人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表精品导学案

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（一）学习目标
1、简单了解元素周期表的发展历程；
2、了解元素周期表的编排原则及结构；
3、能描述元素在元素周期表中的位置；
4、理解核素及同位素概念；
5、了解同位素在工农业生产中的应用。
【预习新知】
（一）原子结构
一、原子结构
1．原子的构成
(1)原子的构成
如碳原子的原子结构模型
(2)原子的表示方法
即：X表示质量数是A，质子数是Z的X原子。
2．质量数
(1)概念
原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
(2)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。
3．核外电子的排布规律
(1)电子层从内到外，分别用n表示，依次为1,2,3,4,5,6,7或K，L，M，N，O，P，Q。
(2)内层电子能量较低，外层能量较高。电子总是先从内层排起，排满后，再排下一层。
4．第n层最多容纳电子数为2n2，最外层最多容纳8个电子，K层只能容纳2个电子。
（一）元素周期表
一、元素周期表
1、元素周期表的发展历程
诞生⇒1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。
依据⇒按照相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行。
意义⇒揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。
发展⇒随着化学科学的发展，元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满。
成熟⇒当原子的组成及结构的奥秘被发现后，编排依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，形成现行的元素周期表。
2、元素周期表的编排原则:
(1)原子核外电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行；
(2)原子核外最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。
3、元素周期表的结构
（1）周期
①定义：具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺序排列的一横行，叫做一个周期。
②与原子结构的关系：周期的序数就是该周期元素具有的电子层数。
③分类：短周期：包括第一、二、三周期；长周期：包括第四、五、六、七周期
（2）族
①定义：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行。
②与原子结构的关系：元素周期表中主族元素的族序数等于其最外层电子数。
③分类：
主族—在族序数后标A，如周期表中第14个纵行表示为第ⅣA族。
副族—在族序数后标B，如周期表中第6个纵行表示为第ⅥB族。
0族—最外层电子数为8（He为2）。
第Ⅷ族—周期表中第8、9、10纵行。
注：①碱金属元素在第ⅠA族 ②卤族元素在第ⅦA族 ③稀有气体元素在0族
4、元素周期表的结构特点
(1)周期
(2)族(前七周期)
5、元素周期表中原子序数的数量关系
(1)同周期
(2)同族
若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a；
①若A、B为第 ⅠA族或第ⅡA族(位于过渡元素左边的元素)，则B的原子序数为(a＋m) ；
②若A、B为第ⅢA～第ⅦA族(位于过渡元素右边的元素)，则B的原子序数为(a＋n) ；
（一）核素
二、核素、同位素
1、核素
（1）定义：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。
（2）氢有三种核素：氕，原子符号为H；氘，原子符号为H或D；氚，原子符号为H或T。
2、同位素
（1）定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，即同一元素的不同核素互称为同位素。
（2）特点
①对象：核素是指单个原子而言，而同位素则是指核素之间关系；
②“同位”是指质子数相同，周期表中位置相同，各同位素原子结构几乎相同（除中子数），同一元素的各种同位素化学性质几乎相同；
③不同：不同的同位素构成的物质其物理性质不同；
④同位素特性：在天然存在的某种元素中，不论是游离态，还是化合态，各种同位素所占的丰度(原子百分比)一般是不变的。
（3）应用
①考古时利用测定文物的年代；
②和用于制造氢弹；
③利用放射性同位素释放的射线育种、治疗恶性肿瘤。
“四素”概念理解
（一）原子结构与元素的性质
二、碱金属元素
1．碱金属元素的原子结构
2．碱金属单质的性质
(1)碱金属单质的物理性质
(2)碱金属单质的化学性质
a．钠、钾与O2反应的比较
b．钾、钠与H2O反应的比较
三、卤族元素
1．卤族元素的原子结构
2．卤族元素单质的性质
(1)物理性质

