□ISIZHANG

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

［情景切入］

豐富多彩的物質(zhì)世界是由一百多種元素組成的。這些元素之間有什么內(nèi)在聯(lián)系？它們是

如何相互結(jié)合形成多種多樣的物質(zhì)的？讓我們走進(jìn)教材，學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律。

［知識導(dǎo)航］

本章通過分類整理的方法對元素之間的聯(lián)系進(jìn)行研究;從微觀角度探究元素之間的內(nèi)在

聯(lián)系。本章知識在結(jié)構(gòu)上分為三節(jié)：第一節(jié)主要學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表——原子結(jié)構(gòu)、

元素周期表、核素、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)；第二節(jié)主要學(xué)習(xí)元素周期律一元素性質(zhì)的周期

性變化規(guī)律、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用；第三節(jié)主要學(xué)習(xí)化學(xué)鍵一離子鍵、共價鍵。

［學(xué)法指導(dǎo)］

1.微觀分析?練規(guī)范

微觀分析原子的組成，掌握原子的書寫標(biāo)準(zhǔn)，知道原子中各種微粒的關(guān)系。通過類比的

方法，對元素、核素、同位素的概念進(jìn)行辨析，加深理解。

2.理解本質(zhì)?重應(yīng)用

結(jié)合第3周期元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，通過對教材中元素原子的核外電子排布、原子半

徑、主要化合價等各項內(nèi)容的比較、分析和歸納，總結(jié)出元素周期律的本質(zhì)。

3.把握內(nèi)涵?懂實質(zhì)

通過周期表的排列規(guī)則，認(rèn)識元素周期表的結(jié)構(gòu)，理解同周期或同主族元素性質(zhì)遞變的

規(guī)律性，掌握元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。

4.由表及里?明方法

依據(jù)教材所給的方法，通過實驗學(xué)會比較元素的金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的方法，并明確

通過固定物質(zhì)的性質(zhì)反過來比較元素的金屬性或非金屬性。

5.緊扣特征?得規(guī)律

依據(jù)元素周期律，結(jié)合元素周期表，根據(jù)“位置一結(jié)構(gòu)一性質(zhì)”的關(guān)系，得出元素的性

質(zhì)。

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

第1課時原子結(jié)構(gòu)

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.回顧初中所學(xué)原子結(jié)構(gòu)知識，了解核外電子能量

高低與分層排布的關(guān)系。

通過對“原子結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)微觀

2.依據(jù)稀有氣體元素原子的電子排布，總結(jié)出核外

探析、證據(jù)推理和模型認(rèn)知的意識和習(xí)

電子排布規(guī)律，學(xué)會書寫簡單原子的原子結(jié)構(gòu)示意

新課情境呈現(xiàn)

英國物理學(xué)家盧瑟福（E.Rutherford）在a粒子散射實驗經(jīng)過理論分析和計算，提出了核式

原子模型：原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，位于原子的中心；電子帶負(fù)電

荷，在原子核周圍空間做高速運動。讓我們

走進(jìn)教材，學(xué)習(xí)原子結(jié)構(gòu)。

課前素能奠基

知識回顧

1.元素是具有相同核電荷數(shù)一（即質(zhì)子數(shù)一）的同一類原子的總稱。

2.原子中的質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)一=.核外電子數(shù)一。

3.鎂、鋁、硫、氯的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為：

4.什么核外電子排布結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)？

最外層達(dá)到8電子（只有1層電子時是2電子）結(jié)構(gòu)。

新知預(yù)習(xí)

一、原子結(jié)構(gòu)

1.原子的構(gòu)成

r!①每個質(zhì)子帶一個單位—正—電荷

質(zhì)子[②相對質(zhì)量約為

原子核《

[①中子不帶電

【中子[②相對質(zhì)量約為j

原子V

「①圍繞原子核做高速運動

②每個電子帶一個單位_魚_電荷

核外電子j③相對質(zhì)量為一個質(zhì)子(中子)的

]

<I1836

點撥：質(zhì)子或中子的相對質(zhì)量等于一個質(zhì)子或中子的質(zhì)量與12c原子質(zhì)量的2(1.66X10

-27kg)相比較所得的數(shù)值。

2.質(zhì)量數(shù)

(1)概念：質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為1,忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有質(zhì)子

和.中子一的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加,所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。

(2)關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)

二、核外電子排布

1.電子層

(1)概念：在多電子原子里，把電子運動的能量不同.的區(qū)域簡化為一不連續(xù)的殼層

_，稱作電子層。

(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系

電子層數(shù)1234567

各電子

字母代號KLMNOPQ

層由內(nèi)

離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn).

