高一化学（人教版）教案必修一第四章物质结构元素周期律

第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表学习目标重点难点1.认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。2.知道元素、核素的含义，了解原子核外电子排布。3.知道元素周期表的结构，以碱金属和卤族元素为例，了解同主族元素性质的递变规律。重点元素周期表的结构；元素在周期表中的位置及其性质的递变规律。难点原子结构与元素性质的关系。第1课时原子结构新知探究(一)——原子的构成粒子及其定量关系1.构成原子的微粒及其性质原子原子核[微点拨]①原子呈电中性的理由是原子中的质子数等于核外电子数。②原子质量主要集中在原子核上，因为电子质量很小。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，所得的数值叫做质量数，常用A表示。(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)阴、阳离子中的定量关系质量关系质量数=中子数+质子数电性关系阳离子Xn+：质子数=核外电子数+n；阴离子Xn：质子数=核外电子数n3.原子符号原子的表示符号为AZX，A代表质量数，Z代表质子数，4.不同粒子中“各数”的关系原子或离子核电荷数=质子数质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子核外电子数=质子数阳离子核外电子数=质子数离子电荷数阴离子核外电子数=质子数+离子电荷数[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)原子中的质子数等于中子数(×)(2)质子数与中子数是原子质量的决定因素(√)(3)原子、离子中的质量数均等于质子数+中子数(√)(4)818O的质子数为8，中子数为10(5)相对原子质量等于质量数(×)2.2025年2月11日，长征八号甲运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。合金中某种钨的核素为74181W，下列关于74181W的叙述正确的是A.原子序数为74B.中子数为181C.核外电子数为107D.元素W的相对原子质量为181解析：选A依据74181W可知，74181W的质子数为74，核外电子数为74，原子序数为74，质量数为181，中子数为18174=107，181为741813.带有2个单位正电荷的粒子X2+，它的质量数等于137，中子数是81，则其核外电子数为()A.56B.54C.58 D.137解析：选BX2+的质子数=质量数中子数=13781=56，则X2+的核外电子数为562=54。4.(1)AZX的中子数N=(2)AXn+共有x个电子，则该阳离子的中子数为。

(3)AXn共有x个电子，则该阴离子的中子数为。

(4)A2原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2所含电子的物质的量为。

(5)与1123X+核外电子数相等的原子是(填元素符号)答案：(1)AZ(2)Axn(3)Ax+n(4)n(m-应用化学生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——C⁃14会在其死亡后衰变，考古工作者利用C⁃14衰变测定装置，对文物进行年代测定和研究。你知道C⁃14中的“14”是什么含义吗?这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少?提示：C⁃14中的“14”是指这种碳原子的质量数为14，此碳原子的质子数为6，核外电子数=质子数=6，中子数=质量数质子数=8。新知探究(二)——原子核外电子排布1.电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高2.核外电子排布的规律分析下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，分析相应的问题：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层排满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为8。(4)K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为18。3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图(1)钠的原子结构示意图(2)画出下列原子或离子的结构示意图原子离子①S：S2：②Ca：Ca2+：[微点拨]①原子结构示意图描述的是核内质子数和核外电子的分层排布。②书写结构示意图时要注意审题和书写规范：看清是原子还是离子结构示意图，勿忘记原子核内的“+”号。对于离子的核内质子数不等于核外电子数。应用化学目前，我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列。磷酸铁锂电池(LiFePO4)由于其安全性好、成本低、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点，广泛应用于乘用车、客车、物流车、低速电动车等领域。1.写出磷酸铁锂电池中锂原子和磷原子的结构示意图。提示：根据核外电子排布规律可以推测锂、磷元素原子的结构示意图分别为、。2.磷酸铁锂电池中铁元素的原子结构示意图为。(1)根据核外电子排布规律判断M层最多容纳多少个电子?提示：根据核外电子排布规律可以判断M层最多容纳18个电子。(2)为什么铁元素的原子结构示意图不能是。提示：若铁元素的原子结构示意图为时，元素原子的最外层电子数为16，超过了8个电子。(3)当N层开始排布电子时M层是否排满?提示：由核外电子排布规律可知：当铁元素原子的N层开始排布电子时M层并没有排满。3.磷酸铁锂电池中哪种元素的原子能形成10电子的微粒?哪种元素能形成18电子微粒?提示：氧元素能够形成10电子的微粒；磷元素能够形成18电子的微粒。[题点多维训练]1.某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为()A.2m B.2m+10C.2m+2 D.m+2解析：选C按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8。最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，则最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为2m+2，C正确。2.关于如图所示的两种微粒结构示意图，下列说法不正确的是()甲乙A.它们的核外电子数相同B.甲表示阴离子，乙表示原子C.它们属于同种元素D.它们的核外电子排布相同解析：选CA对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外电子总数均为10。B对，甲中质子数为8，电子总数为10，则甲是阴离子；乙中质子数和电子数均为10，则乙是原子。C错，质子数决定元素的种类，甲和乙的质子数分别为8和10，故二者属于不同种元素。D对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外都有2个电子层，且电子总数均为10，故二者的核外电子排布相同。3.根据1~18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)。(1)最外层电子数为1的原子有_____________________________；最外层电子数为2的原子有____________________________。(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有。

(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有，3倍的原子有。

(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有。

(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有_____________________________。(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有___________________________________。答案：(1)H、Li、NaHe、Be、Mg(2)Be、Ar(3)CO(4)Li、Si(5)H、Be、Al(6)He、C、S4.某元素A的最外层电子数是K层电子数的2.5倍，且A的氢化物中含有10个电子，则A元素为，其原子结构示意图为，该氢化物的分子式为。

答案：氮(或N)NH3归纳拓展常见的10e和18e微粒(1)10e微粒(2)18e微粒[课时跟踪检测]一、选择题1.(2025·太原高一期末)科学家利用粒子加速器在实验室创造出了超重铝1342Al，下列有关1342Al说法错误的是A.质子数为13 B.中子数为29C.最外层电子数为13 D.核电荷数为13解析：选C根据1342Al可知，质子数=核电荷数=13，中子数为4213=29，根据Al的核外电子排布可知最外层电子数为2.如图为某原子的原子结构示意图，下列有关说法错误的是()A.核电荷数为11B.该原子的摩尔质量为23gC.电子层数为3D.最外层有1个电子解析：选B原子结构示意图中圆圈内为核电荷数，该原子的核电荷数为11，故A正确；该原子为钠原子，原子的摩尔质量为23g·mol1，故B错误；钠原子核外有3个电子层，最外层电子数为1，故C、D正确。3.下列叙述正确的是()A.电子的能量越低，运动区域离核越远B.电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子D.当M层是最外层时，最多可排布18个电子解析：选B电子的能量越低，运动区域离核越近，A错误；氦最外层只有2个电子，C错误；最外层最多可排布8个电子，D错误。4.核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据前者是后者4倍的是()①电子数 ②最外层电子数③电子层数 ④次外层电子数A.①④ B.①③④C.①②④ D.①②③④解析：选A核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的电子数分别是16和4，最外层电子数分别是6和2，电子层数分别是3和2，次外层电子数分别为8和2，A项正确。

