高中化學(xué) 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第一節(jié) 第2課時 元素周期表 核素課件 新人教版必修第一冊-新人教版高中第一冊化學(xué)課件

1、第第2課時元素周期表核素課時元素周期表核素一、元素周期表一、元素周期表1.元素周期表的發(fā)展歷程。元素周期表的發(fā)展歷程。(1)誕生誕生:1869年年,俄國化學(xué)家俄國化學(xué)家門捷列夫門捷列夫?qū)⒃匕凑諏⒃匕凑障嘞鄬υ淤|(zhì)量對原子質(zhì)量由小到大的順序排列由小到大的順序排列,將化學(xué)性質(zhì)相似的元素將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個縱列放在一個縱列,制出了第一張元素周期表。制出了第一張元素周期表。(2)演變演變:為未知元素留下的空位先后被填滿。為未知元素留下的空位先后被填滿。(3)現(xiàn)行現(xiàn)行:元素的排序依據(jù)由相對原子質(zhì)量改為原子的元素的排序依據(jù)由相對原子質(zhì)量改為原子的核核電荷數(shù)電荷數(shù)。2.原子序數(shù)。原子序數(shù)。(1)

2、含義含義:按照元素按照元素在周期表中的順序在周期表中的順序給元素編號。給元素編號。(2)原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:原子序數(shù)原子序數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)。3.元素周期表的結(jié)構(gòu)。元素周期表的結(jié)構(gòu)。(1)編排原則。編排原則。(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)。元素周期表的結(jié)構(gòu)。周期周期:元素周期表有元素周期表有7個橫行個橫行,故有故有7個周期。個周期。周期周期的序數(shù)即為該周期元素具有的的序數(shù)即為該周期元素具有的電子層數(shù)電子層數(shù)。每一周。每一周期中元素的期中元素的電子層數(shù)電子層數(shù)相同相同,從左到右原子序數(shù)從左到右原子序數(shù)遞增遞增。族族:元素周期表中有元素周

3、期表中有18個縱列個縱列,16個族個族(8、9、10三個縱列共同組成第三個縱列共同組成第族族)。元素周期表元素周期表中的族有主族和副族之分。主族元素的族序數(shù)中的族有主族和副族之分。主族元素的族序數(shù)后標(biāo)后標(biāo)A,由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成;副族元素副族元素的族序數(shù)后標(biāo)的族序數(shù)后標(biāo)B(除了第除了第族族),完全由長周期元素構(gòu)成。完全由長周期元素構(gòu)成。稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為8(第一周期的氦最第一周期的氦最外層電子數(shù)為外層電子數(shù)為2),元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑,通常很難與其他物通常很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)質(zhì)發(fā)

4、生化學(xué)反應(yīng),把它們的化合價定為把它們的化合價定為0,因而叫做因而叫做0族。族。周期表中有些族的元素有特別的名稱周期表中有些族的元素有特別的名稱,如第如第A族族(除了氫除了氫)叫叫做做堿金屬堿金屬元素元素,第第A族叫做族叫做鹵族鹵族元素等。元素等。4.元素周期表中的方格中的元素的信息元素周期表中的方格中的元素的信息。二、核素二、核素1.元素元素:具有相同具有相同質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù)核電荷數(shù))的一類原子的總的一類原子的總稱。稱。同種元素原子的原子核中同種元素原子的原子核中質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)是相同的。是相同的。2.核素核素:具有一定數(shù)目具有一定數(shù)目質(zhì)子質(zhì)子和一定數(shù)目和一定數(shù)目中子中子的一種的一種原子叫做

5、核素。如原子叫做核素。如1H、2H、3H就各為氫元素的一種核素。就各為氫元素的一種核素。3.核素核素(原子原子)的表示方法的表示方法:4.同位素同位素:(1)定義。定義。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)相同而相同而中子數(shù)中子數(shù)不同的同一元素的不同原子不同的同一元素的不同原子互稱同位素互稱同位素(即同一元素的不同即同一元素的不同核素核素互稱為同位素互稱為同位素)。下。下表即為氫元素的不同核素表即為氫元素的不同核素,它們互稱同位素。它們互稱同位素。(2)同位素的特征。同位素的特征。同一種元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)同一種元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同幾乎完全相同;物理性質(zhì)略有差異。物理性質(zhì)略有差異。在天然存在的

