《元素周期表核素》一、元素周期表1.元素周期表的發(fā)展歷程。2.元素周期表的結(jié)構(gòu)。(1)編排原則。(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)。①周期和族。②常見族的特別名稱。

族特別名稱第ⅠA族(除氫外)堿金屬元素第ⅦA族鹵族元素0族稀有氣體元素3.元素周期表中的方格中的元素的信息。

微判斷1(1)氧元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族。(

)(2)現(xiàn)行元素周期表是按相對原子質(zhì)量由小到大的順序排列的。(

)(3)元素周期表中有7個橫行,即7個周期;有18個縱列,即18個族。(

)(4)第ⅠA族元素叫做堿金屬元素。(

)(5)主族元素都是由短周期元素和長周期元素共同組成的。(

)√×××√二、核素1.元素:具有相同

質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))

的一類原子的總稱。

同種元素原子的原子核中

質(zhì)子數(shù)

是相同的。

2.核素:具有一定數(shù)目

質(zhì)子

和一定數(shù)目

中子

的一種原子叫做核素。如1H、2H、3H就各為氫元素的一種核素。

3.核素(原子)的表示方法。4.同位素。(1)定義。

質(zhì)子數(shù)

相同而

中子數(shù)

不同的同一元素的不同原子互稱同位素(即同一元素的不同

核素

互稱為同位素)。下表即為氫元素的不同核素,它們互稱同位素。

(2)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天然存在的同位素,相互之間保持一定的

比率

。

(3)同位素的用途。

③利用放射性同位素釋放的射線育種、

給金屬探傷

、診斷和治療疾病等。

微判斷2(1)不同元素的核素的質(zhì)量數(shù)一定不同。(

)××××一元素周期表問題探究下圖為元素周期表的部分結(jié)構(gòu)。(1)第三周期和第四周期中的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序數(shù)差分別為多少?(2)元素周期表中同主族某相鄰兩元素的原子序數(shù)相差多少?(3)88號元素在元素周期表中的位置如何?提示:(1)1,11。(2)2或8或18或32。(3)第七周期第ⅡA族。歸納總結(jié)1.元素周期表的結(jié)構(gòu)。(1)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Ⅷ族;③列序數(shù)>10,主族和副族的族序數(shù)=列序數(shù)-10(0族除外)。(2)三個定量關(guān)系。①周期序數(shù)=電子層數(shù);②主族序數(shù)=最外層電子數(shù);③原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù);(3)原子序數(shù)的定量關(guān)系。①同周期,第ⅡA與第ⅢA族原子序數(shù)差可能為1、11、25;②同族,相鄰周期原子序數(shù)差:第ⅠA~第ⅡA族,上一周期元素種類數(shù);第ⅢA~0族,下一周期元素種類數(shù)。如Na與K相差8,Cl與Br相差18。2.元素周期表的簡單應(yīng)用。(1)短周期中族序數(shù)與周期序數(shù)存在特殊關(guān)系的元素。特殊關(guān)系元素族序數(shù)等于周期序數(shù)H、Be、Al族序數(shù)等于周期序數(shù)的2倍C、S族序數(shù)等于周期序數(shù)的3倍O周期序數(shù)是族序數(shù)的2倍Li周期序數(shù)是族序數(shù)的3倍Na(2)利用離子電子層結(jié)構(gòu)相同的“陰上陽下”規(guī)律推斷對應(yīng)元素在元素周期表中的位置。如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的電子層結(jié)構(gòu)相同,在元素周期表中的位置關(guān)系為:

……cZdMbYaX……

(3)根據(jù)原子序數(shù)確定元素在元素周期表中位置的方法——0族元素定位法。①明確0族元素信息。0族元素HeNeArKrXeRnOg所在周期一二三四五六七原子序數(shù)21018365486118②比大小定周期。比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小,找出與其相鄰的0族元素,那么該元素就和原子序數(shù)大的0族元素處于同一周期。③求差值定族序數(shù)。a.若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素大1或2,則該元素應(yīng)處在0族元素所在周期的下一個周期的第ⅠA族或第ⅡA族。b.若比相應(yīng)的0族元素小1~5時,則該元素應(yīng)處在同周期的第ⅦA~ⅢA族。c.若差值為其他數(shù)時,則由相應(yīng)差值找出相應(yīng)的族。(4)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素的原子序數(shù)差。

