高中化学人教版 (新课标)必修2第一章 物质结构 元素周期律第一节 元素周期表教案

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元素周期表

【同步教育信息】
一. 本周教学内容：
元素周期表
1、核素
2、元素周期表
二. 重点、难点：
元素周期表的结构。
三. 教学过程：
（一）核素
1、原子结构：原子由原子核和核外电子构成，原子核在原子的中心，由带正电的质子与不带电的中子构成，带负电的电子绕核作高速运动。也就是说，质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。在原子中，原子核带正电荷，其正电荷数由所含质子数决定。

（1）原子的电性关系：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
（2）质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，叫质量数。
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）
（3）离子指的是带电的原子或原子团。带正电荷的粒子叫阳离子，带负电荷的粒子叫阴离子。
当质子数(核电荷数)＞核外电子数时，该粒子是阳离子，带正电荷；
当质子数(核电核数＜核外电子数时，该粒子是阴离子，带负电荷。
X
（4）原子组成的表示方法
A
质量数——

——元素符号

Z

核电荷数——
（核内质子数）


[练习1]填表：
粒子符号
质子数（Z）
中子数（N）
质量数（N）
用X表示为
①O
8

18

②Al

24
27

③Ar
18
22


④Cl



Cl
⑤H



H
[练习2] （1）AXx+共有x个电子，则N=
（2）AXx-共的x个电子，则N=
（3）A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则ng A2-离子所含电子的物质的量为：
2、核素和同位素
（1）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。如如氢元素有H、H、H三种不同核素。
[练习]填表：
原子符号
质子数
中子数
氢原子名称和简称
①H


氕（H）
②H


氘（D）
③H


氚（T）









[思考] 是不是任何原子核都是由质子和中子构成的？
（2）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
①同位素中“同位”的含义：指在元素周期表中占据同一个位置的意思。如氕、氘、氚，即同一元素的不同核素之间互称为同位素。
②同位素的性质：在天然存在的某种元素中，各种同位素原子个数百分含量一般是不变的；同一种元素的各种不同的同位素化学性质几乎完全相同，因为各同位素原子结构几乎相同（除中子数）。但由不同的同位素构成的物质物理性质不同。
③同位素相对原子质量与元素相对原子质量：同位素（即某个原子）相对原子质量；是指某原子的质量与12C原子质量的 1/12的比值。例如， 12C原子质量是1.993×10-26kg，一个Fe原子质量为9.288×10-26kg，则该Fe原子相对质量为 =55.923。所以，同一种元素可以有几种不同的同位素（即不同的原子），各同位素的相对原子质量是不同的。元素的相对原子质量是各同位素（即各原子）相对原子质量的代数平均值。设某元素各同位素（即各原子）的相对原子质量分别为M1、M2……，各同位素（即各原子）原子个数百分含量分别为x1%，x2%……，则该元素相对原子质量 =M1x1%+M2x2%+……，若用同位素质量数和原子百分含量计算出的平均值为近似相对原子质量。
[练习] 以下互为同位素的是　　　　　　
A、金刚石与石墨 B、D2与H2 C、40 19X 与 40 20Y D、35 17Cl与37 17Cl
E、水和重水（D2O）　F、纯碱和烧碱 G、氕和氘
（3）元素、核素、同位素的比较和关系
元素
具有相同核电荷数即质子数的同一类原子的总称。
核素
具有一定数目的质子和中子的一种原子。即：原子=核素
同位素
具有相同质子数不同中子数的同一种元素的不同种原子（核素），互称同位素。

（二）元素周期表
1、元素周期表的编排原则：
①按原子序数递增顺序从左到右排列；
②将电子层数相同的元素排成一个横行；
③把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排列成纵行。
（1）原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号得到的序数叫原子序数。
原子序数=核电荷数=质子数=荷外电子数
（2）原子结构示意图：用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
核电荷数


各电子层排布的电子数
电子层数
微粒符 号

原子核


[练习1] 下列微粒结构示意图表示的各是什么微粒?

