1、课时2元素周期表核素课标解读课标要求素养要求1.知道元素周期表的结构。2.知道元素、核素的含义。1.证据推理与模型认知:知道元素周期表的结构,能正确描述元素在周期表中的位置。2.宏观辨识与微观探析:认识原子结构与元素在周期表中位置的关系。3.科学态度与社会责任:明确元素与核素、同位素的含义,了解核素的应用。知识点一元素周期表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号,得到原子序数。原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。(2)编排原则3.元素周期表的结构则有:周期数=电子层数,主族序数=最外层电子数。判一判1.现行元素周期表是按相对原子质
2、量由小到大的顺序排列的( )2.元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵列,即18个族( )3.最外层电子数相同的元素都在同一族( )4.每一周期都是碱金属元素开始,稀有气体元素结束( )知识点二核素、同位素1.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叫做核素。(2)氢元素的三种核素原子名称原子符号ZAX氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)氕(pi)11H10氘(do)12H或D11氚(chun)13H或T122.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),如11H、12H(D)、13H(T)互为同位素。(
3、2)特点:同位素在元素周期表中占有相同的位置;同位素的化学性质几乎相同;天然存在的同位素,相互间保持一定的比率。(3)几种重要的核素的用途:614C在考古工作中用于测定一些文物的年代,12H和13H用于制造氢弹,利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。3.原子的表示方法即AZX代表一个质量数为A,质子数为Z的X原子。想一想新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球,对于新型冠状病毒肺炎治疗的方案之一就是对低氧血症患者进行吸氧治疗。医用输氧设备家用氧疗机816O和818O的关系是什么?816O和818O的化学性质相似吗?816O2和818O2的物理性质相似吗?答案二者互为同位素,化学性质
4、相似,物理性质不相似。探究点一元素周期表材料一:隋炀帝有诗云:“灯树千光照,花焰七枝开”说明节日里燃放焰火,从古代就开始流传,在元宵节这一传统节日里尤为盛行。宋代词人辛弃疾在青玉案元夕中有这样的千古名句:“东风夜放花千树,更吹落,星如雨众里寻他千百度,蓦然回首,那人却在,灯火阑珊处。”材料二:具体元素焰色试验的颜色a.碱金属焰色试验的颜色:元素名称锂钠钾铷呈现颜色紫红色黄色紫色紫色 b.第A族金属和铜焰色试验的颜色:元素名称钙锶钡铜呈现颜色砖红色洋红色黄绿色绿色下面是元素周期表中第一至四周期的一个片段。ahjbcfilmndegk问题1:请将上述表格中列举焰色试验的原子序数在120的元素与元素
5、周期表中的字母相对应,表格中列举的焰色试验的元素,哪个不是主族元素?提示a:锂、b:钠、 n:钾、d:钙;铜不是主族元素。问题2:表中a与b、h与g两组元素的原子序数之差各是多少?提示a与b原子序数之差为8,h与g原子序数之差为26。问题3:表中c与f、d与g两组元素的原子序数之差各是多少?提示c与f原子序数之差为1,d与g原子序数之差为12。1.元素周期表的结构2.元素周期表的简单应用元素推断(1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。本方法常用于确定原子序数小于18的元素。三个等式:周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。如:X元素是第二周期第A族
6、元素,则该元素原子有两个电子层,最外层电子数是1,即锂元素。Y元素的原子序数是15,则该元素的原子结构示意图是,其在元素周期表中的位置是第三周期第A族。(2)利用“0族定位法”确定元素在周期表中的位置0族元素的周期序数和原子序数0族元素HeNeArKrXeRnOg周期序数一二三四五六七原子序数21018365486118推断方法a.比大小定周期:比较元素的原子序数与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻且比其原子序数大的0族元素,则该元素与此0族元素处于同一周期。b.求差值定族数:若某短周期元素的原子序数比相应0族元素的原子序数多1或2,则该元素应位于0族元素所在周期的下一个周期的第A族或第A族