5.Co元素形成的化合物在早期的我国就已知并用于陶器釉料，古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃，生成美丽的深蓝色。我国唐朝彩色瓷器上的蓝色也是由于有钴的化合物存在。2760Co是钴元素的一种核素，对2760Co原子的叙述不正确的是(A.质量数是60 B.质子数是60C.中子数是33 D.核外电子数是27解析：选B由2760Co可知该核素质量数是60，质子数是27，中子数是6027=33，核外电子数是6.下列是原子或离子的核外电子排布图，其中错误的是()A.Na+： B.Cl：C.21Sc： D.35Br：解析：选CNa+核内质子数为11，核外电子数为10，核外电子排布为2、8，A项正确；Cl核内质子数为17，核外电子数为18，核外电子排布为2、8、8，B项正确；最外层电子数最多只能为8(K层为2)，C项错误；Br原子核外有35个电子，根据每层最多容纳2n2个电子，可知其核外电子排布为2、8、18、7，D项正确。7.已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟原子的化学性质相似的是()解析：选D氟原子核外最外层电子数为7，D项所给元素原子核外最外层电子数也为7，故两种原子的化学性质相似。8.(2025·唐山高一期中)某元素B原子的核电荷数为Z。已知Bn、Am+的核外具有相同的电子数，则A元素原子的质子数用Z、n、m来表示，应为()A.Z+m+n B.Zn+mC.Znm D.Z+nm解析：选A设A元素原子的质子数为x，则xm=Z+n，则x=Z+n+m，故A正确。9.(2025·重庆高一检测)嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He⁃3(如图所示)。下列关于He⁃3的说法正确的是()A.He⁃3是一种新元素B.He⁃3原子中含有1个质子，2个电子C.He⁃3原子中含有3个质子，没有中子D.He⁃3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子解析：选DHe⁃3属于氦元素，不属于新元素，故A错误；在原子中，质子数=核外电子数，He⁃3原子中含有2个质子，2个电子，故B错误；He⁃3原子中含有2个质子，中子数为32=1，故C错误；He⁃3原子中含有2个质子，1个中子，2个电子，故D正确。10.下列关于原子结构及粒子间的数量关系的说法不正确的是()A.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数B.粒子Na+、Mg2+、O2具有相同的电子层结构C.Al3+的核外电子数为10D.核外电子排布相同的粒子化学性质可能相同解析：选A同种元素的原子具有相同的质子数，可能含有不同中子数，A错误；Na+、Mg2+、O2核外有2个电子层，都是2、8排布，电子层结构相同，B正确；铝的原子序数是13，在原子中，原子序数=核外电子数，因此Al3+的核外电子数为133=10，C正确；核外电子排布相同的粒子，可能属于同一种元素，化学性质可能相同，D正确。11.核内中子数为N的离子R3+的质量数为A，则ngR的氧化物中所含的质子的物质的量为()A.nA+16(AB.nA+24(AC.nA+16(2A2D.nA(AN解析：选B根据R3+中R为+3价，可确定其氧化物的化学式为R2O3，1个R2O3中含有的质子数为2×(AN)+3×8=2(AN+12)，R2O3的摩尔质量为(2A+3×16)g·mol1=(2A+48)g·mol1，ngR2O3的物质的量为n2A+48mol，则ngR2O3中所含的质子的物质的量为n2A+48mol×2(AN+12)=nA+24二、非选择题12.(8分)某微粒A的结构示意图为。(1)若x=8，则此阴离子与上图表示的带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是。

(2)1mol微粒A含有10mol电子，下列微粒各1mol，也含有10mol电子的有(填序号)。

①CH4②H2O2③HF④Al3+⑤Cl⑥NH(3)若A的阳离子为An+且质量数为a，则其质子数为，中子数为(用含有a、n的代数式表达)。

解析：(1)当x=8时，核内质子数小于核外电子数，该微粒是氧离子，与钠离子形成一种常见化合物的化学式是Na2O。(2)①C原子含有6个电子，H原子中含有1个电子，CH4共含有10个电子；②H原子中含有1个电子，O原子中含有8个电子，H2O2共含有18个电子；③H原子中含有1个电子，F原子含有9个电子，HF共含有10个电子；④Al原子含有13个电子，Al失去3个电子形成Al3+，Al3+含有10个电子；⑤Cl原子含有17个电子，Cl原子得到1个电子形成Cl，Cl含有18个电子；⑥N原子含有7个电子，H原子中含有1个电子，NH4+带有1个正电荷，所以NH4+含有10个电子。(3)A失去n个电子形成An+，An+含有10个电子，则A中含有(10+n)个电子，核外电子数等于质子数，所以质子数为10+n；中子数+质子数=质量数，所以中子数为a答案：(1)Na2O(2)①③④⑥(3)10+na(10+n)13.(10分)(2025·贵阳高一检测)以下是四种粒子的结构示意图：(1)上述粒子中其单质既能与酸反应又能与碱反应的元素是(填字母)，将其加入氢氧化钠溶液中反应的离子方程式为____________________________________________。

(2)C单质与水发生反应的离子方程式为_________________________。

(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因：______________________________________________。

(4)在核电荷数1~10的元素内，列举两个与C的电子层结构相同的离子，写出离子的符号：。

解析：四种粒子按A~D的顺序依次是C、Cl、Na+、Al3+。(1)上述粒子中单质既能与酸反应又能与碱反应的元素为Al，Al能与NaOH溶液反应生成H2，离子方程式为2Al+2OH+6H2O2[Al(OH)4]+3H2↑。(2)Na能与水反应生成H2，离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH+H2↑。(3)电子层结构与Na+相同的原子为Ne，其最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定。(4)在核电荷数1~10的元素内，O原子的核外共有8个电子，其最外层上是6个电子，O原子得到2个电子后形成的O2与C的电子层结构相同；F原子的核外共有9个电子，其最外层上是7个电子，F原子得到1个电子后形成的F与C的电子层结构相同。答案：(1)D2Al+2OH+6H2O2[Al(OH)4]+3H2↑(2)2Na+2H2O2Na++2OH+H2↑(3)10该原子最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定(4)O2、F(合理即可)14.(4分)用A+、B、C2、D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。

答案：(1)KClS(2)HCl15.(5分)A、B、C、D、E的核电荷数均小于18，A元素的原子M层上有一个电子；B元素原子次外层电子数是最外层电子数的4倍；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；D元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b；E元素的原子M层电子数为ab，L层电子数为a+b，则A、B、C、D、E元素的元素符号分别为、、、、。

