《元素周期表 核素》教案

PAGE基础课时19元素周期表核素学习任务1．通过了解元素周期表的结构(周期族)，认识原子结构与元素周期表中位置间的关系，培养学生“宏观辨识与证据推理”的核心素养。2．通过事实，了解核素的含义及符号，了解元素、核素、同位素的内含与外延。培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。一、元素周期表1．元素周期表的出现与演变2．原子序数(1)含义：按照元素在周期表中的顺序给元素编号。(2)原子序数与元素的原子结构之间存在的关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．元素周期表的结构(1)编排原则(2)元素周期表的结构(3)族的分类(4)常见族的别称：第ⅠA族(除氢外)—碱金属元素，ⅦA——卤族元素，0族—稀有气体元素，ⅣA、ⅤA、ⅥA族依次又叫碳族、氮族、氧族。(5)元素周期表中方格中的符号的意义(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)元素周期表中每一横行称为一周期，每一纵列称为一个族。 ()(2)氧位于第二周期第Ⅵ族。 ()(3)元素周期表中8、9、10纵列称为ⅧB族。 ()(4)第ⅠA族完全为金属元素。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(1)元素周期表中所含元素种类最多的族是哪族？共有多少种元素？[提示]ⅢB；32。(2)同一周期，ⅡA与ⅢA族的原子序数差一定为1吗？为什么？[提示]不一定，可能为1、11、25。二、核素1．氢元素的三种核素氢元素的原子核原子名称原子符号(eq\o\al(A,Z)X)质子数(Z)中子数(N)10氕eq\o\al(1,1)H11氘eq\o\al(2,1)H或D12氚eq\o\al(3,1)H或T2.核素与同位素(1)核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。(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。如eq\o\al(1,1)H、D、T互称为同位素。(3)核素(原子)符号质量数为A、质子数为Z的核素(原子)表示为eq\o\al(A,Z)X。(4)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同；物理性质略有差异。②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。(5)同位素的用途①eq\o\al(14,6)C在考古工作中用于测定一些文物的年代。②eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H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。④利用18O作为示踪原子探究有机反应机理。(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)任何核素原子一定具有质子和中子。 ()(2)eq\o\al(18,)8O表示质子数为8，中子数为18的氧原子。 ()(3)1H2与D2互为同位素。 ()(4)1H、D与16O可形成两种水分子。 ()[答案](1)×(2)×(3)×(4)×教材最后附页的元素周期表中列出了118种元素，能否说明我们现在只知道118种核素？为什么？[提示]否，有的元素包含多种核素。全面熟悉元素周期表的结构与定量关系1．填表特殊位置元素符号(1)族序数等于周期数(2)族序数等于周期数的2倍(3)族序数等于周期数的3倍(4)周期数是族序数的2倍(5)周期数是族序数的3倍[答案](1)H、Be、Al(2)C、S(3)O(4)Li(5)Na2．第三周期和第四周期中的ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差分别为多少？[答案]1113．Na与K、Cl与Br的原子序数差分别为多少？[答案]8184．88号元素在周期表中的位置如何？[答案]第七周期、ⅡA族1．元素周期表的结构(1)列序数与族序数的关系①列序数＜8，主族和副族的族序数＝列序数；②列序数＝8或9或10，为第Ⅷ族；③列序数>10，主族和副族的族序数＝列序数－10(0族除外)。(2)三个定量关系①周期序数＝电子层数②主族序数＝最外层电子数③原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(3)原子序数的定量关系①同周期，ⅡA与ⅢA族原子序数差可能为1,11,25②同族，相邻周期原子序数差：ⅠA～ⅡA：上一周期元素种类数；ⅢA～0族：下一周期元素种类数。如Na与K相差8，Cl与Br相差18。2．据原子序数确定元素位置的方法——稀有气体定位法(1)比大小定周期比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。(2)求差值定族数①若某元素原子序数比相应的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若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的ⅦA～ⅢA族。③若差为其他数，则由相应差数找出相应的族。如84号元素的位置为与86号稀有气体氡在同一周期(第六周期)，在ⅥA族。1．