到外

能量高低由低到高

2.電子分層排布

(1)能量最低原理：

核外電子總是優(yōu)先排布在能量最低.的電子層里，然后再由里往外排布在量逐步

升高—的電子層里，即按K-*L-MfN.......順序排列。

（2）電子層最多容納的電子數(shù)

①各電子層最多容納2層個電子。如K、L、M、N層最多容納的電子數(shù)分別為工

8、18、32。

②最外層電子數(shù)目最多不能超過8個（K層為最外層時不能超過_2一個）。

③次外層最多能容納的電子數(shù)不超過18個。

3.原子結(jié)構(gòu)模型的演變

年代模型觀點或理論

1803年道爾頓模型原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本粒子，是堅實的、不可再分的實心球。

原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中

1904年湯姆孫模型

和了正電荷，從而形成了中性原子。

在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全

盧瑟福原子

1911年部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太

模型

陽運轉(zhuǎn)一樣。

玻爾原子模

1913年電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速圓周運動。

型

1926?電子在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運動，其運動規(guī)律與一般物

電子云模型

1935年體不同，沒有確定的軌道。

點撥：電子云模型理論認(rèn)為電子在原子核外運動沒有固定的軌道。

V

預(yù)習(xí)自測

1.原子是由居于原子中心的原子核和核外電子構(gòu)成的。下列有關(guān)原子核外電子排布的

說法中錯誤的是（D）

A.電子總是先排布在能量最低的電子層里

B.每個電子層最多能容納的電子數(shù)為2層

C.最外層電子數(shù)不超過8個（K為最外層時不超過2個）

D.S2一的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

解析：S2一的M層電子數(shù)是8個，K層為2個，則S2—的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的4

倍，故D錯誤。

2.原子是化學(xué)變化中的最小微粒。在化學(xué)變化過程中，原子中的下列粒子數(shù)可能發(fā)生

改變的是（D）

A.質(zhì)子數(shù)B.中子數(shù)

C.質(zhì)量數(shù)D.電子數(shù)

解析：在化學(xué)變化過程中，原子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)不變，所以質(zhì)量數(shù)不變，原子變成

陽離子，核外電子數(shù)減少，原子變成陰離子，核外電子數(shù)增多，故選D。

3.結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，這是化學(xué)乃至自然科學(xué)的基本規(guī)律之一。下列粒子

結(jié)構(gòu)示意圖中，表示具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子是(B)

(+11)^^④BA(^2)2(5)??

解析：為陽離子，和j都為原子，〃為陰離子，電子層為一

層時2電子為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，多電子層時，最外層8屋為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故選B。

4.粒子結(jié)構(gòu)示意圖是表示原子核電荷數(shù)和電子層排布的圖示形式。根據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意

A.它們都帶有電荷

B.它們原子的核外電子數(shù)相同

C.它們都具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D.它們表示同一種元素

(+S)2S

解析:中質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)少2個，是陰離子,

是原子,中質(zhì)子數(shù)比電子數(shù)多2個是陽離子，A、B錯誤；質(zhì)子數(shù)相同的簡單微粒是

同種元素，D錯誤；它們都達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C正確。

課堂素能探究

知識點

核外電子的分層排布

問題探究：洋蔥是我們非常熟悉的一種蔬菜，洋蔥切開后，我們會看到里面一層一層地

呈現(xiàn)，電子層模型就類似于切開的洋蔥。請思考：

(1)原子核周圍是否真實存在這樣的殼層？

(2)電子在原子核外是否沿固定軌跡做高速旋轉(zhuǎn)？

探究提示：1.電子層不是真實存在的，是科學(xué)家為了表達(dá)形象，根據(jù)電子經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)

域而設(shè)想的結(jié)構(gòu)模型。

2.電子在某一區(qū)域內(nèi)做無規(guī)則運動。

知識歸納總結(jié):