7、;若某短周期元素的原子序数比相应的0族元素的原子序数少15,则该元素应位于0族元素所在周期的第A族第A族。例(2021福建龙岩高一期末)已知铟(In)的原子结构示意图如图所示,下列说法错误的是()A.In为长周期元素B.In易导电导热C.In在反应中易得电子D.结构示意图中X=49答案C通常情况下,最外层电子数小于4的原子,在反应中容易失电子,故C错误。解题感悟根据原子结构示意图可知,In有五个电子层,则周期数为五,最外层电子数为3,则族序数为A。注意:最外层电子数大于或等于3的元素,一定是主族元素。1.(2021内蒙古呼和浩特高一月考)科学家利用回旋加速器,用钙原子轰击钚原子得到了元素,半衰
8、期达30秒。下列有关说法错误的是()A.元素的相对原子质量是289B.元素属于过渡元素C.元素是放射性元素D.元素属于长周期元素,且为金属元素答案B2.(2021河南洛阳高一段测)下列关于元素周期表的说法中正确的是()A.元素周期表有8个主族B.最外层电子数相同的元素都在同一族C.元素周期表目前有7个周期D.短周期是指第一、二周期答案C探究点二核素、同位素材料一:我国稀土资源丰富。稀土元素钐(Sm)是做钐钴系永磁体的原料,另外,钐还具有核性质,可用作原子能反应堆的结构材料、屏蔽材料和控制材料,使核裂变产生的巨大能量得以安全利用。稀土元素钐(Sm)存在两种同位素62144Sm与62150Sm 。
9、材料二:普通水(H2O)能够滋养生命,培育万物,而重水(D2O)不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水,还会引起死亡。不过,重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器,就需要重水作为原子核裂变反应中的减速剂。问题1:62144Sm与62150Sm 的质量数和中子数分别是多少?提示62144Sm的质量数为144,中子数为82;62150Sm的质量数为150,中子数为88。问题2:62144Sm与62150Sm的关系是什么?提示互为同位素。问题3:现有816O、817O、818O,H2、D2、T2,石墨、金刚石,11H、12H、13H四组粒子或物质,互为同位素的是哪组?互为同素异形体
10、的是哪组?提示互为同位素的是,互为同素异形体的是。问题4:由(3)中和中粒子能结合成含三个原子的化合物,这些化合物的相对分子质量可能是多少?可能形成的水分子有多少种?提示化合物的相对分子质量可能是18、19、20、21、22、23、24,可能形成的水分子有18 种。元素、核素、同位素及同素异形体的区别与联系(1)区别类型内容项目元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子的总称具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子质子数相同而中子数不同的原子同种元素形成的不同单质范畴同类原子某种原子同一元素的不同原子单质特性只有种类,没有个数化学反应中的最小粒子化学性质几乎完全相同,物理性质不同组成元素
11、相同,物理性质不同,化学性质一般相同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素11H、12H、13H三种核素11H、12H、13H互为同位素O2与O3互为同素异形体(2)联系例在闻名遐迩的风景名山庐山中有一种奇特的自然现象“佛灯”,即民间所说的“鬼火”,千百年来闪烁变幻,是一种罕见的自然奇观。很多研究者认为“佛灯”是山中千百年来死去的动物骨骼中所含的磷元素,或含磷地层释放出来的磷元素,在空气中自燃所造成的。下列有关磷元素的说法正确的是()A.32P的原子核内含有32个质子B.32P和31P的质量数不同,而中子数相同C.32P和31P的质子数相同,而核外电子数
12、不同D.32P是磷元素的一种核素,化学性质和31P基本相同答案D32P的原子核内含有15个质子,故A错误;32P和31P的质量数不同,质子数相同,中子数不同,核外电子数相同,故B、C错误;32P和31P的核外电子数相同,化学性质基本相同,故D正确。解题感悟解答本题需要遵循以下两点:一是同一种元素的不同种核素的质子数相同,二是元素化学性质与其原子最外层电子数密切相关。1.碘有多种放射性同位素,如碘-125、碘-129和碘-131等,下列说法中正确的是()A.53125I和53129I的质子数相同,互称为同位素B.53129I和53131I的中子数相同,互称为同位素C.53125I和53131I的