[练习2] 下列微粒结构示意图是否正确？如有错误，指出错误的原因。

2、元素周期表的结构：
（1）周期：元素周期表有7个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有7个周期。
①周期的分类：元素周期表中，我们把1、2、3周期称为短周期，其他周期成为长周期。
类别
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
短周期
1
H—He
2
1
2
Li—Ne
8
2
3
Na—Ar
8
3
长周期

4
K—Kr
18
4
5
Rb—Xe
18
5
6
Cs—Rn
32
6
7
Fr—112号
26
7
②周期的特点：周期序数==电子层数
同一周期中最外层电子数从1—8（除第一周期外）
每一周期从左到右：碱金属元素——稀有气体
（2）族：元素周期表有18个纵行，除了8、9、10三个纵行称为Ⅷ外，其余的每一个纵行称为一族，共16个族。族的序号一般用罗马数字表示。
①族的分类：元素周期表中，我们把18个纵行共分为16个族，其中7个主族，7个副族，一个零族，一个第Ⅷ族。
主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族，用A表示：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA。
副族：完全由长周期元素构成的族，用B表示：ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB。
第Ⅷ族：8、9、10三个纵行为Ⅷ族。
零族：第18纵行称为零族。
②族的特点：主族的族序数===最外层电子数===最高正化合价
③族的别称：
第ⅠA族称为碱金属元素
第ⅣA族称为碳族元素
第ⅤA族称为氮族元素
第ⅥA族称为氧族元素
第ⅦA族称为卤素族元素
零族称为稀有气体元素
3、元素周期表的作用：
（1）可以获得元素的一些信息，如元素名称、元素符号、原子序数、相对原子质量。
相对原子质量
26 Fe
铁
55．85
原子序数
元素符号
元素名称




（2）确定元素属于金属元素还是非金属元素，是否属于过渡元素。底色为深绿色为非金属元素，底色为浅绿色为金属元素，处于红色方框内为过渡元素。
（3）确定元素在元素周期表中的位置。如铁处在元素周期表第四周期第Ⅷ族。
（４）依据原子序数而确定元素在元素周期表的位置。如已知某元素原子序数为7，则确定其在周期表中位置的方法是：先写出该元素的原子结构示意图，由其电子层数为2，确定其处于第三周期，由其最外层有五个电子确定其处在第ⅤA族。
[练习1] 推算出原子序数为6、13、34的元素在周期表中的位置（周期、族）。
[练习2] 下表是周期表中的一部分，根据A—I在周期表中的位置，写出他们的元素符号和原子结构示意图。
族
周
期

ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A







2



D
E

G
I
3
B

C

F

H

[小结] 元素周期表的结构

第1周期：2种元素
第2周期：8种元素
第3周期：8种元素



短周期

周期

第4周期：18种元素
第5周期：18种元素
第6周期：32种元素



长周期

第7周期：26种元素（含锕系15种元素）最多容纳32种元素
元素周期表


主族（由长周期、短周期共同构成）含ⅠA、ⅡA、……ⅥA、ⅦA）


族
副族（完全由长周期构成）含ⅠB…ⅦB

第Ⅷ族（含第八、九、十3个纵行）

○族（稀有气体元素）


【典型例题】
例1. 某元素的阳离子，核外共用x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（ ）
A． B． C． D．
分析：本题主要考查的是元素的原子得、失电子后，核电荷数和阴、阳离子的核外电子数及离子电荷数的关系。由于阳离子带正电，为原子失去电子的结果；阴离子带负电，为原子获得电子所致。所以阳离子的核外电子数应该是原子的质子数减去阳离子的电荷数，阴离子的核外电子数为原子的质子数加上阴离子的电荷数。根据质量关系：质量数＝质子数＋中子数，因此要求中子数必须先要知道质量数和质子数。根据题意，质量数为已知，而质子数则可根据该离子所带电荷数和它的核外电子数求得。阳离子核外电子数为x，则该阳离子对应原子的核外电子数是，核内的质子数也为。所以答案为A。
例2．下列说法正确的是（   ）
A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同
B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成的
C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子
D． 、 、 的质量数相同，所以它们是互为同位素
  分析：本题是利用相关概念来对选项作出判断。对于A选项，可利用“结构决定性质”这一概念来进行判断；对于B选项，可利用部分原子结构的特殊性来解决；C选项中，必须明确决定原子种类的微粒是哪几种；D选项可用同位素的概念来进行判断。A选项中的各核素是属同一元素，这些核素间必定互为同位素。根据同位素和质量数的含义可知：各核素原子的质子数同中子数不同，二者之和在数值上等于质量数，因而质量数必不相等，但同位素的化学性质几乎完全相同，故A选项正确。B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子（ ）的原子核内只有质子而无中子这个特例，故B选项错误。C选项中原子种类应由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，是决不会发生由一种原子转变为另一种原子的，而只能由原子变为离子，故C选项错误。D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，故D选项错误。本题答案为A选项。答案为A。
例3．根据下列叙述填写相应微粒的符号：
A．某微粒一般不与其它元素的原子反应，这种微粒是____。
B．某微粒是阴离子，它的原子最外层电子是K层电子数的3倍，这种微粒是____。
C．某微粒氧化性极弱，但得到一个电子后的还原性很强，这种微粒是____。
D．某微粒还原性很弱，但失去一个电子后的氧化性很强，这种微粒是___。
分析：电子层结构为由其最外是8电子的稳定结构，所以该微粒可以是中性原子，也可以是阳离子或阴离子。A．该微粒不与其它元素的原子反应，它是稀有气体原子，其原子核核电荷为18，是氩元素。B．该微粒还原成中性原子，最外层是K层电子的3倍，它的原子结构示意图为，其阴离子为S2-。C．某微粒氧化性很弱，得到一个电子后形成原子，此原子结构示意图为，所以这种微粒应为K+。D．某微粒还原性很弱，失去一个电子后成为原子，该微粒为氯原子，氯原子氧化性强其微粒应为Cl-。答案为：A．Ar B．S2- C．K+ D．Cl-。
例4．设某元素的原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是（ ）
A．不能由此确定该元素的相对原子质量
B．这种元素的相对原子质量为
C．若碳原子质量为，此原子的质量为
D．核内中子的总质量小于质子的总质量
分析：相对原子质量是属于元素范畴的概念，而不是属于某一种原子的物理量，元素
的相对原子质量指的是平均相对原子质量，显然B是错误的。任何原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子数与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W并没有明确指的是哪一种同位素。故C项也是错误的。题中没有指明是哪种原子，无法确切知道此核内质子数与中子数的相对多少，故D项也是错误的。答案为A。
例5．在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按照某种共性归属一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可能归属按所给六种类型的编号填入表内。

元素组
例外元素
其他元素所属编号
（1）S、Na、Mg
 
 
（2）N、P、Sn、As
 
 
（3）K、Ca、Al、Zn
 
 
（4）Cu、Fe、Ag、Ca
 
 
　　其他元素所属类型编号：①主族元素，②过渡元素，③同周期元素，④同主族元素，⑤金属元素，⑥非金属元素。
分析：此题考查学生对于周期表的结构是否熟悉。（1）中Na、Mg、S为同周期元素，（2）中N、P、As为ⅤA族元素，（3）中K、Ca、Al是主族元素，（4）中Cu、Fe、Ag是过渡元素。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结构分析，表示的碳原子是（ ）
A．核外有13个电子，其中6个参与成键
B．核内有6个质子，核外有7个电子
C．质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子
D．质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子
分析：从分析，质量数为13，质子数为6，中子数为13－6＝7，原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。答案为D。
例7．甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是（ ）
A．x＋2 B．x＋4 C．x＋8 D．x＋18
分析：根据每一周期所含元素的种数，第一周期有2种元素，第二、三两周期各含8种元素，第四、五两周期各含18种元素，第六周期含32种元素，则乙的原子序数可能为x＋2、x＋8、x＋18或x＋32，故应选B．
例8．原子序数为34的元素，确定其在周期表中的位置。
分析：根据原子序数确定元素在周期表中的位置，有两种方法。
一种是：用原子序数减去每一周期中含有的元素种类即：
　　34-2（第一周期元素种类）-8（第二周期元素种类）-8（第三周期元素种数）=16，
第四周期含有18种元素，所以34号元素处在周期表中的四周期的第十六纵行，即，ⅣA所以34号元素在周期表中的位置为：四周期ⅣA为Se。
　　另一种方法是：利用记住某一族元素的原子序数来推导。例如：可以利用记住稀有气体元素的原子序数来推导。34号元素与稀有气体氪的原子序数36相近，氪在第四周期、零族，34号为氪的同周期元素，向前推前两族，即ⅣA。
【模拟试题】（答题时间：35分钟）
一、选择题
1、硼有两种天然同位素105B和115B，已知硼元素的原子量为10.8。下列对硼元素中105B的质量分数的判断正确的是
A.等于20% B.略小于20% C.略大于20% D.等于80%
2、核内中子数为N的R2＋的离子，质量数为A，则n克它的氧化物中所含质子的物质的量为
A. (A-N+8) B. (A-N+10) C. (A-N+2) D. (A-N+6)
3、某微粒用n+表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是
A. 所含质子数＝A－n B. 所含中子数＝A－Z
C. 所含电子数＝Z＋n D. 质子数＝Z＋A
4、11H、21H、31H、H+、H2是
Ａ. 氢的五种同位素 Ｂ. 五种氢元素
Ｃ. 氢的五种同素异形体 Ｄ. 氢元素的五种不同微粒
5、据最新报道，放射性同位素钬16667Ho可有效地治疗肝癌。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是
A. 32 B. 67 C. 99 D. 166
6、钛（Ti）金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素、、、、中，中子数不可能为
A. 30 B. 28 C. 26 D. 24
7、据报道，上海某医院正在研究用放射性同位素碘12553I治疗肿瘤。该同位素原于核内的中子数与核外电子数之差是
　　A. 72 B. 19 C. 53 D. 125
8、据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡22286Rn，从而对人体产生伤害。该同位素原子的中子数和质子数之差是
A. 136 B. 50 C. 86 D. 222
9、周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者4倍的是 ( )
A．电子数 B．最外层电子数
C．电子层数 D．次外层电子数
10、在周期表中，第三、四、五、六周期元素的数目分别是 ( )
A．8、18、32、32 B．8、18、18、32
C．8、18、18、18 D．8、8、18、18
11、由短周期元素和长周期元素共同组成的族可能是………………………………( )
A．0族 D．主族 C．副族 D．Ⅶ族
12、现行元素周期表中已列出112种元素，其中元素种类最多的周期是……………( )
A．第4周期 B．第5周期 C．第6周期 D．第7周期
13、某元素原子的最外电子层上只有2个电子，下列说法正确的是…………………( )
A该元素一定是金属元素 B．该元素可能是非金屑元素
C该元素可能是第ⅡA族元素 D．该元素一定是稀有气体元素
14、已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有 H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有
A. 3种 B. 6种 C. 9种 D. 12种
二. 填空题：
1．用符号A：质子数；B：中子数；C：核外电子数；D：最外层电子数；E：电子层数，填写下列各空：（1）原子种类由　　　　决定；（2）元素种类由　　　　　决定；（3）核电荷数由　　　　决定；（4）元素的化学性质主要由　　　　决定；（5）元素的原子半径由　 　决定； （6）元素的化合价主要由　　　　决定；
2．填表：
符号
质子数
中子数
质量数
电子数
核电荷数
原子序数