1.原子核外電子排布規(guī)律及其之間的關(guān)系

核外電子總是盡可能地先排布在能量最低

能量最的電子層，然后再由內(nèi)向外排布在能量逐

核外低原理步升高的電子層里，即KTL->M->N順序

電子排列。

排布決:定

規(guī)律/-各-電-子層-最-多-容納-的-電-子數(shù)-是-2標(biāo)-、

最外層電子數(shù)最多是8個三者相蕓聯(lián)

數(shù)量

層是最外層時，最多不系相互制約

規(guī)律一(K

超過2個)/

、次外層最多能容納的電子數(shù)不超過18個

2.原子核外電子排布的表示方法

(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖。

原于核

——電子層

粒子符號一?Na-一層內(nèi)電子數(shù)

質(zhì)子數(shù)

①小圓圈和圓圈內(nèi)的符號及數(shù)字表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù)。

②弧線表示電子層。

③弧線內(nèi)數(shù)字表示該層中的電子數(shù)。

(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖。

①當(dāng)主族中的金屬元素原子失去最外層所有的電子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減少一層，形

成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。

Mg2+逛》Ne:訴)七

如

②非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的

電子層結(jié)構(gòu)。

5”

如

■典例A、B兩種原子，A的M電子層比B的M電子層少3個電子，B的L

電子層電子數(shù)恰為A的L電子層電子數(shù)的2倍。A和B分別是(D)

A.硅原子和鈉原子B.硼原子和氯原子

C.氯原子和碳原子D.碳原子和鋁原子

解析：A原子的M層比B原子的M層少3個電子，B原子的L層電子數(shù)恰為A原子L

層電子數(shù)的2倍，說明A、B為第二、第三周期元素；L層最多排8個電子，B原子的L層

電子數(shù)恰為A原子L層電子數(shù)的2倍，說明B原子的L層有8個電子，A原子的L層有4

個電子，故A是碳原子；A原子的M層比B原子的M層少3個電子，故B為鋁原子。

〔變式訓(xùn)練〕下列各原子結(jié)構(gòu)示意圖中所表示的核外電子排布正確的是(C)

ABCD

@^,D項應(yīng)為

解析:據(jù)核外電子排布規(guī)律A項應(yīng)為,B項應(yīng)為

所以選C。

名師博客呈現(xiàn)

1~20號元素原子核外電子排布特征

1.最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na、Ko

2.最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg、Ca。

3.原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)存在倍數(shù)關(guān)系：

(1)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Aro

(2)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C?

(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O。

(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne。

(5)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Sio

4.原子最外層電子數(shù)與其他相關(guān)數(shù)的關(guān)系：

(1)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Po

(2)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、AL

(3)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Cao

(4)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)3倍的原子是Nao

(5)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、So

(6)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是0。

〔即時訓(xùn)練〕

(1)當(dāng)M層有電子時，K、L層是否一定充滿電子？當(dāng)N層有電子時，M層是否充滿電

子？

(+20)2810

⑵M電子層最多容納18個電子，鈣原子的核外電子排布不是而是

(+20)2882

，勺

/，請說明理由。

解析：(1)當(dāng)M層有電子時，K、L層一定充滿電子，當(dāng)N層有電子時，M層不一定充

滿。

(2)若鈣原子的M層排10個電子，此時M層就成為最外層，這和電子排布規(guī)律中的“最

外層上排布的電子數(shù)不能超過8個”相矛盾，不符合電子排布的規(guī)律，即M層不是最外層

時最多排18個電子，而它作為最外層時最多只能排8個電子。

課堂達(dá)標(biāo)驗收

1.A元素的原子最外層電子數(shù)是a,次外層電子數(shù)是"B元素的原子M層電子數(shù)是

(a—b),L層電子數(shù)是(“+3,則A、B兩元素形成化合物的化學(xué)式最可能表示為(B)

A.B3A2B.BA2

C.A3B2D.AB2

解析：因為B的L層電子數(shù)為(a+6)且有M層，所以a+6=8,又因A原子最外層電

子數(shù)為。，次外層電子數(shù)為b,且滿足a+6=8,所以A原子有兩個電子層，且K層為2個

電子，L層為6個電子，所以。=6,b=2o進(jìn)而推知B的各電子層上的電子數(shù)分別為2、8、

4?即A為O,B為Si。A、B兩元素形成化合物的化學(xué)式最可能為SiCh。

2.A、B、C三種元素的原子序數(shù)依次為a、b、c,它們的離子A#、B「、C"「具有相

同的電子層結(jié)構(gòu)，且則下列關(guān)系正確的是(B)

