．核外电子数为8 D．核外有3个电子层 2．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4。该原子核内的质子数是(　　) A．14 B．15 C．16 D．17 3．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为(　　) A．2m B．2m＋10 C．2m＋2 D．m＋2 4．下列说法中正确的是（ ） 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．元素周期表已发展为一个稳定的形式，它不再可能有新的变化了 5．金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是(　　) A.Ti和Ti原子中均含有22个中子 B.Ti和Ti具有相同的质子数 C.Ti和Ti的物理性质相同 D.Ti和Ti为同一种核素 6．某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作出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是___________________________________________。 (2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是______________。 (3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图：______________。 (4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是______________。 7．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如表所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。 A C B (1)写出A、B、C三种元素的名称______、______、_______。 (2)B位于元素周期表中第______周期第____族。 (3)C的原子结构示意图为________。 第13讲 原子结构与元素周期表 同步练习 1．下列粒子中，与OH－具有相同质子数和电子数的是(　　) A．Cl－ B．F－ C．NH3 D．NH 2．某元素阳离子(X＋)的质量数为23，原子核内有12个中子，该阳离子的核外电子数为(　　) A．13 B．12 C．11 D．10 3．原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为A的某阳离子Rn＋，核外有X个电子，则核内中子数为(　　) A．A－X B．A－X－n C．A－X＋n D．A＋X－n 4．某金属氧化物的化学式为M2O3，电子总数为50，已知氧原子核内有8个中子，M2O3的相对分子质量为102，则M原子核内中子数为（　 ） A．10　 　　B．12　　 　　C．14　　 　　D．21 5．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 6．已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为(　　) A． mol B． mol C． mol D． mol 7．如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　) A．5x＋10 B．5x＋11 C．5x＋14 D．5x＋16 8．下列各组互为同位素的是(　　) A．O2和O3 B．CO和CO2 C．H2O和H2O2 D.Mg和Mg 9．科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：Cf＋Ca―→Og＋3n。下列说法正确的是(　　) A．Cf的电子数为151 B．Og的中子数为294 C．Ca和Ca互为同素异形体 D． Cf和Cf互为同位素 10．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______________(填字母，下同)，属于主族元素的有____________；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。 11．有A、B、C、D、E五种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于18；A原子核内仅有1个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等；A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍；E元素的最外层电子数是其电子层数的三分之一。 (1)试推断它们各是什么元素，写出它们的元素符号： A________、B________、C________、D________、E ____ 。 (2)写出A分别与B、C、D所形成化合物的化学式：_________、________、________。 (3)A、C、D形成的化合物与A、D、E形成的化合物各属于那类物质？_______________。 写出它们相互反应的化学方程式__________________________________________。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $高一暑假衔接课程 第13讲 原子结构与元素周期表 【内容导航】 1．原子的构成； 2．原子核外电子排布； 3．元素周期表； 4．核素、同位素。 一、原子的构成 【交流讨论】 (1)C-12指的是什么原子？相对原子质量是怎么定义的？ C-12是指质子数为6、中子数为6的一种碳原子。 相对原子质量(Ar)= (2)如何计算质子和中子的相对质量？ 微粒的质量与12C原子质量的1/12之比即微粒的相对质量。 质子的相对质量约为1.007，中子的相对质量约为1.008，电子的质量约为质子质量的1/1836。 1．对原子结构的认识 原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。 (1)从微粒的角度： (2)从数量的角度： 核内质子数=核外电子数 (3)从电荷的角度： 一个质子带一个单位的正电荷（即核电荷），中子不带电，一个电子带一个单位的负电荷，整个原子是电中性的。 (4)从质量的角度： 原子的质量主要集中在原子核上，核外电子的质量总和只占原子质量的极小一部分。 (5)从空间的角度： 原子核只占原子体积的极小一部分。 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＝核电荷数＝核外电子数。 (3)原子的表示方法——X X表示元素符号，A表示质量数，Z表示质子数。 如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6、中子数为6，质量数为12的碳原子。 【交流讨论】用X表示原子： (1)X原子的中子数N＝____________。 (2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为______。 (3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为______。 (4)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为____________。 (5)与阳离子X＋核外电子数相等的原子是__________(填元素符号)。 答案：(1)A－Z　(2)A－x－n　(3)A－x＋n (4) mol　(5)Ne 解析：(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的质子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的质子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)A2－所含电子数为m－x＋2，则n g A2－所含电子的物质的量为 mol。(5)X＋的核外电子数为10，含有10个核外电子的原子是Ne。 【即学即练1】原子的构成示意图如图，下列叙述正确的是(　　) A．原子是实心球体 B．质子、中子、电子均匀分布在原子中 C．质子与电子质量相等 D．整个原子的质量主要集中在原子核上 答案：D 解析：原子不是实心的球体，故A错误；正中央有原子核，核外有电子围绕原子核运动，故B错误；一个电子的质量约为一个质子质量的，故C错误；整个原子的大部分质量集中在原子核上，原子核中有质子和中子，质子数＝核电荷数＝电子数，电子质量很少，忽略不计，故D正确。 【即学即练2】法国科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是 (　　) A．该粒子不显电性 B．该粒子的质量数为4 C．该粒子为4号元素 D．该粒子的质量比氢原子大 答案：C 解析：“四中子”粒子中没有带电荷的微粒，所以该粒子不显电性，A正确；一个中子的相对质量是1，所以“四中子”的质量数为4，B正确；“四中子”粒子中没有质子，所以不能说是几号元素，C错误；质量数反映了微粒的相对质量大小，由于“四中子”质量数比氢原子大，所以该粒子的质量比氢原子大，D正确。 二、原子核外电子排布 1．电子层 (1)概念：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。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 2．原子核外电子排布规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 (2)数量规律 ①每层最多容纳2n2个电子； ②最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； ③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法 原子结构示意图： 【交流讨论】 1．画出下列原子或离子的结构示意图。 ①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。 2．画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)： (1)最外层电子数为1的原子有___________；最外层电子数为2的原子有____________。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________________。 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有_____________，3倍的原子有_____________。 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________________。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有________________。 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________________。 答案：(1)H、Li、Na　He、Be、Mg　(2)Be、Ar　(3)C　O　(4)Li、Si　(5)H、Be、Al　(6)He、C、S 【即学即练3】下列说法正确的是(　　) A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子 B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 C．F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子 D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 答案：C 解析：电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2-、Cl-等，A项错误；O2-、F-、Cl-、Li+、Na+、Mg2+等微粒最外层电子数均达到了稳定结构，B项错误；F-、Na+、Mg2+、Al3+核外电子排布均为2、8结构，与Ne原子的电子层结构相同，C项正确；He原子的最外层只有2个电子，但He元素是稀有气体元素，D项错误。 【即学即练4】某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的原子是(　　) A．Li　　　　B．Al　　　　C．Si　　　　D．K 答案：C 解析：三个电子层即K、L、M，K层2个电子，L层8个电子，可知M层4个电子，该元素的核外电子排布为2、8、4，是Si元素。 三、元素周期表 1．元素周期表的诞生 1869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量由小到大排列，制出了第一张元素周期表 2．元素周期表的编排原则 (1)横行：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行，称为周期。7个横行分别称为7个周期。 (2)纵列：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵列，称为族。共18列，分为16个族。 3．元素周期表的结构 (1)周期 ①特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数＝电子层数。 ②分类：短周期和长周期。 ③根据现行元素周期表，完成下表 短周期 长周期 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 2 8 8 18 18 32 32 (2)族 ①主族：共7个，用A表示。由短周期和长周期元素共同构成，主族的序数＝最外层电子数。 根据现行元素周期表，完成下表 列序号 1 2 13 14 15 16 17 最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ②副族：完全由长周期元素构成，族序数后标B（除第Ⅷ族），共8个。 列序号 3 4 5 6 7 11 12 8、9、10 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ ③0族：在元素周期表的第18列。 ⅠB-ⅦB族和Ⅷ族称为过渡元素（过渡金属） (3)元素周期表的特殊位置 ①镧系：在元素周期表的第六周期ⅢB族，共15种元素。 ②锕系：在元素周期表的第七周期ⅢB族，共15种元素。 (4)常见族的别名 ⅠA称为碱金属(除H外)，ⅡA称为碱土金属，ⅤA称为氮族元素，ⅥA称为氧族元素，ⅦA称为卤素，0族称为稀有气体元素。 【交流讨论】 (1)在现行周期表中第四、五、六、七周期均有18列，为什么第四、五周期各有18种元素，而第六、七周期各有32种元素？ 第六周期第ⅢB族为镧系，共15种元素；第七周期第ⅢB族为锕系，共15种元素，比第四、五周期多出14种元素。 (2)含有元素种类最多的族是哪一族？ 第ⅢB族，共32种元素。 (3)同周期的第ⅡA、ⅢA族元素间原子序数差值可能为多少？并说明原因。 第二、三周期差1，第四、五周期差11，原因是中间隔10格过渡元素，第六、七周期差25，原因是中间隔10格过渡元素，且第ⅢB族一格为15种元素。 【归纳小结】元素周期表的结构 【即学即练5】我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料，化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的(　　) A．第三周期第ⅤA族 B．第四周期第ⅢA族 C．第五周期第ⅢA族 D．第四周期第ⅤA族 答案：B 解析：R元素在化合物RN中的化合价决定于N元素，因Rn＋中R元素显正价，N元素在RN中显－3价，故R元素离子应为R3＋，则R原子含31个电子，其质子数为31，核外电子排布为，所以应为第四周期第ⅢA族，故B正确。 【即学即练6】下列选项各截取了元素周期表的一部分，数字为原子序数，其中M的原子序数为37的是(　　) 答案：C 四、核素、同位素 1．元素 (1)概念：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。 (2)决定元素种类的是质子数。 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。表示方法：X。 (2)氢元素的不同核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 1 0 H或D 氘 1 1 H或T 氚 1 2 3．同位素 (1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。 “同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。 (2)常见的核素 氢元素有H、H、H三种核素； 碳元素有C、C、C等核素； 氧元素有O、O和O三种核素； 铀元素有U、U、U等核素。 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。 (3)常见同位素的用途 ①考古测定文物的年代的是C； ②制造氢弹的是 H和H； ③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。 【交流讨论】有①O、O、O　②H2O、D2O　③O2和O3　④H、D、T四组微粒或物质，回答下列问题： (1)互为同位素的是____________(填序号，下同)。 (2)互为同素异形体的是____________。 (3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物分子，这些化合物中相对分子质量最大的是______(填化学式)。 答案：(1)①④　(2)③　(3)T2O 【归纳小结】 (1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较 元素 核素 同位素 同素异形体 概念 质子数相同的同一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的不同核素 同种元素形成的不同单质 举例 H、C、N三种元素 H、H、H三种核素 H、H、H互为同位素 O2与O3互为同素异形体 (2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系 【即学即练7】填写下表，并用X表示原子。 原子 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 相对原子质量 X F 9 10 19 18.998 F Na 11 12 23 20.990 Na Al 13 14 27 26.982 Al 【即学即练8】填空 (1)S2－中的质子数是__________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。 (2)微粒“AXn－”核外有18个电子，则它的核电荷数为__________，核内中子数为__________。 (3)由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有______种元素，______种原子，互为同位素的原子有________________。 答案：(1)16　18　18　34　(2)18－n　A－(18－n) (3)2　4　1H和2H、16O和17O 第13讲 原子结构与元素周期表 课堂检测 姓名：____________ 1．某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法正确的是(　　) A．该粒子为阳离子 B．最外层电子数为2 C．核外电子数为8 D．核外有3个电子层 答案：D 2．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4。该原子核内的质子数是(　　) A．14 B．15 C．16 D．17 答案：A 3．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为(　　) A．2m B．2m＋10 C．2m＋2 D．m＋2 答案：C 解析：按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8。最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，则该原子的核外电子总数为2m＋2，C正确。 4．下列说法中正确的是（ ） 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．元素周期表已发展为一个稳定的形式，它不再可能有新的变化了 答案：B 解析：元素周期表中元素排序的依据是核电荷数（质子数）。 5．金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是(　　) A.Ti和Ti原子中均含有22个中子 B.Ti和Ti具有相同的质子数 C.Ti和Ti的物理性质相同 D.Ti和Ti为同一种核素 答案：B 解析：因质量数＝质子数＋中子数，X中的Z表示质子数，A表示质量数，所以Ti和Ti原子的中子数分别为26、28，故A错误；同位素的化学性质几乎相同，物理性质略有不同，故C错误；同一种核素是质子数相同、中子数也相同的原子，Ti和Ti的质子数均为22，而中子数不同，属于不同的核素，故B正确、D错误。 6．某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作出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是___________________________________________。 (2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是______________。 (3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图：______________。 (4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是______________。 答案：本题2分，每空0.5分 (1)Ne　(2)Na＋　(3)　(4)F－ 7．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如表所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。 A C B (1)写出A、B、C三种元素的名称______、______、_______。 (2)B位于元素周期表中第______周期第____族。 (3)C的原子结构示意图为________。 答案：本题3分，每空0.5分 (1)氮　硫　氟　(2)三　ⅥA　(3) 第13讲 原子结构与元素周期表 同步练习 1．下列粒子中，与OH－具有相同质子数和电子数的是(　　) A．Cl－ B．F－ C．NH3 D．NH 答案：B 解析：OH－中氧原子的质子数为8，氢原子的质子数为1，所以OH－的质子数为9，电子数为9＋1＝10；Cl－中质子数为17，电子数为18，故A错误；F－中质子数为9，电子数为9＋1＝10，故B正确；NH3中质子数为10，电子数为10，故C错误；NH中质子数为11，电子数为11－1＝10，故D错误。 2．某元素阳离子(X＋)的质量数为23，原子核内有12个中子，该阳离子的核外电子数为(　　) A．13 B．12 C．11 D．10 答案：D 解析：阳离子X＋带1个正电荷，含有的质子数＝质量数－中子数＝23－12＝11，X＋核外电子数＝质子数－所带电荷数＝11－1＝10。 3．原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为A的某阳离子Rn＋，核外有X个电子，则核内中子数为(　　) A．A－X B．A－X－n C．A－X＋n D．A＋X－n 答案：B 4．某金属氧化物的化学式为M2O3，电子总数为50，已知氧原子核内有8个中子，M2O3的相对分子质量为102，则M原子核内中子数为（　 ） A．10　 　　B．12　　 　　C．14　　 　　D．21 答案：C 解析：M2O3的电子总数为50，则质子数为50，因此M的质子数=(50-3×8)/2=13，根据相对分子质量为102，相对分子质量近似等于M和O原子的质量数之和，由此可求得M的质量数=(102-3×16)/2=27，又知M的质子数为13，因此M的中子数为27-13=14。 5．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 答案　B 6．已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为(　　) A． mol B． mol C． mol D． mol 答案　C 解析　R2＋的核外电子数为A－N－2，m g R2＋的物质的量为＝ mol，m g R2＋中含有电子的物质的量为(A－N－2) mol。 7．如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　) A．5x＋10 B．5x＋11 C．5x＋14 D．5x＋16 答案：A 解析：由五种元素在周期表中的位置可知，D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期，若B元素的核电荷数为x，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，D的原子序数为x－8，E的原子序数为x＋18，则五种元素的核电荷数之和为x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案选A。 8．下列各组互为同位素的是(　　) A．O2和O3 B．CO和CO2 C．H2O和H2O2 D.Mg和Mg 答案：D 解析：O2和O3是氧元素的不同单质，互为同素异形体，不互为同位素，故A错误；CO和CO2是碳的两种氧化物，不满足同位素的概念，故B错误；H2O和H2O2是两种化合物，不符合同位素的概念，故C错误；Mg和Mg都是镁原子，中子数不同，它们是镁元素的不同核素，互为同位素，故D正确。 9．科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：Cf＋Ca―→Og＋3n。下列说法正确的是(　　) A．Cf的电子数为151 B．Og的中子数为294 C．Ca和Ca互为同素异形体 D． Cf和Cf互为同位素 答案：D 解析：电子数等于质子数，Cf的电子数为98，故A错误；中子数等于质量数减去质子数，Og的中子数为294－118＝176，故B错误；质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素，Ca和Ca互为同位素，故C错误；质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素，Cf和Cf互为同位素，故D正确。 10．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______________(填字母，下同)，属于主族元素的有____________；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。 答案：(1) (2)a、b、c、d、e、f、g　a、b、c、d、e、f　三　0　四　ⅡB (3)三　ⅥA　 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、三周期各有8种元素，分列于第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，相对原子质量为32。 11．有A、B、C、D、E五种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于18；A原子核内仅有1个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等；A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍；E元素的最外层电子数是其电子层数的三分之一。 (1)试推断它们各是什么元素，写出它们的元素符号： A________、B________、C________、D________、E ____ 。 (2)写出A分别与B、C、D所形成化合物的化学式：_________、________、________。 (3)A、C、D形成的化合物与A、D、E形成的化合物各属于那类物质？_______________。 写出它们相互反应的化学方程式__________________________________________。 答案：(1)H C N O Na （2）CH4 NH3 H2O （3）分别属于酸和碱 HNO3+NaOH=NaNO3+H2O 解析：元素的推导要根据题目已知条件，不一定要按照顺序推导。本题推导的顺序是A、D、E，然后再推导出B、C。 第1页 学科网（北京）股份有限公司 $