13、核外电子数相同,是同一种核素D.53125I、53129I和53131I的质量数不同,不能互称为同位素答案A2.(2021辽宁盘锦高一期末)铱与黄金的密度相近,一些不法商贩在黄金饰品中添加铱,牟取利益。关于77182Ir的说法不正确的是()A.该原子的中子数为105B.该原子核外电子数是77C.铱元素的相对原子质量一定为182D.77182Ir和77183Ir互为同位素答案C1.以下关于元素周期表结构的叙述正确的是()A.元素周期表有7个主族和8个副族B.元素周期表有3个长周期和3个短周期C.第A族位于元素周期表的第3列(从左往右)D.0族位于元素周期表的第18列(从左往右)答案D2.A、B、
14、C均为短周期元素,它们在周期表中的位置如图所示,已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则A、B、C符合的一组是()A.Be、Na、AlB.B、Mg、SiC.O、P、ClD.C、Al、P答案C3.(2021辽宁阜新高一期末)16O和18O是氧元素的两种核素,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.16O2与18O2互为同位素B.16O与18O核外电子排布方式不同C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D.标准状况下,1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含0.1NA个氧原子答案D4.(2021广东佛山高一质检)钋单质为银白色金属,在黑暗中能发光,它有
15、两种不同结构的单质-Po和-Po,钋元素存在多种核素,质量数从192到218。下列有关钋元素的说法中错误的是()A.84198Po和84208Po互为同位素B.84204Po和84194Po中子数之差为20C.-Po和-Po互为同素异形体D.84210Po和84218Po的核外电子总数相同,但不是同一种核素答案B5.(2021吉林延边高一月考)科学家们发现氢元素有三种同位素。(1)分别写出它们的名称:、。其中用作制造氢弹原料的是。(2)已知氯有2种常见同位素35Cl、37Cl,它们与氢元素的三种同位素组成的氯化氢分子的相对分子质量有种。(3)质量相同的H216O和D216O所含质子数之比为,中
16、子数之比为。答案(1)氕氘氚12H、13H(或D、T)(2)5(3)10989解析(1)氢元素的三种同位素的名称分别为氕、氘、氚。12H和13H都可用作制造氢弹的原料。 (2)形成的氯化氢有H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl,但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同,所以组成的氯化氢分子的相对分子质量有5种。(3)设质量都为1 g,H216O与D216O的质子数之比为1181012010=109,中子数之比为118812010=89。1.在元素周期表中,第一、二、三周期中所含元素种数分别为()A.2、8、8B.8、8、18C.2、8、18D.8、18、18
17、答案A2.元素周期表是学习化学的重要工具,如图是元素周期表中的一格,从该图中,我们获取的相关信息中错误的是()A.该元素的名称是钠B.该元素的原子序数为11C.该元素在地壳中的含量为22.99%D.该元素的元素符号为Na答案C3.有六种粒子,分别是1940M、2040N、1840X、1940Q+、2040Y2+、1740Z-,它们所属元素的种类为()A.3种B.4种C.5种D.6种答案B4.(2021山西大学附中高一月考)下列说法中错误的是()A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B.元素周期表中从第B族到第B族10个纵列的元素都是金属元素C.除氦外,稀有气体元素原子的最外层电子
18、数都是8D.氢元素、第A族元素和稀有气体元素都是非金属元素答案A阳离子的核外电子层数往往小于该元素所在的周期数,A项错误。5.(2021四川南充高一段考)甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是()A.甲与乙处于同一周期B.甲与乙处于同一主族C.两元素指的是碳元素和铝元素D.甲与乙的原子序数之和是偶数答案DL层有8个电子时,其他层共有4个电子,根据核外电子排布规律知,Mg元素符合条件;当L层未填满电子时,K层为2个电子,此时L层应有4个电子,C元素符合条件。据此进行分析解答即可。6.(2021天津静海高一期末)A、B两种元素为同一周期第A族和第A族元素,若A元素的
