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2019-2020年高中化學 第一章第一節(jié) 元素周期表教案3 新人教版必修2 【同步教育信息】 一. 本周教學內容： 元素周期表 1、核素 2、元素周期表 二. 重點、難點： 元素周期表的結構。 三. 教學過程： （一）核素 1、原子結構：原子由原子核和核外電子構成，原子核在原子的中心，由帶正電的質子與不帶電的中子構成，帶負電的電子繞核作高速運動。也就是說，質子、中子和電子是構成原子的三種微粒。在原子中，原子核帶正電荷，其正電荷數由所含質子數決定。 （1）原子的電性關系：核電荷數 = 質子數 = 核外電子數 （2）質量數：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數值加起來所得的數值，叫質量數。 質量數（A）= 質子數（Z）+ 中子數（N） （3）離子指的是帶電的原子或原子團。帶正電荷的粒子叫陽離子，帶負電荷的粒子叫陰離子。 當質子數(核電荷數)＞核外電子數時，該粒子是陽離子，帶正電荷； 當質子數(核電核數＜核外電子數時，該粒子是陰離子，帶負電荷。 X （4）原子組成的表示方法 A 質量數—— ——元素符號 Z 核電荷數—— （核內質子數） [練習1]填表： 粒子符號 質子數（Z） 中子數（N） 質量數（N） 用X表示為 ①O 8 18 ②Al 24 27 ③Ar 18 22 ④Cl Cl ⑤H H [練習2] （1）AXx+共有x個電子，則N= （2）AXx-共的x個電子，則N= （3）A2-原子核內有x個中子，其質量數為m，則ng A2-離子所含電子的物質的量為： 2、核素和同位素 （1）核素：具有一定數目的質子和一定數目的中子的原子叫核素。如如氫元素有H、H、H三種不同核素。 [練習]填表： 原子符號 質子數 中子數 氫原子名稱和簡稱 ①H 氕（H） ②H 氘（D） ③H 氚（T） [思考] 是不是任何原子核都是由質子和中子構成的？ （2）同位素：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。 ①同位素中“同位”的含義：指在元素周期表中占據同一個位置的意思。如氕、氘、氚，即同一元素的不同核素之間互稱為同位素。 ②同位素的性質：在天然存在的某種元素中，各種同位素原子個數百分含量一般是不變的；同一種元素的各種不同的同位素化學性質幾乎完全相同，因為各同位素原子結構幾乎相同（除中子數）。但由不同的同位素構成的物質物理性質不同。 ③同位素相對原子質量與元素相對原子質量：同位素（即某個原子）相對原子質量；是指某原子的質量與12C原子質量的 1/12的比值。例如， 12C原子質量是1.99310-26kg，一個Fe原子質量為9.28810-26kg，則該Fe原子相對質量為 =55.923。所以，同一種元素可以有幾種不同的同位素（即不同的原子），各同位素的相對原子質量是不同的。元素的相對原子質量是各同位素（即各原子）相對原子質量的代數平均值。設某元素各同位素（即各原子）的相對原子質量分別為M1、M2……，各同位素（即各原子）原子個數百分含量分別為x1%，x2%……，則該元素相對原子質量 =M1x1%+M2x2%+……，若用同位素質量數和原子百分含量計算出的平均值為近似相對原子質量。 [練習] 以下互為同位素的是　　　　　　 A、金剛石與石墨 B、D2與H2 C、40 19X 與 40 20Y D、35 17Cl與37 17Cl E、水和重水（D2O）　F、純堿和燒堿 G、氕和氘 （3）元素、核素、同位素的比較和關系 元素 具有相同核電荷數即質子數的同一類原子的總稱。 核素 具有一定數目的質子和中子的一種原子。即：原子=核素 同位素 具有相同質子數不同中子數的同一種元素的不同種原子（核素），互稱同位素。 （二）元素周期表 1、元素周期表的編排原則： ①按原子序數遞增順序從左到右排列； ②將電子層數相同的元素排成一個橫行； ③把最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排列成縱行。 （1）原子序數：按照元素在周期表中的順序給元素編號得到的序數叫原子序數。 原子序數=核電荷數=質子數=荷外電子數 （2）原子結構示意圖：用小圓圈和圓圈內的符號及數字表示原子核及核內質子數，弧線表示各電子層，弧線上的數字表示該電子層上的電子數。 核電荷數 各電子層排布的電子數 電子層數 微粒符 號 原子核 [練習1] 下列微粒結構示意圖表示的各是什么微粒? [練習2] 下列微粒結構示意圖是否正確？如有錯誤，指出錯誤的原因。 2、元素周期表的結構： （1）周期：元素周期表有7個橫行，每一橫行稱為一個周期，元素周期表共有7個周期。 ①周期的分類：元素周期表中，我們把1、2、3周期稱為短周期，其他周期成為長周期。 類別 周期序數 起止元素 包括元素種數 核外電子層數 短周期 1 H—He 2 1 2 Li—Ne 8 2 3 Na—Ar 8 3 長周期 4 K—Kr 18 4 5 Rb—Xe 18 5 6 Cs—Rn 32 6 7 Fr—112號 26 7 ②周期的特點：周期序數==電子層數 同一周期中最外層電子數從1—8（除第一周期外） 每一周期從左到右：堿金屬元素——稀有氣體 （2）族：元素周期表有18個縱行，除了8、9、10三個縱行稱為Ⅷ外，其余的每一個縱行稱為一族，共16個族。族的序號一般用羅馬數字表示。 ①族的分類：元素周期表中，我們把18個縱行共分為16個族，其中7個主族，7個副族，一個零族，一個第Ⅷ族。 主族：由短周期元素和長周期元素共同構成的族，用A表示：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA。 副族：完全由長周期元素構成的族，用B表示：ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB。 第Ⅷ族：8、9、10三個縱行為Ⅷ族。 零族：第18縱行稱為零族。 ②族的特點：主族的族序數===最外層電子數===最高正化合價 ③族的別稱： 第ⅠA族稱為堿金屬元素 第ⅣA族稱為碳族元素 第ⅤA族稱為氮族元素 第ⅥA族稱為氧族元素 第ⅦA族稱為鹵素族元素 零族稱為稀有氣體元素 3、元素周期表的作用： （1）可以獲得元素的一些信息，如元素名稱、元素符號、原子序數、相對原子質量。 相對原子質量 26 Fe 鐵 55．85 原子序數 元素符號 元素名稱 （2）確定元素屬于金屬元素還是非金屬元素，是否屬于過渡元素。底色為深綠色為非金屬元素，底色為淺綠色為金屬元素，處于紅色方框內為過渡元素。 （3）確定元素在元素周期表中的位置。如鐵處在元素周期表第四周期第Ⅷ族。 （４）依據原子序數而確定元素在元素周期表的位置。如已知某元素原子序數為7，則確定其在周期表中位置的方法是：先寫出該元素的原子結構示意圖，由其電子層數為2，確定其處于第三周期，由其最外層有五個電子確定其處在第ⅤA族。 [練習1] 推算出原子序數為6、13、34的元素在周期表中的位置（周期、族）。 [練習2] 下表是周期表中的一部分，根據A—I在周期表中的位置，寫出他們的元素符號和原子結構示意圖。 族 周 期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 1 A 2 D E G I 3 B C F H [小結] 元素周期表的結構 第1周期：2種元素 第2周期：8種元素 第3周期：8種元素 短周期 周期 第4周期：18種元素 第5周期：18種元素 第6周期：32種元素 長周期 第7周期：26種元素（含錒系15種元素）最多容納32種元素 元素周期表 主族（由長周期、短周期共同構成）含ⅠA、ⅡA、……ⅥA、ⅦA） 族 副族（完全由長周期構成）含ⅠB…ⅦB 第Ⅷ族（含第八、九、十3個縱行） ○族（稀有氣體元素） 【典型例題】 例1. 某元素的陽離子，核外共用x個電子，原子的質量數為A，則該元素原子里的中子數為（ ） A． B． C． D． 分析：本題主要考查的是元素的原子得、失電子后，核電荷數和陰、陽離子的核外電子數及離子電荷數的關系。由于陽離子帶正電，為原子失去電子的結果；陰離子帶負電，為原子獲得電子所致。所以陽離子的核外電子數應該是原子的質子數減去陽離子的電荷數，陰離子的核外電子數為原子的質子數加上陰離子的電荷數。