第2課時元素周期表核素[核心素養發展目標]1.通過了解元素周期表的結構(周期、族),認識原子結構與其在元素周期表中位置間的關系,培養“宏觀辨識與證據推理”的核心素養。2.通過了解核素的含義及符號和元素、核素、同位素的內含與外延,培養“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養。一、元素周期表的編排原則與結構1.原子序數(1)含義:按照元素在周期表中的順序給元素編號。(2)原子序數與元素的原子結構之間存在的關系:原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數。2.元素周期表的結構(1)編排原則(2)元素周期表的結構①周期的劃分思考1在現行周期表中第四、五、六、七周期均有18列,為什么第四、五周期各有18種元素,而第六、七周期各有32種元素?提示第六周期中有鑭系,共15種元素;第七周期中有錒系,共15種元素,比第四、五周期多出14種元素。②族的分類思考2在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三個縱列,而其他族只有一個縱列,故第Ⅷ族元素種類最多,這種判斷對嗎?提示這種判斷是錯誤的,元素種類最多的族為第ⅢB族,共32種元素(包括鑭系元素和錒系元素)。思考3同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序數差一定為“1”嗎?提示不一定。第二、三周期差1,第四、五周期差11,原因是中間隔10格副族元素,第六、七周期差25,原因是中間隔10格副族元素,且第ⅢB族一格為15種元素。③常見族的別稱族別稱第ⅠA族(除氫外)堿金屬元素第ⅦA族鹵族元素0族稀有氣體元素(3)元素周期表中方格里的符號的意義1.判斷正誤(1)元素周期表中每一橫行稱為一周期,每一縱列稱為一個族 ()(2)氧元素位于第二周期第Ⅵ族 ()(3)元素周期表中8、9、10縱列稱為第ⅧB族 ()(4)第ⅠA族完全為金屬元素 ()(5)最外層電子數是2的元素一定為第ⅡA族的元素 ()(6)同族元素的最外層電子數一定等于族序數 ()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2.(2024·廣州執信中學高一期末)下列關于元素周期表的敘述正確的是 ()A.元素周期表共有7個橫行,稱為周期;共有16個縱列,稱為族B.每一周期中元素的電子層數可能不同C.副族元素中,沒有非金屬元素D.第ⅠA族的元素都被稱作堿金屬元素答案C解析元素周期表共有18個縱列,16個族,A錯誤;第ⅠA族中氫元素不是堿金屬元素,D錯誤。3.試寫出下列元素在周期表中的位置。(1)原子序數為38的元素:。

(2)原子序數為113的元素:。

答案(1)第五周期第ⅡA族(2)第七周期第ⅢA族解析(1)第四周期稀有氣體Kr的原子序數為36,則38號元素應該在第五周期,且在第二列,即第ⅡA族。(2)第七周期稀有氣體Og的原子序數為118,則113號元素應該在第七周期,且在第13列,即第ⅢA族。元素周期表的結構原子序數的定量關系①同周期,第ⅡA族元素與第ⅢA族元素原子序數差可能為1、11、25。②同族,相鄰周期元素原子序數差:第ⅠA族~第ⅡA族:上一周期元素種類數;第ⅢA族~0族:下一周期元素種類數。如Na與K原子序數相差8,Cl與Br原子序數相差18。③利用稀有氣體元素的原子序數推斷元素在周期表中的位置。二、核素、同位素請在表格中填寫三種氫原子的原子符號:氫元素的原子核原子名稱原子符號ZA質子數(Z)中子數(N)10氕11氘12氚答案11H12H或D思考1氕、氘、氚的原子結構有何異同?它們是同一種元素嗎?提示質子數相同而中子數不同,是同一種元素。1.概念辨析(1)元素:具有相同質子數(核電荷數)的一類原子的總稱。(2)核素:具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子。(3)同位素:質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素(即同一元素的不同核素)。思考2O2和O3互為同位素嗎?H2O和D2O互為同位素嗎?提示不互為,因為O2和O3互為同素異形體,不是原子;不互為,因為H2O和D2O是同種物質。思考3許多元素有多種核素,如氧元素有16O、17O、18O,碳元素有12C、13C、14C。(1)氧元素的3種同位素與碳元素的3種同位素最多可能組成種二氧化碳分子。

答案18解析一種碳原子與3種氧原子可組成6種分子,C16O2、C17O2、C18O2、C16O17O、C16O18O、C17O18O,3種碳原子可形成18種二氧化碳分子。(2)23g由14C、16O組成的二氧化碳分子,其中含有質子數為(用NA表示,下同),中子數為,電子數為。