19、原子序数为x,则B元素的原子序数可能为()x+1x+8x+11x+18x+25x+32A.B.C.D.答案C7.(2021河北石家庄高一月考)铱元素有77191Ir、77192Ir、77193Ir 三种核素,其中77192Ir具有放射性,常用于工业探伤、医疗等。若77192Ir密封源破损,可通过吸入或皮肤污染等方式进入人体,导致严重后果。下列说法正确的是()A.铱(Ir)位于元素周期表的第8列B.可用普通车辆运输77192Ir密封源C.77191Ir转化为77192Ir或者77193Ir的变化为化学变化D.77193Ir的中子数和质子数之差为39答案D铱元素质子数为77,核外有6个电子层,位于
20、元素周期表的第六周期第族,第9列,故A错误;77192Ir具有放射性,可通过吸入或皮肤污染等方式进入人体,导致严重后果,不可用普通车辆运输,故B错误;同位素原子之间的转化不是化学变化,故C错误;77193Ir的中子数为193-77=116,质子数为77,中子数和质子数之差为116-77=39,故D正确。8.(2021重庆南岸高一期末)下列各表是元素周期表中的一部分,表中数字表示的原子序数与其在周期表中的位置相符的是()A.B.C.D.答案DA项中18号元素与1号、11号元素不在同一列,B项中13号元素与1号元素不在同一列,C项中3号元素与13号元素不在同一列,A项、B项中的1号和2号元素并不间
21、隔一个位置,B项中4号和5号元素、C项中12号和13号元素位置都不直接相邻。9.(2021宁夏石嘴山高一期中)结合元素周期表回答下列问题。(1)图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)图中所列元素,属于短周期元素的有,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,请在下边方框中按氦元素的示例写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。(4)主族元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系:。答案(1)(2)a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f三0四B(3)三A(4)主族元素的族序数与原子的最
22、外层电子数相同,元素的周期数与原子的核外电子层数相同(答案合理即可)10(A).(2021福建漳州高一月考)金属钛有“生物金属”之称。下列有关2248Ti和2250Ti的说法正确的是()A.2248Ti和2250Ti原子中均含有22个中子B.2248Ti和2250Ti在周期表中位置相同C.2248Ti和2250Ti的化学性质不同D.2248Ti和2250Ti为同一核素答案B中子数=质量数-质子数,则2248Ti原子中的中子数为48-22=26,2250Ti原子中的中子数为50-22=28,A错误;核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,由于2248Ti和2250Ti的质子数相同,中子
23、数不同,因此是同一元素的两种不同的核素,化学性质几乎相同,C、D错误。10(B).(不定项)(2021福建漳州高一月考)金属钛有“生物金属”之称。下列有关2248Ti和2250Ti的说法正确的是()A.2248Ti和2250Ti原子中均含有22个中子B.2248Ti和2250Ti在周期表中位置相同C.2248Ti和2250Ti的物理性质不同D.2248Ti和2250Ti为同一核素答案BC中子数=质量数-质子数,则2248Ti原子中的中子数为48-22=26,2250Ti原子中的中子数为50-22=28,A错误;核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,由于2248Ti和2250Ti中子
24、数不同,因此是两种不同的核素,D错误。11(A).(2021黑龙江大庆高一期末)长征二号火箭承担运载“神六”的使命,氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动火箭的优良炸药。下列说法正确的是()A.LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为123B.LiH、LiD、LiT和水反应,水都表现还原性C.H、D、T互称为同素异形体D.H、D、T互称为同位素答案DLiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为8910,故A错误;LiH、LiD、LiT中氢元素化合价为-1价,反应过程中化合价升高,失电子作还原剂,水作氧化剂,表现氧化性,故B错误;H、D、T是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子,互称同位素,故C错误、D