根據質量關系：質量數＝質子數＋中子數，因此要求中子數必須先要知道質量數和質子數。根據題意，質量數為已知，而質子數則可根據該離子所帶電荷數和它的核外電子數求得。陽離子核外電子數為x，則該陽離子對應原子的核外電子數是，核內的質子數也為。所以答案為A。 例2．下列說法正確的是（ ） A．同一元素各核素的質量數不同，但它們的化學性質幾乎完全相同 B．任何元素的原子都是由核外電子和核內中子、質子組成的 C．鈉原子失去一個電子后，它的電子數與氖原子相同，所以變成氖原子 D． 、 、 的質量數相同，所以它們是互為同位素 分析：本題是利用相關概念來對選項作出判斷。對于A選項，可利用“結構決定性質”這一概念來進行判斷；對于B選項，可利用部分原子結構的特殊性來解決；C選項中，必須明確決定原子種類的微粒是哪幾種；D選項可用同位素的概念來進行判斷。A選項中的各核素是屬同一元素，這些核素間必定互為同位素。根據同位素和質量數的含義可知：各核素原子的質子數同中子數不同，二者之和在數值上等于質量數，因而質量數必不相等，但同位素的化學性質幾乎完全相同，故A選項正確。B選項中描述的只是原子構成的一般規(guī)律，而忽視了氕原子（ ）的原子核內只有質子而無中子這個特例，故B選項錯誤。C選項中原子種類應由質子數和中子數共同決定的，若原子核不改變，僅核外發(fā)生電子得失，是決不會發(fā)生由一種原子轉變?yōu)榱硪环N原子的，而只能由原子變?yōu)殡x子，故C選項錯誤。D選項中互為同位素的不同原子質子數相同，中子數不同，因而其質量數必然不等，故D選項錯誤。本題答案為A選項。答案為A。 例3．根據下列敘述填寫相應微粒的符號： A．某微粒一般不與其它元素的原子反應，這種微粒是____。 B．某微粒是陰離子，它的原子最外層電子是K層電子數的3倍，這種微粒是____。 C．某微粒氧化性極弱，但得到一個電子后的還原性很強，這種微粒是____。 D．某微粒還原性很弱，但失去一個電子后的氧化性很強，這種微粒是___。 分析：電子層結構為由其最外是8電子的穩(wěn)定結構，所以該微?？梢允侵行栽樱部梢允顷栯x子或陰離子。A．該微粒不與其它元素的原子反應，它是稀有氣體原子，其原子核核電荷為18，是氬元素。B．該微粒還原成中性原子，最外層是K層電子的3倍，它的原子結構示意圖為，其陰離子為S2-。C．某微粒氧化性很弱，得到一個電子后形成原子，此原子結構示意圖為，所以這種微粒應為K+。D．某微粒還原性很弱，失去一個電子后成為原子，該微粒為氯原子，氯原子氧化性強其微粒應為Cl-。答案為：A．Ar B．S2- C．K+ D．Cl-。 例4．設某元素的原子核內的質子數為m，中子數為n，則下述論斷正確的是（ ） A．不能由此確定該元素的相對原子質量 B．這種元素的相對原子質量為 C．若碳原子質量為，此原子的質量為 D．核內中子的總質量小于質子的總質量 分析：相對原子質量是屬于元素范疇的概念，而不是屬于某一種原子的物理量，元素 的相對原子質量指的是平均相對原子質量，顯然B是錯誤的。任何原子的質量不可能是碳原子質量與此原子質子數與中子數之和的乘積，而且碳原子有多種同位素，選項C中的W并沒有明確指的是哪一種同位素。故C項也是錯誤的。題中沒有指明是哪種原子，無法確切知道此核內質子數與中子數的相對多少，故D項也是錯誤的。答案為A。 例5．在下列各元素組中，除一種元素外，其余都可以按照某種共性歸屬一類，請選出各組的例外元素，并將該組其他元素的可能歸屬按所給六種類型的編號填入表內。 元素組 例外元素 其他元素所屬編號 （1）S、Na、Mg （2）N、P、Sn、As （3）K、Ca、Al、Zn （4）Cu、Fe、Ag、Ca 　　其他元素所屬類型編號：①主族元素，②過渡元素，③同周期元素，④同主族元素，⑤金屬元素，⑥非金屬元素。 分析：此題考查學生對于周期表的結構是否熟悉。（1）中Na、Mg、S為同周期元素，（2）中N、P、As為ⅤA族元素，（3）中K、Ca、Al是主族元素，（4）中Cu、Fe、Ag是過渡元素。答案：（1）N，③（2）Sn，④（3） Zn，①（4） Ca，②。 