1、第一章物质结构元素周期律第一节 元素周期表激趣导读 从门捷列夫发现元素周期表以来，人们一直都在思考这样一个问题：“元素周期表的终点在哪里？”自1940年合成93号元素镎(Np)和94号元素钚(Pu)以来，科学家就开始了“制造”元素的工作。当100号元素镄(Fm)之后的元素一个又一个地被合成出来后，科学家发现：随着原子序数的递增，它们的寿命一个比一个短。100号元素的寿命为82天，到105号，只能活34秒，107号只存活2毫秒。人们不禁要问：“元素周期表快到尽头了吗？”科学总是极其富有生命力的！109号元素活了5毫秒，114号元素寿命长达30秒以上。好兆头，再往后的元素寿命可能会回升。科学的发展
2、永无止境，人类对元素的认识还将继续下去。今天的成就绝不是元素周期表的终点。让我们拭目以待吧！目标 1.能描述元素周期表的结构，知道金属、非金属元素在元素周期表中的位置。2理解碱金属元素、卤素的性质及递变规律。3知道核素和同位素的含义及应用。4了解常见元素在元素周期表中的位置及其性质的递变规律。5能够从原子结构的角度进一步认识元素周期表的实质，为学习元素周期律打下基础。第1课时元素周期表一、元素周期表的发展历程1第一张元素周期表(1)诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫首制。(2)绘制依据：将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵行。2元素周期表的演变(1)演变：
3、随着科学发展，为未知元素留下的空位先后被填满。(2)编排依据：由相对原子质量改为原子的核电荷数。二、原子序数按元素在周期表中的顺序，由小到大给元素编号，这种编号叫做原子序数。原子序数与核电荷数、质子数、核外电子数的关系是：原子：原子序数核电荷数质子数核外电子数。阳离子：原子序数核电荷数质子数核外电子数。阴离子：原子序数核电荷数质子数核外电子数。三、元素周期表的结构1元素周期表的编排原则在周期表中，把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，再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成纵行。2元素周期表的结构(1)周期在元素周期表中，具有相同电子层数而
4、又按原子序数递增的顺序排成的横行叫做周期。在元素周期表中，不同横行就是不同周期，一个横行就是一个周期，共有7个周期。(2)族在元素周期表中，不同周期中最外层电子数相同又按电子层数递增的顺序排成的纵行叫做族。周期表有18个纵行。除第8、9、10三个纵行叫做族外，其余每个纵行各为一族。族有主族和副族之分，在周期表中，主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B。此外有些族的元素还有一些特别的名称。例如：第A族：碱金属元素(氢元素除外)；第A族：卤族元素；0族：稀有气体元素。探究点一元素周期表的结构 1元素周期表里每种元素占据着一个格，格内标注着元素的若干信息，需要我们对其有初步的认识，如下所示：
5、2元素周期表的编排原则行：核外电子层数相同的元素排列为一行；行内按原子序数从小到大的顺序从左到右排列。列：最外层电子数相同的元素排成一列；列内按原子序数从小到大的顺序由上到下排列。3周期由元素周期表可知，元素周期表有七个横行，每一横行就是一个周期。从上到下依次为第一周期、第二周期第七周期。每一周期中的元素电子层数目相同，原子序数从左到右依次递增。下表中为各周期的分类及容纳的元素种类。4.族现在的元素周期表共有18个纵行，一纵行就是一族，但只有16个族，因为第族包含三个纵行。每一族中的元素最外层电子数相同(He除外)，电子层数从上到下依次递增。注意下表中各族的信息。由上表可知元素周期表中主族元素
6、的族序数后标A，副族元素的族序数后标B。稀有气体因为性质稳定，有稳定的电子结构，化合价为0，因此称为0族。过渡元素：元素周期表中从第B族到第B族共10个纵行，包括了第族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。由于镧系和锕系位于第3列，所以元素种类最多的族是第B族。这样，我们可以把元素周期表比喻成一幢“楼”，周期就像“楼层”，族就像“单元”，这样每种元素都有自己独立的“家”了。5某些族元素的别称名称A(除氢外)AAAAA0别称碱金属碱土金属碳族氮族氧族卤族稀有气体记忆小窍门(1)七个周期横着看，三短四长七不全；纵看共有十八列，七主七副零三；副族元素中间站，主族元素靠两边；
