1、 第第 2 课时课时 元素周期表元素周期表 核素核素 核心素养发展目标 1.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表 中的位置与原子结构之间的相互推导，提升微观探析能力。2.了解元素周期表的发展历程及现行元素 周期表的结构，培养严谨、求实的科学态度。3.知道元素、核素、同位素、A ZX 的含义，并能比较它们 的不同，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。 一、元素周期表的编排原则与结构 1元素周期表的发展历程 2元素周期表的编排原则 (1)原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。 (2)原子序数核电荷数质子数核外电子数。 (3)横行原则：把电子层数目相同
2、的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。 (4)纵列原则：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。 3元素周期表的结构 (1)周期 (2)族 个 数 元素周期表中有 18 个纵列，共有 16 个族 特 点 主族元素的族序数最外层电子数 分 类 主 族 共有 7 个，包括第A、A、A、A、A、A、A 族 副 族 共有 7 个，包括第B、B、B、B、B、B、B 族 族 包括第 8、9、10 三个纵列 0 族 占据元素周期表的第 18 纵列，最外层电子数为 8(He 为 2) (3)常见族的别称 族 别名 第A 族(除氢 外) 碱金属元 素 第A 族 卤族元素 0 族
3、 稀有气体 元素 4.元素周期表方格中的符号的意义 (1)一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族( ) (2)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束( ) (3)同周期中元素电子层数一定相同( ) (4)同族元素的最外层电子数一定等于族序数( ) (5)0 族元素的最外层电子数均为 8( ) (6)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 1最外层电子数是 2 的元素一定为第A 族的元素吗？ 提示 不一定，可能是第A 族，也可能是 0 族或副族元素。 2(1)在现行周期表中第四、五、六、七周期均有 18 列，为
4、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？ 提示 (1)第六周期B 为镧系，共 15 种元素； 第七周期B 为锕系，共 15 种元素，比四、五周期多出 14 种元素。 (2)B 共 32 种元素。 3同周期的第A、A 元素间原子序数差值可能为多少？并说明原因。 提示 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B 一格为 15 种元素。 二、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
5、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。 (2)表示方法原子符号 (3)实例 质子数为 19，中子数为 20 的核素为39 19K； 质子数为 6，中子数为 6 的核素为12 6C； 核素14 6C 的质子数为 6，中子数为 8。 (4)决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。 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)氢元素的三种核素互为同位素 1 1 H 2 1H 3 1H 名 称 氕 氘(重 氢) 氚(超重 氢) 符
6、 号 H D T 质 子数 1 1 1 中 子数 0 1 2 (3)同位素的特征 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。 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。 (4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线) (1)任何原子都由质子、中子、电子构成( ) (2)23Na 和 23Mg 互为同位素( ) (3)同位素原子的化学性质几乎相同，物理性质略有差异( ) (4)原子的种类大于元素的种类( ) (5)21H 和21H 为同一元素的不同微粒( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 1现有下列基本粒子：1H、2H、3H、
7、1H 、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl 2、 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) 答案 (1)7 3 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U (2)1H、1H 40K、40Ca 14N、14C 解析 本题列出的 12 种粒子分属 H、U、K、Ca、Cl、N、C 七种元素，1H 和 1H是同一种核素 的不同粒子，1H、2H、3H 属于氢元素的三种不同核素，互为同位素，234U、235U、238U 属
8、于铀元素的 三种不同核素，也互为同位素。 2科学家发现 C60后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如 C50、C70、C120、C540等，它们 都是碳元素的_，因为它们是_。 答案 同素异形体 由同一元素形成的不同单质 3氯元素有两种稳定的核素，分别是35 17Cl 和 37 17Cl，它们的相对原子质量分别是 34.969、36.966， 在自然界中的丰度分别是 75.77%、24.23%。 计算： (1)氯元素的相对原子质量。 (2)氯元素的近似相对原子质量。 答案 (1)34.96975.77%36.96624.23%35.45。 (2)3575.77%3724.23%35.48。
