内容正文:
第05节 元素
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1. 理解元素的概念,明确质子数是决定元素种类的唯一依据,区分元素与原子的概念、用法;
2. 掌握元素的分类方法,结合汉字偏旁识别金属、非金属、稀有气体元素,熟记地壳中元素含量排名;
3. 牢记元素符号书写规则(一大二小),掌握元素符号的宏观、微观两层含义,能规范书写常用元素符号;
4. 了解单质、化合物的定义,能根据元素种类区分两类纯净物;
5. 认识元素周期表,掌握周期、族的划分规律,能从单元格中读取原子序数、元素符号、名称、相对原子质量等信息;
6. 了解元素周期表的发展历史,体会科学家的探究精神。
预习重点
1. 元素的概念,元素与原子的区别和联系;
2. 元素符号的书写规范与符号含义;
3. 元素周期表单元格信息解读、周期与族的基本规律。
预习难点
1. 宏观元素与微观原子的用语辨析(物质组成、粒子描述的规范表达);
2. 元素符号前加数字后的含义变化;
3. 结合原子结构,理解同周期、同主族元素的性质规律。。
情|境|启|思
我们的先人在战国时期就提出了“金、木、水、火、土”是组成世界万物的亘古不变的基本成分——元素。《尚书·洪范》的记载:据《尚书·洪范》记载:“鲧堙洪水,汩陈其五行……一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。”这是关于五行观念最早的文献记载。
在古希腊,则有人认为“水、火、土、气”是组成世界万物的元素“四元素说”的首倡者是哲学家阿那克西曼德。他在水、气和土之外,又加上第四元素火,将四者共称为“四元素”。
生活中我们经常看到牛奶、钙片、保健品的营养标签上标注“钙、钠、铁、锌”,日常也常听到“补钙、补铁”的说法。早在古代,中外先贤就提出了朴素的元素学说,我国古代有“五行学说”,古希腊提出“四元素说”,但这些都不是现代化学意义上的元素。随着人类对物质认识的逐步深入,发现古人所提出的“元素”仍然是可变的,名不符实。那么,组成世界万物的基本成分——元素究竟是什么呢?
结合生活常识与化学知识,思考以下问题:
1.营养标签里的“钙、钠”指分子、原子还是元素?为什么不能直接说成钙原子、钙分子?
2.碳-12、碳-13、碳-14三种原子中子数不同,为什么都统称为碳元素?
3.国际上统一用字母表示元素,书写元素有什么固定规则?单独的元素符号和符号前加数字,含义一样吗?
4.元素周期表将上百种元素有序排列,表格中每一格能读出哪些关键信息?同行、同列的元素存在哪些规律?
深|研|精|炼
知识点01 元素与元素符号
1. 元素的定义
化学上规定:具有相同质子数(即核电荷数)的一类原子的总称。
核心关键点:质子数决定元素种类,质子数相同的原子(包括对应的离子),属于同一种元素;中子数、电子数不同,不影响元素种类。
举例:碳-12、碳-13、碳-14原子质子数均为6,都属于碳元素;钠原子和钠离子质子数都是11,二者都属于钠元素。
2. 元素与原子的对比
对比维度
元素
原子
概念
质子数相同的一类原子的总称(宏观概念)
化学变化中的最小粒子(微观概念)
描述范围
描述物质宏观组成,只讲种类,不讲个数
描述物质微观构成,既讲种类,又讲个数
应用示例
水由氢元素和氧元素组成
一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
联系
元素是一类原子的总称,原子是构成元素的基本个体
3. 元素的分类
根据元素名称汉字的偏旁部首,结合性质分为三类:
(1)金属元素:名称一般带“钅”字旁(汞除外,汞为液态金属),如钠、镁、铁、铜;
(2)非金属元素:名称带“气” “氵” “石”字旁,如氧、氢、硫、溴;
(3)稀有气体元素:均为“气”字旁,位于元素周期表最右侧,化学性质极稳定,如氦、氖、氩。
4. 元素的自然界分布
地壳中元素含量(按质量分数由高到低):氧>硅>铝>铁>钙。
补充:空气中含量最高的元素是氮;人体中含量最高的元素是氧。
5. 纯净物分类(按元素种类划分)
单质:由同一种元素组成的纯净物,如氧气、铁、氦气、金刚石;
化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物,如水、二氧化碳、氯化钠。
【特别提醒】
1.区分元素和原子是高频易错点:描述物质“组成”用元素,描述物质“构成”用分子、原子、离子,严禁混用。例:不能说“水由两个氢元素和一个氧元素组成”。
2.同种元素可以组成不同单质,如氧气(O2)和臭氧(O3),二者混合后属于混合物。
3.偏旁判断元素类别仅适用于中文名称,汞是特殊的金属元素,没有“钅”旁,需要单独记忆。
4.元素是宏观概念,化学变化前后,元素种类、原子种类均保持不变。
6.元素符号的书写规则
国际上统一采用元素拉丁文名称首字母表示,严格遵循一大二小原则:
