新新人教版高中化学必修第一册高中化学知识点填空04-第四章 物质结构 元素周期律（答案版）

第四章物质结构元素周期律

第一节原子结构与化学周期表

一、原子结构

1、原子的构成

原子由原子核和核外电子组成（原子核包括质子和中子），质子带正电，电子带负电，中子中立不

带电。

2、质量数

（1）概念：将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。

（2）构成原子的粒子间的两个关系

①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)

②质子数＝核电荷数＝核外电子数

3、原子的表示方法

12

如作为相对原子质量标准的6C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。

±b

An±

4、粒子符号(ZXm)中各数字的含义

5、原子核外电子排布的表示方法

（1）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。以钠原子为例：

（2）离子结构示意图

①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原

子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如Mg：→Mg2＋：。

1

②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

如F：→F－：。Na＋与稀有气体Ne的核外电子排布相同；Cl－

与稀有气体Ar的核外电子排布相同。

二、元素在周期表

1、周期的分类与包含元素

类别周期序数行序数核外电子层数包含元素种数起止元素

1112H～He

短周期2228Li～Ne

3338Na～Ar

44418K～Kr

55518Rb～Xe

长周期

66632Cs～Rn

77732Fr～Og

2、族的分类

16个族分为7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族。

3、元素周期表中的方格中各符号的意义

注：元素周期表记忆口诀

横行叫周期，现有一至七；

三四分长短，四长副族现；

竖行称作族，总共十六族；

2

Ⅷ族最特殊，三列是一族；

二三分主副，先主后副族；

镧锕各十五，均属ⅢB族。

4、元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断

（1）元素的位置与原子结构的关系

（2）短周期元素原子结构与位置的关系

①族序数等于周期数的元素有H、Be、Al。

②族序数是周期数2倍的元素有C、S。

③族序数是周期数3倍的元素是O。

④周期数是族序数2倍的元素是Li。

⑤周期数是族序数3倍的元素是Na。

5、由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置

常用0族元素定位法：

（1）明确0族元素信息

0族元素HeNeArKrXeRnOg

所在周期序数1234567

原子序数21018365486118

（2）比大小定周期

比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，若该元素的原子序

数小于相邻近0族元素的原子序数，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期，反之则在下一

周期。

（3）求差值定族数

①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个

周期的ⅠA族或ⅡA族。

②若某元素的原子序数比相应的0族元素少5～1时，则该元素处在同周期的第ⅢA～ⅦA族。

③若某元素的原子序数与相应的0族元素相差其他数，则由相应差数找出相应的族。

三、核素

1、核素

（1）概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

3

（2）实例

①氢元素的三种核素

原子符号氢元素的原子核

原子名称

A

(ZX)质子数(Z)中子数(N)

1

1H氕10

2

1H或D氘11

3

1H或T氚12

161718

②氧元素的三种核素：8O、8O和8O。

121314

③碳元素的三种核素：6C、6C和6C。

234235238

④铀元素有92U、92U、92U等核素。

2、同位素

（1）概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。

（2）性质

①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。

②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。

（3）用途

14

①考古时利用6C测定一些文物的年代。

23

②1H和1H用于制造氢弹。

③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。

3、“四素”的区别

名称

内容元素核素同位素同素异形体

项目

质子数相同的质子数、中子数都质子数相同、中子数同种元素形成的不同

本质

一类原子的总称一定的原子不同的核素单质

范畴同类原子原子原子单质

只有种类，没有化学反应中的最小化学性质几乎完全相

特性元素相同，性质不同

个数微粒同，物理性质不同

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

121314121314

H、C、O三种元6C、6C、6C三种6C、6C、6C互为同O2与O3

举例

素核素位素互为同素异形体

4

四、原子结构与元素的性质

（一）碱金属元素

1、钠、钾与氧气反应的实验

比较项目钠钾

实验

操作

实验先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈，

现象呈黄色，生成淡黄色固体火焰呈紫色

实验原理

2Na＋O2=====Na2O2K＋O2=====KO2(超氧化钾)

(化学方程式)△△

结论金属活泼性：钾>钠

（1）总结：相同条件下，碱金属从Li到Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越

来越活泼。

（2）结论为与水反应的剧烈程度：K>Na；金属活泼性：K>Na。

2、碱金属单质的主要物理性质

3、碱金属元素化学性质的相似性和递变性

（1）相似性(用R表示碱金属元素)

（2）递变性

具体表现如下(按Li→Cs的顺序)