6、某種元素里在天然存在的某種元素里,不論是游離態(tài)還是化合態(tài)不論是游離態(tài)還是化合態(tài),同同位素相互之間保持一定的位素相互之間保持一定的比率比率。利用放射性同位素釋放的射線育種、利用放射性同位素釋放的射線育種、給金屬探傷給金屬探傷、診斷和治療疾病等。診斷和治療疾病等。(3)同位素的用途同位素的用途。一一 元素周期表的結(jié)構(gòu)元素周期表的結(jié)構(gòu)重難歸納1.元素周期表中元素周期表中7個橫行對應(yīng)個橫行對應(yīng)7個周期個周期,18個縱列對應(yīng)個縱列對應(yīng)16個族個族(8、9、10三個縱列共同組成第三個縱列共同組成第族族)。元素所在的周期數(shù)元素所在的周期數(shù)=核外電子層數(shù)核外電子層數(shù)主族元素所在主族數(shù)主族元素所在主族數(shù)=最外層

7、電子數(shù)最外層電子數(shù)2.元素在周期表中的位置關(guān)系。元素在周期表中的位置關(guān)系。(1)同周期第同周期第A族和第族和第A族元素原子序數(shù)差。族元素原子序數(shù)差。(2)同主族相鄰兩元素原子序數(shù)之差的情況。同主族相鄰兩元素原子序數(shù)之差的情況。若為第若為第A、第、第A族元素族元素,則原子序數(shù)之差等于上周期則原子序數(shù)之差等于上周期元素所在周期的元素種類數(shù)。元素所在周期的元素種類數(shù)。若為若為A族至族至0族元素族元素,則原子序數(shù)之差等于下周期元素則原子序數(shù)之差等于下周期元素所在周期的元素種類數(shù)。所在周期的元素種類數(shù)。(3)同主族不相鄰兩元素的原子序數(shù)的差。同主族不相鄰兩元素的原子序數(shù)的差。元素周期表中第一周期至第七周

8、期的元素種類數(shù)分別是元素周期表中第一周期至第七周期的元素種類數(shù)分別是2,8,8,18,18,32,32,故同主族不相鄰的兩種元素的原子序數(shù)的故同主族不相鄰的兩種元素的原子序數(shù)的差是這幾個數(shù)的和或差差是這幾個數(shù)的和或差,如如1H和和19K的原子序數(shù)差是的原子序數(shù)差是2+8+8=18。如何根據(jù)原子序數(shù)推導(dǎo)出元素在周期表中的位置如何根據(jù)原子序數(shù)推導(dǎo)出元素在周期表中的位置?提示提示:方法一方法一:對于簡單的原子序數(shù)對于簡單的原子序數(shù),可以直接畫出原子結(jié)構(gòu)可以直接畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖示意圖,根據(jù)電子層數(shù)判斷周期數(shù)根據(jù)電子層數(shù)判斷周期數(shù),根據(jù)最外層電子數(shù)根據(jù)最外層電子數(shù),判斷族判斷族序數(shù)序數(shù)。方法方法二二:

9、利用利用0族族元素元素的的原子序數(shù)原子序數(shù)定位定位,判斷位置。判斷位置。明確明確0族元素信息。族元素信息。0族元素族元素 HeNeArKrXeRnOg所在周期所在周期一一二二三三四四五五六六七七原子序數(shù)原子序數(shù)21018365486118比大小定周期。比大小定周期。比較該元素的原子序數(shù)與比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小族元素的原子序數(shù)大小,找出與找出與其其相鄰的相鄰的0族元素族元素,那么該元素就和序數(shù)大的那么該元素就和序數(shù)大的0族元素處于同族元素處于同一周期一周期。求差值定族序數(shù)。求差值定族序數(shù)。a.若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)的若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素大族元素大1或或2,則該元

10、素應(yīng)則該元素應(yīng)處在處在0族元素所在周期的下一個周期的第族元素所在周期的下一個周期的第A族或第族或第A族。族。b.若比相應(yīng)的若比相應(yīng)的0族元素小族元素小15時時,則該元素應(yīng)處在同周期的第則該元素應(yīng)處在同周期的第AA族。族。c.若差值為其他數(shù)時若差值為其他數(shù)時,則由相應(yīng)差值找出相應(yīng)的族。則由相應(yīng)差值找出相應(yīng)的族。典例剖析已知已知X、Y、Z三種主族元素在周期表中的位置如圖所示三種主族元素在周期表中的位置如圖所示,設(shè)設(shè)X的原子序數(shù)為的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是。則下列說法不正確的是()。A.Y與與Z的原子序數(shù)之和可能為的原子序數(shù)之和可能為2aB.Y的原子序數(shù)可能為的原子序數(shù)可能為a-17C.Z