9

10

9

17
18

17


Al3+


27
10


3．填写下列空白：
（1）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号： 。
（2）周期表中位于第8纵行的铁元素属于第 族。
（3）周期表中最活泼的非金属元素位于第 纵行。
（4）所含元素超过18种的周期是第 、 周期。
4．A、B两元素，A的原子序数为x，A和B所在周期包含元素种类数目分别为m和n。如果A和B同在ⅠA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为______________；当B在A的下一周期时，B的原子序数为______________；如果A和B同在ⅦA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为______________；当B在A的下一周期时，B的原子序数为______________。
5．将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：
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
试回答下列问题：
（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．下列各组粒子，属于同一种原子的是 ，互为同位素的是 ，属于同种元素的是 ，属于同素异形体的是 。（填编号）
A. 红磷、白磷 B. 核外电子数是10的甲乙两种粒子
C. 和（核内15个中子） D. E. 中子数相同的甲乙两种粒子
7．对于，按下列要求各举一例（即每小题分别写出符号题意的两种粒子）。
（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五种粒子：
① A粒子核内有14个中子，核外M电子层上有2个电子。② B粒子得到2个电子后，其电子层结构与相同。③ C粒子带有一个单位的正电荷，核电荷数为11。④ D粒子核外有18个电子，当失去1个电子时呈电中性。⑤ E粒子不带电，其质量数为1。
试回答下列问题：
（1）依次写出A、B、C、D、E各粒子的符号 、 、 、 、 。
（2）B、C、E所属元素两两组合时，可形成哪些离子化合物和共价化合物，写出它们的化学式 。
（3）B、C、D所属三种元素共同组合时所形成的物质有多种，请写出它们的化学式 。
[试题答案]
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．
符号
质子数
中子数
质量数
电子数
核电荷数
原子序数

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的相对原子质量；（2）35.453是表示氯元素的近似原子质量；（3）35是表示氯原子35Cl的质量数；（4）35.485是表示氯元素的近似原子质量；（5）24.23是表示同位素所占的原子个数百分比（丰度）。
6．CD；D；ACD；A
7．（1）和（2）和（3）和或和 （4）和分子或和离子
8．（1） （2）
（3）