(5)同主族相鄰兩元素原子序數(shù)之差的情況。①若為第ⅠA、第ⅡA族元素,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)。②若為ⅢA族至0族元素,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)。(6)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)的差是這幾個數(shù)的和或差,如1H和19K的原子序數(shù)差是2+8+8=18。典例剖析【例1】

已知X、Y、Z三種主族元素在元素周期表中的位置如圖所示,設(shè)X的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是(

)。A.Y與Z的原子序數(shù)之和可能為2aB.Y的原子序數(shù)可能為a-17C.Z的原子序數(shù)可能為a+31D.X、Y、Z一定為短周期元素答案:D解析:由題給信息可知,X、Y、Z只能位于元素周期表中過渡元素區(qū)域的右邊。若X位于第四周期,則Y的原子序數(shù)為a-17,Z的原子序數(shù)為a+17,Y與Z的原子序數(shù)之和為2a,A、B均正確;若X位于第五、第六周期,Z的原子序數(shù)為a+31,C正確;X、Y、Z為主族元素,Y一定不在第一周期,則Z肯定是長周期元素,D錯誤。學(xué)以致用1.短周期元素A、B、C的位置如下圖所示,已知B、C兩元素所在族序數(shù)之和是A元素所在族序數(shù)的2倍,B、C兩元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍,則A、B、C依次是(

)。A.Be、Na、Al B.C、Al、PC.O、P、Cl D.B、Mg、Si答案:C解析:設(shè)空格處元素為X,其原子序數(shù)為x,則據(jù)題意知A、B、C的原子序數(shù)的關(guān)系:(x-1)+(x+1)=(x-8)×4,解得x=16,所以A、B、C分別為O、P、Cl。2.下列敘述正確的是(

)。A.L層電子數(shù)為奇數(shù)的所有元素都是非金屬B.第三、四、五周期元素的種數(shù)分別是8、18、32種C.由左往右數(shù)第8、9、10三列元素中沒有非金屬元素D.只有第ⅡA族元素的原子最外層有2個電子答案:C解析:L電子層電子數(shù)為奇數(shù)的所有元素有Li、B、N、F,其中Li是金屬,其余是非金屬,A錯誤;第三、四、五、六周期元素的數(shù)目分別是8、18、18、32,B錯誤;由左至右第8、9、10三列元素是第Ⅷ族,全部是金屬元素,沒有非金屬元素,C正確;第ⅡB族以及部分第Ⅷ族元素的原子最外層有2個電子,D錯誤。二元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系問題探究主要利用鈾235(235U)或钚239(239Pu)等重原子核的裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原理制成的裂變武器,通常稱為原子彈;主要利用重氫(2H,氘)或超重氫(3H,氚)等輕原子核的熱核反應(yīng)原理制成的熱核武器或聚變武器,通常稱為氫彈。(1)235U與234U、238U屬于什么關(guān)系?2H2和3H2互為同位素嗎?(2)結(jié)合核外電子排布討論,互稱同位素的不同核素為什么具有幾乎完全相同的化學(xué)性質(zhì)?(3)有下列幾組物質(zhì):①35Cl與37Cl

②O2與O3

③H2O與D2O

④金剛石與石墨⑤D與T

⑥13C與14C上述物質(zhì)組互為同位素的有哪些?互為同素異形體的有哪些?提示:(1)235U與234U、238U具有相同的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù),但中子數(shù)不同,互為同位素。2H2和3H2是分子,不互為同位素。(2)同種元素的不同核素核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同,具有完全相同的核外電子排布,因此化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。(3)①⑤⑥互為同位素,②④互為同素異形體。歸納總結(jié)1.元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別。比較項(xiàng)目元素核素同位素同素異形體本質(zhì)具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子的總稱質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子同種元素的不同核素之間的互稱同種元素形成的不同單質(zhì)之間的互稱比較項(xiàng)目元素核素同位素同素異形體范疇同類原子,可存在游離態(tài)、化合態(tài)兩種形式原子原子單質(zhì)特性只有種類,沒有個數(shù)化學(xué)反應(yīng)中的最小粒子化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同由一種元素組成,可獨(dú)立存在2.元素、核素、同位素、同素異形體的聯(lián)系。同位素的三同、三不同:三同:同種元素(同質(zhì)子數(shù)、同核電荷數(shù)、同電子數(shù)),相同位置(在元素周期表中),化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。三不同:不同種原子(中子數(shù)不同、質(zhì)量數(shù)不同),不同的物理性質(zhì),不同的原子個數(shù)百分比。3.元素的相對原子質(zhì)量。(1)原子(核素)的相對原子質(zhì)量:一個原子的實(shí)際質(zhì)量與一個12C原子質(zhì)量的