解析：由A元素的原子M层上有一个电子可知A元素K、L层已经排满，所以A原子的核外电子排布是2、8、1，A的核电荷数为11，是Na；B元素原子次外层是最外层电子数的4倍，所以B元素原子次外层电子数只能是8，最外层电子数为2，K层电子数已排满2，即B的核电荷数为12，是Mg；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数最多为8，所以C原子次外层排满后电子数只能为2，即为K层，C原子的核外电子排布是2、4，是碳元素；E元素的原子M层电子数为ab，说明L电子层已经排满为8，所以a+b=8，b<8，又知D元素次外层电子数为b，所以b只能等于2，a=6，即D是O、E是Si。答案：NaMgCOSi16.(8分)A、B、C、D是四种元素的原子，质子数都小于20。A原子与B原子的最外层电子数相同，B原子与C原子的核外电子层数相同，0.2molC单质与足量稀硫酸反应时放出H26.72L(标准状况)，A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，C原子与D原子的质子数之和为32。(1)A、B、C、D的元素符号分别为、、、。

(2)A的离子结构示意图为，C的原子结构示意图为。

(3)C的硫酸盐的化学式为，C单质与稀硫酸反应的化学方程式为。

解析：由A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，可推知A元素为F；又由A原子与B原子的最外层电子数相同，则B元素为Cl；根据0.2molC单质与足量稀硫酸反应放出6.72L即0.3molH2，可判断C单质与酸反应时生成了+3价的化合物，则C元素为Al；再由C原子与D原子的质子数之和为32，可推知D元素为K。答案：(1)FClAlK(2)(3)Al2(SO4)32Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑17.(14分)(1)科学家在宇宙深处发现了H3+和H3①1个H3+中含有个质子，②构成H3分子的原子的核外电子排布示意图是(填字母)。

③H3属于(填“混合物”“单质”或“化合物”)。

(2)写出原子核内质子数与中子数相等的钙原子的符号：。

(3)科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用作未来的新型能源。①23He的中子数是②α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断α粒子含有个质子和个中子。

③在23He、24He两种核素中，原子核内的中子数相差为，与α(4)在H3O+中，质子数、中子数、电子数之比为；在NH3D+中，质子数、中子数、电子数之比为。

(5)已知金属钠和水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。将9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有(填字母)。

A.0.2mol中子 B.0.4mol电子C.0.2mol质子 D.0.4mol分子解析：(5)钠和重水反应的化学方程式为2Na+2D2O2NaOD+D2↑，所以产生的气体全部是D2(12H2)，1个分子中含有2个质子、2个电子和2个中子。9.2g金属钠的物质的量是0.4mol。由化学方程式知，0.4mol钠可生成0.2molD2，所以0.2molD2中含有的中子数、电子数、质子数均为0.4答案：(1)①32②C③单质(2)2040Ca(3)①1②22③1(4)11∶8∶1011∶8∶10(5)B第2课时元素周期表核素新知探究(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首制编制将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一起意义揭示了化学元素间的联系演变为未知元素留下的空位先后被填满现行排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数2.元素周期表的编排原则(1)原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号；原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。(2)横行原则：把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列。(3)纵列原则：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列。3.元素周期表的结构元素周期表有7个横行，18个纵列。每一个横行叫做一个周期，每一个纵列叫做一个族(8、9、10三个纵列共同组成第Ⅷ族)。(1)周期观察元素周期表，填写下表。周期序数起止元素元素种数核外电子层数1H~He212Li~Ne823Na~Ar834K~Kr1845Rb~Xe1856Cs~Rn3267Fr~Og(118号)327①周期序数与电子层数相等。②短周期与长周期短周期包括第1、2、3周期，分别有2、8、8种元素长周期包括第4、5、6、7周期，分别有18、18、32、32种元素(2)族①观察元素周期表，填写下表。主族(A)共有7个，包括ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA，由短周期和长周期元素共同构成副族(B)共有8个，包括ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ，完全由长周期元素构成0族占据元素周期表的第18纵列，最外层电子数为8(He是2)，通常很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0②常见族的别称族别称第ⅠA族(除氢外)碱金属元素第ⅦA族卤族元素0族稀有气体元素[微点拨]元素周期表记忆口诀一主二主三七副，八族三列紧排布。一副二副三七主，最后一列是0族。4.元素周期表的方格中符号的意义5.原子序数的定量关系同周期第ⅡA族与第ⅢA族原子序数差可能为1、11、25同族相邻周期原子序数差：第ⅠA族~第ⅡA族：上一周期元素种类数；第ⅢA族~0族：下一周期元素种类数。如Na与K相差8，Cl与Br相差18[题点多维训练]1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族(×)(2)同族元素的最外层电子数一定等于族序数(×)(3)0族元素的最外层电子数均为8(×)(4)第ⅠA族中元素均为金属元素，又称碱金属元素(×)(5)最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素(×)(6)原子结构示意图为的元素在第三周期，Ⅶ族(×)2.结合元素周期表回答下列问题：(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在表中用实线补全元素周期表的边界。(2)周期表中所列元素a~i，属于短周期元素的有种，属于主族元素的有种；g元素位于第周期第族；i元素位于第周期第族。

答案：(1)(2)76三0四ⅡB3.下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是()解析：选D原子序数为2的元素属于0族，在最右纵列，A、B错误；原子序数为3的元素属于ⅠA族，在最左纵列，C错误。4.(2024·江苏卷)我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是()A.O B.PC.Ca D.Fe解析：选AO的原子结构示意图为，核外有两个电子层，则O位于元素周期表中第二周期，A正确；P的原子结构示意图为，核外有三个电子层，则P位于元素周期表中第三周期，B错误；Ca的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Ca位于元素周期表中第四周期，C错误；Fe的原子结构示意图为，核外有四个电子层，则Fe位于元素周期表中第四周期，D错误。5.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了人工合成的第113、115、117和118号元素。其中118号元素质量数为294。下列关于该元素的说法中，正确的是()A.其原子核内中子数和质子数都是118B.其原子核内中子数为179C.其原子核外电子数为179D.115、117和118号元素，分别在第七周期的ⅤA、ⅦA和0族解析：选D根据118号元素为0族，第七周期，可推出115、117号元素的位置。归纳拓展由原子序数推导元素位置(1)熟记稀有气体元素的原子序数和周期序数周期序数一二三四五六七稀有气体元素HeNeArKrXeRnOg原子序数21018365486118(2)根据原子序数定元素位置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第ⅠA族或第ⅡA族，如88号元素，8886=2，则其应在第七周期第ⅡA族。②若某些元素的原子序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5，则这些元素应分别处在该0族元素同周期的第ⅦA、ⅥA、ⅤA、ⅣA、ⅢA族，如84号元素，8684=2，则其应在第六周期第ⅥA族。

