1、第五章 原子结构 元素周期律第15课时 元素周期表的结构、核素、同位素 2组成原子的各微粒相互关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)质子数核电荷数原子序数原子的核外电子数阳离子的核外电子数质子数所带电荷数阴离子的核外电子数质子数所带电荷数二、元素、核素、同位素1有关概念(1)元素：具有相同的同一类原子的总称。(2)核素：具有一定数目的和一定数目的一种原子。(3)同位素：相同而不同的同一元素的不同原子互称为同位素。同位素的性质几乎完全相同而性质不同。质子数质子中子质子数中子数化学物理2三者关系三、元素周期表1原子序数按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号，叫做原子序数，原子序数。2编排原则横行
2、：相同的元素按递增的顺序从左到右排列，称为周期。(周期序数原子的)纵行：相同的元素按_递增的顺序从上到下排列，称为族(主族序数原子的)。质子数原子核外电子数把原子的电子层数原子序数电子层数把原子的最外层电子数电子层数最外层电子数第4、5、6、71.6027Co 是 射线放射源，可用于农作物诱变育种，我国用该方法培育出了许多农作物新品种，对 6027Co 原子的叙述不正确的是()A.质量数是 60B.质子数是 60C.中子数是 33D.电子数是 27B【解析】根据质量数质子数中子数，质子数原子的核外电子数，对于6027Co 左上角是质量数，左下角是质子数，所以 Co 原子的质量数为 60，质子数
3、为 27，中子数为 602733，电子数为 27。2.下列说法不正确的是()A.元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称B.核素代表一类原子C.某元素的一种核素代表该元素的一种原子D.某种同位素或核素代表该元素的一种原子B【解析】元素代表一类原子，而核素只代表一类原子中的一种原子(质子数和中子数都一定的原子)质子数相同而中子数不同的原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)，故不正确的选项是 B。3.月壤中的 3He 是核聚变发电最清洁最安全的理想物质，地球上氦元素主要以 4He 形式存在，3He 仅有 15 t 左右；而月球上的 3He 有数百万吨之多，可供全世界开采 500年。下
4、列说法正确的是()3He、4He 的化学性质基本相同3He、4He 具有相同的中子数3He 核聚变是化学变化3He 液化是物理变化3He、4He 形成的单质中均含有共价键3He、4He 分别组成的气体单质，在相同条件下密度之比为 34A.B.C.D.B【解析】3He 和 4He 互为同位素，它们的质子数和核外电子数相等，其最外层电子数均为 2，故它们的化学性质基本相同，正确；3He、4He 的中子数分别为 1 和 2，不相同，错误；3He 的核聚变不是化学变化，因为化学变化中原子核是不能发生改变的，错误；液化是物理变化，没有新物质产生，正确；稀有气体是单原子分子，其分子内不存在化学键，错误；在
5、相同的条件下，气体的密度之比等于其相对分子质量之比，因此 3He、4He 分别组成的气体单质，在相同条件下式量比是 34，因此密度之比为 34，正确。4.关于元素周期表的下列叙述，错误的是()A.元素周期表揭示了化学元素的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一B.在周期表中，把电子层数相同的元素排成一横行，称为一周期C.元素周期表中，总共有 18 个纵行，18 个族D.第A 族的元素又称为碱金属(除了 H)，第A 族的元素又称为卤素C【解析】A.元素周期表揭示了化学元素的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一，A 正确；B.在周期表中，把电子层数相同的元素排成一横行，称为一周期，B正确；C