(2)化学性质
①与H2反应
a．填写下表：
b．得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱。
②卤素单质间的置换反应。
a．填写下表：
b．得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－>Br－>Cl－。
【思考探究】
（一）思考探究
一、原子结构
【思考·讨论】 P87页
(1)当K层为最外层时，最多能容纳__________个电子；除了K层外，其它层为最外层时，最多能容纳______个电子。
(2)次外层最多能容纳________个电子。
(3)第n层最多能容纳的电子数为2n2
(4)用原子结构示意图表示1~20号元素的原子核外电子排布。
一、元素周期表
1、元素周期表的发展史
2、元素周期表的编排原则
【思考·讨论】 P89页
(1)___________________相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，称为周期。原子序数与原子结构之间存在下列关系：原子序数 = 核电荷数 = ________ = 核外电子数(2)___________________相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行，称为族。
3、元素周期表的结构
(1)周期表中周期的特点和划分：
(2)周期表中族的特点和划分：
注：①碱金属元素在第_____族 ②卤族元素在第_____族 ③稀有气体元素
在0族
4、元素周期表的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，如_______、
________、__________和___________等。
【同步训练】
1．已知原子M的原子核内有n个中子，M原子的质量数为A，则m g 中所含电子的物质的量是
A．B．
C．D．
2．下列“类比”合理的是
A．Ca(OH)2与少量CO2反应生成CaCO3，则Ca(OH)2与少量SO2反应生成CaSO3
B．Na与O2在加热条件下反应生成Na2O2，则Li与O2在加热条件下反应生成Li2O2
C．Cl2和H2O反应生成HCl和HClO，则F2和H2O反应生成HF和HFO
D．Fe与S在加热条件下生成FeS，则Cu与S在加热条件下生成CuS
3．我国卫生部门规定市面上销告的碘盐中必须含有KIO3，某学生通过查阅资料知道：。该同学为了检验销售的碘盐中是否含有KIO3，用试纸和生活中常见的物质进行实验来验证。可选择的物质有：①自来水②碘化钾淀粉试纸③酒精④食醋⑤淀粉⑥食糖。进行实验时必须使用的物质是
A．②④B．①②C．③④⑤D．①②④⑤
4．在我国北斗三号全球卫星导航系统中使用了“铷()原子钟”，它被誉为卫星的“心脏”，下列有关说法错误的是
A．铷元素位于第五周期第IA族B．和具有相同的电子数
C．的中子数为48D．和互为同素异形体
5．我国化学家通过对反应的研究，进一步揭示了化学反应的本质。下列关于H与D的说法不正确的是
A．中子数均为2B．质子数均为1
C．核外电子数均为1D．两者互为同位素
6．1869年，俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一，随着人们对科学的认识不断深入，终于使门捷列夫元素周期表变得完整。下图是元素周期表的一部分，请回答下列问题：
下列叙述正确的是
A．元素③的氢化物水溶液呈酸性
B．元素⑥的原子半径在同周期元素中最大
C．元素⑦的氧化物是两性氧化物
D．元素⑤的最高价为+7
7．下列关于元素周期表的说法正确的是
A．金属元素都在长周期B．每一主族中都有非金属元素
C．每一族只包含一个纵列D．前三个周期为短周期，其余为长周期
8．日本政府于2021年4月13日召开会议，决定在未来2年内将核电站产生的核废水分批排入大海，核废水中包含63种放射性物质，其中可导致白血病，下列有关说法不正确的是
A．的质子数为38
B．内中子数和核外电子数之差为11
C．和互为同位素
D．转变为属于物理变化
9．溴元素的原子结构示意图及其在元素周期表中的信息如图所示，下列说法中正确的是
A．图中n的数值等于5
B．原子序数与核电荷数都是35
C．在化学反应中，溴原子获得电子形成
D．溴元素为金属元素
10．元素周期表对科学研究和生产有指导意义，在元素周期表的过渡元素区域可以找到
A．做半导体材料元素B．做催化剂材料的元素
C．做农药的元素D．做核反应堆导热材料的元素
11．质量数是37的原子，可能有
A．19个质子，18个中子，20个电子B．18个质子，19个中子，18个电子
C．19个质子，18个中子，18个电子D．17个质子，20个中子，18个电子
12．若几种微粒具有相同的质子数， 则下列说法一定正确的是
A．一定属于同一种元素B．可能是几种不同的分子或离子
C．彼此之间互为同位素D．不可能是一种分子和一种离子
13．元素的化学性质主要取决于原子的
A．原子序数B．核外电子数C．最外层电子数D．核内中子数
14．下列关于金属的说法正确的是
A．所有金属都能与盐酸发生置换反应
B．根据金属与酸反应置换出氢气的难易可比较金属的活泼性
C．金属都是银白色
D．金属都具有较高的熔点
15．简单原子的原子结构可用图表示方法形象地表示：
其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是
A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的粒子D．①②③具有相同的质量数
16．试用质子数、中子数、电子数、质量数和同位素填空。
(1)与具有相同的 。
(2)与具有相同的 。
(3)与具有相同的 。
(4)与互为 。
17．据报道，某些花岗岩会释放氡()，对人体造成伤害。
(1)氡原子的质量数是 ，质子数是 ，中子数是 。
(2)请将Rn的原子结构示意图补全 。
(3)请根据Rn的原子结构预测氯气的化学性质 。
A．非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应
B．比较活泼，能与钠等金属反应
C．不太活泼，与氡气性质相似
D．很难与其他物质发生反应
选择该选项的理由是 。
(4)研究发现，镭能蜕变为，故将称为镭射气；钍能蜕变为，故将称为钍射气；锕能蜕变为，故将称为锕射气。、、 ； 决定元素种类。
A．属于同种元素 B．互为同位素 C．属于同种核素 D．属于同种原子
18．用分别表示含有18个电子的四种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是 (用元素符号表示，下同)，B元素是 ，C元素是 。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其化学式是 。
类别
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
稀有气体原子序数
位置与结构的关系
短周期
一
H～He
2
1
2
周期序数＝电子层数
二
Li～Ne
8
2
10
三
Na～Ar
8
3
18
长周期
四
K～Kr
18
4
36
五
Rb～Xe
18
5
54
六
Cs～Rn
32
6
86
七
Fr～Uu
32
7
118
列数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
类别
主族
副族
Ⅷ族
副族
主族
0族
名称
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
Ⅷ族
ⅠB
ⅡB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0族
元素种数
7
6
32
4
4
4
4
12
4
4
6
6
6
6
6
7
位置与结构的关系
①主族元素的族序数＝最外层电子数
②副族元素最外层电子数一般不等于族序数(第ⅠB族、ⅡB族除外)，最外层只有1～2个电子
周期
ⅡA
ⅢA
2、3
n
n＋1
4、5
n
n＋11
6、7
n
n＋25

元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的
一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素之间的相互称谓
同种元素形成的不同单质之间的相互称谓
范畴
同类原子，存在游离态、化合态两种形式
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎完全相同
由一种元素组成，可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
实例
H、C、N三种元素
、、三种核素
、、互为同位素
O2与O3互为同素异形体
元素
Li
Na
K
Rb
Cs
原子结构
示意图
原子半径
(mm)
0.152
0.186
0.227
0.248
0.265
结构特点
相同点
最外层电子数都是1
递变性
从Li到Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大

实验操作
实验现象
化学方程式
实验结论
钠
剧烈燃烧，有黄色火焰，生成淡黄色固体
2Na＋O2Na2O2
与O2反应的剧烈程度：Na