新知探究(二)——核素同位素1.元素核素(1)元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。(2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，其符号为ZA(3)氢元素的三种核素原子名称原子符号(Z氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)氕110氘12H11氚13H12[微点拨]①元素周期表中涉及的元素有118种，但核素多于118种。②并不是所有原子均有中子数，氕无中子。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称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)，如11H、12(2)特点：①同位素在元素周期表中占有相同的位置。②同一元素的不同核素的中子数不同，质量数也不相同。③天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。(3)同位素的用途①614②12H、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。(4)同位素示例①氧的三种核素：816O、8②碳的三种核素：612C、6③铀的三种核素：92234U、92235U、(5)同位素的“六同三不同”中子数不同质量数不同物理性质不同三不同←同位素→3.相对原子质量的计算(1)核素(原子)的相对原子质量(MX)=m(2)核素的近似相对原子质量=质量数(A)(3)元素的相对原子质量M(X)=M(X1)·a%+M(X2)·b%+…≈A(X1)·a%+A(X2)·b%+…(其中a%、b%为各核素所占的原子个数百分比)(4)元素的近似相对原子质量M(X)=A1·a%+A2·b%+…4.元素、核素、同位素、同素异形体的联系应用化学我国第一颗原子弹使用枪式构型，将一块低于临界质量的235U用炸药射向三个同样处于低临界的环形235U，造成整块超临界质量的铀引发裂变连锁反应。而1967年研发的氢弹主要利用氢的同位素(2H、3H)的核聚变反应所释放的能量来进行杀伤破坏，同样质量的氢弹威力最高约为原子弹的100倍。1.235U与234U、238U都是U元素，但是三者的质量数不同，它们属于什么关系呢?提示：235U与234U、238U具有相同的质子数和核外电子数，但中子数不同，互为同位素。2.2H2和3H2互为同位素吗?提示：2H2和3H2是分子，不互为同位素。3.所有的元素都有同位素吗?提示：不是。大部分元素有同位素，即有不同的核素(原子)；少量元素没有同位素，即只有一种核素(原子)。[题点多维训练]1.(2025·深圳福田区高一期末)下列说法中不正确的是()①质子数相同的粒子一定属于同种元素②同位素的性质几乎完全相同③质子数相同，电子数也相同的粒子不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的粒子不一定是同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥互称同位素的两种核素间具有相同的中子数和核外电子数A.①②④⑤ B.③④⑤⑥C.②③⑤⑥ D.①②⑤⑥解析：选D元素的研究对象是原子，质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如CH4与H2O，若为原子则属于同种元素，故①错误；互为同位素的原子，核外电子排布相同，最外层电子数决定化学性质，同位素的化学性质几乎完全相同，故②错误；分子显电中性，离子带电，两种粒子质子数和电子数均相同，如果一种为分子则质子数与电子数相等，一种为离子则质子数和电子数不相等，这样就与题设矛盾，所以不可能为一种分子、一种离子，故③正确；电子数相同的粒子不一定属于同种元素，如CH4与H2O，Na+与Mg2+，故④正确；一种元素可能存在不同的核素，同一元素的原子可能有不同的质量数，故⑤错误；同位素的中子数不相同，故⑥错误。2.2H、3H分别与16O、17O组成的水分子有(写出分子式)_______________________________。

答案：2H216O，2H217O，3H2162H3H16O，2H3H17O3.下列有关12C和14C的说法中正确的是()A.12C和14C的质子数相同，互称为同位素B.12C和14C的质量数相同，互称为同位素C.12C和14C的质子数相同，是同一种核素D.12C和14C的核外电子数相同，中子数不同，不能互称为同位素解析：选A12C和14C的质子数相同(核外电子数也相同)，中子数不同，二者互为同位素，A正确、D错误；二者的质量数分别为12和14，即质量数不相同，B错误；二者质子数相同，但中子数不同，不是同一种核素，C错误。4.I53131是常规核裂变的产物之一，可以通过测定大气或者水中的53131I的含量来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关叙述中错误的是A.53131I的化学性质与B.53131IC.53131ID.53131解析：选C53131I与53127I具有相同的核外电子排布，化学性质几乎完全相同，A正确；53131I的质子数=原子序数=核外电子数=53，B正确，C错误；53131I的原子核内中子数5.有①816O、817O、818O②H2O、D2O③O2和O3④(1)互为同位素的是(填序号，下同)。

(2)互为同素异形体的是。

(3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物分子，这些化合物中相对分子质量最大的是_____________(填化学式)。答案：(1)①④(2)③(3)T286.元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号：11H2、12H2、614C、36Li(1)表示核素的符号共种。

