1、一、原子的组成【知识梳理】1.原子的组成2. 原子中存在的等量关系：（1）质量关系：质量数A=Z+N （2） 电子关系：中性原子的核外电子数=质子数=核电荷数= 原子序数；阳离子的核外电子数=质子数阳离子所带电荷数；阴离子的核外电子数=质子数 + 阳离子所带电荷数。如微粒所含质子数17、中子数35-17=18、电子数_17+1=18、质量数35。3.元素、核素、同位素与同素异形体:4.质量数与元素的近似相对原子质量（1）质量数是忽略电子质量，将核素中所有质子相对质量和中子相对质量取近似整数值之和。如35Cl的质量数为35、37Cl的质量数为37。（2）元素的近似相对原子质量是该元素各种天然同位
2、素原子的质量数与其原子百分比的乘积之和。，如35Cl和37Cl在自然界的原子百分组成之比是31，则Cl元素的近似相对原子质量为35_3/4 + 371/4 =35.5。温馨提示：同种元素，可以有若干种不同的核素，不同核素之间互称为同位素。如68O、178O、188O是氧元素的三种核素，互为同位素。同位素的“同位”是指在周期表中处于同一位置，同位素的特征是原子序数相同而质量数不同。天然同位素有稳定的百分组成，化学性质几乎相同(同种元素的同位素)，但物理性质可能不一样。同位素是同种元素的不同原子间的关系，故单质、化合物间不可能是同位素。如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数相
3、同而中子数不同的原子才是同位素；如168O和188O是同位素，而且146C和147N不是同位素。4.核外电子排布规律（1）电子层：科学研究证明，电子的能量是不相同的，它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。符号KLMNOPQ层数1234567（2）核外电子的排布规律：核外电子排布遵循的规律是能量最低原理，电子总是尽先占满能量低的电子层，然后由里到外，依次排布在能量逐步升高的电子层上。温馨提示：各电子层最多容纳电子数目：2n2，最外层电子数目不超过个（
4、层为最外层时，不超过个），次外层电子数目不超过18个，倒数第三次电子数目不超过32个。原子结构示意图能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。如氯原子：圆圈内表示原子的质子数，要注意正号；弧线表示电子层，弧线内数字表示该层中的电子数。离子结构示意图中各符号含意一样，但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。如：与Ne原子电子层结构相同的常见离子：F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+；与Ar原子电子
5、层结构相同的常见离子：Cl-、S2-、K+、Ca2+。【典例分析】下列有关说法正确的是 。与两种粒子，质子数一定相等，质量数和中子数一定不同14C和14N互为同位素原子核都是由质子和中子构成质量数跟原子的相对原子质量相等质子数相同的粒子其化学性质不一定相同32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子改变离子的电荷数可使一种元素的阳离子转化为另一种元素的阴离子OH与H3O组成元素相同，所含质子数相同电子的能量越低，运动区域离核越远答案解析两种微粒的质子相等，但质量数分别为A和A+1，中子数分别为A-Z和A+1-Z，正确；同位素是指质子数相同而中子数不同的原子，是同一种元素的不同原子，错误；原
6、子核中无中子，错误；原子的相对原子质量是某元素的一个原子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值，中子、质子的相对质量分别是1.008和1.007，取整数都为1，质子数与中子数总和为质量数，故只能说，质量数与原子的相对原子质量近似相等，错误；质子数相同的粒子可以是分子或离子等，化学性质不一定相同，正确；32He代表质量数为3，原子核内有2个质子，错误；改变离子的电荷数可使阳离子变为该元素的原子或该元素的另一种阳离子，但一定不会变为另一元素，错误；OH与H3O组成元素相同，所含质子数分别为9和11，错误；电子的能量越低，运动区域离核越近，错误【达标练习】1. 核磁共振(NMR)技术已广泛应用于
7、复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象试判断下列哪组原子均可产生NMR现象()A18O、31P B19F、12CC元素周期表中A族所有元素的原子D元素周期表中第三周期元素的所有原子2. YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于Y的说法不正确的是()A属于金属元素 B质子数与中子数之差为50C原子的核外电子数是39 D.Y和Y是两种不同的核素3. 重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是A氘(D)原子核外有1个电子B1H与D互称同位素CH2O与D2O互称同素异形体D1H18O与D216O的相对分子质量相等题号答