(1).由一个字母表示的元素,字母必须大写:如H(氢)、O(氧)、C(碳);
(2).由两个字母表示的元素,第一个字母大写,第二个字母小写:如Cu(铜)、Ca(钙)、Na(钠)。
7. 元素符号的含义
(1).两层基本含义(单个元素符号)
宏观:表示一种元素;
微观:表示该元素的一个原子。
示例:O 宏观表示氧元素,微观表示一个氧原子。
(2).特殊含义:由原子直接构成的物质(金属、稀有气体、部分固态非金属),元素符号还可以直接表示这种物质。
示例:Fe 表示铁元素、一个铁原子、铁这种物质;He 表示氦元素、一个氦原子、氦气。
(3).符号前加数字:只具有微观含义,仅表示原子个数,不再表示元素。
示例:2 H 只表示2个氢原子,不能表示氢元素。
【特别提醒】
1.书写元素符号时,大小写必须规范,如Co(钴)和CO(一氧化碳)含义完全不同,书写错误会造成歧义。
2.元素符号前的数字仅表示原子数目,这是考试必考题型,注意区分宏观、微观意义。
3.牢记前20号元素名称与符号,是化学学习的基础。
【例1】嫦娥六号探测器钻杆主体采用铝基碳化硅材料。铝、碳、硅属于不同种元素,其本质区别是
A.核外电子数不同 B.质子数不同
C.中子数不同 D.相对原子质量不同
【答案】B
【详解】元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称,决定元素种类的是质子数(核电荷数)。故选B。
【即练1】宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点,下列说法正确的是
A.分子、原子、离子都不带电
B.原子得失电子后质量几乎不变,化学性质也不变
C.元素符号“H”表示氢元素,还表示氢元素的一个原子
D.不同种元素最本质的区别是中子数不同
【答案】C
【详解】A. 原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成,质子带正电,电子带负电,中子不带电,且质子所带电荷与电子所带电荷数量相等,电性相反,故原子不带电,分子由原子构成,故分子不带电,离子是带电的原子或原子团,故离子带电,错误;
B. 原子由原子核和核外电子构成,电子的质量很小,可忽略不计,故原子得失电子后质量几乎不变,但最外层电子数发生改变,而元素化学性质与最外层电子数密切相关,因此化学性质会改变,错误;
C. 正确;
D. 元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,不同种元素最本质的区别是质子数不同,而非中子数,错误。
【即练2】化学用语是国际通用语言。请用化学符号和数字表示:
(1)“”表示氧原子“”表示氮原子:________;________。
(2)两个氢离子________;氦气________。
【答案】(1) O3 2NO
(2) 2H+ He
【详解】(1)表示O3,因为一个臭氧分子由3个氧原子构成;
表示2NO,即两个一氧化氮分子,一个一氧化氮分子由一个氮原子和一个氧原子构成;
(2)一个氢离子带一个单位正电荷,表示多个离子在离子符号前加数字,故两个氢离子表示为2H+;
氦气由原子构成,直接用元素符号表示为He;
知识点02 元素周期表
1. 发展历史
1869年,俄国化学家门捷列夫在前人研究基础上,编制出第一张元素周期表;现代元素周期表按照原子序数(质子数)由小到大排序,目前共收录118种元素。联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。
2. 整体结构
(1).周期(横行):元素周期表共有7个横行,即7个周期。
规律:同一周期的元素,原子电子层数相同;从左到右,原子序数、质子数依次增大,元素从金属逐步过渡到非金属,最终以稀有气体结尾。
(2).族(纵行):共有18个纵行,16个族(第8、9、10三个纵行合并为一个族)。
规律:同一主族的元素,原子最外层电子数相同,化学性质相似;从上到下,电子层数依次增多。
(3). 单元格信息(必考)
元素周期表中每一小格包含4项核心信息:
①.左上角数字:原子序数 = 质子数 = 核电荷数 = 核外电子数;
②.中间汉字:元素名称,可根据偏旁判断元素类别;
③.中间字母:元素符号;
④.下方数字:相对原子质量,单位为“1”,通常省略,不能标注g、kg。。
【特别提醒】
1.原子序数=质子数是核心等量关系,结合原子结构、相对原子质量计算常联合考查。
2.相对原子质量无质量单位,题目中出现“相对原子质量为XX克”均为错误说法。
3.最外层电子数决定元素化学性质,因此同主族元素化学性质相似,是推断题重要依据。
4.周期数 = 原子的电子层数,可根据周期判断原子电子层数目。
【例2】如图是几种元素在元素周期表中的部分信息。下列说法不正确的是
A.氧原子的质子数为16
B.磷属于非金属元素
C.氯的相对原子质量为35.45