答案11NA12NA11NA解析M(14C16O2)=(14+16×2)g·mol-1=46g·mol-1,n(14C16O2)=23g46g·mol-1=0.5mol,1個14C16O2分子中含有22個質子,24個中子,22個電子,故23g14C16O2中含有的質子數為0.5NA×22=11NA,中子數為0.5NA×24=12NA,電子數為0.5N2.同位素的應用1.判斷正誤(1)任何原子都由質子、中子、電子構成 ()(2)23Na和23Mg互為同位素 ()(3)同位素的化學性質幾乎相同,物理性質略有差異 ()(4)原子的種類大于元素的種類 ()(5)12H和12H+為同一元素的不同微粒答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2.(2024·無錫高一期末)1911年盧瑟福用α粒子轟擊714N得到817O,由此發現了質子(11H):714N+24A.714NB.該過程涉及4種核素C.817O2與8D.11H與答案C解析817O2與816O2是氧元素的兩種核素形成的單質,不互為同位素3.(2023·北京市昌平區高一檢測)元素、原子、核素、同位素都是重要的化學基本概念,原子的構成是重要的化學基本理論。根據下列8種化學符號:11H2、12H2、614C、36Li、1123Na、(1)表示核素的符號共種。

(2)互為同位素的是和。

(3)質量數相等,但不能互稱為同位素的是和。

(4)中子數相等,但質子數不相等的是和。

答案(1)6(2)36Li37Li(3(4)1123Na解析(1)核素是具有一定質子數和一定中子數的一種原子,11H2和12H2都是分子,不屬于核素,其余6種全部表示核素。(2)同位素是具有相同質子數和不同中子數的同種元素的不同原子,所以36Li和37Li互稱為同位素。(3)614C和714N的質量數都是14,但質子數分別為6和7,屬于不同元素的原子,不能互稱為同位素。(41.(2024·無錫高一期末)“中國紫”硅酸銅鋇(BaCuSi2O6)被認為是人工制造的。下列元素都屬于短周期元素的是 ()A.Si和O B.Ba和SiC.Cu和O D.Ba和Cu答案A解析Si、O分別是第三、二周期的元素,都是短周期元素;Ba、Cu分別是第六、四周期的元素,不是短周期元素。2.下列關于元素周期表的說法正確的是 ()A.元素周期表有18個縱列,即18個族B.短周期元素是指1到20號元素C.元素周期表是按元素的原子序數由小到大的順序排列的D.某種元素的相對原子質量取整數值,就是其原子序數答案C解析周期表共有18個縱列,16個族,其中第Ⅷ族包括第8、9、10三個縱列,故A錯誤;短周期是指第一、二、三周期,而19號、20號元素處于第四周期,故B錯誤;現在的元素周期表是按照原子序數由小到大的順序排列的,故C正確;元素的原子序數等于元素的核電荷數或對應原子的質子數,故D錯誤。3.(2024·福建三明高一月考)下列化合物中,由主族序數等于周期序數兩倍的兩種元素形成的是 ()A.CS2B.CO2C.SO2D.SiO2答案A解析C位于第二周期第ⅣA族,S位于第三周期第ⅥA族,故選A。4.(2024·四川達州高一期末)核廢水中含有氚(3H)、碳(14C)、钚(94239Pu)等多種放射性元素,下列說法正確的是 A.3H、3He互為同位素B.14CO、14CO2互為同素異形體C.考古時可利用14C測定一些文物的年代D.94239Pu與答案C解析3H、3He質子數不相同,不互為同位素,A錯誤;14CO、14CO2不是單質,不互為同素異形體,B錯誤;94239Pu與942385.元素周期表是學習化學的重要工具之一,掌握其結構和遞變規律是運用周期表的前提。請按要求回答下列各題:(1)寫出下面各周期所包含的元素種數:第三周期,第六周期。