8、案解析1C 18O的质子数、中子数分别为8、10，均为偶数，12C的质子数、中子数均为6，均为偶数，元素周期表中A族元素的原子其质子数均为奇数，均可产生NMR现象，C正确；元素周期表中第三周期元素的24Mg、28Si、32S、40Ar等原子其质子数和中子数均为偶数2B Y中质子数为39，中子数为893950。质子数与中子数之差为113C同素异形体是同种元素不同种单质间的互称二、元素周期表和元素周期律【知识梳理】1元素周期表的结构：元素周期表的结构位置与结构的关系周期周期序数元素的种数 周期序数原子核外电子层数对同主族(nA族)元素，若n2，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差
9、值为上一周期的元素种数；若n3，则该主族某一元素的原子序数与上一周期元素的原子序数的差值为同周期的元素种数短周期第一周期2第二周期8第三周期8长周期第四周期18第五周期18第六周期32第七周期不完全周期族主族A族A族由长周期元素和短周期元素共同构成的族最外层电子数=主族序数=价电子数零族第18纵行最外层电子数为8（He除外）副族B族B族只由长周期元素构成的族最外层电子数一般不等于族序数（第B族、B族除外），最外层电子数只有17个第族第8、9、10纵行（1）元素周期表中最外层电子数规律：最外层电子数为1的元素有主族（IA族）、副族（IB、VIII族部分等）；最外层电子数为2的元素有主族（IIA族
10、）、副族（IIB、IIIB、IVB、VIIB族）、0族（He）、VIII族（26Fe、27Co等）；最外层电子数在37之间的元素一定是主族元素；最外层电子数为8的元素：0族（He除外）。（2）元素周期表中数目规律：元素种类最多的是第IIIB族（32种）；同周期第IIA族与第IIIA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第2、3周期（短周期）相差1，第4、5周期相差11，第6、7周期相差25；设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为 (n+1)2/2，偶数周期为(n+2)2/2。（3）元素周期表中分界线规律：位于金属与非金属之间的分界线，右上方的元素为非金属（周期表中的颜色为深绿色），
11、在此可以找到制造农药的元素（如Cl、P等），左下角为金属元素（H除外），分界线两边的元素一般既有金属性，又有非金属性；能与酸和碱反应（如Be、Al等），还可找到制造半导体材料的元素（如Si、Ge等）。（4）元素周期表中对角线规律：金属与非金属分界线对角（左上角与右下角）的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期（如Li和Mg、Be和Al、B和Si）。（5）元素周期表的应用：预测元素的性质；按周期表的位置在一定区域内寻找新物质(农药、半导体、催化剂等)。2元素周期律：定义元素性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化实质元素性质的周期性递变是核外电子排布周期性变化的必然结果核外电子排布同周期，从
12、左至右，最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而呈现周期性变化原子半径同周期，从左至右，原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性变化。原子半径由电子层数和核电荷数多少决定，它是反映结构的一个参考数据主要化合价同周期，从左至右，最高正价由由+1递变到+7，从中部开始有负价，从-4递变至-1， (稀有气体元素化合价为零)， 呈周期性变化。元素主要化合价由元素原子的最外层电子数决定，一般存在下列关系：最高正价数最外层电子数=8-最低负价元素的性质同周期，从左至右，金属性渐弱，非金属性渐强，最高氧化物的水化物的碱性渐弱，酸性渐强，呈周期性变化。这是由于在一个周期内的元素，电子层数
13、相同，最外层电子数逐渐增多，核对外层电子引力渐强，使元素原子失电子渐难，得电子渐易，故有此变化规律（1）在周期表中，元素的化学性质遵循以下递变规律：同周期元素，从左到右，金属性依次减弱，非金属性依次增强。同主族元素，从上到下，金属性依次增强，非金属性依次减弱。金属性越强，单质的还原性越强，对应离子的氧化性越弱，单质与水或酸反应越剧烈，越容易置换出氢，最高价氧化物的水化物的碱性越强，热稳定性越强；非金属性越强，单质的氧化性越强，对应离子的还原性越弱，单质与氢气反应越剧烈，氢化物越稳定，最高价氧化物的水化物的酸性越强。（2）微粒半径大小比较中的规律同周期随原子序数递增，原子半径减小。如：r（Na）