D.X元素与磷、氯元素位于同周期,与氧元素位于同一族
【答案】A
【分析】元素周期表每个单元格的信息规则:左上角数字为原子序数,满足原子序数=核内质子数;中间汉字为元素名称,可判断元素类别;最下方数字为相对原子质量;同横行元素为同周期,同纵列元素为同一族。
【详解】A、氧单元格左上角数字为8,即氧原子质子数为8,不是16,错误。
B、磷为“石”字旁,属于非金属元素,正确。
C、氯单元格最下方数字为35.45,即氯的相对原子质量为35.45,正确。
D、X与磷、氯同横行,属于同周期;与氧同纵列,属于同一族,正确。
【即练3】1955年化学家将人工合成的一种新元素命名为“钔”,以此纪念门捷列夫在化学史上的巨大贡献,下图是钔元素在元素周期表中的信息。下列说法正确的是
A.钔原子的中子数为157 B.钔元素天然存在
C.钔原子的实际质量为258 D.钔属于非金属元素
【答案】A
【详解】A.钔原子质子数为101,相对原子质量为258,因此中子数为,表述正确;
B.题干明确说明钔是人工合成的新元素,天然不存在,表述错误;
C.258是钔的相对原子质量,并非原子的实际质量,表述错误;
D.钔的汉字带“钅”字旁,属于金属元素,表述错误。
【即练4】图中的①和②是氟元素和钙元素在元素周期表中的信息,A、B、C是3种粒子的结构示意图,请完成下列空白。
(1)钙属于___________(填“金属元素”或“非金属元素”)。
(2)A、B、C结构示意图中,属于同种元素的粒子是___________(填字母)。
(3)A粒子的化学性质与B、C中哪一种粒子的化学性质相似___________(填字母)。
【答案】(1)金属元素 (2)BC (3)B
【详解】(1)钙的元素名称带“钅”字旁,属于金属元素;
(2)元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称,B、C的质子数均为17,属于同种元素;
(3)粒子的化学性质主要由最外层电子数决定,最外层电子数相同则化学性质相似,A最外层电子数为7,B最外层电子数也为7,二者化学性质相似;
1.钼因耐高温、硬度大,常用于制造火箭发动机喷管。钼元素在元素周期表中的信息如图,下列有关钼元素的说法不正确的是
A.元素符号为Mo B.原子序数为42
C.相对原子质量为 D.原子中核外电子数为42
【答案】C
【详解】A. 元素名称右上角的符号为元素符号,则钼的元素符号为Mo,说法正确;
B. 元素名称左上角的数字表示原子序数,则钼的原子序数为42,说法正确;
C. 元素名称下方的数字表示相对原子质量,相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故钼的相对原子质量为95.95,说法错误;
D. 在原子中,质子数=原子序数=核外电子数,则钼原子中核外电子数为42,说法正确。
2.不锈钢的主要成分是铁、铬、镍,还包含有锰、碳等元素。其中属于非金属元素的是
A.铁 B.镍 C.锰 D.碳
【答案】D
【详解】可通过元素中文名称的偏旁判断元素类别:通常带“钅”字旁的元素(汞除外)属于金属元素,带“石”“气”“氵”偏旁的属于非金属元素。
铁、镍、锰的名称均带“钅”字旁,都属于金属元素;碳名称带“石”字旁,属于非金属元素,故选D。
3.近日,我国科学家在《Nature》期刊发表成果,绿色量子点使用磷化铟()替代含镉材料,其发光效率达18.7%,创世界纪录。镉在元素周期表中的部分信息和镉的原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.镉属于非金属元素 B.镉在化学反应中易得到电子
C.镉位于元素周期表第五周期 D.镉的相对原子质量为
【答案】C
【详解】A. 镉的汉字带“钅”字旁,属于金属元素,错误。
B. 镉原子最外层电子数为2,小于4,在化学反应中易失去电子,错误。
C. 元素在周期表中的周期数等于其原子核外电子层数,镉原子核外共有5个电子层,因此位于第五周期,正确。
D. 相对原子质量的单位为“1”,通常省略不写,镉的相对原子质量为,而非,错误。
4.下列人物与其贡献不相符的是
A.门捷列夫——提出原子论 B.徐寿——新造元素的中文名称
C.拉瓦锡——发现燃烧本质 D.张青莲——测定相对原子质量
【答案】A
【详解】A.门捷列夫的贡献是发现元素周期律、编制元素周期表,提出原子论的是英国科学家道尔顿,错误。
B.徐寿是我国近代化学先驱,首创了钠、钾等诸多元素的中文命名,正确。
C.拉瓦锡通过定量实验推翻了燃素说,揭示了燃烧的本质是可燃物与氧气发生的氧化反应,正确。
D.张青莲院士主持测定了多种元素的相对原子质量,成果被国际原子量委员会正式采用,正确。
5.建立宏观、微观和符号三者之间的联系,是学习化学的重要思维方式。下列说法正确的是
A.图①表示一种金属元素
B.图②为碳原子的结构示意图,其电子数为4