6、.元素周期表中，总共有 18 个纵行，16 个族，即 7个主族、7 个副族、1 个 0 族和 1 个第族，C 错误；D.第A 族的元素又称为碱金属(除了 H)，第A 族的元素又称为卤素，D 正确。2相对原子质量概念辨析(1)质量数质子数中子数。(2)原子的相对原子质量：以一个12C 原子质量的1/12 作为标准，其他原子的质量跟它相比所得的数值，就是该原子的相对原子质量。(3)元素的相对原子质量：该元素的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积的和，是一个平均值。元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量。(4)原子质量：也称真实质量，是通过精密的实验测得的，其数值很小。【例 1】
7、某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为 152.0，原子核外的电子数为 63。下列叙述中错误的是()A.它是副族元素B.它是第六周期元素C.它的原子核内有 63 个质子D.它的一种同位素的核内有 89 个中子【解析】根据原子核外的电子数质子数，该原子的质子数为 63，再用质子数分别减去各周期所含有的元素种类，6328818189，它是第六周期从左到右的第 9 种元素，而第六周期中包含镧系，所以它属于副族，A、B 正确；原子核外电子数等于质子数，C正确；因其两种同位素的百分含量相近，且平均相对原子质量为 152.0，所以两种同位素的相对原子质量一个比 152.0
8、大，一个比 152.0 小，即中子数一个比 89 大，一个比 89 小，D 错误。【答案】D【练 1】元素周期表是学习化学的重要工具。下图是元素周期表中的一格，以下对该图信息的解读中，不正确的是()A.该元素的原子序数为 6B.该元素所有原子的质子数均为 6C.该元素的相对原子质量为 12.01D.该元素没有同位素，所有原子的中子数均为 6【解析】碳元素存在 12C、13C、14C 三种同位素。【答案】D 二、原子结构与元素周期表的关系的规律1常见的等量关系原子核外电子层数周期数主族序数原子的最外层电子数原子的最高正价8|最低负价|2序差关系同主族、相邻周期元素的原子序数差a位于过渡元素左侧的
9、主族元素，即第A 族，第A 族，同主族，相邻周期元素原子序数之差为上一周期所含元素种数。b位于过渡元素右侧的主族元素，即第A第A 族，同主族，相邻周期元素原子序数之差为下一周期所含元素种数，如氯和溴的原子序数之差为：351718(溴所在的第 4 周期包括溴含 18 种元素)。同周期第A 族和第A 族元素原子序数差第二、三周期元素，原子序数相差 1；第四、五周期元素，原子序数相差 11；第六周期元素，原子序数相差 25。【例 2】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()【解析】M 的原子序数为 37，位于周期表中第五周期第A 族，A.17 号、53 号元素
10、为第A 族元素，图中M 为稀有气体 Kr，A 项错误；B.19 号、55 号元素处于第A 族，M 应处于二者之间，B 项错误；C.20 号、56号元素处于第A 族，20 号元素为钙元素，处于第四周期第A 族，M 位置正确，C 项正确；D.26 号、28 号元素为第族元素，图中 M 处于第族，D 项错误。【答案】C【练 2】甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为 X，则乙的原子序数可能为()X2 X8 X26 X18 X14A.B.C.D.全部【解析】元素周期表分 7 个周期，每一周期含有的原子数分别为 2、8、8、18、18、32、26(第 7 周期目前没有排满)，因此周期表中同
11、一主族的两种元素，原子序数可以相差 2，例如 H 和 Li；也相差 8，例如 Li 和 Na；或相差18，例如 K 和 Rb。【答案】C1.下列有关元素周期表的说法中，错误的是()A.主族元素分布于短周期和长周期里，而副族元素仅分布于长周期里B.元素周期表中，位于同一主族的元素的原子最外层电子数相同，且等于族序数C.元素周期表中，周期的序数就是该周期元素原子具有的电子层数D.元素周期表中最外层电子数为 1 的原子仅位于第A 族D【解析】A.1、2、3 周期属于短周期，4、5、6 周期属于长周期，主族元素分布于短周期和长周期里，而副族元素仅分布于长周期里，A 项正确；C.元素周期表中，周期的序数