14、r（MMg）r（Al）r（Si）r（P）r（S）r（Cl）同主族随原子序数递增，原子或离子半径减小。如：r（Li）r（Na）r（k）r（Rb）r（Cs），r（Li+）r（Na+）r（k+）r（Rb+）r（Cs+），r（F）r（Cl）r（Br）r（I）同电子层核电荷数越大，离子半径越小。如：r（O2）r（F）r（Na+）r（Mg2+）r（Al3+）同元素阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。如：r（Cl）r（Cl），r（Fe）r（Fe2+）r（Fe3+）（3）元素金属性（非金属性）相对强弱的判断规律元素的性质本质判断的一般依据元素金属性元素的原子失电子的能力（与失电子的数目无
15、关），原子越容易失去电子，元素金属性越强；反之则弱。与水或酸(非氧化性)反应置换出氢的难易最高价氧化物对应水化物的碱性强弱水溶液中单质间的置换反应原电池中的正负极(MgAl-NaOH溶液例外)阳离子在电解池中阴极上的放电顺序元素的非金属性元素的原子得电子的能力（与得电子的数目无关），原子越容易得到电子，元素非金属性越强；反之则弱。与氢气化合的难易气态氢化物的稳定性最高价氧化物对应水化物的酸性强弱水溶液中单质间的置换反应（单质作氧化剂）阴离子的还原性【典例分析】下列有关说法正确的是 。原子序数为15的元素的原子半径小于N原子半径第A族元素是同周期中非金属性最强的元素Li、Na、K、Rb的氧化物对
16、应水化物的碱性依次减弱B、C、N、O、F原子半径依次增大第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小A族元素的金属性比A族元素的金属性强A族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高原子序数为12的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性大于Al(OH)3元素性质呈现周期性变化的根本原因是原子半径呈周期性变化非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数答案解析原子序数为15的元素为磷，其原子半径大于N原子半径，错误；在周期表中，同一周期，从左至右元素非金属性逐渐增强，卤素是同周期中非金属性最强的元素，正确；从Li到Rb，金属性依次增强，所以对应的碱的碱性依次增强，错误；同周期元素从左向右
17、，原子半径逐渐减小，错误；同周期非金属元素阴离子半径比金属元素阳离子半径大，错误；不同周期时，可能A族元素比A族元素金属性弱，错误；A族元素的氢化物中，H2O比H2S、H2Se、H2Te稳定，H2O的沸点也最高，正确；原子序数为12的元素是镁，Mg(OH)2的碱性大于Al（OH）3，正确；元素性质呈现周期性变化的根本原因是原子的核外电子排布呈周期性变化，错误；非金属元素的最低化合价的绝对值等于它形成8电子稳定结构所需的电子数，也就是8减去最外层电子数，错误【达标练习】元素在周期表中的位置的推断（1）根据结构推断位置：依据能量最低原理和各电子层最多容纳的电子数以及最外层、次外层和倒数第三层不能超
18、过的电子数只能画出主族元素的原子结构示意图，其中，由电子层数周期数，最外层电子数主族元素的族序数8|最低负价|两个等量关系，可以由原子结构推出该元素在周期表中的位置：族序数等于周期数的元素是H、Be、Al等；短周期中最高正价与最低负价代数和为零的是H(NaH中氢原子显1价)、C、Si；最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素是S；除H外，原子半径最小的元素是F；最高正价不等于族序数的元素是O、F等。(2)根据存在与性质推断位置存在方面：形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大的元素、氢化物中含氢质量分数最大的元素是C；空气中含量最多的元素、气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N；地壳中含量最
19、多的金属元素是Al。性质方面：最活泼的非金属元素、气态氢化物最稳定的元素是F；最活泼的金属元素、最高价氧化物对应的水化物碱性最强的元素、阳离子氧化性最弱的元素是Cs；单质在常温下呈液态的非金属元素是Br；最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的短周期元素是Be、Al；元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应的水化物起化合反应的元素是N；常见的能形成同素异形体的元素有C、P、O、S。【达标练习】4. W、R、X、Y的原子序数依次增大，Y的最高正价和最低负价之和等于0，L层上电子数是M层上电子数的2倍；在常温常压下，W和R组成的化合物有多种，其中两种化合物能相互转化，但元素化合价没有变化