(2)有X、Y、Z三種短周期元素,相對位置如圖所示。①元素X的單質分子是(寫化學式)。

②Y位于元素周期表中的第周期第族。

③Z的原子結構示意圖為。比Z原子序數大的同主族且相鄰周期的元素的原子序數是。

(3)某主族元素的原子結構示意圖可表示為,該元素位于周期表中的第周期第族。

答案(1)832(2)①He②二ⅦA③34(3)三ⅥA解析(2)因X、Y、Z都是短周期元素,則X、Y、Z分別是第一、二、三周期元素,故X為He,Y為F,Z為S,稀有氣體是單原子分子,故X的單質分子是He;Y為F,位于元素周期表中第二周期第ⅦA族;第四周期有18種元素,故比Z原子序數大的同主族且相鄰周期的元素的原子序數是16+18=34。課時對點練[分值:100分](選擇題1~8題,每小題5分,9~12題,每小題7分,共68分)題組一元素周期表的結構1.(2024·廣西河池高一期末)下列元素不屬于第三周期主族元素的是 ()A.AlB.PC.Cl D.Ar答案D解析Ar為第三周期0族元素,其他都是第三周期主族元素,故選D。2.下列關于元素周期表的說法不正確的是 ()A.副族元素全部是金屬元素B.X2+的核外電子數為18,則X在第四周期第ⅡA族C.同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素的原子序數差值一定是1D.元素周期表一共有18個縱列,但只有16個族答案C解析元素周期表中,副族元素均為金屬元素,故A正確;X2+的核外電子數目為18,質子數為18+2=20,則X為Ca元素,在周期表中位于第四周期第ⅡA族,故B正確;同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素的原子序數差可能為1、11、25,故C錯誤。3.(2024·安徽宿州靈璧中學高一聯考)1869年俄國化學家門捷列夫制作出了第一張元素周期表,揭示了化學元素間的內在聯系,成為化學發展史上重要里程碑之一。下列有關元素周期表的說法錯誤的是 ()A.周期的序數就是該周期元素所具有的電子層數B.副族完全由長周期元素構成C.35號元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族D.主族元素都是短周期元素答案D題組二核素同位素4.(2024·內蒙古烏蘭浩特一中高一期末)在我國“兩彈一星”試驗中,許多科學家都做出了突出貢獻。我國科學家研制“兩彈”所涉及的基本核反應方程式有92235U+01nSrA.Xe位于第四周期B.01C.3890Sr中有D.92235U與答案C解析Xe的質子數為54,即原子序數為54,位于第五周期,A錯誤;01n代表的是中子,B錯誤;3890Sr中的中子數為90-38=52,C正確;92235U5.鋰在核工業中應用廣泛,如36Li和37Li可作核反應堆最佳熱載體,37LiH和A.36Li和B.37LiH和C.37LiH和D.36Li和答案D解析36Li和37Li質子數相同,中子數不同,互為同位素,故A正確;37LiH和37LiD都是由鋰元素和氫元素組成的化合物,是同種物質,化學性質幾乎完全相同,故B正確;37LiH和37LiD都是鋰元素和氫元素組成的化合物,質子總數相同,故C正確6.(2024·福建福州一中高一期末)氧元素有816O、817O、818O三種核素,氫元素有11H、12H、A.2種 B.3種 C.4種 D.5種答案C解析由11H、12H、13H與816O、817O、818O構成的水分子中,相對分子質量為20題組三同周期、同主族元素的序差規律7.(2024·海南長流中學高一期末)甲、乙是元素周期表中同一主族的兩種元素,若甲的原子序數為x,則乙的原子序數不可能是 ()A.x+12 B.x+10C.x+8 D.x+18答案A解析甲、乙是元素周期表中同一主族的兩種元素,若甲、乙分別是第一周期和第二周期的元素,原子序數相差2;若甲、乙分別是第一周期和第三周期的元素,原子序數相差10;若甲、乙分別是第二周期和第三周期或第三周期和第四周期的第ⅠA~ⅡA族的元素,原子序數相差8;若甲、乙分別是第三周期和第四周期的第ⅢA族~ⅦA族的元素或第四、第五周期的元素等,原子序數相差18;原子序數不可能相差12,故選A。8.(2023·大連八中高一月考)下列關于現行的元素周期表的說法正確的是 ()A.元素周期表中第Ⅷ族是包含元素種類最多的族B.第三、四周期同主族元素的原子序數可能相差8或18C.元素原子的最外層電子數等于該元素所在族的序數D.