例6． （核磁共振）可以用于含碳化合物的結構分析，表示的碳原子是（ ） A．核外有13個電子，其中6個參與成鍵 B．核內有6個質子，核外有7個電子 C．質量數為13，原子序數為6，核內有7個質子 D．質量數為13，原子序數為6，核內有7個中子 分析：從分析，質量數為13，質子數為6，中子數為13－6＝7，原子序數＝核電荷數＝核外電子數＝質子數。答案為D。 例7．甲、乙是周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數為x，則乙的原子序數不可能是（ ） A．x＋2 B．x＋4 C．x＋8 D．x＋18 分析：根據每一周期所含元素的種數，第一周期有2種元素，第二、三兩周期各含8種元素，第四、五兩周期各含18種元素，第六周期含32種元素，則乙的原子序數可能為x＋2、x＋8、x＋18或x＋32，故應選B． 例8．原子序數為34的元素，確定其在周期表中的位置。 分析：根據原子序數確定元素在周期表中的位置，有兩種方法。 一種是：用原子序數減去每一周期中含有的元素種類即： 　　34-2（第一周期元素種類）-8（第二周期元素種類）-8（第三周期元素種數）=16， 第四周期含有18種元素，所以34號元素處在周期表中的四周期的第十六縱行，即，ⅣA所以34號元素在周期表中的位置為：四周期ⅣA為Se。 　　另一種方法是：利用記住某一族元素的原子序數來推導。例如：可以利用記住稀有氣體元素的原子序數來推導。34號元素與稀有氣體氪的原子序數36相近，氪在第四周期、零族，34號為氪的同周期元素，向前推前兩族，即ⅣA。 【模擬試題】（答題時間：35分鐘） 一、選擇題 1、硼有兩種天然同位素105B和115B，已知硼元素的原子量為10.8。下列對硼元素中105B的質量分數的判斷正確的是 A.等于20% B.略小于20% C.略大于20% D.等于80% 2、核內中子數為N的R2＋的離子，質量數為A，則n克它的氧化物中所含質子的物質的量為 A. (A-N+8) B. (A-N+10) C. (A-N+2) D. (A-N+6) 3、某微粒用n+表示，下列關于該微粒的敘述中正確的是 A. 所含質子數＝A－n B. 所含中子數＝A－Z C. 所含電子數＝Z＋n D. 質子數＝Z＋A 4、11H、21H、31H、H+、H2是 Ａ. 氫的五種同位素 Ｂ. 五種氫元素 Ｃ. 氫的五種同素異形體 Ｄ. 氫元素的五種不同微粒 5、據最新報道，放射性同位素鈥16667Ho可有效地治療肝癌。該同位素原子核內的中子數與核外電子數之差是 A. 32 B. 67 C. 99 D. 166 6、鈦（Ti）金屬常被稱為未來鋼鐵。鈦元素的同位素、、、、中，中子數不可能為 A. 30 B. 28 C. 26 D. 24 7、據報道，上海某醫(yī)院正在研究用放射性同位素碘12553I治療腫瘤。該同位素原于核內的中子數與核外電子數之差是 　　A. 72 B. 19 C. 53 D. 125 8、據報道，某些建筑材料會產生放射性同位素氡22286Rn，從而對人體產生傷害。該同位素原子的中子數和質子數之差是 A. 136 B. 50 C. 86 D. 222 9、周期表中16號元素和4號元素的原子相比較，前者的下列數據是后者4倍的是 ( ) A．電子數 B．最外層電子數 C．電子層數 D．次外層電子數 10、在周期表中，第三、四、五、六周期元素的數目分別是 ( ) A．8、18、32、32 B．8、18、18、32 C．8、18、18、18 D．8、8、18、18 11、由短周期元素和長周期元素共同組成的族可能是………………………………( ) A．0族 D．主族 C．副族 D．Ⅶ族 12、現行元素周期表中已列出112種元素，其中元素種類最多的周期是……………( ) A．第4周期 B．第5周期 C．第6周期 D．第7周期 13、某元素原子的最外電子層上只有2個電子，下列說法正確的是…………………( ) A該元素一定是金屬元素 B．該元素可能是非金屑元素 C該元素可能是第ⅡA族元素 D．該元素一定是稀有氣體元素 14、已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O，氫的同位素有 H、D，從水分子的原子組成來看，自然界的水一共有 A. 3種 B. 6種 C. 9種 D. 12種 二. 