20、；这4种元素的原子最外层电子数之和等于R原子的核电荷数的2倍。下列说法正确的是（ ）A元素的非金属性顺序为RYW BR与其他三种元素均能形成共价化合物C简单氢化物的热稳定性顺序为RWY D原子半径次序为WRXY5. 短周期元素R、X、Y、W的部分信息如下表所示：元素代号RXYW原子半径/nm0.0770.0740.1860.099主要化合价4、4217、1已知Y和W位于同一周期。下列有关说法不正确的是（ ）A简单的离子半径由小到大排序：Y、X、W BX的气态氢化物的稳定性一定比R的强CR、X和Y可以组成含共价键的离子合物 D在R、X、W的氢化物中，X的沸点最高6. 短周期元素X、Y、Z、W的原
21、子序数逐渐增大，其中X原子的电子数与电子层数相等，Z为短周期中金属性最强的元素，Y与X、Y与Z均能形成原子个数比为1：1和1：2的两种化合物，Y和W同主族下列说法正确的是（）AY与Z形成的两种化合物中所含化学键类型完全相同B化合物X2W比化合物X2Y稳定CY、Z、W三种元素形成的化合物的水溶液一定呈中性D原子半径：r（Z）r（W）r（Y）r（X）7.下列结论错误的是()粒子半径：KAl3S2Cl氢化物的稳定性：HFHClH2SPH3SiH4离子的还原性：S2ClBrI氧化性：Cl2SSeTe酸性：H2SO4H3PO4H2CO3HClO非金属性：ONPSi金属性：BeMgCaKA只有B C D8
22、.短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示。下列说法中，正确的是()AW的最高价氧化物对应的水化物是强酸BY的原子半径在同周期主族元素中最大CW的非金属性比Z的弱DZ的气态氢化物的稳定性在同主族元素中最强9. 如图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是()A元素位于第2周期第A族B气态氢化物的稳定性：C最高价氧化物对应水化物酸性：D元素的最高正化合价：题号答案解析4A A项，透明溶液可能是有色溶液，在透明溶液中这四种离子能大量共存，加入铜粉，铜与铁离子反应，铜不能与亚铁离子反应，正确；B项，Fe3+3AlO2-6H2OFe(OH)33Al(OH)3，Al3+3AlO2-6H2O4
23、Al(OH)3，离子不能大量共存，错误；C项，加入硫酸氢钠溶液，相当于加入强酸，漏掉了Ba2+SO42-BaSO4，错误；D项，pH0的溶液为强酸溶液，发生反应为3Fe2+NO3-4H+3Fe3+NO2H2O，离子组不能大量共存，错误5D依题意，R为碳，X为氧，Y为钠，W为氯。A项，Na+、Cl-、O2-的半径由小到大排序：r(Na+)r(S2-)r(Cl-)，正确；B项，H2O的稳定性比CH4的强，正确；C项，Na2CO3中含离子键和共价键，正确；D项，碳的氢化物为烃类，在常温下可能呈固态、液态，故有些烃的沸点高于水的沸点，错误6D短周期元素X、Y、Z、W的原子序数逐渐增大，其中X原子的电子
24、数与电子层数相等，则X为H元素；Z为短周期中金属性最强的元素，则Z为Na；Y与X、Y与Z均能形成原子个数比为1：1和1：2的两种化合物，则Y为O元素，形成的化合物为H2O2、H2O及Na2O2、Na2O，Y和W同主族，则W为S元素。 AY与Z形成的两种化合物为Na2O2、Na2O，前者含有离子键、共价键，后者只含有离子键，故A错误；B化合物X2W为H2S、化合物X2Y为H2O，由于非金属性OS，故稳定性H2OH2S，故B错误；CY、Z、W三种元素形成的化合物为硫酸钠、亚硫酸钠等，硫酸钠溶液呈中性，但亚硫酸钠溶液呈碱性，故C错误；D所用元素中H原子半径最小，同周期自左而右原子半径减小、同主族自上
25、而下原子半径增大，故原子半径：r（Z）r（W）r（Y）r（X），故D正确7B核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，所以粒子半径S2ClKAl3，错误；、正确；离子的还原性：S2IBrCl，错误8A根据四种元素在周期表中的相对位置关系，可以推断X为He，Y为F，Z为S，W为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸，A正确；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，因此Y的原子半径在同周期主族元素中最小，B错误；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此非金属性WZ，C错误；S为A族元素，A族元素中O的气态氢化物最稳定，D错误9C据元素周期表的结构知为第2周期的N、O、F，为第3周期的S、Cl.元素为第2周期第A族，A错误；气态氢化物稳定性H2OH2S，B错误；F无正价，D错误