A.a>b>cB.a>c>b

C.a=b-\~m~\-nD.a=c—n—m

3.短周期元素中，A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍；B元素原子最外

層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍；C元素原子M層電子數(shù)等于其L層電子數(shù)的一半；D

元素原子最外層有1個電子，D的陽離子與B的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則4種元素原子

序數(shù)關(guān)系中正確的是(A)

A.C>D>B>AB.D>B>A>C

C.A>D>C>BD.B>A>C>D

解析：A元素原子的次外層電子數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)是4,A的原子序數(shù)為6；B

元素的內(nèi)層電子總數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)為6,B的原子序數(shù)為8；C元素原子有3個

電子層，L層必有8個電子，M層有4個電子，C的原子序數(shù)為14；D的陽離子與B的陰

離子（即。2-）電子層結(jié)構(gòu)相同，且D元素原子最外層有1個電子，D為Na,原子序數(shù)為11；

故原子序數(shù)：C>D>B>A?

4.

粒子加速器

由德、法、美、英及波蘭等多國科學(xué)家組成的科研小組，通過粒子加速器進(jìn)行了一周的

實驗，獲得了6個非常罕見的鐵（26號元素）原子，該鐵原子的質(zhì)量數(shù)為45,接著，科學(xué)家

又使用特制的測量儀器觀測到，這6個原子中有4個發(fā)生了衰變，這一實驗證實了曾經(jīng)預(yù)言

的雙質(zhì)子衰變方式，即有一個原子同時變出兩個質(zhì)子的衰變方式。

⑴該鐵原子的核內(nèi)中子數(shù)為19,該原子的核外電子數(shù)為26。

（2）該鐵原子的衰變是化學(xué)變化嗎？說明理由。

.不是?；瘜W(xué)變化中原子種類不變，即原子所含質(zhì)子數(shù)不變，衰變時質(zhì)子數(shù)減少，故衰

變不屬于化學(xué)變化。一

解析：（1）鐵元素為26號元素，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)一質(zhì)子數(shù)=45—26=19,核外電子數(shù)=

質(zhì)子數(shù)=26。

（2）化學(xué)變化中原子種類不變，即原子所含質(zhì)子數(shù)不變，衰變時質(zhì)子數(shù)減少，故衰變不

屬于化學(xué)變化。

5.根據(jù)下列敘述，寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。

信息元素名稱原子結(jié)構(gòu)示意圖

A元素原子核外M層電子數(shù)是L層o、'\

_硅_(+14)284

電子數(shù)的一半

B元素原子最外層電子數(shù)是次外層

-ffl-

電子數(shù)的1.5倍

元素價離子的電子層排布人\\

c+1c+(+11)281

-ffl-

與Ne相同

D元素原子次外層電子數(shù)是最外層

電子數(shù)層一氧—

(+14)284

J/]I

解析：L層有8個電子，則M層有4個電子，故A為硅//。當(dāng)次外層為K層

時，B元素原子最外層電子數(shù)則為3,是硼G汾；當(dāng)次外層為L層時，B元素原子最外層

電子數(shù)為1.5X8=12,違背了排布規(guī)律，故不可能。C元素原子的質(zhì)子數(shù)為10+1=11,故

為鈉。當(dāng)次外層為K層時，D為氧；當(dāng)次外層為L層時，最外層則有24個

電子，故不可能。

6.如圖所示為原子核外電子運動的三維立體圖：

圖中所有電子均已畫出。

(1)該圖所描述的是哪種元素的原子？

.該原子共8個電子，故屬于氧元素。一

(2)請用另一種形式表示該元素原子的電子排布。

第2課時元素周期表核素

學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)

1.結(jié)合原子結(jié)構(gòu)示意圖，歸納出元素周期表1.通過對“元素周期表”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)證據(jù)

的編排原則及結(jié)構(gòu)，根據(jù)原子序數(shù)確定元素推理和模型認(rèn)知能力。

在周期表中的位置。2.通過對“周期表的發(fā)展”的了解，增強(qiáng)科

2.閱讀元素周期表的發(fā)展。學(xué)探究精神和社會責(zé)任感。

3.熟悉9X中各微粒數(shù)間的關(guān)系，比較元素、3.通過對"X”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)宏觀辨識和微

核素、同位素異同。觀探析能力。

新課情境呈現(xiàn)