7、若分金属非金属，硼砹之间划连线。(2)族序数为、的地方是主族和副族的分界线，第一次分界时主族在副族的前面，第二次分界时副族在主族的前面。“第一次”是指A、A、B、B、B、B、B、依次排列。“第二次”是指B、B、A、A、A、A、A、0依次排列。1.教材所示元素周期表中格的颜色有什么含义？提示：元素周期表中每一格表示一种元素。格的颜色分两种，其中蓝色部分表示非金属，橘黄色部分表示金属，红线框起来的橘黄色部分表示过渡元素。2最外层电子数为2的元素一定位于第A族吗？提示：不一定。最外层电子数为2的元素：主族(第A族)、副族(第B、第B、第B、第B族)、0族的He、族的26Fe、27Co等。3短周期元素
8、中族序数与周期数相同的元素有哪些？提示：短周期中族序数与周期数相同的有三种元素：若族序数(或周期数)为1，则为氢；若族序数(或周期数)为2，则为铍；若族序数(或周期数)为3，则为铝。例1若把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18纵行。如碱金属为第1纵行，稀有气体为第18纵行，按这个规定，下列说法不正确的是()A计算机芯片的组成元素位于第14纵行B第10纵行元素全部是金属元素C第18纵行元素单质全部是气体D只有第2纵行元素的原子最外层有2个电子思路分析解析本题实际上考查了对元素周期表结构的掌握状况。芯片的组成元素为硅，位于第A族，为第14纵行，A项正确；第10纵行为过渡金属元素，B
9、项正确；第18纵行元素为稀有气体元素，单质全部为气体，C项正确；D项中除第2纵行元素的原子最外层有2个电子外，其他如He、部分过渡金属元素最外层也是2个电子。答案D下列叙述中正确的是(C)A除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B除短周期外，其他周期均有18种元素C副族元素中没有非金属元素D碱金属元素是指A族的所有元素解析：A选项中氧元素和氟元素没有最高正价；B选项中第六周期有32种元素；D选项中A族中的氢元素不是碱金属。下图中各选项均为元素周期表的一部分(图中数字为原子序数)，其中正确的是(D)解析：本题考查周期表的结构，要求熟记118号元素在周期表中的具体位置
10、。解题时，可根据稀有气体2号、10号元素在周期表的最右端即可排除A、B、C选项。探究点二确定元素在周期表中的位置 1根据原子结构周期数核外电子层数主族序数最外层电子数最高正价8|最低负价|质子数原子序数原子核外电子数2根据核外电子排布规律推断(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。(2)最外层有1个或2个电子，则可能是第A、第A族元素，也可能是副族、第族或氦元素。(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。(4)某元素的阴离子最外层电子数与次外层电子数相同，则该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。3根据0族元素原子序数推断已知0族元素的原子序数如下表：
11、周期一二三四五六七原子序数21018365486118(1)比大小定周期比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相近的0族元素，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。(2)求差值定族数若某元素的原子序数比相应0族元素的多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。若比相应0族元素的少15时，则应位于同周期的第A第A族。若差值为其他数，则由相应差数找出相应的族。(3)实例53号元素由于365354，则53号元素位于第五周期，54531，故53号元素位于54号元素左侧第一格，即第A族，故53号元素位于第五周期第A族。88号元素由于8688118，则8
12、8号元素位于第七周期，88862，所以88号元素位于第七周期的第二格，即第A族，故88号元素位于第七周期第A族。你能确定下列特殊位置的短周期元素吗？答：(1)族序数等于周期序数的元素：H、Be、Al。(2)族序数等于周期序数的2倍的元素：C、S。(3)周期序数是族序数的2倍的元素：Li。(4)族序数等于周期序数的3倍的元素：O。(5)最高正价与最低负价的代数和为0的元素：C、Si。(6)最高正价是最低负价绝对值的3倍的元素：S。(7)同主族的两种元素，原子序数为2倍关系的是S和O。例2我国的纳米基础研究能力已跻身于世界前列，曾制得一种合成纳米材料，其化学式为RN。已知该化合物中的Rn核外有28