12、就是该周期元素原子具有的电子层数，C 项正确；D.在元素周期表中，最外层电子数为 1 的位于A、副族，D 项错误。2.下列叙述错误的是()A.13C 和 14C 属于同一种元素，它们互为同位素B.1H 和 2H 是不同的核素，它们的质子数相等C.14C 和 14N 的质量数相等，它们的中子数不等D.6Li 和 7Li 的电子数相等，中子数也相等D【解析】13C 与 14C、11H 与21H 分别互为同位素，A、B正确；14C 的质量数为 14，中子数为 1468，14N 的质量数为 14，中子数为 1477，C 正确；6Li 与 7Li 互为同位素，二者的质子数、电子数都相等，中子数不相等，D
13、 错误。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 48Ti 和 50Ti 的说法正确的是()A.48Ti 和 50Ti 的质子数相同，互称同位素B.48Ti 和 50Ti 的质量数不同，属于两种元素C.48Ti 和 50Ti 的质子数相同，是同一种核素D.48Ti 和 50Ti 的质子数相同，中子数不同，互称同素异形体A【解析】A.在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，A 项正确；B.质子数相同，属于同种元素，B 项错误；C.它们的质子数相同，但中子数不同，属于不同的核素，
14、C 项错误；D.同素异形体是指由同一种元素组成的性质不同的单质，它们表述的是原子，不是单质，D 项错误。4.元素 X、Y 可组成化学式为 XY2 的化合物，则 X、Y的原子序数不可能是()A.16 和 8 B.6 和 8C.12 和 17 D.19 和 9D【解析】A 中形成的是 SO2，B 中形成的是 CO2，C中形成的是 MgCl2，D 中形成的是 KF。5.已知一个 12C 的质量为 a g，一个 18O 的质量为 b g，阿伏伽德罗常数的数值为 NA，则下列说法中不正确的是()A.18O 的摩尔质量为：bNA gmol1B.氧元素的相对原子质量：12baC.m g 该氧原子的物质的量为
15、：mbNA molD.a12NAB【解析】元素原子的相对原子质量就是该元素原子的质量和一个 12C 的质量的 1/12 的比值，所以 18O 的相对原子质量是12ba。但氧元素的相对原子质量不是12ba，B 不正确，其余都是正确的。6.某元素原子的质量数为 A，它的阳离子 Xn核外有 x个电子，w g 这种元素的原子核内中子数为()A.w（Axn）Amol B.A（Axn）wmolC.w（Axn）Amol D.w（Axn）AmolC【解析】根据质量数质子数中子数。离子核外电子数质子数(或)电荷数，某元素原子的质量数为 A，它的阳离子 Xn核外有 x 个电子，则该元素的质子数为(xn)。原子核内
16、中子数是 A(xn)(Axn)。w g 这种元素的原子核内中子的物质的量是(wA)(Axn)molw（Axn）Amol。7.下列说法中不正确的是()质子数相同的粒子一定属于同一种元素同位素的性质几乎完全相同质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定是同一种元素的原子一种元素不可以形成不同的单质某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A.B.C.D.A【解析】质子数相同的粒子若是原子一定属于同一种元素，若是离子，则不一定属于同一元素，错误；在参加化学反应时通常是原子的最外层电子发生变化，由于同位素原子的核外电子数相同，最外层电子也相同。所以它们的化学性
17、质几乎完全相同，而物理性质可能不同，错误；由于分子显中性，而离子带有电荷，所以质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子，正确；电子数相同的粒子可能是同一元素的不同原子，也可能是不同元素的原子或离子，所以不一定是同一种元素的原子，正确；一种元素可以形成不同的单质，它们互称同素异形体，如金刚石和石墨都是碳元素的单质，错误；某种元素的同位素原子的相对原子质量取近似整数，就是该同位素原子的质量数，错误。说法中不正确的是，选项是 A。8.由以下一些微粒：136C、3919K、4020Ca、126C、146N、4018Ar其中：(1)互为同位素的是_和_；(2)质量数相等，但不能互称