1869年以前，科學(xué)家已經(jīng)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了63種元素，這些元素之間似乎沒有任何聯(lián)系，好

像互不相干。

俄國科學(xué)家門捷列夫（DmitryIvanovichMendeleev4834?1907）在前人工作的基礎(chǔ)上，對

元素及其性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，他將當(dāng)時已知的63種元素依據(jù)相對原子質(zhì)量大小規(guī)律進(jìn)

行排列，制成的表格成為現(xiàn)代元素周期表的雛形。利用周期表，門捷列夫成功預(yù)測了當(dāng)時尚

未發(fā)現(xiàn)的元素（錢、銃、楮）。

1913年英國科學(xué)家莫色勒利用陰極射線撞擊金屬產(chǎn)生X射線，發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)越大，X

射線的頻率就越高，因此他認(rèn)為原子核的正電荷數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，并把元素依照核

內(nèi)正電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）排列，經(jīng)過多年修訂后才成為當(dāng)代的元素周期表。

隨著人們對元素地進(jìn)一步認(rèn)識，元素周期表得到了完善，現(xiàn)在元素周期表已經(jīng)成為人們

研究化學(xué)、研究物質(zhì)的一個必備的工具。

在化學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子結(jié)構(gòu)信息。

讓我們走進(jìn)教材，充分認(rèn)識元素周期表和核素。

課前素能奠基

知識回顧

1.元素是指原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）相同的一類原子的總稱。

2.原子一般由.質(zhì)子一、一中子一和一核外電子一構(gòu)成,其中質(zhì)子數(shù)等于一核外

電子.數(shù)。

3.碳原子、氯原子中的質(zhì)子數(shù)分別為6、17,Na+、CF中的電子數(shù)分別為10、

18o

4.金剛石和石墨、。2和。3互為一同素異形體.。

新知預(yù)習(xí)

一、元素周期表的編排原則

1.元素周期表的出現(xiàn)與演變

——H869年，俄國化學(xué)家門捷列夫首制

元編制將元素按照相對原子質(zhì)量

素一"由小到大依次排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個縱行

期Y揭示了化學(xué)元素間的聯(lián)系

表與為未知元素留下的空位先后被填滿

」工排序依據(jù)由相對原子質(zhì)量改為原子的核電荷數(shù)

2.原子序數(shù)

(1)含義：按照元素在周期表中的順序給元素的編號。

(2)原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：

原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)一=.原子核外電子數(shù)一。

二、元素周期表的結(jié)構(gòu)

1.編排原則

橫行――電子層數(shù)、相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列

縱行最外層電子數(shù)相同的元素，按一電子層數(shù)一遞增的順序自上而下排列

族別名

第IA族(除氫外)堿金屬元素

第VDA鹵族元素

。族稀有氣體元素

4.元素周期表中的方格中的符號的意義

_1元素符號，紅色

原子序數(shù)指放射性元素

元素名稱

5fL-

注*的是外圍電子層排布(加小括號的

2

人造元素□rod'/s|L指可能的電子層排布)

r相對原子質(zhì)量(加中括號的

數(shù)據(jù)為該放射性元素半衰期

最長同位素的質(zhì)量數(shù))

三、核素

1.核素

把具有一定數(shù)目.質(zhì)子_和一定數(shù)目一中子_的一種原子叫做核素。如12C、13c、14c

就是碳元素的二種不同核素。

2.同位素

(1)定義：.質(zhì)子數(shù)一相同而.中子數(shù)一不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。即

同一元素的不同核素互稱為同位素，如口、彳H和陽三種核素均是氫元素的同位素。

(2)實例——氫元素的同位素：iH、2H、3H

氫元素的原子核

原子名稱原子符號?X)

質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)

10

1]笊汨或D

12氤_迫或T.

(3)同位素的特征

①同一種元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同；物理性質(zhì)略有差異。

②在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，同位素相互之間保持一定的.