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()ABCDD[本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。解题时可根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素应在周期表的最左端判断A、B、C错误。]2．X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40，则X、Y、Z分别是()A．N、S、Cl B．B、Si、PC．C、P、S D．Be、Al、SiA[由短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，设X的原子序数为a，则Y、Z的原子序数分别为a＋9、a＋10，由题意得：a＋(a＋9)＋(a＋10)＝40，a＝7，故X、Y、Z分别为N、S、Cl。]3．据国外有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表的()A．第六周期ⅣA族 B．第七周期ⅥA族C．第七周期ⅦA族 D．第八周期ⅥA族B[118号元素应为第七周期0族元素，而116号元素在0族向左第2列，故应为第ⅥA族元素。]理解元素、核素、同位素、同素异形体的差异1．有下列物质：①Heq\o\al(18,2)O②Deq\o\al(16,2)O③12CH4④14C17O2上述物质涉及________种元素，________种核素。[答案]372．有下列几组物质：①35Cl与37Cl②O2与O3③H2O与D2O④金刚石与石墨⑤D与T⑥13C与14C上述物质组互为同位素有________(填序号，下同)，互为同素异形体的有________。[答案]①⑤⑥②④3．H、D、T与16O、17O可形几种不同的水分子？有哪几种相对分子质量。[答案]12种水分子，6种相对分子质量1．比较2.联系(1)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。(2)核素之间转化为核反应，不属于化学变化。(3)同种元素可以有多种单质，所以单质种类数多于元素种类数。3．几种相对原子质量(了解)(1)核素相对原子质量＝eq\f(mx,\f(1,2)m12C)≈质量数。(2)元素相对原子质量是按照该元素的各种核素所占的百分比计算的平均值。即M(元素)＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋……(其中M1、M2……为各核素的相对原子质量，a%、b%为各核素的原子个数百分比)。4．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：其中“”表示质子或电子，“”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是()A．①②③互为同素异形体B．①②③互为同位素C．①②③是三种化学性质不同的粒子D．①②③具有相同的质量数[答案]B5.eq\o\al(20,10)Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素，汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了eq\o\al(22,10)Ne。下列有关说法正确的是()A．eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne是同素异形体B．eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne属于不同的核素C．eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne的性质完全相同D．eq\o\al(22,10)Ne转变为eq\o\al(20,10)Ne为化学变化B[eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne的质子数相同而中子数不同，互为同位素，A错误；eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne的质子数相同而中子数不同，属于不同的核素，B正确；eq\o\al(22,10)Ne和eq\o\al(20,10)Ne的化学性质完全相同，物理性质不同，C错误；eq\o\al(22,10)Ne转变为eq\o\al(20,10)Ne中没有新物质生成，不是化学变化，是核素之间的转化，D错误。]1．关于元素周期表，下列叙述中不正确的是()A．元素周期表中共有18列，16族B．元素周期表中的族分为主族、副族、0族C．元素周期表中第3纵列为ⅢA族D．主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成[答案]C2．下列叙述正确的是()A．元素的原子序数越大，其族序数也越大B．同周期的第ⅡA族与第ⅢA族的原子序数一定相差1C．在元素周期表中，第14列元素所形成的化合物种类最多D．主族元素原子的最外层电子数为奇数，其族序数不一定为奇数C[根据元素周期表的编排原则，A项错误；长周期的第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着过渡元素，共10个纵列，故同周期的第ⅡA族与第ⅢA族的原子序数相差1(二、三周期)、11(四、五周期)或25(六、七周期)，B项错误；元素周期表中，第14列包含碳元素，是形成有机物的主体元素，C项正确；主族元素原子的最外层电子数为奇数，其族序数一定为奇数，D项错误。]