4.1.2元素周期表+核素、同位素课件 2026-2027学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

该高中化学课件围绕元素周期表展开，涵盖其发展历程、编排规则、周期与族结构、元素推断应用及核素、同位素概念。课堂导入通过问题引发思考，结合门捷列夫周期表历史，以原子结构为支架，连接周期族规则与元素推断，形成连贯知识脉络。 其亮点在于通过问题导学、规律总结和实例应用，培养科学思维与化学观念。如归纳周期元素种数规律2×n²，用0族定位法建构元素推断模型，帮助学生建立物质结构决定性质的观念。学生能系统掌握规律提升推断能力，教师可借助结构化框架提高教学效率。

元素周期表 第四章 物质结构 元素周期律 作者编号：35005 作者编号：35005 化学元素种类繁多，怎么归类处理能方便我们学习研究它们呢？ 新课导入 元素周期表的发展历程 诞生 依据 意义 1869年，俄国化学家 门捷列夫 编制出第一张元素周期表 揭示了元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一 发展 元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满 现行 编排依据：相对原子质量 → 核电荷数，形成现行的元素周期表 按相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵列 新课导入 问题导学 [问题思考1]什么是原子序数? 原子序数与原子结构有什么关系? [问题思考2]元素周期表中排列方式（横行、纵列）与原子结构有什么关系？ 原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 01 元素周期表的编排规则 横行（7个)——元素电子层数相同，原子序数从左到右依次递增……周期 纵列（18个）——元素原子最外层电子数相同，自上而下电子层数递增……族 相对原子质量是否递增呢？ 【思考】元素周期表中排列方式（横行、纵列）与原子结构有什么关系？ 01 元素周期表共有7个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有7个周期。 短周期 长周期 元素种数 2种 8种 8种 18种 18种 32种 32种 稀有气体原子序数 2 10 18 36 54 86 118 元素周期表的结构——周期 镧系元素共15 种元素 锕系元素共15 种元素 01 如果将来第八、九周期的元素陆续被发现，请预测这两个周期各有多少种元素，其中稀有气体的原子序数分别是多少？ 第八、九周期各含有50种元素 第八周期稀有气体元素的原子序数：168 第九周期稀有气体元素的原子序数：218 2×52 周期序数 元素种数 规律 1 2 2、3 8 4、5 18 6、7 32 8、9 2×12 2×22 2×32 50 2×42 2×52 问题导学 01 类别 周期序数 起止元素 包括 元素种数 核外 电子层数 稀有气体 原子序数 位置与结 构的关系 1 H～He 2 Li～Ne 3 Na～Ar 4 K～Kr 5 Rb～Xe 6 Cs～Rn 7 Fr～118号 2 1 2 8 2 10 8 3 18 18 4 36 18 5 54 32 6 86 32 7 118 ＝ 1H ~ 2He 3Li ~ 10Ne 11Na ~ 18Ar 19K ~ 36Kr 37Rb ~ 54Xe 55Cs ~ 86Rn 87Fr ~ 118Og 短周期 长周期 元素周期表的结构——周期 观察元素周期表,将相关内容填写在表中,并思考周期序数与原子核外电子层数有什么关系？ 结论：1、周期序数=电子层数 2、同一周期的元素具有相同的电子层数 周期序数 原子核外 电子层数 01 主族 副族 0族 注意:第Ⅷ族，包括第8、9、10 纵行 七主(A)七副(B)八(Ⅷ)零族(0)，共有 16个族 元素周期表共有18个纵列，每一纵列称为一个族，（8、9、10三个纵列为一族） 元素周期表的结构——族 VIII族也属于副族 01 元素周期表有___个纵行，它们被划分为___个族。 18 16 族 主族 (A) 副族 (B) 纵行序数： 符号表示： ⅠA 1 2 13 14 15 16 17 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 纵行序数： 符号表示： 3 4 5 6 7 11 12 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 0族： 第18纵行(稀有气体元素) 第Ⅷ族： 第8、 9、 10纵行，用Ⅷ表示 一主二主三七副，Ⅷ族三列紧排布，一副二副三七主，最后一列是零族。 元素周期表的结构——族 除9、10、18纵行(列序)外，族序数 = 列序数个位数。(记忆方法) 01 ①过渡元素最外层电子数一般不等于族序数， 最外层电子数只有1～2个（46号Pd是18个）。 ②最外层电子数为3、4、5、6、7的元素一定是主族元素； 最外层电子数 为1或2的元素可能是主族、副族或0族(He)元素。 主族序数 ＝最外层电子数 ＝最高正化合价(O、F 除外） 最外层电子数与主族序数的关系? 