(2)互为同位素的是和。

(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是和。

(4)中子数相等，但质子数不相等的是和。

解析：(1)核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，一种原子即为一种核素，11H2和12H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以36Li和37Li互称为同位素。(3)614C和714N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4)答案：(1)6(2)36Li37Li(3(4)1123Na[课时跟踪检测]一、选择题1.下列关于元素周期表的说法错误的是()A.第三周期有8种元素B.0族中的元素全部是非金属元素C.第8、9、10三个纵列合称为ⅧB族D.短周期元素是指第1、2、3周期所含有的元素解析：选C第三周期最外层为M层，最外层电子数由1到8，共8种元素，故A正确；0族中的元素都为稀有气体，都为非金属元素，故B正确；元素周期表中第8、9、10三个纵列合称为Ⅷ族，故C错误；短周期元素是指第1、2、3周期所含有的元素，故D正确。2.我国化学家通过对H+HD→H2+D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2 B.质子数均为1C.核外电子数均为1 D.二者互为同位素答案：A3.(2025·崇左市高一检测)如图是镍元素在元素周期表中的相关信息及其原子的结构示意图。下列说法错误的是()A.图中x=8B.镍属于金属元素C.镍原子的质子数是28D.镍原子的质量是58.69解析：选D原子中，核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数，所以x=282162=8，故A正确；镍元素名称含有“钅”字旁，属于金属元素，故B正确；由原子结构示意图可知，圆圈内的数字表示核电荷数，核电荷数=质子数，则镍原子的质子数为28，故C正确；由元素周期表中的一格可知，汉字下方的数字表示相对原子质量，镍原子的相对原子质量为58.69，故D错误。4.利用激光操控方法，可以从Ca原子束流中直接俘获2041Ca原子。下列说法正确的是(A.Ca2041的原子核内有B.2041Ca与C.Ca位于元素周期表第三周期第ⅡA族D.从Ca原子束流中直接俘获2041解析：选A中子数=质量数质子数，原子结构2041Ca的质量数为41，质子数为20，所以中子数为4120=21，故A正确；2041Ca与2040Ca互为同位素，故B错误；Ca位于元素周期表第四周期第ⅡA族，故C错误；从Ca原子束流中直接俘获20415.某主族元素的原子结构示意图如图所示，则这两种元素在周期表中的位置分别是()A.第四周期ⅡA族，第四周期ⅦA族B.第四周期ⅠA族，第五周期ⅦA族C.第四周期ⅡA族，第五周期ⅥA族D.第五周期ⅠA族，第五周期ⅦA族答案：B6.(2025·济南高一期末)下列说法正确的是()A.相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差都相同B.同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差都相同C.某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数D.第115号元素，位于第七周期第ⅤA族解析：选D相邻周期的同一主族的两种元素，其原子序数之差不一定相同，如Li与Na相差8，K与Rb相差18，故A错误；同周期的ⅡA族元素与ⅢA族元素的原子序数之差为短周期的差1，四、五周期的差11，六、七周期的差25，故B错误；元素没有质量数的概念，故C错误；115号元素，其原子结构中有7个电子层，最外层电子数为5，则该元素位于第七周期第ⅤA族，故D正确。7.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数。表中数字所对应的元素与它们在周期表中的位置相符的是()解析：选D1号元素下面应为3号元素，1号和2号元素相隔16列，A错误；10号元素在周期表中第18列(即0族)，B错误；13号元素上面应为5号元素，下面应为31号元素，C错误；D项符合元素周期表中的位置关系，正确。8.A、B两种元素位于同一主族相邻周期，A的原子序数为x，A和B所在的周期所含的元素种类分别是m和n，则B的原子序数可能为()①xn②x+n③x+m④xmA.①②③ B.①②④C.②③④ D.①②③④解析：选D考虑两种元素在第ⅠA、ⅡA族，或第ⅢA~ⅦA族及A、B在周期表中的上下关系：①两种元素在第ⅠA、ⅡA族，B在A的上一周期时，B的原子序数为xn；B在A的下一周期时，B的原子序数为x+m；②两种元素在第ⅢA~ⅦA族，B在A的上一周期时，B的原子序数为xm；B在A的下一周期时，B的原子序数为x+n。9.核反应生成的不稳定原子核在工农业科技中有重要应用。下列有关表述错误的是()选项核反应表述A13X+12X3X和2X互为同位素B714N+a4Ya=2C1327Al+a4Ya4Y位于周期表中的第D1530P→14等质量的1530P和14bSi解析：选C3X和2X的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；根据质子守恒得出a=2，故B正确；核反应遵循质量数守恒，质子守恒，故Y元素质子数为2，为He元素，位于周期表中的第18列，故C错误；由核反应可知，1530P的中子数为3015=15，14bSi为1430Si，中子数为3014=16，故等质量的1530P和1410.科学家用含20个质子的钙元素的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果成功合成4个第115号元素的原子，中文名为“镆”，读音是mò。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素，中文名则定为“”，读音是nǐ。下列有关叙述正确的是()A.115号元素在第六周期B.113号元素在第七周期第ⅤA族C.115号和113号元素都是金属元素D.镅元素和115号元素不在同一周期解析：选C95号元素镅、115号元素镆、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；113号元素比118号元素原子序数少5，应在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。11.(2025·恩施高一期末)在元素周期表中，相邻元素即同周期左右紧挨，或同主族上下紧挨，下列元素与第三周期第ⅥA族元素一定不相邻的是()A.电子总数是最内层电子数4倍的元素B.最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素C.最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素D.质子数为34的元素解析：选C第三周期第ⅥA族元素为S，与S元素相邻的元素为O、P、Cl和Se。A项，电子总数是最内层电子数4倍的元素为O，与S元素一定相邻；B项，最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素，最外层电子数为5，可以为N元素或P元素，可能与S元素相邻；C项，主族元素最外层电子数为1~8，最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素为Si或Li，与S元素一定不相邻；D项，质子数为34的元素为Se，与S元素一定相邻。12.某同学设计如下元素周期表，已知X元素的气态氢化物水溶液呈碱性，空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是()A.X、Y、Z元素分别为N、P、OB.白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素C.Z的氢化物只有一种D.Y元素位于第ⅥA族解析：选AA项，根据该同学设计的元素周期表的形式和表中元素位置可知：X的原子序数为7，Z的原子序数为8，Y的原子序数为15，因此X为N，Z为O，Y为P，正确；B项，白格中的稀有气体元素He、Ne、Ar不属于主族元素，错误；C项，Z的氢化物有H2O、H2O2，错误；D项，Y元素位于ⅤA族，错误。13.某同学在学习元素周期表后，绘制了一张“跑道式”元素周期表，结构如图所示：下列有关叙述错误的是()A.元素a位于第四周期第ⅠA族B.元素b只能形成一种单质分子C.元素c、d、e、f、g的原子最外层电子数相同D.位置h和i处均各含有15种元素解析：选B根据编排原则，可知元素a为K元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅠA族，A项正确；元素b为O元素，可形成O2、O3等单质分子，B项错误；元素c、d、e、f、g分别为F、Cl、Br、I、At，为第ⅦA族元素，其原子最外层均有7个电子，C项正确；位置h和i分别为镧系和锕系元素，两处均各含有15种元素，D项正确。二、非选择题14.(8分)(1)原子序数大于4的主族元素A和B的离子Am+和Bn，它们的核外电子排布相同，则：①A和B的质子数之差为(用m、n表示)。

②B和A的族序数之差为(用含m、n的代数式表示)。

(2)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。①如果A和B同在第ⅠA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为。

②如果A和B同在第ⅦA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为。

解析：(1)①因Am+和Bn核外电子排布相同，则电子数相同，即ZAm=ZB+n，则A和B的质子数之差为ZAZB=m+n。②B的负价为n，则B的族序数为8n，而A的族序数为m，B和A的族序数之差为8nm。(2)①如果A、B同在第ⅠA族，当B在A的上一周期时，B和A的原子序数之差恰好为B所在周期的元素种类数，则B的原子序数为xn。②如果A、B同在第ⅦA族时，当B在A的上一周期时，A、B的原子序数之差恰好为相邻两周期下一周期的元素种类数，B的原子序数为xm。答案：(1)①m+n②8nm(2)①xn②xm15.(12分)元素周期表是学习化学的重要工具之一，掌握其结构和递变规律是运用周期表的前提。请按要求回答下列各题：(1)写出下面各周期所包含的元素种数。第三周期：，第六周期：。

