高中化学必修一 专题4.1.2 元素周期表

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第四章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构与元素周期表第2课时 元素周期表【学习任务一】了解元素周期表的发展历史 已知铯和碘的原子结构示意图，请联系1~20号元素的原子结构示意图，并对这22种元素进行分类。你的分类依据是？ 铯 碘 1.按金属元素和非金属元素分类2.按状态分类（固态、气态）3.按电子层不同分类4.按最外层电子数分类【思考】分类以后，又该如何进一步认识这些元素呢？回顾历史，在没有知道原子的结构之前，科学家们是如何系统认识元素的呢？ 拉瓦锡 化学元素列表 1789年，法国化学家拉瓦锡在其写就的《化学概要》里，列出了第一张化学元素表，元素被分为简单金属物质、非金属物质等四大类。 1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说。将当时已知的54种元素中的15种分成5组，如锂、钠、钾；氯、溴、碘；钙、锶、钡。德贝莱纳 “三素组”学说 1869年，俄国化学家门捷列夫总结前人的研究经验，对当时已发现的63种化学元素，按照相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在同一个纵行，制出了第一张元素周期表。成为化学发展史上的重要里程牌之一。门捷列夫 元素周期表----1869年 现在使用的元素周期表【思考】认真观察元素周期表，你能发现当中的排布规律吗？ 1.按______________递增的顺序从左到右排列 2.将_____________的元素排成一个横行 3.把__________________的元素排成一个纵列 原子的核电荷数电子层数相同最外层电子数相同【学习任务二】认识元素周期表 一.周期表的编排原则 问题1：为什么按原子的核电荷数排而不是按相对原子质量排？ （提示，仔细观察现行元素周期表，你能找到答案吗？） 【思考交流】按质子数排更加科学。若按相对原子质量排，部分元素位置发生颠倒。如Ar和K，又如Te和I。 问题2：为什么Ar一定要放在K之前？这两者颠倒会有什么影响？两者颠倒导致周期表的编排出现混乱（横行不一定电子层相同，纵列不一定最外电子层相同）。 结论： 周期序数＝电子层数短周期长周期变化原因？ 变化原因？ 二.周期表的周期 认真观察元素周期表，回答下列问题：1. 在元素周期表中有多少纵行 ?2. 族分几种，分别用什么符号表示？ 族序数用什么数字表示？ 每一纵行对应哪一族？ 3. 周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？每一个纵列叫做一个族(18纵列) 1.主族：(7个)由短周期元素和长周期元素共同构成的族。表示方法：在族序数(罗马数字)后标一“A”字。ⅠA（除氢以外称为碱金属）、ⅡA、ⅢA、…VIIA（卤族） 2. 副族：(7个) 完全由长周期元素构成的族。表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、ⅢB、… 3. 第VⅢ族：（第8到10纵列） 4. 0族：（稀有气体）三.周期表的族 小结：元素周期表的结构碱金属元素卤族元素稀有气体元素过渡元素IAIIAIIIB~VIIBVIIIIB~IIBIIIA~VIIA0镧系锕系1S1通过能级表示核外电子排布 【思考】元素周期表中的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，你知道这些信息的含义吗？【思考】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？【学习任务三】认识核素与同位素 【思考】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？ 没有中子1个中子2个中子元素：具有相同核电荷数（或质子数）的同一 类原子的总称。 核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。【思考】它们是不是同一种原子？ 不是，它们是三种不同的原子，或者说是三种不同的核素。 同位素： 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。【拓展】如图H的三种核素可以在周期表的同一小方格中表示出来。（中学阶段一般提供显示质量数等信息的周期表） 【思考】除了用名称区分同一元素的同位素外，还可以怎样区分？ 原子符号 【思考】每个原子的左上角和左下角分别表示什么？你能表示出某核素X的原子符号吗？ 左上角代表质量数A，左下角代表质子数Z【思考】在周期表中收入了118种元素，是不是就只有 118种原子呢？ 一种元素可有几种原子，故元素种类118种，而原子1800多种。其中，除了天然存在的同位素外，科学家还利用核反应制造出很多种同位素。元素的相对原子质量元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。例如，氢元素的三种核素: 氕,相对原子质量为1.0079,其丰度为99.985%, 氘相对原子质量为2.014,其丰度为0.015%，氚，痕量(计算时忽略）。因此，氢元素的相对原子质量为1.0079*99.985%+ 2.014*0.015% ≈1.008。【问题解决】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？【拓展2】各种同位素原子的物理性质有所不同，但它们的化学性质基本相同。【拓展3】同位素在生活、生产和科学研究中有着重要作用。【拓展1】同位素中，有些具有放射性，称为放射性同位素。1、作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U）2、金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。3、辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。4、临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。5、环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染。……同位素的应用CT(Computed Tomography)，即电子计算机断层扫描，它是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位作一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查；根据所采用的射线不同可分为：X射线CT（X-CT）以及γ射线CT（γ-CT)等。质子治疗最早于1946年首次被提出，1954年，美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究团队进行了世界首例肿瘤患者的质子治疗。此后，美国、欧洲、日本等相继开始了质子在医学领域的研究，但直到1988年，质子治疗才获得了美国FDA的批准，质子治疗从此开始在肿瘤治疗领域大放异彩。质子治疗最大的优势就是比常规放疗更加精准地杀伤肿瘤组织。质子束使其具有手术刀般的精确性。与X射线的光子不同，质子以极高速度进入患者体内后质子减慢，它们与人体组织相互作用，这样一来，大部分光束能量沉积在一个点上（称为布拉格峰），故而拥有绝佳的精准性、对周围正常组织器官损伤微小，这对大多数需要接受放疗的患者来讲，质子治疗可能是最好的治疗方法之一。考古断代【思考】原子形成离子之后构成原子的微粒哪些发生了变化？  和 电子数变了原子：核电荷数=质子数=核外电子数阳离子：核外电子数=质子数-所带的电荷数。阴离子：核外电子数=质子数+所带的电荷数。【思考】请用原子符号表示出某核素在得到或失去n个电子后的情况。你能总结出原子、阳离子和阴离子核外电子数与质子数的关系吗？ 在元素周期表中找到以下元素，并写出它的原子结构示意图和在元素周期表中的位置。【评价任务一】 甲~辛等元素在周期表中的相对位置如下表。甲与戊的原子序数相差3，戊的一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，请回答：(1)写出下列元素符号： 甲:____乙:____丙：____丁：____戊：____己：____(2) 丙与庚的原子核外电子数相差_________(3)乙与丙的原子核外电子数相差_________ 己与庚的原子核外电子数相差_________【评价任务二】