元素周期表的结构——族 01 常见族的元素的别称 族 周期族 ⅠA 1 0 18 1 ⅡA 2 ⅢA 13 ⅣA 14 ⅤA 15 ⅥA 16 ⅦA 17 2 3 ⅢB 3 ⅣB 4 ⅤB 5 ⅥB 6 ⅦB 7 Ⅷ ⅠB 11 ⅡB 12 8 9 10 4 5 6 7 碱金属元素 卤族元素 稀有气体元素 过渡元素（过渡金属） 氧族元素 氮族元素 碳族元素 除H元素外，1~12列都是金属元素 沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、砹的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。 01 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB Ⅷ 0 镧 锕 元素种类 2 10 18 36 54 86 118 铝 2 8 8 18 18 32 32 元素周期表排布规律 01 元素周期表的方格信息解读 原子序数 相对原子质量 元素符号 元素名称 U 铀 5f36d17s2 238.0 元素符号，红色指放射性元素 价层电子排布，括号指可能的电子排布 相对原子质量（加括号的数据为该放射性元素半衰期最长同位素的质量数） 原子序数 元素名称注*的是人造元素 拓展： 元素周期表中每一个格都标有元素的基本信息 01 7 7 18 一、二、三 16 四、五、六、七 8,9,10 7 7 1 1 18 8 2 过渡元素 七主七副零八族 三短四长 课堂小结 1. 在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三个纵列，而其他族只有一个纵列， 故第Ⅷ族元素种类最多，这种判断对吗？ 2. 同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差一定为“1”吗？ 错误 32种 1 11 25 不一定 含元素种数最多的族是 第IIIB族 (包括镧系、锕系元素和钪、钇共32种) 第二、三周期元素，原子序数差为1 第四、五周期元素，原子序数差为11 第六、七周期元素，原子序数差为25 元素周期表在元素推断中的应用 02 3. 同主族相邻两元素原子序数差 2 8 8 18 18 32 8 8 18 18 32 32 元素种数 2种 8种 8种 18种 18种 32种 32种 元素周期表在元素推断中的应用 ①若为ⅠA、ⅡA族元素， 则原子序数差等于上周期元素所在周期的元素种类数，即y=x+m ； ②若为ⅢA族至0族元素， 则原子序数差等于下周期元素所在周期的元素种类数，即y=x+n 。 02 例：甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素 (其中甲在上一周期)， 若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是___________________________。 x＋2、x＋8、x＋18、x＋32 元素周期表在元素推断中的应用 02 4. 应用：元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断 (1)元素的位置与原子结构的关系 第2周期 ⅢA族 第3周期 ⅥA族 N在周期表中的位置是_____________ 第2周期VA族 第3周期 IVA族的元素是_______ Si 元素周期表在元素推断中的应用 02 （2）由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法： 比大小定周期, 求差值定族数 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 所在周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 例：推算原子序数为52的元素在周期表中的位置 36 < 52 < 54 第五周期 52 - 54 = -2 第VIA族 练一练：推算原子序数为 22，33，82，90的元素在周期表中的位置 第22号元素： 第33号元素： 如82号元素： 如90号元素： 22－18＝+4，第四周期，第ⅣB族 33－36＝- 4，第四周期，第ⅤA族 2 10 18 36 54 86 118 90－86＝+4，第七周期第IIIB族 82－86＝- 4，第六周期第IVA族 （3）利用“阴上阳下”推断原子序数的关系 具有相同电子层结构的离子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、dMn－， … … 则它们的原子序数关系为a>b>d>c a-(n+1) = b-n = c+(n+1) = d+n cZ dM bY aX 阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； 阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 相同电子层 元素周期表在元素推断中的应用 在周期表中位置关系为 02 【例1】已知某主族元素的原子结构示意图如下，判断其位于第几周期？第几族？ ⑴原子结构定元素位置 短周期主族元素 电子层数=周期序数 最外层电子数=主族序数 常见题型 元素周期表在元素推断中的应用 02 ⑵零族定位 常见题型 【例2】 (1)第17号元素位于第________周期________族。 (2)56号元素位于第________周期________族。 (3)114号元素位于第________周期________族。 根据0族元素原子序数判断周期数 根据差值确定族序数 元素周期表在元素推断中的应用 2 10 18 36 54 86 118 02 3. 下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是 ( 　) 35 36 37 × 38 37 √ 27 45 × C × 注：先定周期，再定同族上下两元素原子序数差 ⑶十字定位 常见题型 元素周期表在元素推断中的应用 02 4.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数。表中数字所对应的元素与他们所在 周期表中的位置相符的是( 　) A B C D D 元素周期表在元素推断中的应用 ⑶十字定位 常见题型 注：先定周期，再定同族上下两元素原子序数差 02 A B x ------m种 -----n种 x + m x + n 第ⅠA、ⅡA： 下层原子序数=上层原子序数+上层元素种数 第ⅢA-----0族： 下层原子序数=上层原子序数+下层元素种数 5. A、B两种元素，A的原子序数为a，如果A和B同在第ⅣA族， 当B的周期数大于A的周期数时，B的原子序数不可能为(　　) A．a＋2 B．a＋8 C．a＋26 D．a＋18 A 元素周期表在元素推断中的应用 02 6．X、Y、Z是短周期三种元素，它们在周期表中的位置如图所示，试回答： (1)X元素单质的化学式是________。 (2)Z元素的原子结构示意图为_______。 (3)Y在元素周期表中的位置是 ______________ He He 一 二 三 F S +16 2 8 6 第二周期，第ⅦA族 元素周期表在元素推断中的应用 02 7．短周期元素A、B、C的位置如右图所示。已知B、C两种元素的原子序数之和是 A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别 。 O、P、Cl 8.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z，则 这五种元素的核电荷数之和为 (　　) A. 5z＋10 B. 5z C. 5z＋14 D. 5z＋16 z 二 三 四 8 8 18 Z-1 Z+1 Z-8 Z+18 A 元素周期表在元素推断中的应用 02 9.A、B、C、D、E五种主族元素在元素周期表中的位置如图所示， 已知E的 原子序数为X，则五种元素的原子序数之和不可能为 (　　) A .5X B .5X+10 C . 5X+14 D. 5X+25 D X X+1 X—1 ① 若为2、3、4周期元素 则A为X-18，C为X+18。 五种元素的原子序数之和为5X+14 五种元素的原子序数之和为5X 则A为X-8，C为X+18。 8 8 18 ⅢA →ⅦA ② 若为3、4、5周期元素 8 18 18 ③若为4、5、6周期元素 18 18 32 五种元素的原子序数之和为5X+10 则A为X-18，C为X+32。 元素周期表在元素推断中的应用 02 请同学们观察元素周期表中标有元素的信息有什么不同？ 元素周期表的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量等 。 根据需要，有的周期表方格中还标有质量数等信息 图片中H的质量数为什么有3 个呢？ 核素 03 请同学们分组讨论下列图片中的微粒是同一种元素吗？为什么？ 二、核素 同位素 都是氢元素 核素 元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称 →(元素由质子数决定) 注意： ①元素只论种类, 不讲个数。 ②元素组成宏观物质 ③同种元素的原子质子数相同，中子数不一定相同 03 X Z A 每种原子就是一种核素， 核素：具有一定数目的质子数和一定数目的中子数的一种原子 核素 原子既讲种类又讲个数。 03 表示核素要用原子符号： (一个质量数为A、质子数为Z的X原子) 1 1 1 0 1 2 点拨精讲： 如 11H 21H 31H就是氢元素的三种不同核素 C 13 6 C就是碳元素的三种不同核素 14 6 C 12 6 O 8 17 16 O 8 O 就是氧元素的三种不同核素 8 18 U 92 235 234 U 92 U 就是铀元素的三种不同核素 92 238 例题：4018Ar 4019K 4220Ca 4119K 4020Ca 4019K+ 其中有几种元素，几种核素？ 3种元素：氩、钾、钙 5种核素 03 绝大多数元素都包含多种核素， 简单理解：核素即一种原子 质子数相同而中子数不同的同一元素不同原子间的互称 氢元素的原子核 原子符号 () 原子名称 质子数 (Z) 中子数 (N) 1 0 1 1 1 2 氕 氘 氚 统称：氢元素 单称：核素 互称：同位素 H 1 1 或D H 2 1 或T H 3 1 同位素 同位素：同一元素的不同核素互称为同位素 {范畴: 原子} 03 氕氘氚为不同的核素， 他们都是氢元素， 氕氘氚互称为同位素。 ①大多数元素都有同位素。 