比率一，即各種同位素所占的一原子個數(shù)百分比一是相同的。

(4)同位素的用途

①￥C在考古工作中用于測定文物的年代。

②汨、怛用于制造—氫建

③利用放射性同位素釋放的射線育種、給金屬探傷一、診斷和治療疾病等。

點撥：①田原子中不含中子。

②核素的種類由質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)共同決定。

預(yù)習(xí)自測

1.判斷正誤(正確的打“，錯誤的打“義”)。

⑴每一周期的最外層電子均是由1個至8個電子（X）

（2）同周期中元素電子層數(shù)一定相同（V）

（3）同族元素的最外層電子數(shù)一定等于族序數(shù)（X）

（4）零族元素的最外層電子數(shù)均為8（X）

（5）每一縱行一定為一族（X）

（6）元素周期表已發(fā)展成一個穩(wěn)定的形式，它不可能再有新的變化了（X）

2.元素在周期表中的位置取決于（A）

A.元素的核電荷數(shù)

B.元素的化合價

C.元素原子的電子層數(shù)

D.元素原子的最外層電子數(shù)

解析：由核電荷數(shù)和核外電子排布規(guī)律能寫出原子結(jié)構(gòu)示意圖，由示意圖推知電子層數(shù)

=周期數(shù)、最外層電子數(shù)=主族序數(shù)，故選A。

3.下表符號中“2”的含義正確的一組是（B）

Ca2+

TH2He2C1

A質(zhì)量數(shù)中子數(shù)質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)

B質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)原子個數(shù)電荷數(shù)

C質(zhì)子數(shù)中子數(shù)原子個數(shù)電子數(shù)

D質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)電荷數(shù)

解析：汨中的2代表質(zhì)量數(shù)，2He中的2代表質(zhì)子數(shù)，2cl中的2代表原子個數(shù)，Ca2+

中的2代表電荷數(shù)，故選B。

4.wNe是最早發(fā)現(xiàn)的笳元素的穩(wěn)定同位素，湯姆孫（"Thomson）和阿斯通（F.W.Aston）在

1913年發(fā)現(xiàn)了%Ne。下列有關(guān)說法正確的是（B）

A.骼Ne和裕Ne是同素異形體

B.四Ne和四Ne屬于不同的核素

C.%Ne和四Ne的性質(zhì)完全相同

D.%Ne轉(zhuǎn)變?yōu)獒?Ne為化學(xué)變化

解析：需Ne和招Ne是同位素原子，不是同素異形體，A錯;符Ne和招Ne是同種元素的

不同原子，屬不同核素，B正確；狗Ne和用Ne的化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同，C錯；用Ne

轉(zhuǎn)變?yōu)檎蠳e為原子核內(nèi)變化，不是化學(xué)變化，D錯。

5.15號元素P在周期表中的位置為（D）

A.第二周期第VA族B.第二周期第VIA族

C.第三周期第VIA族D.第三周期第VA族

解析：畫出15號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，即可確定P元素在周期表中的位置為第三周

期第VA族。

6.下列各表為周期表的一部分（表中數(shù)字代表元素的原子序數(shù)），其中正確的是（D）

2234

1111

1919

667

11121314

243132

解析：A項中2號元素應(yīng)該位于周期表的最后一列，錯誤；B項中2號、3號、4號不

應(yīng)該在同一周期，因為第一周期只有兩種元素H和He,錯誤；C項中6號、12號和24號

元素不應(yīng)在同一主族，因為相鄰周期同主族元素的原子序數(shù)之差只可能為2、8、18、32,

不存在相差6或12的情況，錯誤；D項完全符合元素周期表的排列規(guī)則。

課堂素能探究

知識點

元素周期表的結(jié)構(gòu)及簡單應(yīng)用

問題探究：1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫給元素設(shè)計并建造了個新家——元素周期表,

具有相同電子層數(shù)的元素被分在了同一個樓層上（同周期），具有相似性質(zhì)的一個家族（同族）

的元素分在了同一個單元。你瞧，元素們正在忙忙碌碌、高高興興地搬進(jìn)新家呢！

至4鼻而2■■皿E值1------

di_____

回后1咐M腌①我毫在嬰第蜃1彈蜀元韶,舊1而1舊舊IE國

rgI口I罐押*ft!!回向

有空來聊啊！KU

繩2速一題

②我要到第1-"暨—>令

單元，再見！

（1）形成化合物的種類最多的元素是哪一族？

（2）Fe最外層有2個電子，一定位于第HA族嗎？

探究提示：1.第WA族。第WA族中的碳元素形成的化合物的種類最多。

2.第IIA族的元素最外層一定有2個電子，但最外層有2個電子的元素不一定位于第

IIA族。Fe屬于過渡元素。

知識歸納總結(jié)：

1.強(qiáng)化記憶元素周期表的結(jié)構(gòu)