11、的原子序數(shù)可能為的原子序數(shù)可能為a+31D.X、Y、Z一定為短周期元素一定為短周期元素答案答案:D解析解析:由題給信息可知由題給信息可知,X、Y、Z只能位于元素周期表中過只能位于元素周期表中過渡元素區(qū)域的右邊。若渡元素區(qū)域的右邊。若X位于第四周期位于第四周期,則則Y的原子序數(shù)為的原子序數(shù)為a-17,Z的原子序數(shù)為的原子序數(shù)為a+17,Y與與Z的原子序數(shù)之和為的原子序數(shù)之和為2a,A、B兩兩項正確。若項正確。若X位于第五、第六周期位于第五、第六周期,Z的原子序數(shù)為的原子序數(shù)為a+31,C項項正確。正確。X、Y、Z為主族元素為主族元素,Y一定不在第一周期一定不在第一周期,則則Z肯定是肯定是長周期元

12、素長周期元素,D項錯誤。項錯誤。學(xué)以致用1.短周期元素短周期元素A、B、C的位置如右圖所示的位置如右圖所示,已知已知B、C兩元兩元素所在族序數(shù)之和是素所在族序數(shù)之和是A元素所在族序數(shù)的元素所在族序數(shù)的2倍倍,B、C兩元素的兩元素的原子序數(shù)之和是原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的元素原子序數(shù)的4倍倍,則則A、B、C依次是依次是()。A.Be、Na、AlB.C、Al、PC.O、P、ClD.B、Mg、Si答案答案:C解析解析:設(shè)空格處元素為設(shè)空格處元素為X,其原子序數(shù)為其原子序數(shù)為x,則據(jù)題意知則據(jù)題意知A、B、C的原子序數(shù)的關(guān)系的原子序數(shù)的關(guān)系:(x-1)+(x+1)=(x-8)4,解得解得x=16,

13、所以所以A、B、C分別為分別為O、P、Cl。2.元素元素X的原子有的原子有3個電子層個電子層,最外層有最外層有4個電子。這種元素個電子。這種元素位于周期表的位于周期表的()。A.第四周期第第四周期第A族族B.第四周期第第四周期第A族族C.第三周期第第三周期第B族族D.第三周期第第三周期第A族族答案答案:D解析解析:周期序數(shù)周期序數(shù)=電子層數(shù)電子層數(shù),主族元素族序數(shù)主族元素族序數(shù)=最外層電子數(shù)。最外層電子數(shù)。二二 元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系重難歸納1.元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別。元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別。比較項目比較

14、項目 元素元素核素核素同位素同位素同素異形體同素異形體本質(zhì)本質(zhì)具有相同質(zhì)具有相同質(zhì)子數(shù)的一類子數(shù)的一類原子的總稱原子的總稱質(zhì)子數(shù)、中質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定子數(shù)都一定的原子的原子同種元素的同種元素的不同核素之不同核素之間的互稱間的互稱同種元素形成同種元素形成的不同單質(zhì)之的不同單質(zhì)之間的互稱間的互稱比較比較項目項目元素元素核素核素同位素同位素同素同素異形體異形體范疇范疇同類原子同類原子,可存可存在游離態(tài)、化在游離態(tài)、化合態(tài)兩種形式合態(tài)兩種形式原子原子原子原子單質(zhì)單質(zhì)特性特性只有種類只有種類,沒有沒有個數(shù)個數(shù)化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)反應(yīng)中的最小粒子的最小粒子化學(xué)性質(zhì)幾乎化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同完全相同由一種元素由一

15、種元素組成組成,可獨可獨立存在立存在2.元素、核素、同位素、同素異形體的聯(lián)系元素、核素、同位素、同素異形體的聯(lián)系。同位素同位素的三同、三不同的三同、三不同:三同三同:同種元素同種元素(同質(zhì)子數(shù)、同核電荷數(shù)、同電子數(shù)同質(zhì)子數(shù)、同核電荷數(shù)、同電子數(shù)),相同位相同位置置(在周期表中在周期表中),化學(xué)性質(zhì)幾乎相同?；瘜W(xué)性質(zhì)幾乎相同。三不同三不同:不同種原子不同種原子(中子數(shù)不同、質(zhì)量數(shù)不同中子數(shù)不同、質(zhì)量數(shù)不同),不同的物理不同的物理性質(zhì)性質(zhì),不同的原子個數(shù)百分比。不同的原子個數(shù)百分比。(1)結(jié)合核外電子排布討論結(jié)合核外電子排布討論,互稱同位素的不同核素為什么互稱同位素的不同核素為什么具有幾乎完全相同