C.图③中的x可能为7,也可能为8
D.图④中甲、乙元素的化学性质不相似
【答案】C
【详解】A.硒元素名称带“石”字旁,属于非金属元素,错误。
B.碳原子的核外总电子数等于质子数,为,4仅为其最外层电子数,错误。
C.图③微粒质子数为17,对应氯元素:若为氯原子,核外电子数等于质子数,;若为氯离子(氯原子得1个电子形成),最外层达8电子稳定结构,,因此x可能为7或8,正确。
D.图④中甲是氦()、乙是氩(),均为稀有气体元素,最外层都达到稳定结构,化学性质相似,错误。
6.应用比较与分类法可对目前约2.79亿种物质进行分类,例如,单质的分类依据是其纯净物
A.结构是否相同 B.分子组成是否相同
C.颜色是否相同 D.元素组成是否相同
【答案】D
【详解】A.金刚石和石墨都是碳单质,二者结构不同但都属于单质,结构不是分类依据,错误。
B.由原子直接构成的单质不存在分子,分子组成不是分类依据,错误。
C.气态氧气无色、液态氧呈淡蓝色,二者都是由氧元素组成的单质,颜色属于物理性质,不能作为分类依据,错误。
D.是否由一种相同的元素组成,是判断纯净物是否为单质的核心依据,正确。
7.如图为元素周期表第三周期的一部分。据此判断下列说法中正确的是
A.Si元素的名称是硅,其核电荷数为14
B.镁原子的核外电子排布是
C.Al的相对原子质量是26.98g
D.钠原子得到1个电子后形成Na+
【答案】A
【详解】A.元素周期表单元格左上角数字为原子序数,原子中原子序数=核电荷数,Si的原子序数为14,对应名称为硅,描述正确。
B.核外电子排布规则为第n层最多容纳个电子,第二层最多容纳8个电子,图示第二层有10个电子,排布本身错误;且镁原子核外电子排布应为2、8、2,描述错误。
C.相对原子质量的单位为“1”,通常省略不写,不是g,描述错误。
D.钠原子最外层电子数为1,易失去1个电子形成带1个单位正电荷的,描述错误。
8.劣质玩具表面涂层含有,元素周期表中铅元素的相关信息如图所示,据此可知
A.铅原子的相对原子质量为207.2 g
B.铅原子的中子数为82
C.的核外电子数为80
D.铅属于非金属元素
【答案】C
【分析】元素周期表单元格中,左上角数字为原子序数,原子满足,下方数字为相对原子质量,单位为“1”,通常省略。
【详解】A.相对原子质量单位是“1”,不是g,错误。
B.,82是铅的质子数而非中子数,错误。
C.铅原子核外电子数为82,是铅原子失去2个电子形成的阳离子,核外电子数为,正确。
D.铅带“钅”字旁,属于金属元素,错误。
9.下列示意图中,大小和颜色不同的小球分别表示不同元素的原子,其中表示化合物的是
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】首先明确物质分类的微观判断规则:
1.纯净物由一种微粒(分子或原子)构成,混合物由多种微粒(分子或原子)构成
2. 单质是纯净物中,分子仅由同种原子构成的物质;化合物是纯净物中,分子由不同种原子构成的物质。
【详解】A.仅含有1种分子,且每个分子由两种不同的原子构成,符合化合物的微观特征,正确。
B.含有2种不同的分子,属于混合物,错误。
C.仅含有1种分子,但分子全部由同种(白色)原子构成,属于单质,错误。
D.仅含有1种分子,但分子全部由同种(黑色)原子构成,属于单质,错误。
10.如图是铝元素和硅元素在元素周期表中的信息及其原子结构示意图。下列说法中,正确的是
A.两种元素都属于金属元素 B.铝原子在化学反应中易得电子
C.硅的相对原子质量为 D.两种元素都位于元素周期表第三周期
【答案】D
【详解】A.铝属于金属元素,硅带“石”字旁,属于非金属元素,该说法错误。
B.铝原子最外层电子数为3,小于4,在化学反应中易失去电子,而非得电子,该说法错误。
C.相对原子质量的单位为“1”,通常省略不写,不是,硅的相对原子质量为28.08,该说法错误。
D.元素所在周期数等于其原子核外电子层数,铝、硅原子的核外均有3个电子层,因此都位于元素周期表第三周期,该说法正确。
11.元素
(1)概念:质子数(即________)相同的一类原子的总称。
(2)分类
(3)含量:地壳中含量居于前四位的元素依次为_______。
(4)符号
①书写原则:元素符号只用一个字母表示时必须大写;用两个字母表示的元素符号,第一个字母必须________,第二个字母必须________。
②表示意义
宏观
微观
把上面的填空补充完整:①_______;②_______;③_______;④_______。
特别提醒
①不同种元素的本质区别是________(或________)不同。
②元素属于宏观概念,只讲种类,不讲个数。
人物成就:我国近代化学启蒙者徐寿参与翻译《化学鉴原》,对元素进行命名。
【答案】 核电荷数 氧、硅、铝、铁(或O、Si、Al、Fe) 大写 小写 铁元素 铁这种物质 铁原子 一个铁原子 质子数 核电荷数