(2)有X、Y、Z三种短周期元素，相对位置如图所示。①元素X的单质分子是(写化学式)。

②Y位于元素周期表中的第周期第族。

③Z的原子结构示意图为。比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是。

(3)某主族元素的原子结构示意图可表示为，该元素位于周期表中的第周期第族。

解析：(2)因X、Y、Z都是短周期元素，则X、Y、Z分别是第一、二、三周期元素，故X为He，Y为F，Z为S。①稀有气体是单原子分子，故X的单质分子是He。②Y为F，位于元素周期表中第二周期第ⅦA族。③第四周期有18种元素，故比Z原子序数大的同主族且相邻周期的元素的原子序数是16+18=34。答案：(1)832(2)①He②二ⅦA③34(3)三ⅥA16.(14分)某研究性学习小组以元素周期律为课题研究“短周期元素在周期表中的分布”，他们提出元素在周期表中排布的四种方案：方案甲方案乙方案丙方案丁(1)这四种方案都有“合理”的理由，请填写下表：方案“合理”的理由甲乙丙丁(2)下列化合物中支持方案丙中把H放在第ⅦA族的是。

A.H2OB.HClC.NH4Cl D.NaH(3)下列关系式中支持方案丁中把H放在第ⅣA族的是。

A.最外层电子数=族序数B.最高正化合价+最低负化合价=8C.最高正化合价=最低负化合价D.电子层数=周期数(4)在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是。

A.金属元素 B.稀有气体元素C.非金属元素 D.无法确定为哪一类元素解析：(1)关键分析H、He两种元素在不同周期表中的位置，结合H、He两原子的结构特点进行解答。(2)方案丙中把H放在第ⅦA族是因为H也可得到1个电子形成稳定结构从而显1价，故只有D符合。(3)方案丁中把H放在第ⅣA族是因为H同C、Si一样都不易得到或失去电子，但形成化合物时最高正价就等于最低负价的绝对值。(4)最外层电子数为1的短周期元素可为H(非金属元素)、Li和Na(二者为金属)，最外层电子数为2的短周期元素可为Be和Mg(二者为金属元素)、He(稀有气体元素)，故选D。答案：(1)H与Li、Na原子最外层均为一个电子，He与Ne、Ar等稀有气体最外层都已达稳定结构He与Be、Mg等第ⅡA族的元素最外层电子数均为2H与F、Cl等第ⅦA族的元素均可得一个电子形成稳定结构H与C、Si等第ⅣA族的非金属元素都不易得到或失去电子形成稳定结构(2)D(3)C(4)D

第3课时原子结构与元素的性质新知探究(一)——碱金属元素导学设计1.碱金属元素的原子结构元素名称锂钠钾铷铯元素符号LiNaKRbCs原子结构示意图原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265(1)归纳总结碱金属(从Li→Cs)的原子结构的相似性和递变性。提示：相似性：最外层均有1个电子，易失去一个电子。递变性：电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大。(2)同一主族元素的原子半径从上到下的递变规律是什么?失电子能力如何?元素的金属性如何变化?提示：原子半径逐渐增大；失电子能力逐渐增强；金属性逐渐增强。2.碱金属元素化学性质的比较(1)钠、钾与氧气的反应实验操作实验现象在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈化学方程式2Na+O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2O2K+O2eq\o(→,\s\up7(△))多种氧化物(产物中金属均为+1价)实验结论钾原子半径比钠原子的大，原子核对最外层电子的引力弱，钾比钠更活泼，同理，锂也可以与O2反应，但不如钠剧烈：4Li+O2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2Li2O(2)钠、钾与水的反应实验操作实验现象相同点金属浮在水面上，金属熔化成闪亮的小球，小球四处游动，发出“嘶嘶”声，反应后的溶液呈红色不同点钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧化学方程式2Na+2H2O2NaOH+H2↑2K+2H2O2KOH+H2↑实验结论金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈3.碱金属元素的物理性质单质颜色(常态)密度/(g·cm3)熔点/℃沸点/℃Li银白色0.534180.51347Na0.9797.79882.9K0.8663.65774Rb1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4(1)分析上表数据，碱金属的密度、熔点、沸点从Li→Cs，有什么变化规律?提示：密度有增大的趋势，但ρ(Na)>ρ(K)；熔、沸点逐渐降低。(2)碱金属物理性质有什么共同的相似性?请说明。提示：都比较柔软，有延展性，密度都比较小，熔点较低，导热性和导电性很好。[系统融通知能]1.元素性质与原子结构2.碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)化合物→最高价氧化物对应水化物的3.碱金属元素性质的递变性4.碱金属元素物理性质的相似性和递变性(1)Li、Na、K、Rb、Cs的相似性(2)Li、Na、K、Rb、Cs的递变性从Li~Cs，密度逐渐增大(钠、钾反常)，熔、沸点逐渐降低。5.从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律[题点多维训练]1.下列金属与水反应最剧烈的是()A.LiB.KC.Rb D.Cs解析：选D在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性逐渐增强，四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。2.下列关于碱金属元素的叙述中不正确的是()A.碱金属元素原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性B.单质的熔点和沸点从上到下依次降低C.单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物D.原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强解析：选C锂在空气中燃烧只生成Li2O，C错误。3.钠在周期表中位于第三周期ⅠA族，是碱金属元素的代表。下列叙述正确的是()A.Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2B.碱金属元素是指ⅠA族的所有元素C.碱金属阳离子，氧化性最强的是Li+D.Li、Na、K都可以保存在煤油中答案：C4.(2025·吉林长春高一检测)可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”。根据周期表结构及元素性质变化趋势，下列有关“类钫”的预测错误的是()A.单质有较高的熔点B.“类钫”在化合物中呈+1价C.“类钫”具有放射性D.“类钫”单质的密度大于1g·cm3解析：选A“类钫”在周期表中处于碱金属元素的最下方，碱金属元素从上到下，原子半径逐渐增大，单质的熔、沸点逐渐降低，A错误。5.铷单质性质活泼，写出它与氯气反应的化学方程式：。铷单质易与水反应，反应的离子方程式为_________________，

