1、第2课时 核 素 课前自主学习 学习任务一 元素周期表 任务驱动:从原子序数和核外电子排布的角度分析元素周期表编排原则。1.发展历程 2.编排原则 3.元素周期表的结构 4.过渡元素 元素周期表中B到B共_个纵行,包括了第_族和全部_元素,共60多种 元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。【想一想】(1)原子序数为x的元素位于元素周期表中的第A族,则原子序数为 x+1的元素位于元素周期表的哪一族?提示:A族或B族。原子序数为x+1的元素应位于A族右侧相邻的族,在短周 期中为A族,长周期中为B族。10 副族(2)同周期A族与A族元素的原子序数之差一定是1吗?请举例说明。提示:不一定。具体举例如下
2、:周期 A A 2、3 n n+1 4、5 n n+11 6、7 n n+25 学习任务二 核素 任务驱动:“2500年前”是通过测定遗迹里的一种碳原子碳-14(14C)原子的含量推断出的。碳-14原子和作为相对原子质量标准的碳-12原子(12C)之间有何关系?1.原子的表示方法 2.核素(1)定义:具有一定数目_和一定数目_的一种原子。(2)氢的三种核素。原子符号 原子名称 氢的原子核 质子数(Z)中子数(N)氕 _ _ 或D 氘 _ _ 或T 氚 _ _ 11H21H31H1 0 1 1 1 2 质子 中子 3.同位素(1)定义:_相同而_不同的同一元素的不同原子互称为同位素,即同 一元素
3、的不同_互称为同位素,如 、(D)、(T)之间互称为同位素。(2)特点: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。_在考古工作中用于测定文物的年代。用于制造原子弹。_用于制造氢弹。(4)同位素的核素物理性质不同,化学性质相似。11H21H31H146C23592U2311HH、质子数 中子数 核素【情境思考】氕、氘、氚是H元素的三种核素,氕H原子核内有1个质子,无中子;氘D(又叫重氢),原子核内有1个质子,1个中子,丰度0.016%;氚T(又叫超重氢),原子核内有1个质子,2个中子。上图中有几种元素?几种核素?这些核素之间属于何种关系?提示:上图中有1种元素,3种核素
4、,这3种核素是同一种元素的不同核素,互称同位素。课堂合作探究【探究任务一】元素周期表的结构【问题情境】扇形元素周期表【问题探究】1.在元素周期表中,根据所学知识,以铝为例,你能从元素所在的单元格中获得该元素的哪些信息?并写出相应内容所代表的信息。2.元素周期表特殊性(1)在元素周期表中含元素种类最多的族是哪一族?形成化合物种类最多的族是哪一族?(2)第7周期第113号117号元素分别为第几族?提示:(1)B族;A族(2)A族、A族、A族、A族、A族。3.原子序数的奇偶关系(1)原子序数是奇数的主族元素,其所在主族序数必为_数。(2)原子序数是偶数的主族元素,其所在主族序数必为_数。提示:(1)
5、奇(2)偶 4.短周期元素中族序数与周期数相同的元素有哪些?提示:短周期元素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。5.同一周期的第A族、第A族的两种元素的原子序数相差多少?提示:2、3周期时,相差2;4、5周期时,相差12;6、7周期时,相差26。【探究总结】1.元素周期表的结构(1)周期(7个横行,7个周期)短周期 长周期 序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 _ _ _ _ _ _ _ 0族元素 原子序数 _ _ _ _ _ 86 118 2 8 8 18 18 32 32 2 10
6、18 36 54(2)族 2.等量关系(1)周期序数=原子核外电子层数(2)最外层电子数=主族序数=价电子数=8-|最低负价|。(3)3.同周期相邻主族元素的原子序数差的关系(1)同周期相邻主族元素的原子序数之差一般为1。(2)同周期第A族和第A族元素原子序数的差值取决于它们所在的周期数,具体如下:周期数 第2或第3周期 第4或第5周期 第6或第7周期 差值 1 11 25 4.同主族元素的原子序数差的关系(1)位于过渡元素左侧的主族元素,即A族、A族元素,同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期元素的种数。(2)位于过渡元素右侧的主族元素,即A族A族元素,同主族、邻周期元素原子序数之差为下一
7、周期元素的种数。例如,氯和溴的原子序数之差为35-17=18(溴所在第4周期所含元素的种数)。5.短周期中族序数与周期数的关系 特殊位置 元素 族序数等于周期数 H、Be、Al 族序数等于周期数的2倍 C、S 族序数等于周期数的3倍 O 周期数等于族序数的2倍 Li 周期数等于族序数的3倍 Na 6.离子电子层结构相同的“阴上阳下”具有相同电子层结构的离子,如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的电子层结构相同,在周期表中位置关系为 则它们的原子序数关系为abdc。cZ dM bY aX 【探究特训】1.下列对现行的元素周期表的说法中正确的是()A.元素周期表是按相对原子质量