16 O 8 17 O 8 18 O 8 C 12 6 C 13 6 C 14 6 (元素只有118种，原子却多得多) U 234 92 U 235 92 U 238 92 ②由同位素形成的“单质”混合在一起是纯净物 ③同位素之间的转化既不是物理变化也不是化学变化，是核反应 如:H2、D2、T2、HD等混合在一起，都是氢气，属纯净物 点拨精讲： 03 同位素的特征 (1) 、“同位”指的是在同期表中的位置相同(核外电子排布一样) (2)、相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全_______，物理性质_______。同位素的“六同三不同” 相同 不同 六 同 质子数相同 核电荷数相同 核外电子数相同 同一元素 位置相同 化学性质相同 三不同 中子数不同 质量数不同 物理性质不同 (3)、天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般__________ 不变 同位素 补充：相对原子质量 (4)实例:如氧有三种天然同位素分别为 　 　 　 则氧元素的=15.995×99.759%+16.999×0.037%+17.999×0.204%≈15.999； 近似值 ≈ 16×99.759%+17×0.037%+18×0.204% = 16.0045。 同位素 原子个数百分比 相对原子质量 近似相对原子质量 　 99.759% 15.995 16 　 0.037% 16.999 17 　 0.204% 17.999 18 同位素 03 同位素的应用 (1)14C在考古中推断文物的年代；医学上检测幽门螺旋杆菌 (2)2H、3H制造氢弹的原料； (3)235U核反应堆的燃料； (4)12C相对原子质量的标准原子 (5)放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。 (6)18O：示踪原子 化学与职业科技考古研究人员 在能源、农业、医疗、考古等方面都有重要应用。 同位素 03 例. 现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题： (1)它们分属____种元素，属于氢元素的核素有____种，属于铀元素的核素有____种，互为同位素的原子分别为____________、_______________。 (2)质量数相等的粒子有________、__________、________。(可不填满，也可补充) 7 3 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U 1H、1H＋ 40K、40Ca 14N、14C 当堂检测 03 知识总结：元素、核素、同位素、同素异形体 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 化学性质几乎相同，物理性质不同 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 O2、O3 项目 内容 1H 1 1H 2 1H 3 三种核素 1H 1 1H 2 1H 3 互称同位素 03 【思考】O2和O3互为同位素吗？H2O和D2O互为同位素吗？ O2和O3互为同素异形体； H2O和D2O为同种物质。 元素 核素1 核素n …… 互为同位素 同种元素形成 单质 单质1 单质n …… 互为同素异形体 点拨精讲： 03 (1)、同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全__________ (2)、同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全________ (3)、元素、核素、同位素、同素异形体的联系 相同 相同 核素 概念 元素 质子数（核电荷数）相同的一类原子的总称 核素 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 原子核 质子（Z） 中子（A-Z） 元素 决定 核素（1~n）互为同位素 核外电子（Z） 最外层电子数 决定元素的化学性质 核素 小结 决定 04 (1)通过化学变化可以实现 16O与 18O间的相互转化 ( 　) (2)核聚变如 HH→Hen，因为有新微粒生成， 所以该变化是化学变化( 　) (3)核反应 XHe → Yn中 X的相对原子质量为26 ( 　) (4) 235 g U发生Un → SrXe+1n， 净产生的n)数为10NA ( ) × × × × 1. 判断正误 9NA 当堂检测 03 核变化 核变化 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 D 当堂检测 03 3. 重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是( ) A. 氘(D) 原子核外有1个电子 B. 1H与D互称同位素 C. H2O与D2O互称同素异形体 D. 1H218O与D216O的相对分子质量相同 H 2 1 必须是单质 1✖2+18=20 2✖2+16=20 C 4. 11gD218O所含的中子的物质的量为（ ） A. 4.5mol B.5mol C.5.5mol D.6mol D 当堂检测 03 $