铷与水反应比钠与水反应(填“剧烈”或“缓慢”)。遇水后在水(填“底”或“上”)，铷的密度比水的密度(填“大”或“小”)。

答案：2Rb+Cl22RbCl2Rb+2H2O2Rb++2OH+H2↑剧烈底大新知探究(二)——卤族元素性质的递变规律导学设计实验探究卤素单质的化学性质1.卤素单质与氢气的反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2在暗处剧烈化合并发生爆炸F2+H22HF很稳定Cl2光照或点燃Cl2+H22HCl较稳定Br2加热至一定温度Br2+H2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2HBr不如氯化氢稳定I2不断加热I2+H22HI不稳定，同一条件下同时分解2.卤素单质间的置换反应实验操作实验现象振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色振荡静置后，溶液由无色变为褐色振荡静置后，溶液由无色变为褐色离子方程式2Br+Cl2Br2+2Cl2I+Cl2I2+2Cl2I+Br2I2+2Br(1)由表中信息分析，卤素单质与H2反应的难易程度如何?生成的氢化物的稳定性如何?提示：由易到难，氢化物的稳定性逐渐减弱。(2)分析上述实验现象可知Cl2、Br2、I2的氧化性强弱如何?卤素的非金属性强弱如何?提示：氧化性逐渐减弱；非金属性逐渐减弱。[系统融通知能]1.卤素单质的物理性质卤素单质F2Cl2Br2I2颜色(常态)淡黄绿色(气体)黄绿色(气体)深红棕色(液体)紫黑色(固体)密度逐渐增大熔、沸点逐渐升高2.卤素单质的化学性质(1)相似性①与H2反应：X2+H22HX。②与活泼金属(如Na)反应：2Na+X22NaX。③与H2O反应：X2+H2OHX+HXO(X=Cl、Br、I)。特别注意F2与水反应的方程式为2F2+2H2O4HF+O2。(2)递变性①氧化性与还原性②与H2反应的难易及氢化物的稳定性(由F2→I2)与H2反应越来越难，生成的氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。氢化物中HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高。③卤素单质与变价金属(如Fe)反应：2Fe+3X2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())2FeX3(X=F、Cl、Br)，但Fe+I2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeI2。④卤素单质间的置换反应Cl2+2BrBr2+2Cl，Br2+2II2+2Br，但F2在水溶液不能置换出Cl2、Br2、I2，可以把H2O中的O置换出来。(3)特殊性①在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。②碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。③氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。3.卤族元素的原子结构与化学性质的关系应用化学1826年，法国的一位青年波拉德，把海藻烧成灰，用热水浸取，再往里通入氯气，这时，就得到紫黑色的固体——碘晶体。他发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，这液体具有刺鼻的臭味。经过仔细地研究后证明，这深褐色的液体，是一种人们还未发现的新元素。科学家把这种新元素称为“溴”。1.写出获得溴、碘单质的离子方程式。提示：Cl2+2BrBr2+2Cl，Cl2+2II2+2Cl。2.已知ICl与Cl2具有相同的性质，则ICl与水反应的化学方程式如何书写?该反应是否属于氧化还原反应?提示：ICl+H2OHIO+HCl；否，反应前后I为+1价，Cl为1价，化合价不变。[题点多维训练]1.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是()A.卤素单质与水反应均可用X2+H2O⇌HXO+HX表示B.HX的稳定性随核电荷数增加而增强C.卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多D.X的还原性依次为F<Cl<Br<I，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从其盐溶液中置换出来解析：选C氟气与水的反应为2F2+2H2OO2+4HF，A错误；HX的稳定性随核电荷数增加而减弱，B错误；F2优先与水反应，故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质，D错误。2.化学家发现了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是()A.与H2化合的能力：At2>I2B.砹在常温下是白色固体C.砹原子的最外层上有7个电子D.砹易溶于水，难溶于四氯化碳解析：选CA项，从F到At，元素的非金属性减弱，与H2化合的能力逐渐减弱，错误；B项，从F到At，单质的颜色逐渐加深，I2是紫黑色固体，故砹在常温下不可能是白色固体，错误；C项，卤素原子的最外层上都有7个电子，正确；D项，由I2微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知砹不可能易溶于水，难溶于四氯化碳，错误。3.A、B、C、D四个集气瓶中分别装有Cl2、H2、HCl、HBr中的一种气体，若A、D两瓶中的气体混合见光爆炸，A、B两瓶气体混合瓶壁出现暗红色小液滴，则C瓶装的气体是()A.HBrB.HClC.Cl2D.H2解析：选B由A、D两瓶气体混合见光爆炸可知两气体分别为Cl2和H2中的一种，由A、B两瓶气体混合有暗红色小液滴可知A、B两瓶中的气体分别为Cl2和HBr中的一种。所以A瓶中的气体为Cl2，B瓶中的气体为HBr，D瓶中的气体为H2，则C瓶中的气体为HCl。4.国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第113号(Nh)、115号(Mc)、117号(Ts)和118号(Og)提名为化学新元素。其中117号元素的原子结构与卤族元素相似，原子核外有7个电子层，且最外层有7个电子。下列叙述正确的是()A.Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定B.其单质带有金色光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2C.其单质的分子式为Ts2，常温下和溴状态不同D.Ts2的沸点高于I2，颜色比I2浅解析：选C由题意可知，117号元素与卤族元素同主族。同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，117号元素的非金属性比At的弱，元素的非金属性越强，对应氢化物越稳定，该元素氢化物的稳定性比HAt差，则HTs常温下不稳定，故A错误；同主族元素，从上往下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，所以其单质带有金色光泽，但其单质的氧化性比I2弱，不能与KI发生置换反应生成I2，故B错误；与Cl2、Br2、I2的结构、性质相似，所以其单质的分子式为Ts2，根据卤族元素性质的递变性，I2在常温下为固体，Ts2在常温下也为固体，而溴在常温下为液体，故C正确；卤素单质的沸点从上到下逐渐增大，颜色逐渐加深，Ts2的沸点高于I2，颜色比I2深，故D错误。新知探究(三)——同主族元素性质的递变规律1.同主族元素的原子结构与性质的递变规律同主族元素从上到下，原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。2.同主族元素及其典型化合物性质的递变规律类别性质递变规律(由上至下)元素金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱单质氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强非金属元素氢化物稳定性逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强酸性逐渐减弱3.元素的金属性与非金属性比较(1)金属性强弱的判断方法金属性是指金属元素原子在化学反应中失电子的能力，通常用如下两种方法判断其强弱：①根据金属单质与水或非氧化性酸反应置换出氢气的难易程度判断，置换出氢气越容易，则元素的金属性越强。②根据金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱判断，碱性越强，则元素的金属性越强。(2)非金属性强弱的判断方法非金属性是指非金属元素的原子得电子的能力，通常用如下两种方法判断：①根据非金属单质与H2化合的难易程度、生成气态氢化物的稳定性判断，越易化合，生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性越强。