【详解】元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
地壳中含量居于前四位的元素依次为氧、硅、铝、铁(或O、Si、Al、Fe)。
①元素符号只用一个字母表示时必须大写;用两个字母表示的元素符号,第一个字母必须大写,第二个字母必须小写。
②宏观:Fe表示铁元素,表示铁这种物质。
微观:Fe表示铁原子,一个铁原子,
特别提醒:①不同种元素的本质区别是质子数(或核电荷数)不同。
12.元素周期表
(1)1869年,俄国化学家________编制出第一张元素周期表。
(2)横行(周期):每一个横行叫作一个周期,共7个周期。
(3)纵列(族):每一个纵列叫作一个族,共18个纵列、16个族(8、9、10三个纵列共同组成一个族)。
(4)元素周期表一格的信息
特别提醒:原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数。
【答案】门捷列夫
【详解】1869年,俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。
13.“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。
(1)图1是两个微粒的结构模型示意图,这两个微粒_______(填“属于”或“不属于”)同种元素。
(2)由图2可知,铁的相对原子质量是_______。
(3)图3是几个粒子的结构示意图,回答下列问题:
①a为某原子的结构示意图,其中m的值为_______。
②上述粒子中,属于阴离子的离子符号是_______。
【答案】(1)不属于
(2)55.85
(3) 16 Cl-
【详解】(1)元素是质子数(或核电荷数)相同的一类原子的总称,图1两个微粒的质子数分别为1、2,质子数不同,因此不属于同种元素;
(2)元素周期表单元格中,元素名称下方的数字即为对应元素的相对原子质量,因此铁的相对原子质量为55.85;
(3)①在原子中,质子数=核外电子总数,a为原子,因此;
②d粒子中质子数小于核外电子数,表示阴离子,质子数=原子序数,d粒子的质子数为17,17号元素是氯元素,则该粒子是氯离子,氯离子是氯原子得到1个电子后形成的,从而带上1个单位的负电荷,故氯离子表示为:。
14.在一部优秀的化学纪录片《门捷列夫很忙》中,详细并有趣地介绍了原子和元素的很多知识。请回答下列问题:
(1)下列科学家与原子结构发现史有关的是___________(填字母代号,下同)
a.道尔顿 b.卢瑟福 c.拉瓦锡 d.汤姆森 e.侯德榜
(2)如图是四种粒子的结构示意图,请回答下列问题。
①以上四种粒子的结构示意图中,属于同种元素的粒子是___________;
属于离子结构示意图的是___________。
②以上四种粒子中,与A化学性质相似的是___________。
③B的元素符号是___________。
④原子在变成离子后,没有发生变化的是___________。
a.化学性质 b.原子质量 c.质子数 d.元素种类 e.最外层电子数
【答案】(1)abd
(2) AB B C F bcd
【详解】(1)a.道尔顿:提出近代原子学说,认为原子是不可再分的实心球体。
b.卢瑟福:通过α粒子散射实验,提出原子核式结构模型。
c. 拉瓦锡的贡献是测定空气组成、提出质量守恒定律。
d.汤姆森:发现电子,提出“葡萄干面包式”原子结构模型。
e.侯德榜的贡献是发明“侯氏制碱法”。
故填:abd。
(2)①元素的种类由质子数决定,A和B的质子数均为9,属于同种元素;
离子的判断依据是质子数≠核外电子数,B的质子数为9,核外电子数为10,带1个单位负电荷,A、C、D的质子数=核外电子数,均为原子。
②元素的化学性质主要由最外层电子数决定。A的最外层电子数为7,C的最外层电子数也为7,因此二者化学性质相似。
③B的质子数为9,对应的元素是氟,元素符号为F。
④原子在变成离子后,质子数不变,所以元素种类不变,原子质量也基本不变,但由于最外层电子数发生了变化,所以化学性质发生了改变。
15.图一是锶元素在周期表中的信息,图二是几种粒子的结构示意图。请回答:
(1)图一中锶原子的核外电子数为___________。
(2)③表示的元素在周期表中排在第___________ 周期。
(3)已知同一周期中,原子的半径随原子中质子数的递增依次减小;同一族中,原子的半径随原子中质子数的递增依次增大。有关图三的说法,正确的有___________ (填字母)。
A.原子序数:X>Y>Z
B.X和Y元素的原子具有相似的化学性质
C.X和Y处于同一周期
D.原子半径:Y>Z
【答案】(1)38 (2)三/3 (3)BD
【详解】(1)根据元素周期表的信息可知,左上角的数字表示原子序数,则锶的原子序数为38,原子中原子序数=核外电子数,因此锶原子的核外电子数为38。