⑴記憶口訣

橫行叫周期，現(xiàn)有一至七，四長三個短，第七已排滿?？v列稱為族，共有十六族，一八

依次現(xiàn)，一零再一遍。一縱一個族，Vffl族搞特殊，三縱算一族，占去8、9、10o鐲系與鋼

系，蝸居不如意，十五擠著住，都屬IIIB族。

(2)列序數(shù)與族序數(shù)的關(guān)系

①列序數(shù)＜8,主族和副族的族序數(shù)=列序數(shù)；

②列序數(shù)=8或9或10,為第VDI族；

③列序數(shù)＞10,主族和副族的族序數(shù)=列序數(shù)一10(0族除外)。

(3)過渡元素

元素周期表中從IIIB到HB共10個縱行，包括了第皿族和全部副族元素，共60多種元

素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。

2.元素周期表的簡單應(yīng)用一元素推斷

(1)利用元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系推斷。

本方法常用于確定原子序數(shù)小于18的元素。

①應(yīng)用關(guān)系。

等式一：周期序數(shù)=電子層數(shù)

等式二：主族序數(shù)=最外層電子數(shù)

等式三：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)

②實例。

(i)X元素是第二周期第IA族元素，則該元素原子有兩個電子層，最外層電子數(shù)是1,

即為鋰元素。

^15)2^5

(ii)Y元素的原子序數(shù)是15,則該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是,其在周期表中的

位置是第三周期第VA族。

(2)利用短周期中族序數(shù)與周期數(shù)的關(guān)系推斷。

特殊位置元素

族序數(shù)等于周期數(shù)H、Be、Al

族序數(shù)等于周期數(shù)的2倍C、S

族序數(shù)等于周期數(shù)的3倍O

周期數(shù)是族序數(shù)的2倍Li

周期數(shù)是族序數(shù)的3倍Na

(3)利用離子電子層結(jié)構(gòu)相同的“陰上陽下”推斷具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，如"X("+

1)+、/"+、cZ("+L、的電子層結(jié)構(gòu)相同，在周期表中位置關(guān)系為

???cZ"M

???

"Yflx

則它們的原子序數(shù)關(guān)系為：a>b>d>c.

3.據(jù)原子序數(shù)確定元素位置的方法一稀有氣體定位法

(1)比大小定周期

比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的序數(shù)大小，找出與其相鄰近的。族元素，那么該元

素就和序數(shù)大的0族元素處于同一周期。

(2)求差值定族數(shù)

①若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素多1或2,則該元素應(yīng)處在該0族元素所在周期

的下一個周期的IA族或IIA族。

②若比相應(yīng)的0族元素少1?5時，則應(yīng)處在同周期的IIIA?VDA族。

③若差為其他數(shù)，則由相應(yīng)差數(shù)找出相應(yīng)的族。

點撥：同周期相鄰II、III主族元素的原子序數(shù)相差1、11或25。在第2、3周期中第HA

族、第IIIA族元素的原子序數(shù)差1,在第4、5周期中因第HA族、第IIIA族間存在10種過

渡元素，故元素的原子序數(shù)差11;第6、7周期中因第HA族、第IIIA族間的過渡元素中存

在錮系、鈉■系，故元素的原子序數(shù)差25。

■典例12019年是元素周期表誕生150周年。關(guān)于元素周期表，下列敘述中不

正確的是(C)

A.元素周期表中共有18列，16族

B.周期表中的族分為主族、副族、0族和皿族

C.過渡元素全部是副族元素

D.主族都是由短周期元素和長周期元素共同組成

解析：根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)知共有18歹L16族，故A正確；周期表中的族分為7

主族、7副族、。族和Vffl族，故B正確；過渡元素是副族和皿族元素，故C錯誤；主族都是

由短周期元素和長周期元素共同組成的，故D正確。

〔變式訓(xùn)練1〕

短周期元素A、B、C在周期表中的位置如圖所示。己知B、C兩元素的原子序數(shù)之和

是A元素的4倍，則A、B、（2是（C）

A.Be、Na、AlB.B、Mg、Si

C.O、P、ClD.C、Al、P

解析：短周期元素A、B、C,設(shè)A的原子序數(shù)為根，貝i]B、C的原子序數(shù)分別為m+8

—1和機(jī)+8+1,由題意知（%+8—1）+（機(jī)+8+1）=4%,則m=8,故選C。

知識點二

原子結(jié)構(gòu)與微粒數(shù)目間的關(guān)系“四同”概念比較

問題探究：

1.質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的微粒一定是同位素嗎？

2.同位素在周期表中位于同一位置，那么在周期表中位于同一位置的元素一定為同位

素嗎？

探究提示：1.不一定，如裕Ne和H2O中質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，但二者不是同位素。