9、 (1)一个信息丰富的符号解读 A ZX n b A质量数 Z核电荷数或质子数 n离子所带的电荷数 b化学式中原子的个数 (2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系 1(2019 福州月考)下列关于元素周期表的叙述正确的是( ) A元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一 B元素所在周期数等于它的电子层数，所在的族序数等于它的最外层电子数 C元素周期表有 7 个横行即 7 个周期，18 个纵列即 18 个族 D某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数 答案 A 解析 门捷列夫研制出的元素周期表，不仅揭示了元素间的内在联系和变化规律，也为发现新元 素及探究物质的
10、用途提供了依据，其价值非凡，选项 A 正确；周期数电子层数，主族序数最外层 电子数，对于副族及第族元素，族序数不一定等于相应原子的最外层电子数，选项 B 错误；元素周 期表中的 8、9、10 三个纵列合在一起叫做第族，故共有 16 个族，选项 C 错误；元素的原子序数等 于元素的核电荷数或对应原子的质子数，选项 D 错误。 2(2019 福建上杭六校联考)已知 R2 有 b 个中子，核外有 a 个电子。表示 R 的原子符号正确的 是( ) A.baR B.a b2 a2R C.a b2 a2R D.a b a2R 答案 B 解析 模型： R2e R2 电子数 a2 a 由上述模型可知，R 原子
11、核外有(a2)个电子，则其质子数是(a2)，又知其核内有 b 个中子， 则 R 原子的质量数是(a2b)，所以表示 R 的原子符号为a b2 a2R。 3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48 22Ti 和50 22Ti 的说法正确的是( ) A.48 22Ti 和 50 22Ti 原子中均含有 22 个中子 B.48 22Ti 和 50 22Ti 具有相同的质子数 C.48 22Ti 和 50 22Ti 的物理性质相同 D.48 22Ti 和 50 22Ti 为同一种核素 答案 B 解析 因质量数质子数中子数，A ZX 中的 Z 表示质子数，A 表示
12、质量数，所以 48 22Ti 和 50 22Ti 原子 的中子数分别为 26、28，故 A 错误；同位素的化学性质相同，物理性质不同，故 C 错误；同一种核 素是质子数相同、中子数也相同的原子，48 22Ti 和 50 22Ti 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。 4(2019 吉林省实验中学期中)假设 x 是第B 族中某元素的原子序数，那么原子序数为 x1 的 元素位于( ) A第B 族 B第B 族 C第A 族 D第A 族 答案 C 解析 元素周期表共有 18 个纵列，分为 16 个族，各族在元素周期表中的排序依次为A、A、 B、B、B、B、B、B、
13、B、A、A、A、A、A、0，若 x 是第B 族中 某元素的原子序数，则原子序数为 x1 的元素应位于第A 族。 5A、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_族。 (3)C 的原子结构示意图为_。 答案 (1)氮 硫 氟 (2)三 A (3) A 组 基础对点练 题组一 元素周期表的结构 1元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，下列有关元素周期表的说法不正确的是( ) A俄国化学家门捷列夫编
14、制了第一张元素周期表 B周期表中最外层电子数相同的元素都排列在同一列中 C周期表中一共有 18 列，但只有 16 个族 D随着人们的认识发展，周期表也在不断地发展变化着 答案 B 解析 俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律，并编制出第一张元素周期表，A 正确；原子的最 外层电子数相同的元素，不一定为同族元素，如 K、Cu 的最外层电子数均为 1，分别为主族和副族元 素，B 错误；元素周期表有 18 个纵列，共有 7 个主族、7 个副族、1 个 0 族、1 个第族，只有 16 个族，C 正确；随着人们的认识发展，周期表也在不断地发展变化着，D 正确。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表的历
15、史和结构 2(2019 北师大附中高一期中)下列元素中，不属于主族元素的是( ) AH BHe CN DCl 答案 B 解析 H 为第一周期A 族元素，故 A 正确；He 为第一周期 0 族元素，故 B 错误；N 为第二周 期A 族元素，故 C 正确；Cl 为第三周期A 族元素，故 D 正确。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表的特殊区域 3在周期表中，所含元素种类最多的是( ) A第族 B第A 族 C0 族 D第B 族 答案 D 解析 第B 族包括镧系和锕系，故元素种类最多。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表的特殊区域 题组二 同周期、同主族元素的序差规律 4已知 A 为第
16、A 族元素，B 为第A 族元素，它们的原子序数分别为 m 和 n，且 A、B 为同 一周期的元素，下列关系式错误的是( ) Anm1 Bnm11 Cnm25 Dnm10 答案 D 解析 若 A、B 为第二、三周期元素，nm1；若 A、B 为第四、五周期元素，nm11；若 A、B 为第六、七周期元素，nm25，综上分析，答案为 D。 【考点】 元素周期表的结构 【题点】 同周期、同主族元素的序差规律 5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( ) A5x10 B5x11 C5x14 D5x16 答案 A 解析 由五种元素在周期表中的位置可