13、个电子，则R元素位于元素周期表的()A第三周期第A族B第四周期第A族C第五周期第A族 D第四周期第A族思路分析判断出Rn的化合价根据离子的电子数求解原子序数。熟记稀有气体元素的原子序数应用稀有气体定位法。解析据化学式RN知N为3价，则Rn为3价，所以R的原子序数为28331；与31最邻近的稀有气体元素原子序数为36(氪；第四周期)，所以31365，因此R元素也在第四周期，8|5|3，则R在第A族，故选B。答案B俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述中正确的是(B)A11
14、5号元素在第六周期B113号元素在第七周期第A族C115号和113号元素都是非金属元素D镅元素和115号元素不在同一周期解析：95号元素镅、115号元素、113号元素原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号元素比118号元素原子序数少3，应在第A族，113号元素在第A族；113号和115号元素都是金属元素。探究点三元素周期表中原子序数的序差关系 元素周期表是元素周期律的具体表现形式，是学习和研究化学的一种重要工具，其内容抽象，规律性强。现从元素的原子序数之间的关系总结了以下规律。1同主族不同周期相邻元素的原子序数之差：“左上右下”规律“左上”指过渡元素左侧(即第A族、第A族)
15、上下相邻元素的原子序数之差等于上面元素所在周期元素的种数。“右下”指过渡元素右侧(即第A第A族)上下相邻元素的原子序数之差等于下面元素所在周期元素的种数。具体可总结如下：注意：掌握该规律的前提是要记住每一周期所含元素的种数，即第一周期2种，第二周期8种，第三周期8种，第四周期18种，第五周期18种，第六周期32种，第七周期有32种。2同周期第A族和第A族元素的原子序数之差规律(1)第二、三周期元素，原子序数之差为1。(2)第四、五周期元素，原子序数之差为11(因为这两周期包括有副族元素7种，第族元素3种)。(3)第六、七周期元素，原子序数之差为25(因为这两周期分别包括副族元素6种，第族元素3
16、种，第六周期镧系15种，第七周期锕系15种)。3同周期不相邻主族元素的原子序数之差规律同周期中不相邻的主族元素之间，如果两种元素在过渡元素同侧，则原子序数之差等于两种元素所在族的序数之差；如果两种元素在过渡元素两侧，则原子序数之差等于两种元素所在族的序数之差与10或24的和。4“”型、“”型元素原子序数之间的规律直接相邻的“”型元素原子序数的关系如图甲所示，直接相邻的“”型元素原子序数的关系如图乙所示。注意：解题时要注意题目是否要求某元素在短周期中。要注意题中所给位置在周期表中确实存在，并注意镧系和锕系元素的特殊情况。5“”型元素原子序数之间的规律A族0族区域内满足“”型元素原子序数的关系，如
17、图所示。1.同一周期的A族、A族的两种元素的原子序数之差为多少？提示：第2、3周期，原子序数之差为6(族序数之差)；第4、5周期，原子序数之差为16(族序数之差10)；第6、7周期，原子序数之差为30(族序数之差24)。2具有相同电子层结构的离子aXm和bYn的原子序数之差为多少？提示：离子aXm和bYn具有相同电子层结构，ambn，则abmn，即原子序数之差等于两个离子所带电荷的绝对值之和。例3已知A为第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 Bnm11Cnm25 Dnm10解析若A、B为第二、三周期元素，nm1；若A、
18、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。答案D原子序数为x的元素E在元素周期表中位于A、B、C、D四种元素中间(如下图所示)，则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是(镧系、锕系、0族元素除外)(B)A.4x B4x6C4x10D4x14解析：A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为2x，又同主族相邻的两元素之间的原子序数相差2(本题不可能，因B不是第一周期元素)、8、18、32。所以四种元素中，同主族的B、D两种元素的原子序数之和可能为2x、2x10或2x14。则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x10或4x1