25、正确。11(B).(不定项)(2021黑龙江大庆高一期末)长征二号火箭承担运载“神六”的使命,氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动火箭的优良炸药。下列说法正确的是()A.LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为123B.LiH、LiD、LiT和水反应,水都表现氧化性C.H、D、T互称为同素异形体D.H、D、T互称为同位素答案BDLiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为8910,故A错误;LiH、LiD、LiT中氢元素化合价为-1价,反应过程中化合价升高,失电子作还原剂,水作氧化剂,表现氧化性,故B正确;H、D、T是质子数相同、中子数不同的氢元素的不同原子,互称同位素,故C错误、D正确。12.(202
26、1湖北武汉高一期末)化学上可用仪器观测特定核素在化学变化中的行踪来确定反应的原理。若用K35ClO3晶体和含有H35Cl的浓盐酸对反应KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2+3H2O进行探究,下列说法不正确的是(设NA为阿伏加德罗常数的值)()A.1 mol H37Cl中所含的中子数为20NAB.35Cl、37Cl互为同位素C.该反应每生成标准状况下67.2 L氯气,转移电子5NAD.生成的氯气的摩尔质量为71 g/mol答案D用K35ClO3晶体和含有H35Cl的浓盐酸进行反应,生成的35Cl2的摩尔质量为70 g/mol,故D错误。13.(2021江苏南通高一期末)0.05 mol某金
27、属单质与足量的盐酸反应,放出1.12 L H2(标准状况),并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子,该金属元素在元素周期表中的位置是()A.第三周期第A族B.第三周期第A族C.第四周期第A族D.第四周期第A族答案D设题给金属单质与盐酸反应所得的化合物中,该金属元素的化合价为+x价,根据得失电子守恒可得0.05 molx=1.12 L22.4 L/mol2,解得x=2。结合题意分析可知题给金属单质为Ca,位于元素周期表第四周期第A族。14.(2021安徽安庆高一质检)A、B、C为短周期主族元素,在周期表中所处的位置如图所示。A、C两种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
28、中子数相等。ACB(1)A、B、C三种元素的名称分别为、。(2)B位于元素周期表中第周期第族。(3)结合氯气与氢气的反应,请写出C的单质与H2反应的化学方程式:。(4)写出A的气态氢化物与B的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:。答案(1)氮硫氟(2)三A(3)F2+H2 2HF(4)2NH3+H2SO4 (NH4)2SO4(或NH3+H2SO4 NH4HSO4)解析A、B、C为短周期主族元素,从A、B、C的相对位置看,A、C只能处于第二周期,而B处于第三周期。设A的原子序数为x-1,则C的原子序数为x+1,B的原子序数为x+8,则有x-1+x+1=x+8,x=8。所以A、B、C的原子序数
29、分别为7、16、9,对应的元素分别为N、S、F。15.(2021湖北荆州高一段考)元素周期表中前七周期的元素种类如表所示:周期数一二三四五六七元素种类28818183232(1)表中周期是短周期,周期是长周期。(2)第六、七周期比第四、五周期多了14种元素,其原因是。(3)元素周期表中第族所含元素种类最多。(4)请分析周期数与元素种类的关系,预言第八周期最多可能含有的元素种类为(填字母,下同)。A.18种B.32种C.50种D.64种(5)据国外有关资料报道,在独居石(一种共生矿,化学成分为Ce、La、Nb等的碳酸盐)中,查明有116号元素。试推断116号元素应位于元素周期表中的。A.第六周期第A族B.第七周期第A族C.第七周期第族D.第八周期第A族答案(1)一、二、三四、五、六、七(2)第六、七周期在第B族中出现了镧系、锕系,每个系的一个空格包含了15种元素(3)B(4)C(5) B解析(4)观察每一周期的元素种类发现,它们都是偶数,规律如下:周期数一二三四五六七元素种类221212824222824222182923218292323221624232216242故第八周期最多可能含有的元素种类为252=50种。(5)根据0族元素的原子序数推断,第七周期0族元素的原子序数为118,位于第18列,116号元素处于第16列,所以116号元素位于第七周期第A族。