的比值。(2)元素的相對原子質(zhì)量:按照該元素各種核素所占的一定百分比(即豐度)計(jì)算出來的平均值。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)量,a%、b%、c%表示自然界中該元素各核素的原子個數(shù)百分比(豐度)。如:氯元素的同位素35Cl37Cl原子(核素)的相對原子質(zhì)量34.96936.966豐度75.77%24.23%氯元素的相對原子質(zhì)量34.969×75.77%+36.966×24.23%≈35.45典例剖析

答案:A學(xué)以致用3.下列說法不正確的是(

)。A.H、D、T互為同位素B.16O2、18O2互為同素異形體C.H3O+和OH-中質(zhì)子數(shù)不同、電子數(shù)相同答案:B

解析:H、D、T是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子,互為同位素,A正確;16O2、18O2是由不同氧原子組成的氧分子,屬于同種物質(zhì),B錯誤;H3O+的質(zhì)子數(shù)為11、電子數(shù)為10,OH-質(zhì)子數(shù)為9、電子數(shù)為10,C正確;質(zhì)子數(shù)為92、中子數(shù)為54的鈾(U)原子,質(zhì)量數(shù)為146,該原子表示為

,D正確。4.下列說法中不正確的是(

)。①質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同一種元素②同位素的性質(zhì)幾乎完全相同③質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的兩種粒子,不可能是一種分子和一種離子④電子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素⑤一種元素不可能形成不同的單質(zhì)⑥某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù),就是其質(zhì)量數(shù)A.①②⑤⑥

B.①②④⑤

C.②③⑤⑥

D.③④⑤⑥A解析:①質(zhì)子數(shù)相同的原子一定屬于同一種元素,不正確;②同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)不同,不正確;③因?yàn)橹行粤Ｗ又?質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),離子中,質(zhì)子數(shù)≠核外電子數(shù),所以質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的粒子,不可能是一種分子和一種離子,正確;④電子數(shù)相同的粒子不一定屬于同一種元素,例如O2-和F-等都是10電子粒子,正確;⑤一種元素可能形成不同的單質(zhì),如O2和O3,不正確;⑥元素沒有質(zhì)量數(shù),不正確。1.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)B.元素周期表有16個縱列,也就是16個族C.原子的最外層電子數(shù)相同的元素,一定屬于同一族D.電子層數(shù)相同的粒子,對應(yīng)元素一定屬于同一周期答案:A解析:元素周期表中有18個縱列,16個族,8、9、10三個縱列共同組成第Ⅷ族,B項(xiàng)錯誤;Be和He的最外層電子數(shù)都是2,但不屬于同一族,C項(xiàng)錯誤;Ne和Na+的電子層數(shù)都是2,但不屬于同一周期,D項(xiàng)錯誤。2.下列選項(xiàng)各截取了元素周期表的一部分,圖中的數(shù)為原子序數(shù),其中M的原子序數(shù)為37的是(

)。答案:C解析:17?第三周期ⅦA族下面原子序數(shù)應(yīng)為35,M的原子序數(shù)為36,故A不符合題意;19?第四周期ⅠA族下面原子序數(shù)應(yīng)為37,M的原子序數(shù)為38,故B不符合題意;20?第四周期ⅡA族下面原子序數(shù)應(yīng)為38,M的原子序數(shù)為37,故C符合題意;26?第四周期Ⅷ族下面原子序數(shù)應(yīng)為44,M的原子序數(shù)為45,故D不符合題意。3.如果n為第ⅡA族中某元素的原子序數(shù),則原子序數(shù)為(n+1)的元素可能位于(

)。A.第ⅢA族或第ⅢB族 B.第ⅣA族C.第ⅠB族

D.第ⅠA族答案:A解析:在元素周期表中,第二、第三周期中第ⅡA族與第ⅢA族元素原子序數(shù)相差1,在第四、第五、第六、第七周期中,第ⅡA族與第ⅢB族相鄰,故原子序數(shù)為(n+1)的元素位于第ⅢA族或第ⅢB族,A項(xiàng)正確。4.C60的一種羧酸衍生物在特定條件下可通過斷裂DNA來殺死細(xì)胞,可用放射性14C來標(biāo)記C60。下列有關(guān)14C的敘述中正確的是(