填空題： 1．用符號A：質子數；B：中子數；C：核外電子數；D：最外層電子數；E：電子層數，填寫下列各空：（1）原子種類由　　　　決定；（2）元素種類由　　　　　決定；（3）核電荷數由　　　　決定；（4）元素的化學性質主要由　　　　決定；（5）元素的原子半徑由　 　決定； （6）元素的化合價主要由　　　　決定； 2．填表： 符號 質子數 中子數 質量數 電子數 核電荷數 原子序數 9 10 9 17 18 17 Al3+ 27 10 3．填寫下列空白： （1）寫出表示含有8個質子、10個中子的原子的化學符號： 。 （2）周期表中位于第8縱行的鐵元素屬于第 族。 （3）周期表中最活潑的非金屬元素位于第 縱行。 （4）所含元素超過18種的周期是第 、 周期。 4．A、B兩元素，A的原子序數為x，A和B所在周期包含元素種類數目分別為m和n。如果A和B同在ⅠA族，當B在A的上一周期時，B的原子序數為______________；當B在A的下一周期時，B的原子序數為______________；如果A和B同在ⅦA族，當B在A的上一周期時，B的原子序數為______________；當B在A的下一周期時，B的原子序數為______________。 5．將某文獻資料上記載的相對原子質量數據摘錄如下： 35Cl 34.969 75.77％ 35Cl 35 75.77％ 37Cl 36.966 24.23％ 37Cl 37 24.23％ 平均 35.453 平均 35.485 試回答下列問題： （1）34.969是表示_______________； （2）35.453是表示_______________； （3）35是表示____________________； （4）35.485是表示____________________； （5）24.23是表示_______________________。 6．下列各組粒子，屬于同一種原子的是 ，互為同位素的是 ，屬于同種元素的是 ，屬于同素異形體的是 。（填編號） A. 紅磷、白磷 B. 核外電子數是10的甲乙兩種粒子 C. 和（核內15個中子） D. E. 中子數相同的甲乙兩種粒子 7．對于，按下列要求各舉一例（即每小題分別寫出符號題意的兩種粒子）。 （1）Z相同而A不同 。 （2）A相同而Z不同 。 （3）A、Z相同而n不同 。 （4）A、Z、n相同而b不同 。 8．有A、B、C、D、E五種粒子： ① A粒子核內有14個中子，核外M電子層上有2個電子。② B粒子得到2個電子后，其電子層結構與相同。③ C粒子帶有一個單位的正電荷，核電荷數為11。④ D粒子核外有18個電子，當失去1個電子時呈電中性。⑤ E粒子不帶電，其質量數為1。 試回答下列問題： （1）依次寫出A、B、C、D、E各粒子的符號 、 、 、 、 。 （2）B、C、E所屬元素兩兩組合時，可形成哪些離子化合物和共價化合物，寫出它們的化學式 。 （3）B、C、D所屬三種元素共同組合時所形成的物質有多種，請寫出它們的化學式 。 [試題答案] 一、1B 2A 3B 4D 5A 6A 7B 8B 9AD 10B 11AB 12C 13BC 14 C 二、1．（1）A B；（2）A；（3）A；（4）D；（5）AE；（6）D 2． 符號 質子數 中子數 質量數 電子數 核電荷數 原子序數 19 20 39 19 19 19 F- 9 9 18 10 9 9 35Cl 17 18 35 17 17 17 Al3+ 13 14 27 10 13 13 3．（1）O （2）Ⅷ （3）17 （4）6、7 4．x-n x+m x-m x+n 5．（1）34.969是表示同位素35Cl的相對原子質量；（2）35.453是表示氯元素的近似原子質量；（3）35是表示氯原子35Cl的質量數；（4）35.485是表示氯元素的近似原子質量；（5）24.23是表示同位素所占的原子個數百分比（豐度）。 6．CD；D；ACD；A 7．（1）和（2）和（3）和或和 （4）和分子或和離子 8．（1） （2） （3）