17、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 x1，C 的原子序数为 x1，D 的原子序数为 x8，E 的 原子序数为 x18，则五种元素的核电荷数之和为 x(x1)(x1)(x8)(x18)5x10，答 案选 A。 【考点】 元素周期表的结构 【题点】 同周期、同主族元素的序差规律 题组三 元素、核素、同位素和同素异形体 6(2019 北京师大附中高一期末)下列各组互为同位素的是( ) AO2和 O3 BCO 和 CO2 CH2O 和 H2O2 D.24 12Mg 和 26 12Mg 答案 D 解析 O2和 O3是氧元素的不同单质，互为同
18、素异形体，不是同位素，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；24 12Mg 和 26 12Mg 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。 【考点】 元素、核素、同位素的辨析 【题点】 元素、核素、同位素的辨析 7下列有关碘- 131(131 53I)和碘- 127(127 53I)的说法正确的是( ) A.131 53I 和 127 53I 的中子数相同，是同一种核素 B.131 53I 和 127 53I 的质子数相同，互为同位素 C.131
19、53I 和 127 53I 的核外电子数不同 D.131 53I 有放射性而 127 53I 无放射性，说明两者化学性质不同 答案 B 解析 131 53I 和 127 53I 的质子数相同而中子数不同，二者互为同位素，是碘元素的两种核素，A 项错 误、B 项正确；131 53I 和 127 53I 的质子数相同，所以核外电子数相同，C 项错误；同位素的化学性质相同， D 项错误。 【考点】 元素、核素、同位素的概念理解 【题点】 元素、核素、同位素的辨析 题组四 构成原子的微粒及其数量关系 8钯(Pd)元素的原子序数为 46，下列叙述错误的是( ) A.102 46Pd 和 103 46Pd
20、 互为同位素 B钯是第五周期元素 CPd2 核外有 48 个电子 D.108 46Pd 的原子核内有 62 个中子 答案 C 解析 Pd 原子核外有 46 个电子，则 Pd2 核外有 44 个电子。 【考点】 原子的微粒及其数量关系 【题点】 原子的微粒及其数量关系 9下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法不正确的是( ) A同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 B微粒 Na 、Mg2、O2具有相同的电子层结构 C短周期第A 与A 族元素的原子 X、Y 间构成的化合物的化学式为 XY4 D.48 20Ca 2的中子数比核外电子数多 10 答案 A 解析 同种元素的不同核素的原子间质子数相同
21、， 中子数不相同， 如 1H、2H 和3H 质子数都是 1， 但中子数分别是 0、1、2，A 错误；微粒 Na 、Mg2、O2核外都是 10 个电子，即核外都有 2 个电子 层，电子数分别是 2 和 8，B 正确；48 20Ca 2的质量数是 48，中子数为 482028，核外电子数是 18， 则中子数比核外电子数多 10，D 正确。 【考点】 原子的微粒及其数量关系 【题点】 原子的微粒及其数量关系 10(2019 济宁高一检测)元素周期表中前七周期最多含有的元素种类如表所示： 周期数 一 二 三 四 五 六 七 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 (1)第六、七周期比第四、五周期
22、多了 14 种元素，其原因是_。 (2)周期表中第_族所含元素种类最多，第_族元素形成化合物种类最多。 (3)请分析周期序数与元素种类的关系，然后预言第八周期最多可能含有的元素种类为 _(填序号)。 A18 B32 C50 D64 答案 (1)第六、七周期在第B 族中一个空格分别容纳了镧系和锕系，每个系包含了 15 种元素 (2)B A (3)C 解析 (1)第六、七周期中由于出现了 5771 号的镧系元素和 89103 号的锕系元素，使元素的 种类比前面周期所含元素的种类要多。也正因为如此，致使第B 族所含元素种类最多。(2)已知有机 物的种类远远多于无机物， 而形成有机物的主要元素是碳，
23、故第A 族元素所形成的化合物种类最多。 (3)根据下表可通过分析数据归纳出潜在的规律： 周期 数 一 二 三 四 五 六 七 元素 种类 2 8 8 1 8 1 8 32 32 2 12 2 22 2 22 2 32 2 32 2 42 2 42 可见，规律是 2n2(n1,2,3)。由此预测第八周期元素种类应为 25250 种。 B 组 综合强化练 1根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述中正确的是( ) AL 电子层电子数为奇数的所有元素都是非金属元素 B同一主族的两种元素的原子序数之差可能是 16、26、36、46 C只有第A 族元素的原子最外层有 2 个电子 D由左至右第 8、9
24、、10 三列元素中没有非金属元素 答案 D 解析 L 电子层电子数为奇数，L 层未排满，则处于第二周期，Li 的 L 层含有 1 个电子，但 Li 是金属元素，A 错误；对于处于同一主族不同周期的元素，原子序数相差可能为 2、8、18 或 32 等， 如 0 族中第一周期与第三周期的元素相差 16；如A 族中第二周期与第四周期的元素相差 26；如 0 族中第三周期与第五周期的元素相差 36；但是 2、8、18、32 的组合不能得到 46，B 错误；第A 族 元素的原子最外层有 2 个电子，但 He 及部分过渡元素原子最外层也含有 2 个电子，C 错误；由左至 右第 8、9、10 三列元素为族元