)。A.與12C原子的化學(xué)性質(zhì)不同

B.與14N含有的中子數(shù)相同C.是C60的同素異形體

D.與12C互為同位素答案:D解析:14C與12C為同種元素的原子,兩者化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,A錯誤;14C的中子數(shù)為14-6=8,14N的中子數(shù)為14-7=7,二者不同,B錯誤;14C是原子,不是單質(zhì),與C60單質(zhì)不互為同素異形體,C錯誤;14C與12C的質(zhì)子數(shù)均為6,中子數(shù)不同分別為8、6,互為同位素,D正確。5.下表符號中“2”的含義正確的一組是(

)。

答案:B解析:中2表示質(zhì)量數(shù),2He中2表示質(zhì)子數(shù),Cl2中2表示1個氯氣分子中含有2個氯原子,Ca2+中的2表示帶2個電荷。6.A、B、C、D為短周期元素,在元素周期表中所處的位置關(guān)系如右圖所示,A、C兩種元素的原子核外電子數(shù)之和等于B元素原子的質(zhì)子數(shù)。(1)分別寫出A、B、C、D四種元素的名稱

、

、

、

。

(2)B元素位于元素周期表中第

周期第

族。

(3)D元素的單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

答案:(1)氮硫氟氯(2)三ⅥA(3)Cl2+H2OHCl+HClO解析:A、B、C、D均為短周期元素,從四者的相對位置及元素周期表的結(jié)構(gòu)來看,A、C位于第二周期,B、D位于第三周期,若A的原子序數(shù)為x,則C的原子序數(shù)為x+2,B的原子序數(shù)為x+8+1。由題意知x+x+2=x+8+1,x=7,所以A、B、C、D的原子序數(shù)分別為7、16、9、17,分別為氮、硫、氟、氯。探究一原子微粒間的相互關(guān)系【問題探究】1.某核素R的質(zhì)量數(shù)為27,質(zhì)子數(shù)為13,則R3+的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)各是多少?提示

質(zhì)量數(shù)是27,質(zhì)子數(shù)是13,中子數(shù)是14,電子數(shù)是10。2.右圖各字母表示的含義是什么?提示

X原子的質(zhì)量數(shù)是A,X原子的質(zhì)子數(shù)是Z,在化合物中X元素的化合價是+c價。X的離子帶有d個單位正電荷,一個分子中含有X原子的個數(shù)是e?！旧罨卣埂?.質(zhì)量關(guān)系(1)質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。(2)原子的相對原子質(zhì)量近似等于其質(zhì)量數(shù)。2.電性關(guān)系(1)電中性微?！踊蚍肿?。核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。(2)帶電離子:質(zhì)子數(shù)≠電子數(shù)。陽離子(Rm+)質(zhì)子數(shù)>電子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)+m陰離子(Rm-)質(zhì)子數(shù)<電子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)-m3.數(shù)量關(guān)系中子不帶電,1個質(zhì)子帶1個單位正電荷,所以核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù);對于原子,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)?！舅啬軕?yīng)用】典例1(2020陜西師大附中高一月考)某元素原子的質(zhì)量數(shù)為A,它的陽離子Xn+核外有x個電子,w克這種原子的原子核內(nèi)中子的物質(zhì)的量為(

)答案

C變式訓(xùn)練1下列說法正確的是(

)A.同位素的性質(zhì)幾乎完全相同B.電子數(shù)相同的粒子不一定是同一種元素C.一種元素只能有一種質(zhì)量數(shù)D.某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù),就是其質(zhì)量數(shù)答案

B解析

同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,故A錯誤;電子數(shù)相同的粒子不一定是同一種元素,如Ne、OH-,故B正確;一種元素可能有多種質(zhì)量數(shù),故C錯誤;不同同位素的質(zhì)量數(shù)不同,故D錯誤。探究二元素、核素、同位素和同素異形體的判斷【問題探究】1.氕、氘、氚是H元素的三種核素。氕、氘、氚的原子結(jié)構(gòu)示意圖

上圖中有幾種元素?幾種核素?這些核素之間屬于何種關(guān)系?提示

題圖中有1種元素,3種核素,這3種核素是同一種元素的不同核素,互稱同位素。3.12C和14C互為同位素,物理性質(zhì)不同,但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同嗎?提示

由于12C和14C的質(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,其物理性質(zhì)不同,但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。4.16O與18O互為同位素,O2與O3互為同素異形體,同位素與同素異形體有什么區(qū)別?提示

①意義不同,同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子之間的互稱;而同素異形體是指同一元素形成的不同單質(zhì)。②所指對象不同,同位素指的是原子,而同素異