19、4，B项不正确。1下列说法正确的是(C)A相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差都相同B同周期的A族元素与A族元素的原子序数之差都相同C第1周期、第A族和0族的元素都是非金属元素D若发现了115号元素，则该元素肯定位于第7周期第A族2下列说法中，错误的是(A)A原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数B元素周期表中从第B族到第B族10个纵行的元素都是金属元素C除He外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8D第A族与第A族之间隔着10个纵行解析：本题考查的是元素周期表的结构，应特别注意族的排列顺序。简单的阴离子如F、Cl及相应原子F、Cl的核外电子层数等于元素所在的周期序数，但像
20、Na、Mg2、Al3等阳离子的核外电子层数等于元素所在周期的上一周期的周期序数，A项错误；从第B族到第B族共10个纵行的元素全部都是金属元素，B项正确；除He的最外层有2个电子外，其他稀有气体元素原子的最外层电子数都是8，C项正确；第A族与第A族之间隔着7个副族和一个第族(3个纵行)共10个纵行，D项正确。3甲、乙是元素周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是(B)Ax2Bx4Cx8Dx18解析：元素周期表中，相邻两个周期内上下相邻两种元素的原子序数之差及这个差值与周期表的结构关系存在如下几种情况：左上图：上下差2；右上图：上下差8；左下图：上下差18；右下图：上
21、下差32。因此，同族相邻两种元素的序数之差为2、8、18、32。4在元素周期表中有很多的规律与特点，下列说法不正确的是(C)A两种不同的元素不可能既在同一周期，又在同一主族B元素周期表中的元素不全是从自然界中发现的C周期表中120号元素，含有非金属11种D若周期表中第8周期完全填满，此周期应含有50种元素解析：在同一周期，又在同一主族只有同一元素，A正确；周期表中有些元素是人工得到的，如一些放射性元素，B正确；周期表中120号元素，含有非金属13种，C错误；若周期表中第8周期完全填满，此周期应含有50种元素，D正确。5下列说法中正确的是(D)A元素周期表是按相对原子质量逐渐增大的顺序从左到右排
22、列的B最外层电子数相同的元素一定属于同一族C非金属元素的最外层电子数都大于等于4D同周期元素的电子层数相同解析：元素周期表是按原子的核电荷数排列的；氦原子最外层电子数为2，排在0族而不是第A族；非金属元素H、He的最外层电子数都小于4。6下列说法中正确的是(C)A每一周期的元素都从碱金属开始，最后以稀有气体结束B同一周期中，从左到右，各元素最外层电子数都是从1个逐渐增加到8个C第二、三周期上下相邻元素的原子序数相差8D第七周期只有23种元素解析：第一周期的元素是从氢开始的；第一周期各元素最外层电子数从1个增加到2个；第七周期还未排满，目前有26种元素，不止23种元素。7元素周期表是学习和研究化
23、学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息：(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是13。(2)分析上表规律，可推知，表中X为16S。(3)表示的是(写粒子符号)K。(4)写出一个由1、7、17号三种元素组成的化合物的化学式：NH4Cl。解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是Al，其原子序数为13；(2)由元素周期表的规律可推知X应为16S；(3)19号元素为K，核外电子数比核电荷数少1，为K；(4)1号元素为H,7号元素为N,17号元素为Cl，组成的常见化合物为NH4Cl。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。答案：如图所示(2)表中所列元素，属于短周期元素的有a、b、c、d、e、f、g，属于主族元素的有a、b、c、d、e、f；g元素位于第三周期0族；i元素位于第四周期B族。(3)元素f是第三周期A族元素，请在右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：