2.不一定。因為同位素的質(zhì)子數(shù)（原子序數(shù)）相同，所以在周期表中位于同一位置；但

在周期表中位于同一位置的錮系和鋼系元素，因其質(zhì)子數(shù)不同，不屬于同種元素，不屬于同

位素。

知識歸納總結(jié)：

1.原子的構(gòu)成微粒及作用

與質(zhì)子數(shù)共同決定原子種類「八士

----------------------------------H司位素

中子

，一＞四翅一＞近似于相對原子質(zhì)量

一|核電荷數(shù)|—＞決定元素種類

決定主族元素的

最外層電子數(shù)一

核外電子學(xué)性質(zhì)

各層電子數(shù)

2.原子的構(gòu)成微粒間的數(shù)目關(guān)系

（1）電中性原子

(2)帶電原子一離子的電子數(shù)目計算

~—陽離子電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一所帶電荷數(shù)

核外電子

1數(shù)計算1—陰離子電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶電荷數(shù)

3.微粒的符號表示

+x

6c歸質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)元素化合價離子所帶電荷數(shù)原子個數(shù)

4.元素、核素、同位素和同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系：

(1)區(qū)別

名稱

同素

內(nèi)容元素核素同位素

異形體

項目

質(zhì)子數(shù)相同的一類質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都質(zhì)子數(shù)相同、中子同種元素形成的

本質(zhì)

原子一定的原子數(shù)不同的核素不同單質(zhì)

范疇同類原子原子原子單質(zhì)

只有種類，沒有個化學(xué)反應(yīng)中的最小化學(xué)性質(zhì)幾乎完全元素相同、性質(zhì)不

特性

數(shù)微粒相同同

決定因

質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)組成元素、結(jié)構(gòu)

素

1H、汨、?H三種核1H、彳H、汨互稱同。2與。3互為同素

舉例H、C、O三種兀素

素位素異形體

(2)聯(lián)系

2.同位素的“六同三不同

[①原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同

②核電荷數(shù)相同

中子數(shù)不同'

③原子的核外電子數(shù)相同

質(zhì)量數(shù)不同＞<

④屬于同一種元素

物理性質(zhì)不同一

⑤在元素周期表中位置相同

I⑥化學(xué)性質(zhì)基本相同

點撥：同位素、同素異形體的判斷和理解

(1)同種元素可以有多種不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的種類數(shù)遠(yuǎn)小于

原子的種類數(shù)。

(2)咱2、1HD是由氫元素的不同同位素形成的氫氣單質(zhì)，既不屬于同位素，也不屬于同

素異形體。

(3)判斷某微粒是同位素還是同素異形體，關(guān)鍵是要確定微粒的類別。只有原子才可能

是同位素，單質(zhì)才可能是同素異形體。

■典例2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。下列說法錯誤

的是(B)

A.|H＞汨、H+和H2是氫元素的四種不同粒子

B.豺Ca和絹Ca、石墨和金剛石均為同素異形體

C.但和但是不同的核素

D.12c和14c互為同位素，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同

解析：A項中的四種微粒是氫元素的四種不同粒子，|H和汨是質(zhì)子數(shù)均為1,中子數(shù)

不等的不同的氫原子，它們是不同的核素，12c和14c由于其質(zhì)子數(shù)均為6,而中子數(shù)分別

為6和8,故它們互為同位素，同理，豺Ca和毋Ca也互為同位素，其物理性質(zhì)不同，但化學(xué)

性質(zhì)幾乎完全相同；金剛石與石墨是由碳元素組成的不同的單質(zhì)，它們互為同素異形體。

〔變式訓(xùn)練2〕用0X表示原子：

(1)中性原子的中子數(shù)N=A-Zo

(2"X"+共有無個電子，則該陽離子的中子數(shù)N=A—x—〃o

(3pX"一共有尤個電子，則該陰離子的中子數(shù)N=A—x+九。

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