25、素，都是金属元素，D 正确。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表的结构 2(2019 云南官渡一中期中)下列对元素周期表说法不正确的是( ) A共有 7 个周期和 16 个族 B在过渡元素中可以寻找各种优良的催化剂 C如果已知元素的最外层电子数为 2，由此不能确定该元素在周期表中的位置 D目前已知发现的第A 族元素为 6 种，所以该族元素共有 6 种单质 答案 D 解析 周期表有 7 个横行，有 7 个周期；18 个纵列，8、9、10 三个纵列为第族，共 16 个族， 分别为 7 个主族、7 个副族、1 个 0 族、1 个族，故 A 正确；优良的催化剂含过渡金属元素，则在 过渡元素中可
26、以寻找优良的催化剂，故 B 正确；已知元素的最外层电子数为 2，由此不能判断该元素 在周期表中的位置，最外层电子数为 2 的元素可能是A 族元素、可能是 He、可能是第B 族元素 等，故 C 正确；有的元素单质有同素异形体，如 C 有金刚石、石墨、足球烯等同素异形体，故 D 错 误。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表的结构 3元素 A、B、C、D 在元素周期表中的位置如下图所示。下列叙述不正确的是( ) AC 原子比 B 原子的原子序数大 1 B原子结构示意图为的元素，与 C 位于同一周期 CB 的原子与 D 的原子最外层电子数相等 D原子结构示意图为的元素，与 B 位于同一主族 答
27、案 D 解析 根据元素周期表的结构分析题图可知，它的更具体的内容如下所示： B 是第一周期的最后一种元素， C 是第二周期的第一种元素， 则 C 原子比 B 原子的原子序数大 1， A 项正确； 原子结构示意图为的元素的原子序数是 8， 第二周期元素从左到右原子序数为 310， 则原子序数为 8 的元素与 C 位于同一周期，B 项正确；B 是 2 号元素，原子核外有 1 个电子层、2 个 电子，D 是 12 号元素，原子结构示意图为，C 项正确；原子结构示意图为的元素是 10 号元素，也是第二周期的最后一种元素，与 B 同族，但该族是 0 族而不是主族，D 项不正确。 【考点】 元素周期表 【
28、题点】 元素周期表的结构 4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( ) A14C 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 C35Cl2与 37Cl 2互为同素异形体 D铯元素的两种核素中 137Cs 比133Cs 多 4 个中子 答案 D 解析 14C 与12C 是同种元素的不同核素，A 错误；16O 与18O 之间的相互转化实际上是改变原子 核的结构，不属于化学变化的范围，B 错误； 35Cl 2与 37Cl 2都是 Cl2的单质，不是同素异形体，C 错误； 铯元素的两种核素 137Cs 比
29、133Cs 多 4 个中子，D 正确。 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A 族 B第四周期A 族 C第五周期A 族 D第四周期A 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A 族，故 B 正确。 6某
30、原子 X 的核内中子数为 N，质量数为 A，它与原子 2H 构成2H mX 分子。a g 2H mX 所含质子 的物质的量是( ) A.aANm Am mol B.aAN Am mol C.aANm A2m mol D.aANm A mol 答案 C 解析 2H mX 分子所含的质子数为(ANm)，摩尔质量为(A2m)g mol 1，a g 2H mX 所含质子的 物质的量为aANm A2m mol。 7回答下列问题： (1)有下列微粒 1 1H、 2 1H、 3 1H、 14C、14N、16O、35Cl 2、 37Cl 2。 以上 8 种微粒中共有_种核素，共_种元素。 互为同位素的是_。
31、质量数相等的是_和_，中子数相等的是_和_。 11H、21H、31H 三种核素构成的氢气的相对分子质量有_种。 (2)质量相同的 H2O 和 D2O 与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为_。 答案 (1)6 5 11H、21H、31H 14C 14N 14C 16O 5 (2)109 解析 (1)元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称；具有一定数目的质子和一定数 目的中子的原子称为核素；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称同位素，据此作答。 由11H、21H、31H 三种核素构成的氢气如下表： H 2 D 2 T 2 H D H T D T 相对分子 质量 2
32、 4 6 3 4 5 由此可知，有 6 种不同的氢气，但相对分子质量有 5 种。 (2)H2O 的摩尔质量为 18 g mol 1，D 2O 的摩尔质量为 20 g mol 1，根据 nm M 知质量相同的 H2O 和 D2O 的物质的量之比为 109，根据阿伏加德罗定律可知，与足量钠反应，放出的气体在标准状况 下的体积之比为 109。 8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_族。 (3)元素 f 是第_周期_族元素， 请在下边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 B (3)三 A 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、1318 列，第四、五、六、七周期为长周期，包括 118 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A 族元素为硫，原子序数为 16，相对原子质量为 32。 【考点】 元素周期表 【题点】 元素周期表