②根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱判断，酸性越强，则元素的非金属性越强。(3)其他判断方法①根据置换反应，金属性较强的金属单质可以置换金属性较弱的金属单质；非金属性较强的非金属单质可以置换非金属性较弱的非金属单质。②根据离子的氧化性或还原性强弱，金属单质的还原性越强，则简单阳离子的氧化性越弱；非金属单质的氧化性越强，对应简单阴离子的还原性越弱。[题点多维训练]1.(2025·南通高一期末)硒(Se)位于周期表第四周期第ⅥA族，有抗癌、抗衰老等重要功能。下列说法正确的是()A.稳定性：H2Se>H2SB.原子半径：r(O)>r(Se)C.SeO2既具有氧化性又具有还原性D.Se的得电子能力比S强解析：选C非金属性：Se<S，形成氢化物稳定性：H2Se<H2S，故A错误；硒原子电子层数多，原子半径：r(O)<r(Se)，故B错误；SeO2中硒元素化合价+4价，处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性，故C正确；Se的得电子能力比S弱，故D错误。2.借助同主族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是()A.已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱B.已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大C.已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈D.已知As是第四周期第ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强解析：选B根据金属性：Ca>Mg，可知碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2，A错误；F、Cl均为第ⅦA族元素，随核电荷数增大，核外电子层数增多，则原子半径：F<Cl，B正确；由同主族元素原子半径越大，金属性越强，根据原子半径：Cs>Na，可知金属性：Cs>Na，与水反应的剧烈程度：Cs>Na，C错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，则非金属性：N>As，故氢化物的稳定性：NH3>AsH3，D错误。3.X、Y两种主族元素，原子序数均小于20；X、Y的最外层电子数相等，且原子半径：X<Y。下列说法正确的是(选项中m、n均为正整数)()A.若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱B.若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性C.若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2D.若Y的最高正价为+m，则X的最高正价一定为+m解析：选A主族元素X、Y的最外层电子数相等，且原子序数均小于20，说明X、Y为同一主族元素，X的原子半径小于Y，说明在周期表中X位于Y的上方。A项，若X(OH)n为强碱，则X为金属元素，根据同主族元素性质的递变规律，Y也为金属元素，且Y元素原子的失电子能力要强于X元素原子，Y(OH)n应该比X(OH)n的碱性更强；B项，若HnXOm为HNO3，氮元素的氢化物NH3溶于水显碱性；C项，若X元素为氧，则Y元素为硫，Y的单质是S；D项，若Y元素为氯，则X元素为氟，氯元素的最高正价为+7价，但氟元素无正价。4.下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是()①M单质能从N的化合物中置换出N单质②M原子比N原子容易得到电子③M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多④气态氢化物的酸性：HmM>HnN⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx>HnNOy⑥M单质的熔点高于N单质⑦M原子在反应中得到的电子数比N原子在反应中得到的电子数多⑧M单质能与N的氢化物反应生成N单质A.②⑤ B.①②③⑧C.①②③⑤ D.全部解析：选BM的单质能从N的化合物中置换出N的单质，说明M比N的非金属性强，①正确；M原子比N原子容易得到电子，说明M比N的非金属性强，②正确；M单质跟H2反应比N单质跟H2反应容易得多，说明M更易得电子，故M比N的非金属性强，③正确；元素对应简单气态氢化物的酸性与其非金属性强弱无关，④错误；元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强，而题中没有明确标出是否为元素的最高价氧化物，故不能比较其非金属性强弱，⑤错误；单质的熔点属于物理性质，与元素原子得失电子的能力无关，不能用来比较元素的非金属性强弱，⑥错误；元素的非金属性强弱与得电子的多少无关，与得电子的难易程度有关，⑦错误；M单质能与N的氢化物反应生成N单质，说明M比N的非金属性强，⑧正确。[课时跟踪检测]一、选择题1.下列关于碱金属单质的说法不正确的是()A.都具有还原性B.碱金属单质性质相似，均为银白色(铯除外)的软金属C.都具有金属光泽D.都能与O2反应生成过氧化物解析：选D碱金属最外层的1个电子都容易失去，具有强还原性，A正确；碱金属属于活泼金属，性质相似，碱金属都具有金属光泽，Cs略带金色光泽，其他碱金属均为银白色，B、C正确；Li与O2反应只能生成Li2O，不能生成过氧化物，D错误。2.已知金属锂的化学性质与金属钠相似；金属锂的密度是0.534g·cm3、煤油的密度是0.80g·cm3，下列有关金属锂的说法不正确的是()A.自然界中不存在锂单质B.在盛有煤油和水的烧杯中投入金属锂，金属锂在水层和煤油界面处发生反应C.金属锂可能与氧气、氯气、盐酸发生反应D.金属锂与金属钠的性质既有相似又有不同，体现了分类法和比较法在研究物质性质时的应用解析：选B由金属锂的化学性质与金属钠相似可知，锂是活泼金属，自然界中不存在锂单质，A正确；由金属锂、煤油及水的密度可知，煤油在上层，水在下层，金属锂会浮在煤油液面上而不会和水发生反应，B错误；根据金属锂的化学性质与金属钠相似可知，金属锂能与氧气、氯气、盐酸发生反应，C正确；金属锂与钠的性质既有相似又有不同，可以用分类法和比较法来研究二者性质的异同，D正确。3.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是()解析：选A随着核电荷数的增加，卤族元素单质的熔点逐渐升高，元素非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，最简单氢化物的稳定性逐渐减弱。4.依据已知信息，由元素的原子结构和元素在周期表中的位置，下列对碱金属元素性质的预测或推理不合理的是()选项已知信息预测或推理A钠在空气中燃烧生成Na2O2锂在空气中燃烧生成Li2O2B钠可以跟冷水反应其他碱金属单质可以跟冷水反应CNaOH是强碱CsOH是更强的碱D钠在自然界中以化合态存在Rb在自然界中以化合态存在解析：选A钠金属性强于锂，锂在空气中燃烧只生成Li2O，A错误；钠可以跟冷水剧烈反应，其他碱金属单质也可以跟冷水反应，且金属越活泼，与水反应越剧烈，B正确；Cs的金属性强于Na，CsOH是比NaOH更强的碱，C正确；Rb的金属性强于Na，钠元素在自然界中以化合态存在，则Rb在自然界中也以化合态存在，D正确。5.(2025·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是()A.碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大B.酸性：HF<HCl<HBr<HI，则非金属性：F<Cl<Br<IC.金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2D.Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl>Br答案：D6.砷为第四周期ⅤA族元素，依据它在元素周期表中的位置，推测砷不可能具有的性质是()A.砷在通常状况下是固体B.砷的非金属性比P的弱C.砷的最高价氧化物的水化物砷酸(H3AsO4)的酸性比磷酸(H3PO4)弱D.砷化氢(AsH3)不如NH3稳定，还原性比NH3弱解析：选DAsH3的还原性比NH3的强，D项错误。7.下列与有关非金属元素的叙述以及推理结果不正确的是()①非金属性F>Cl，故将F2通入NaCl溶液中，发生的反应为F2+2ClCl2+2F②非金属性F>Br，故酸性：HF>HBr③非金属性S>Se，故前者的气态氢化物稳定性更强④非金属性O>N，故O2与H2化合比N2与H2化合容易A.②③ B.③④ C.①④ D.①②解析：选D将F2通入NaCl溶液中，F2与水反应生成HF和O2，不与NaCl发生置换反应，①不正确；元素非金属性越强，气态氢化物越稳定，但不能判断氢化物水溶液酸性的强弱，②不正确，③正确；元素非金属性越强，与氢气反应越容易，故O2与H2化合比N2与H