位于同一周期的甲、乙兩種元素,甲位于第ⅠA族,原子序數為x,乙位于第ⅢA族,則乙的原子序數可能為x+13答案B解析第ⅢB族含有鑭系和錒系,因此第ⅢB族包含元素種類最多,A錯誤;如果是第ⅠA、ⅡA族,第三、四周期元素的原子序數相差8,如果是第ⅢA~ⅦA族,第三、四周期元素的原子序數相差18,B正確;主族元素原子的最外層電子數等于該元素所在族的序數,副族元素的最外層電子數不等于所在族的序數,C錯誤;甲位于第ⅠA族,原子序數為x,乙位于第ⅢA族,若在短周期中,乙的原子序數為x+2,若在四、五周期,則乙的原子序數為x+12,若為六、七周期,乙的原子序數為x+26,D錯誤。9.(2024·天津薊州區一中高一期末)下列敘述不正確的是 ()A.同主族兩相鄰元素的原子序數之差可能為2、8、18、32B.每個主族均包含金屬元素和非金屬元素C.92235UD.元素周期表中主族元素族序數后標A,副族元素族序數后標B(除了第Ⅷ族)答案B解析在元素周期表中第ⅡA族元素不包含非金屬元素,第ⅦA族元素不包含金屬元素,故選B。10.(2024·湖北利川一中高一期末)下列關于元素和元素周期表的敘述正確的是 ()A.質子數相同的微粒一定是同種元素B.96247CmC.由94238Pu轉化為D.簡單微粒的核外電子層數等于其所在元素周期表的周期序數答案C解析質子數相同的微粒不一定是同種元素,如Ne、H2O、NH3都含有10個質子,A錯誤;96247Cm質子數為96,質量數為247,中子數為151,質子數與中子數之差為55,B錯誤;由94238Pu轉化為94239Pu的過程是核變化,不屬于化學變化,C正確11.(2024·黑龍江實驗中學高一開學考試)下列有關元素周期表的敘述不正確的是 ()①短周期元素中,若兩種元素的原子序數相差8,則它們一定是同主族元素②用中文“鏌”命名的第115號元素在周期表中位于第七周期第15列③12C與14C互為同位素,化學性質不同,但物理性質幾乎完全相同④所含元素種類最多的族是第ⅢB族,所含元素形成化合物種類最多的是第ⅣA族⑤主族金屬元素都符合原子的最外層電子數≤4⑥同一主族元素的最外層電子數相同,則最外層電子數相同的元素位于同一主族A.①②⑤⑥ B.①②C.①③⑤⑥ D.③④⑥答案C解析短周期元素中,若兩種元素的原子序數相差8,它們不一定是同主族元素,如F和H,①錯誤;同位素的物理性質不同,但化學性質幾乎完全相同,③錯誤;主族金屬元素原子的最外層電子數不一定≤4,如Bi最外層5個電子,⑤錯誤;同一主族元素的最外層電子數相同,但是最外層電子數相同的元素不一定位于同一主族,如He和Be,⑥錯誤。12.(2023·湖北恩施高一期末)在元素周期表中,相鄰元素即同周期左右緊挨,或同主族上下緊挨,下列元素與第三周期第ⅥA族元素一定不相鄰的是 ()A.電子總數是最內層電子數4倍的元素B.最外層電子數是最內層電子數2.5倍的主族元素C.最外層電子數是次外層電子數0.5倍的主族元素D.質子數為34的元素答案C解析第三周期第ⅥA族元素為S,與S元素相鄰的元素為O、P、Cl和Se。A項,電子總數是最內層電子數4倍的元素為O,與S元素一定相鄰;B項,最外層電子數是最內層電子數2.5倍的主族元素,最外層電子數為5,可以為N元素或P元素,可能與S元素相鄰;C項,主族元素最外層電子數為1~8,最外層電子數是次外層電子數0.5倍的主族元素為Si或Li,與S元素一定不相鄰;D項,質子數為34的元素為Se,與S元素一定相鄰。13.(10分)如圖為元素周期表的一部分。(1)Cl在元素周期表中位于,其原子結構示意圖為。

(2)14C在考古中常用于測定生物的死亡年代,它與12C、13C互稱為。

(3)將N和Mg兩種元素的簡單離子組成的化合物X投入水中,反應生成白色沉淀,并釋放出NH3。①寫出化合物X與水發生反應的化學方程式:

。

②寫出白色沉淀溶于鹽酸的反應的離子方程式:

。

答案(1)第三周期第ⅦA族(2)同位素(3)①Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑②Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O解析(1)由圖可知Cl處于第三周期第ⅦA族,其原子結構示意圖為。(2)14C、12C、13C的質子數相同、中子數不同,三者互稱為同位素。(3)①Mg3N2與水反應生成Mg(OH)2和NH3,反應的化學方程式為Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑。②氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和水,反應的離子方程式為Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O。14.(14分)(2023·東北師大附中高一期末)完成下列問題:(1)10Be和9Be(填字母)。

A.是同一種原子B.具有相同的中子數C.具有相同的化學性質D.具有相同的核外電子排布(2)有下列微粒或