(2)周期数=原子的核外电子层数,③是镁离子,对应的镁原子核外有3个电子层,因此位于第三周期。
(3)A、在同一主族中,从上到下,原子序数逐渐增大,同一周期,从左到右,原子序数依次递增,根据图三位置可知:X在第二周期,与第三周期的Y同主族,Z和Y同周期且在Y右侧,则三种原子的原子序数关系为Z>Y>X,故选项说法不正确。
B、同主族元素最外层电子数相同,则X和Y元素的原子化学性质相似,故选项说法正确。
C、X在第二周期、Y在第三周期,不属于同一周期,故选项说法不正确。
D、同周期原子半径随质子数递增而减小,Y质子数小于Z,故原子半径Y>Z,故选项说法正确。
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1. 理解元素的概念,明确质子数是决定元素种类的唯一依据,区分元素与原子的概念、用法;
2. 掌握元素的分类方法,结合汉字偏旁识别金属、非金属、稀有气体元素,熟记地壳中元素含量排名;
3. 牢记元素符号书写规则(一大二小),掌握元素符号的宏观、微观两层含义,能规范书写常用元素符号;
4. 了解单质、化合物的定义,能根据元素种类区分两类纯净物;
5. 认识元素周期表,掌握周期、族的划分规律,能从单元格中读取原子序数、元素符号、名称、相对原子质量等信息;
6. 了解元素周期表的发展历史,体会科学家的探究精神。
预习重点
1. 元素的概念,元素与原子的区别和联系;
2. 元素符号的书写规范与符号含义;
3. 元素周期表单元格信息解读、周期与族的基本规律。
预习难点
1. 宏观元素与微观原子的用语辨析(物质组成、粒子描述的规范表达);
2. 元素符号前加数字后的含义变化;
3. 结合原子结构,理解同周期、同主族元素的性质规律。。
情|境|启|思
我们的先人在战国时期就提出了“金、木、水、火、土”是组成世界万物的亘古不变的基本成分——元素。《尚书·洪范》的记载:据《尚书·洪范》记载:“鲧堙洪水,汩陈其五行……一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。”这是关于五行观念最早的文献记载。
在古希腊,则有人认为“水、火、土、气”是组成世界万物的元素“四元素说”的首倡者是哲学家阿那克西曼德。他在水、气和土之外,又加上第四元素火,将四者共称为“四元素”。
生活中我们经常看到牛奶、钙片、保健品的营养标签上标注“钙、钠、铁、锌”,日常也常听到“补钙、补铁”的说法。早在古代,中外先贤就提出了朴素的元素学说,我国古代有“五行学说”,古希腊提出“四元素说”,但这些都不是现代化学意义上的元素。随着人类对物质认识的逐步深入,发现古人所提出的“元素”仍然是可变的,名不符实。那么,组成世界万物的基本成分——元素究竟是什么呢?
结合生活常识与化学知识,思考以下问题:
1.营养标签里的“钙、钠”指分子、原子还是元素?为什么不能直接说成钙原子、钙分子?
2.碳-12、碳-13、碳-14三种原子中子数不同,为什么都统称为碳元素?
3.国际上统一用字母表示元素,书写元素有什么固定规则?单独的元素符号和符号前加数字,含义一样吗?
4.元素周期表将上百种元素有序排列,表格中每一格能读出哪些关键信息?同行、同列的元素存在哪些规律?
深|研|精|炼
知识点01 元素与元素符号
1. 元素的定义
化学上规定:具有相同 (即核电荷数)的一类原子的总称。
核心关键点: 决定元素种类,质子数相同的原子(包括对应的离子),属于同一种元素;中子数、电子数不同,不影响元素种类。
举例:碳-12、碳-13、碳-14原子质子数均为6,都属于 ;钠原子和钠离子质子数都是11,二者都属于 。
2. 元素与原子的对比
对比维度
元素
原子
概念
质子数相同的一类原子的总称(宏观概念)
化学变化中的最小粒子(微观概念)
描述范围
描述物质宏观组成,只讲种类,不讲个数
描述物质微观构成,既讲种类,又讲个数
应用示例
水由 组成
一个水分子由 构成
联系
元素是一类原子的总称,原子是构成元素的基本个体
3. 元素的分类
根据元素名称汉字的偏旁部首,结合性质分为三类:
(1)金属元素:名称一般带“钅”字旁(汞除外, 为液态金属),如钠、镁、铁、铜;
(2) 元素:名称带“气” “氵” “石”字旁,如氧、氢、硫、溴;
(3) 元素:均为“气”字旁,位于元素周期表最右侧,化学性质极稳定,如 。
4. 元素的自然界分布
地壳中元素含量(按质量分数由高到低): 。
补充:空气中含量最高的元素是 ;人体中含量最高的元素是 。
5. 纯净物分类(按元素种类划分)
单质:由 组成的纯净物,如氧气、铁、氦气、金刚石;
化合物:由 组成的纯净物,如水、二氧化碳、氯化钠。
【特别提醒】
1.区分元素和原子是高频易错点:描述物质“组成”用元素,描述物质“构成”用分子、原子、离子,严禁混用。例:不能说“水由两个氢元素和一个氧元素组成”。
2.同种元素可以组成不同单质,如氧气(O2)和臭氧(O3),二者混合后属于混合物。