16、的化學(xué)性質(zhì)具有幾乎完全相同的化學(xué)性質(zhì)?提示提示:同種元素的不同核素核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同同種元素的不同核素核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同,具有完全相同具有完全相同的核外電子排布的核外電子排布,因此化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同因此化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。(2)核素種類與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)有何關(guān)系核素種類與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)有何關(guān)系?提示提示:核素是具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子核素是具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子,因此核素種類由質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)共同決定。質(zhì)量數(shù)因此核素種類由質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)共同決定。質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子質(zhì)子數(shù)數(shù)核素種類與質(zhì)量數(shù)無直接關(guān)系核素種類與質(zhì)量數(shù)無直接關(guān)系。3.元素的相對原子質(zhì)量。元素的相對

17、原子質(zhì)量。(1)原子原子(核素核素)的相對原子質(zhì)量的相對原子質(zhì)量:一個原子的實際質(zhì)量與一個一個原子的實際質(zhì)量與一個12C原子質(zhì)量原子質(zhì)量的的的的比值比值。(2)元素的相對原子質(zhì)量元素的相對原子質(zhì)量:按照該元素各種核素所占的一定按照該元素各種核素所占的一定百分比百分比(即豐度即豐度)計算出來的平均值。計算出來的平均值。如如:氯元素的同位素氯元素的同位素35Cl37Cl原子原子(核素核素)的相對原子質(zhì)量的相對原子質(zhì)量 34.96936.966豐度豐度75.77%24.23%氯元素的相對原子質(zhì)量氯元素的相對原子質(zhì)量34.96975.77%+36.96624.23%35.45典例剖析答案答案:AB種不

18、同的核素種不同的核素,C錯誤錯誤;碘元素的相對原子質(zhì)量是根據(jù)碘元素碘元素的相對原子質(zhì)量是根據(jù)碘元素的所有同位素的相對原子質(zhì)量與其豐度計算的平均值的所有同位素的相對原子質(zhì)量與其豐度計算的平均值,但不但不是兩種核素質(zhì)量數(shù)的一半是兩種核素質(zhì)量數(shù)的一半,D錯誤。錯誤。(1)粒子符號周圍數(shù)字的含義粒子符號周圍數(shù)字的含義。(2)原子結(jié)構(gòu)中常見數(shù)量關(guān)系。原子結(jié)構(gòu)中常見數(shù)量關(guān)系。原子的質(zhì)子數(shù)原子的質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)=原子序數(shù)原子序數(shù)=核外電子數(shù)。核外電子數(shù)。陽離子所帶電荷數(shù)陽離子所帶電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)-核外電子數(shù)核外電子數(shù);陰離子所帶電荷數(shù)陰離子所帶電荷數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)-質(zhì)子數(shù)。質(zhì)子數(shù)。質(zhì)子數(shù)

19、質(zhì)子數(shù)(Z)=陽離子的核外電子數(shù)陽離子的核外電子數(shù)+陽離子所帶的電荷數(shù)。陽離子所帶的電荷數(shù)。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)(Z)=陰離子的核外電子數(shù)陰離子的核外電子數(shù)-陰離子所帶的電荷數(shù)陰離子所帶的電荷數(shù)。(3)元素相對原子質(zhì)量元素相對原子質(zhì)量:Ar=Ar(A)a%+Ar(B)b%+Ar(C)c%+Ar(A)、Ar(B)、Ar(C)分別表示各核素的相對原子質(zhì)分別表示各核素的相對原子質(zhì)量量,a%、b%、c%表示自然界中該元素各核素的原子個數(shù)百表示自然界中該元素各核素的原子個數(shù)百分比分比(豐度豐度)。學(xué)以致用1具有具有放射性放射性,從而對人體產(chǎn)生傷害。該原子的中子從而對人體產(chǎn)生傷害。該原子的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之差是數(shù)和