8、逐渐增大的顺序从左到右排列的 B.最外层电子数相同的元素都是同一族 C.同族元素的最外层电子数一定相同 D.同周期元素的电子层数相同 2.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将117号元素暂时命名为Uus,以下关于Uus的叙述正确的是()A.是稀有气体元素 B.有放射性 C.是第6周期元素 D.相对原子质量为117【解析】选B。117号元素比118号稀有气体元素的原子序数小1,因此117号元素在第7周期A族,A、C错误,117号元素的质子数为117,D错误。【补偿训练】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、8 B.8、8、18 C.2、8、18 D.8、18
9、、18【解析】选A。在元素周期表中,第一周期只有H、He两种元素;第二周期有Li、Be、B、C、N、O、F、Ne共8种元素;第三周期有Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar共8种元素。2.下列元素属于第三周期的是()A.H B.N C.Na D.K【解析】选C。Na位于元素周期表的第三周期。3.原子序数为x的元素位于周期表中的A族,则原子序数为x+1的元素不可能处在()A.A族 B.A族 C.镧系 D.B族【解析】选B。原子序数为x+1的元素应位于A族右侧相邻的族,在短周期中为A族,长周期中为B族,镧系元素属于B族。【探究任务二】核素 同位素 【问题情境】下面表达式中各字母分别表示不同的含
10、义。【问题探究】1.符号 中各个字母的含义是什么?提示:2.质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素吗?提示:不一定,如 和H2O中质子数相同,中子数不同,但二者不是同位素。3.元素、核素、同位素之间有什么联系?提示:2010Ne4.同位素在周期表中位于同一位置,那么在周期表中位于同一位置的元素一定为同位素吗?提示:不一定。因为同位素的质子数(原子序数)相同,所以在周期表中位于同一位置;但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素,因其质子数不同,不属于同种元素,也不属于同位素。【探究总结】1.元素、核素、同位素和同素异形体的区别和联系(1)区别(2)联系 2.同位素的“六同三不同”3.同位素、同
11、素异形体的判断和理解(1)同种元素可以有多种不同的核素,即可存在不同的原子,所以元素种类数远小于原子的种类数。(2)1H2、1HD是由氢元素的不同核素形成的氢气单质,既不属于同位素,也不属于同素异形体。(3)判断某微粒是同位素还是同素异形体,关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素,单质才可能是同素异形体。【拓展提升】1.原子的相对原子质量(1)含义。原子的相对原子质量是该同位素的一个原子的质量与12C原子质量的 的比 值。(2)计算公式。原子的相对原子质量=(3)常用关系。原子的近似相对原子质量=质量数。112121C12一个该原子的质量一个原子质量2.元素的相对原子质量(1)元素的平
12、均相对原子质量。含义:根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算 的平均值。计算公式 =Aa%+Bb%+Cc%+其中A、B、C分别为各同位素的相对原子质量,a%、b%、c%分别为自然界中 各同位素所占的原子的含量或原子个数的组成分数,是元素的平均相对原 子质量。rMrM实例:如氧有三种天然同位素,它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素 原子含量(即原子个数百分比)的数据分别为 15.995 99.759%16.999 0.037%17.999 0.204%则氧元素的平均相对原子质量为 =15.99599.759%+16.9990.037%+17.9990.204%15.9
13、99。(2)元素的近似相对原子质量。可根据各种核素(同位素)的质量数按上述方法计算。168O178O188OrM【探究特训】1.(2020邢台高一检测)金属钛对人体体液无毒且有惰性,能与肌肉和骨骼生长 在一起,故有“生命金属”之称。下列有关 的说法正确的是()A.质量数相同,互为同位素 B.质子数相同,互为同位素 C.中子数相同,属同一种元素的不同核素 D.核外电子数相同,中子数不同,不能互称为同位素【解析】选B。两者互为同位素,质量数不同,A错误;质子数均为22,核外电子数 相同,中子数不同,互为同位素,B正确、D错误;中子数不相同,C错误。48502222TiTi和2.(2020宁德高一检