3.偏旁判断元素类别仅适用于中文名称,汞是特殊的金属元素,没有“钅”旁,需要单独记忆。
4.元素是宏观概念,化学变化前后,元素种类、原子种类均保持不变。
6.元素符号的书写规则
国际上统一采用元素拉丁文名称首字母表示,严格遵循 原则:
(1).由一个字母表示的元素,字母必须 :如H(氢)、O(氧)、C(碳);
(2).由两个字母表示的元素,第一个字母 ,第二个字母 :如Cu(铜)、Ca(钙)、Na(钠)。
7. 元素符号的含义
(1).两层基本含义(单个元素符号)
宏观:表示一种元素;
微观:表示该元素的 。
示例:O 宏观表示 ,微观表示 。
(2).特殊含义:由原子直接构成的物质(金属、稀有气体、部分固态非金属),元素符号还可以直接表示 。
示例:Fe 表示 、一个 、铁这种 ;He 表示 、一个 、 。
(3).符号前加数字:只具有微观含义,仅表示原子个数,不再表示元素。
示例:2 H 只表示 ,不能表示 。
【特别提醒】
1.书写元素符号时,大小写必须规范,如Co(钴)和CO(一氧化碳)含义完全不同,书写错误会造成歧义。
2.元素符号前的数字仅表示原子数目,这是考试必考题型,注意区分宏观、微观意义。
3.牢记前20号元素名称与符号,是化学学习的基础。
【例1】嫦娥六号探测器钻杆主体采用铝基碳化硅材料。铝、碳、硅属于不同种元素,其本质区别是
A.核外电子数不同 B.质子数不同
C.中子数不同 D.相对原子质量不同
【即练1】宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的特点,下列说法正确的是
A.分子、原子、离子都不带电
B.原子得失电子后质量几乎不变,化学性质也不变
C.元素符号“H”表示氢元素,还表示氢元素的一个原子
D.不同种元素最本质的区别是中子数不同
【即练2】化学用语是国际通用语言。请用化学符号和数字表示:
(1)“”表示氧原子“”表示氮原子:________;________。
(2)两个氢离子________;氦气________。
知识点02 元素周期表
1. 发展历史
1869年,俄国化学家 在前人研究基础上,编制出第一张元素周期表;现代元素周期表按照原子序数(质子数) 排序,目前共收录 种元素。联合国将2019年定为“国际化学元素周期表年”。
2. 整体结构
(1). (横行):元素周期表共有 横行,即7个周期。
规律:同一周期的元素,原子 相同;从左到右,原子序数、质子数 ,元素从金属逐步过渡到 ,最终以 结尾。
(2). (纵行):共有 纵行, 族(第8、9、10三个纵行合并为一个族)。
规律:同一主族的元素,原子 相同,化学性质 ;从上到下,电子层数依次增多。
(3). 单元格信息(必考)
元素周期表中每一小格包含4项核心信息:
①.左上角数字:原子序数 = = = 核外电子数;
②.中间汉字: ,可根据偏旁判断元素类别;
③.中间字母: ;
④.下方数字: ,单位为“1”,通常省略,不能标注g、kg。。
【特别提醒】
1.原子序数=质子数是核心等量关系,结合原子结构、相对原子质量计算常联合考查。
2.相对原子质量无质量单位,题目中出现“相对原子质量为XX克”均为错误说法。
3.最外层电子数决定元素化学性质,因此同主族元素化学性质相似,是推断题重要依据。
4.周期数 = 原子的电子层数,可根据周期判断原子电子层数目。
【例2】如图是几种元素在元素周期表中的部分信息。下列说法不正确的是
A.氧原子的质子数为16
B.磷属于非金属元素
C.氯的相对原子质量为35.45
D.X元素与磷、氯元素位于同周期,与氧元素位于同一族
【即练3】1955年化学家将人工合成的一种新元素命名为“钔”,以此纪念门捷列夫在化学史上的巨大贡献,下图是钔元素在元素周期表中的信息。下列说法正确的是
A.钔原子的中子数为157 B.钔元素天然存在
C.钔原子的实际质量为258 D.钔属于非金属元素
【即练4】图中的①和②是氟元素和钙元素在元素周期表中的信息,A、B、C是3种粒子的结构示意图,请完成下列空白。
(1)钙属于___________(填“金属元素”或“非金属元素”)。
(2)A、B、C结构示意图中,属于同种元素的粒子是___________(填字母)。
(3)A粒子的化学性质与B、C中哪一种粒子的化学性质相似___________(填字母)。
1.钼因耐高温、硬度大,常用于制造火箭发动机喷管。钼元素在元素周期表中的信息如图,下列有关钼元素的说法不正确的是
A.元素符号为Mo B.原子序数为42
C.相对原子质量为 D.原子中核外电子数为42
2.不锈钢的主要成分是铁、铬、镍,还包含有锰、碳等元素。其中属于非金属元素的是
A.铁 B.镍 C.锰 D.碳
3.近日,我国科学家在《Nature》期刊发表成果,绿色量子点使用磷化铟()替代含镉材料,其发光效率达18.7%,创世界纪录。镉在元素周期表中的部分信息和镉的原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是