18、同位素的是_和_；(3)中子数相等，但质子数不相等的是_和_、_和_。【解析】(1)同位素是指具有相同的质子数而中子数不同的同一元素的不同核素之间的互称，上述微粒属于同种元素的只有 126C 和 136C，所以互为同位素的是 126C 和 136C；(2)在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，所以质量数相等，但不能互称同位素的是4020Ca 和4018Ar；(3)根据质子数中子数质量数，136C 中中子数1367、3919K 中中子数391920、4020Ca 中中子数402020、126C 中中子数1266、147N 中中子数1477、4018Ar 中中子数40182
19、2，所以中子数相等，但质子数不相等的是 136C 和 147N、3919K 和 4020Ca。【答案】(1)126C 136C(2)4020Ca 4018Ar(3)136C 147N 3919K 4020Ca9.用符号 A：质子数；B：中子数；C：核外电子数；D：最外层电子数，填写下列各空。(1)原子种类由_决定。(2)元素种类由_决定。(3)相对原子质量由_决定。(4)核电荷数由_决定(5)元素的化合价主要由_决定。(6)元素的化学性质主要由_决定。【解析】(1)具有一定数目质子和一定数目中子的原子是核素，所以原子种类由质子数和中子数决定。(2)元素是指具有相同的核电荷数即质子数的同一类原子
20、的总成，所以元素的种类是由质子数决定的。(3)由于原子的质量主要是集中在原子核上，所以相对原子质量由质子数和中子数决定。(4)核电荷数质子数，则核电荷数由质子数决定。(5)元素的化合价主要由最外层电子数决定的。(6)元素的化学性质主要由最外层电子数决定的。【答案】(1)AB(2)A(3)AB(4)A(5)D(6)D10.现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答问题：(1)它们分属_种元素，互为同位素的原子为_。(2)质量数相等的粒子为_、_、_(可不填满，也可补充)。.已知碳有两种常见的同位素 126C、136C；氧有三种常见的同位素 168O
21、、178O、188O。(1)由这五种微粒构成的 CO 的分子有_种。(2)本题中涉及_种核素，_种元素。(3)一 个 相 对 分 子 质 量 最 大 的 二 氧 化 碳 分 子 中 有_个电子，_个中子；0.5 mol 这种二氧化碳的质量是_g。【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，上述微粒分别属于氢元素、钾元素、钙元素、氯元素、氮元素、碳元素共 6 种元素；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，互为同位素的原子为 1H、2H、3H；(2)质量数相等的粒子为 40K、40Ca，14N、14C，1H、1H。.CO 分子由一个碳原子和一个氧原子组成，由
22、于碳原子有两种，氧原子有三种，所以形成的 CO 分子的种数是 236；(2)本题中涉及的核素有126C、136C、168O、178O、188O，共 5 种，凡是质子数相同的原子属于一种元素，所以有 2 种元素，分别是碳元素、氧元素。(3)相对分子质量最大的二氧化碳分子是 13C18O2，在该分子中含有 22 个质子，22 个电子，27 个中子。相对分子质量是 49，所以 0.5 mol 这种二氧化碳的质量是 m(13C18O2)nM0.5 mol49 gmol124.5 g。【答案】.(1)6 1H、2H、3H(2)40K、40Ca 14N、14C 1H、1H.(1)6(2)5 2(3)22 27 24.511.下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z 为核电荷数，Y 为元素的有关性质)。根据要求将与元素有关的性质相符的曲线标号填入相应的空格中：(1)A 族元素的最外层电子数_；(2)第三周期元素的最高化合价_；(3)F、Na、Mg2、Al3的半径_。【解析】(1)A 族元素的最外层电子数相等，均为 2，选 b。(2)第三周期元素的最高化合价从左右依次升高，选 c。(3)F、Na、Mg2、Al3四种离子有相同的电子层结构，核电荷数越小，离子半径越大，选 a。【答案】(1)b(2)c(3)a