14、测)“玉兔”号月球车用 Pu作为热源材料。下列说法 正确的是()互为同位素 具有相同的中子数 具有完全相同的化学性质 具有相同的电子层结构 2382389492A.PuU与2392389494B.PuPu与2382389492C.PuU与2382399494D.PuPu与【补偿训练】1.简单原子的原子结构可用下图形象表示,其中“”表示质子或电子,“”表示中子,则下列有关的叙述正确的是()A.互为同位素 B.互为同素异形体 C.是三种化学性质不同的微粒 D.具有相同的质量数 2.下列说法错误的是()质子数相同的粒子一定是同一种元素 质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子,另一种是离子
15、 电子数相同的粒子不一定是同种元素 一种元素不可以形成不同单质 某元素的相对原子质量取整数值就是质量数 A.B.C.D.3.下列有关13C、15N叙述正确的是()A.13C与15N有相同的中子数 B.13C与C60互为同素异形体 C.15N与14N互为同位素 D.15N的核外电子数与中子数相同【解析】选C。A.13C的中子数是7,15N的中子数是8。B.同素异形体是由同种元素组成的具有不同性质的单质,而13C是碳元素的一种核素,C60是碳元素的一种单质,则13C与C60不互为同素异形体。C.15N与14N核内质子数同为7,中子数分别为8和7,则15N与14N互为同位素。D.15N的核外电子数是
16、7,中子数是8。1.(2020杭州高一检测)下列说法或化学用语正确的是()A.原子中的质子数为6,中子数为14 B.16O2与18O2是两种不同的核素 C.24Mg比24Mg2+的最外层电子少 D.S2-的结构示意图:146C课堂素养达标 2.美国科学家发表论文,宣布发现了铝的“超级原子”结构Al13和Al14。已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40个时处于相对稳定状态。则正确的是()A.Al13和Al14互为同位素 B.Al13是一种新型化合物 C.Al14最外层电子数之和为42,与A族元素的性质相似 D.Al13和Al14都具有较强的还原性,容易失去电子生成阳离子【补偿训练】现有5种微
17、粒,分别是 它们所属的元素种类是()A.2 B.3 C.4 D.5【解析】选B。元素的种类由质子数决定,题中5种微粒共有3种不同的质子数,B正确。404040412411918192020XZQRM、，3.下列叙述不正确的是()A.在元素周期表中,第三列的元素种数最多,第十四列形成化合物的种类最多 B.第A、A族两相邻元素X、Y,若X的原子序数为m,则Y的原子序数一定为m+1 C.在元素周期表中,第A族的右边是第B族,第A族的左边是第B族 D.第114号元素的一种核素 与硅元素具有相同的最外层电子数 298114X【易错提醒】同周期相邻两主族元素原子序数差值规律 同周期相邻两主族元素原子序数之
18、差等于1(第二、三周期)或11(第四、五周期)或25(第六、七周期)。4.(双选)(2020南昌高一检测)我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”的年龄,这种测量方法叫铝铍埋藏测年法。下列关于26Al和10Be的说法不正确的是()A.5.2 g 26Al3+中所含的电子数约为2.6NA B.10Be和9Be是中子数不同、质子数相同的不同原子 C.26Al3+和26Mg2+的质子数、中子数和核外电子数都不相同 D.10Be原子核内的中子数比质子数多【补偿训练】1.医学界通过用放射性14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞
19、,从而抑制艾滋病,则有关14C的叙述正确的是()A.14C与14N含有的中子数相同 B.14C的原子序数为14 C.14C与C60中普通碳原子的化学性质不同 D.14C与12C互为同位素【解析】选D。14C的中子数是8,14N的中子数是7,A错误;14C的原子序数为6,B错误;14C与C60中普通碳原子是同位素关系,同位素的化学性质相同,C错误。2.YBa2Cu8Ox(Y元素为钇)是悬浮列车中的重要超导材料,关于 的说法不正 确的是()A.元素钇的原子序数为39 B.质子数与中子数之差为50 C.原子的核外电子数是39 是两种不同的核素【解析】选B。由 知,元素钇的质子数为39,中子数为89-
20、39=50,由原子序数=质子数=核外电子数,A、C正确;质子数与中子数之差应为11,B错误;是质子数相同,中子数不同的两种核素,D正确。8939Y89903939D.YY和8939Y89903939YY和3.钍是一种放射性金属元素,带钢灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼,广泛分 布在地壳中。230Th和232Th是钍的两种同位素,232Th可以转化成233U,因此它是潜 在的核燃料。下列有关Th的说法正确的是()A.Th元素的质量数是232 B.Th元素的相对原子质量是231 C.232Th转换成233U是化学变化 D.230Th和232Th的化学性质相同 5.A、B、C为短周期元素,它们的位置关系如图所示,已知B、C两元素原子序数之 和是A元素的原子序数的4倍。(1)A、B、C的元素名称分别为 A_、B_、C_。(2)A的原子结构示意图为_。(3)B在元素周期表中的位置是_,B最高价氧化物的化学式为 _。(4)A的氢化物分子式为_;B、C的最高价氧化物水化物的分子式分 别为_、_。