A.镉属于非金属元素 B.镉在化学反应中易得到电子
C.镉位于元素周期表第五周期 D.镉的相对原子质量为
4.下列人物与其贡献不相符的是
A.门捷列夫——提出原子论 B.徐寿——新造元素的中文名称
C.拉瓦锡——发现燃烧本质 D.张青莲——测定相对原子质量
5.建立宏观、微观和符号三者之间的联系,是学习化学的重要思维方式。下列说法正确的是
A.图①表示一种金属元素
B.图②为碳原子的结构示意图,其电子数为4
C.图③中的x可能为7,也可能为8
D.图④中甲、乙元素的化学性质不相似
6.应用比较与分类法可对目前约2.79亿种物质进行分类,例如,单质的分类依据是其纯净物
A.结构是否相同 B.分子组成是否相同
C.颜色是否相同 D.元素组成是否相同
7.如图为元素周期表第三周期的一部分。据此判断下列说法中正确的是
A.Si元素的名称是硅,其核电荷数为14
B.镁原子的核外电子排布是
C.Al的相对原子质量是26.98g
D.钠原子得到1个电子后形成Na+
8.劣质玩具表面涂层含有,元素周期表中铅元素的相关信息如图所示,据此可知
A.铅原子的相对原子质量为207.2 g
B.铅原子的中子数为82
C.的核外电子数为80
D.铅属于非金属元素
9.下列示意图中,大小和颜色不同的小球分别表示不同元素的原子,其中表示化合物的是
A. B. C. D.
10.如图是铝元素和硅元素在元素周期表中的信息及其原子结构示意图。下列说法中,正确的是
A.两种元素都属于金属元素 B.铝原子在化学反应中易得电子
C.硅的相对原子质量为 D.两种元素都位于元素周期表第三周期
11.元素
(1)概念:质子数(即________)相同的一类原子的总称。
(2)分类
(3)含量:地壳中含量居于前四位的元素依次为_______。
(4)符号
①书写原则:元素符号只用一个字母表示时必须大写;用两个字母表示的元素符号,第一个字母必须________,第二个字母必须________。
②表示意义
宏观
微观
把上面的填空补充完整:①_______;②_______;③_______;④_______。
特别提醒
①不同种元素的本质区别是________(或________)不同。
②元素属于宏观概念,只讲种类,不讲个数。
人物成就:我国近代化学启蒙者徐寿参与翻译《化学鉴原》,对元素进行命名。
12.元素周期表
(1)1869年,俄国化学家________编制出第一张元素周期表。
(2)横行(周期):每一个横行叫作一个周期,共7个周期。
(3)纵列(族):每一个纵列叫作一个族,共18个纵列、16个族(8、9、10三个纵列共同组成一个族)。
(4)元素周期表一格的信息
特别提醒:原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数。
13.“宏观辨识与微观探析”是化学学科的核心素养之一。在宏观、微观和符号之间建立联系是化学学科的重要思维方式。
(1)图1是两个微粒的结构模型示意图,这两个微粒_______(填“属于”或“不属于”)同种元素。
(2)由图2可知,铁的相对原子质量是_______。
(3)图3是几个粒子的结构示意图,回答下列问题:
①a为某原子的结构示意图,其中m的值为_______。
②上述粒子中,属于阴离子的离子符号是_______。
14.在一部优秀的化学纪录片《门捷列夫很忙》中,详细并有趣地介绍了原子和元素的很多知识。请回答下列问题:
(1)下列科学家与原子结构发现史有关的是___________(填字母代号,下同)
a.道尔顿 b.卢瑟福 c.拉瓦锡 d.汤姆森 e.侯德榜
(2)如图是四种粒子的结构示意图,请回答下列问题。
①以上四种粒子的结构示意图中,属于同种元素的粒子是___________;
属于离子结构示意图的是___________。
②以上四种粒子中,与A化学性质相似的是___________。
③B的元素符号是___________。
④原子在变成离子后,没有发生变化的是___________。
a.化学性质 b.原子质量 c.质子数 d.元素种类 e.最外层电子数
15.图一是锶元素在周期表中的信息,图二是几种粒子的结构示意图。请回答:
(1)图一中锶原子的核外电子数为___________。
(2)③表示的元素在周期表中排在第___________ 周期。
(3)已知同一周期中,原子的半径随原子中质子数的递增依次减小;同一族中,原子的半径随原子中质子数的递增依次增大。有关图三的说法,正确的有___________ (填字母)。
A.原子序数:X>Y>Z
B.X和Y元素的原子具有相似的化学性质
C.X和Y处于同一周期
D.原子半径:Y>Z
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