20、質(zhì)子數(shù)之差是()。A.136B.50C.86D.222答案答案:B解析解析: 的的質(zhì)子數(shù)為質(zhì)子數(shù)為86,中子數(shù)中子數(shù)=222-86=136,兩者之差為兩者之差為136-86=50。2.下列說法中不正確的是下列說法中不正確的是()。質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同一種元素質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同一種元素同位素的性質(zhì)幾乎完全相同同位素的性質(zhì)幾乎完全相同質(zhì)子數(shù)相同質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的兩種粒子電子數(shù)也相同的兩種粒子,不可能是一種分不可能是一種分子和一種離子子和一種離子電子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素電子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素一種元素不可能形成不同的單質(zhì)一種元素不可能形成不同的單質(zhì)某種元

21、素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù),就是其質(zhì)量數(shù)就是其質(zhì)量數(shù)A. B. C. D.答案答案:A解析解析:質(zhì)子數(shù)相同的原子一定屬于同一種元素質(zhì)子數(shù)相同的原子一定屬于同一種元素,不正確不正確;同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)不同物理性質(zhì)不同,不正確不正確;由由于中性粒子中于中性粒子中,質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù),離子中離子中,質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子核外電子數(shù)數(shù),所以質(zhì)子數(shù)相同所以質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的粒子電子數(shù)也相同的粒子,不可能是一種分子不可能是一種分子和一種離子和一種離子,正確正確;電子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元電子數(shù)相同的粒子不

22、一定屬于同一種元素素,例如例如O2-和和F-等都是等都是10電子粒子電子粒子,正確正確;一種元素可能形成一種元素可能形成不同的單質(zhì)不同的單質(zhì),如如O2和和O3,不正確不正確;元素沒有質(zhì)量數(shù)元素沒有質(zhì)量數(shù),不正確。不正確。1.下列說法正確的是下列說法正確的是()。A.常用元素周期表中元素排序的依據(jù)是原子的核電荷數(shù)常用元素周期表中元素排序的依據(jù)是原子的核電荷數(shù)B.元素周期表有元素周期表有16個縱列個縱列,也就是也就是16個族個族C.原子的最外層電子數(shù)相同的元素原子的最外層電子數(shù)相同的元素,一定屬于同一族一定屬于同一族D.電子層數(shù)相同的粒子電子層數(shù)相同的粒子,對應(yīng)元素一定屬于同一周期對應(yīng)元素一定屬于

23、同一周期答案答案:A解析解析:元素周期表中有元素周期表中有18個縱列個縱列,16個族個族,8、9、10三個縱列共三個縱列共同組成第同組成第族族;Be和和He的最外層電子數(shù)都是的最外層電子數(shù)都是2,但不屬于同一但不屬于同一族族;Ne和和Na+的電子層數(shù)都是的電子層數(shù)都是2,但不屬于同一周期。但不屬于同一周期。2.下列各圖若為元素周期表的一部分下列各圖若為元素周期表的一部分(表中數(shù)字代表原子序表中數(shù)字代表原子序數(shù)數(shù)),其中合理的是其中合理的是()。答案答案:D解析解析:本題要求熟記元素周期表的結(jié)構(gòu)本題要求熟記元素周期表的結(jié)構(gòu),知道知道118號元素在周號元素在周期表中的具體位置。解題時可根據(jù)稀有氣體

24、元素期表中的具體位置。解題時可根據(jù)稀有氣體元素2號、號、10號號元素應(yīng)在周期表的最右端和元素應(yīng)在周期表的最右端和3號元素在周期表的最左端排除號元素在周期表的最左端排除A、B、C三項。三項。3.(雙選雙選)如果如果n為第為第A族中某元素的原子序數(shù)族中某元素的原子序數(shù),則原子序數(shù)為則原子序數(shù)為(n+1)的元素可能位于的元素可能位于()。A.第第A族族B.第第A族族C.第第B族族D.第第A族族答案答案:AC解析解析:在元素周期表中在元素周期表中,第二、第三周期中第第二、第三周期中第A族與第族與第A族族元素原子序數(shù)相差元素原子序數(shù)相差1,在第四在第四七周期中七周期中,第第A族與第族與第B族相族相鄰鄰,故原子序數(shù)為故原子序數(shù)為(n+1)的元素位于第的元素位于第A族或第族或第B族族,A、C兩項正確。兩項正確。4.下列描述中下列描述中,不正確的是不正確的是()。A.14N與與15N具有相同的質(zhì)子數(shù)具有相同的質(zhì)