①与O2的反应越来越剧烈，产物越来越复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应生成Na2O、

Na2O2，而K与O2反应能够生成K2O、K2O2、KO2，Rb、Cs遇空气立即燃烧，生成更复杂的产物。

5

②与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb和Cs遇水会发生爆炸。

③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH。

4、从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律

5、元素金属性强弱的判断依据

依据结论

根据单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度越易者金属性越强

根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱碱性越强者金属性越强

活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶

根据金属之间的置换反应

液中置换出来

（二）卤族元素

1、卤素单质的主要物理性质

卤素单质颜色和状态密度熔点/℃沸点/℃

F2淡黄绿色气体1.69g/L(15℃)－219.6－188.1

Cl2黄绿色气体3.214g/L(0℃)－101－34.6

3

Br2深红棕色液体3.119g/cm(20℃)－7.258.78

3

I2紫黑色固体4.93g/cm113.5184.4

分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。

2、卤素单质的化学性质

（1）卤素单质(X2)与H2的反应

①X2与H2反应的比较

反应条件产物稳定性化学方程式

F2暗处很稳定H2＋F2===2HF

光照或点燃较稳定光照或点燃

Cl2H2＋Cl2========2HCl

加热稳定性差

Br2H2＋Br2=====2HBr

△

不断加热不稳定

I2H2＋I2=====2HI

△

6

②结论

a．从F2到I2，与H2反应的难易程度：逐渐变难；

b．从F2到I2，生成氢化物的稳定性：逐渐减弱。

（2）卤素单质间的置换反应

实验操作反应现象离子方程式

振荡静置后，液体分层，上层接近无

－－

Cl2＋2Br===Br2＋2Cl

色，下层呈橙红色

振荡静置后，液体分层，上层接近无

－－

Cl2＋2I===I2＋2Cl

色，下层呈紫红色

振荡静置后，液体分层，上层接近无色，

－－

Br2＋2I===I2＋2Br

下层呈紫红色

实验结论从以上三个实验可知，Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱

（3）卤素单质物理性质的记忆口诀

氯气黄绿色，溴液深红棕，碘是紫黑固。氯易液化，溴易挥发，碘易升华。

3、卤族单质化学性质的相似性和递变性

（1）相似性

（2）递变性

具体表现如下：

①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，其水溶液的酸性逐渐增强，即：

稳定性：HF>HCl>HBr>HI；

还原性：HF<HCl<HBr<HI；

酸性：HF<HCl<HBr<HI。

②最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，即HClO4>HBrO4>HIO4。

（3）特殊性

①溴是常温常压下唯一的液态的非金属单质。

②卤素单质都有毒，溴有很强的腐蚀性，保存液溴时要加一些水进行“水封”，碘单质遇淀粉溶液变蓝

7

色（检验I2）。

③Cl2、Br2、I2易溶于有机溶剂（如苯、CCl4、汽油等）。

④F无正化合价。

（4）从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律

第二节元素周期律

1、探究Na、Mg、Al金属性强弱

（1）Na、Mg与水的反应

实验内容实验现象实验结论

将绿豆大小的钠投入水与冷水发生剧烈反应，有气泡

Na与钠和水的反应相比，镁和水的

中，滴加2滴酚酞溶液产生，溶液变红

反应更难，镁在冷水中反应很缓

取一小段镁条，用砂纸除

慢，与沸水反应加快，反应生成

去表面的氧化膜，放入水与冷水反应缓慢

了碱性物质和H2；Mg与水

Mg中，滴加2滴酚酞溶液

反应的化学方程式：Mg＋

在之前的基础上加热至反应加快，有气泡产生，溶

2H2O=====Mg(OH)2＋H2↑

液体沸腾液变红△

（2）探究NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3碱性强弱

AlMg

实验

操作

沉淀溶解

沉淀逐渐溶解沉淀逐渐溶解沉淀逐渐溶解沉淀不溶解

情况

8

Al(OH)3＋Mg(OH)2＋

相关反应的化

Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2ONaOH===NaAlO22HCl===MgCl2＋

学方程式

＋2H2O2H2O

实验结论NaOH是强碱，Mg(OH)2是中强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，三者的碱性依次减弱

（3）结论

即随着原子序数的递增，同周期的Na、Mg、Al失去电子的能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。

2、Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较

SiPSCl

磷蒸气与

高温加热光照或点燃

判断依据与氢气化合氢气反应

由易到难的顺序是Cl、S、P、Si

H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4强酸(酸性比

最高价氧化物对应

判断依据弱酸中强酸强酸H2SO4强)

水化物的酸性强弱

酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3

Si、P、S、Cl

――――――→随着原子序数的递增，同周期的Si、P、S、Cl得电子的能力逐渐增强，

结论

非金属性逐渐增强

3、同周期、同主族元素性质的递变规律

同周期(从左到右)同主族(自上而下)

最高价：＋1价→＋7价(O、F除外)；

最高价相同(O、F除外)；最低价

化合价最低价：－4价→－1价；最低价＝

相同；最高价＝族序数(O、F除外)

主族序数－8(H除外)

得电子能力逐渐增强逐渐减弱

失电子能力逐渐减弱逐渐增强

单质氧化性逐渐增强逐渐减弱

单质还原性逐渐减弱逐渐增强

金属性逐渐减弱逐渐增强

非金属性逐渐增强逐渐减弱

最高价氧化物对应水化物碱性逐渐减弱碱性逐渐增强

的酸、碱性酸性逐渐增强酸性逐渐减弱

形成气态氢化物的难易由难到易由易到难

简单气态氢化物的稳定性逐渐增强逐渐减弱

9

第三节化学键

一、离子键

1、离子键和离子化合物

2、电子式的书写

（1）一个“·”或“×”代表一个电子，原子的电子式中“·”（或“×”）的个数即原子的最外层电子数。

（2）同一原子的电子式不能既用“×”又用“·”表示。

（3）“[]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。

（4）在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是间隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子

写在一起，如CaF2要写成，不能写成，也不能写成

。

（5）用电子式表示化合物形成过程时，由于不是化学方程式，不能出现“===”。“―→”前是原子的电子式，

“―→”后是化合物的