3．假设x是第ⅡB族中某元素的原子序数，那么原子序数为x＋1的元素位于()A．第ⅠB族 B．第ⅢB族C．第ⅢA族 D．第ⅡA族C[元素周期表共有18个纵列，分为16个族，各族在元素周期表中的排序依次为ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0，若x是第ⅡB族中某元素的原子序数，则原子序数为x＋1的元素应位于第ⅢA族。]4．(素养题)近20年来，稳定同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。下列说法中正确的是()A．34S原子核内的中子数为16B．16O转换成18O不是化学变化C．2H＋的酸性比1H＋的酸性更强D．13C和15N的质子数相差2B[由“质子数＋中子数＝质量数”可知，34S的中子数为34－16＝18，A项错误；原子是化学变化中的最小粒子，则16O转换成18O不是化学变化，B项正确；互为同位素的原子化学性质几乎相同，故2H＋的酸性与1H＋的酸性相同，C项错误；13C和15N的质子数分别是6、7，相差1，D项错误。]5．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子，中文名“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“”，读作nǐ。请回答：(1)115号元素原子的电子层数和最外层电子数分别为________、________。(2)若115号元素的一种核素质量数为289，则该元素的质子数与中子数的差为________。(3)113号元素原子的核外电子数为________。[答案](1)75(2)59(3)113课后训练巩固提升1.下列关于元素周期表的说法正确的是()A.元素周期表有7个周期,8个主族B.元素周期表有18个纵列,共16个族C.短周期元素中可能有副族元素D.最外层电子数相同的元素一定在同一族答案:B解析:元素周期表中有7个周期,7个主族,A项错误;元素周期表中有18个纵列,共16个族,B项正确;短周期元素中不包含副族元素,C项错误;最外层电子数相同的元素不一定在同一族,如氦、镁、铁等元素原子的最外层都是2个电子,但它们不在同一族,D项错误。2.下列元素不属于长周期元素的是()A.Cs B.Cl C.Fe D.Br答案:B解析:元素周期表中,第一、二、三周期为短周期,第四、五、六、七周期为长周期。Cs位于第六周期第ⅠA族,Cl位于第三周期第ⅦA族,Fe位于第四周期第Ⅷ族,Br位于第四周期第ⅦA族,B项符合题意。3.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()A.是非金属元素B.是稀有气体元素C.是金属元素D.无法确定哪一类元素答案:D解析:若位于第一周期,则为氢元素或氦元素;若位于第二、三周期,则为金属元素。4.关于元素周期表,下列叙述中错误的是()A.同周期元素原子的电子层数相同B.周期表中的族分为主族、副族和0族C.第ⅠA族全部为金属元素D.主族是由短周期元素和长周期元素共同构成的答案:C解析:同周期元素原子的电子层数相同,A项正确;周期表中的族分为主族、副族和0族,B项正确;H位于第ⅠA族,但属于非金属元素,C项错误;主族都是由短周期元素和长周期元素共同构成,D项正确。5.原子序数为x的元素位于周期表中的第ⅡA族,则原子序数为x+1的元素不可能为()A.第ⅢA族 B.第ⅠA族C.镧系元素 D.第ⅢB族答案:B解析:原子序数为x+1的元素应位于第ⅡA族右侧相邻的族,在短周期中与第ⅡA族右侧相邻的为第ⅢA族,在长周期中与第ⅡA族右侧相邻的为第ⅢB族,镧系元素属于第ⅢB族。6.短周期元素A、B、C的位置如右图所示,已知B、C两元素所在族序数之和是A元素所在族序数的2倍,B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍,则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:设空格处元素为X,其原子序数为x,则据题意知A、B、C原子序数的关系:(x-1)+(x+1)=(x-8)×4,解得x=16,所以A、B、C分别为O、P、Cl。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()答案:D解析:1号元素正下方为3号元素,1号和2号元素相隔16列,A项错误;10号元素在周期表中第18列(即最后一列),B项错误;13号元素正上方为13-8=5号元素,正下方为13+18=31号元素,C项错误;D项正确。8.下列说法中正确的是()A.每一周期的元素都从碱金属元素开始,最后以稀有气体元素结束B.同一周期中,从左到右,各元素最外层电子数都是从1逐渐增加到8C.第二、第三周期上下相邻元素的原子序数相差8D.第三周期有4种金属元素答案:C解析:第一周期的元素是从氢开始的;第一周期各元素最外层电子数从1增加到2;第三周期只有钠、镁、铝3种金属元素。9.元素周期表是一座开放的“元素大厦”。若发现119号元素,请在“元素大厦”中安排好它的“房间”()A.第七周期0族 B.第八周期第ⅠA族C.第六周期第ⅡA族 D.第七周期第ⅦA族答案:B解析:第七周期0族元素是118号元素,所以若发现119号元素,则应该在第八周期第ⅠA族。10.(1)请指出铝元素在周期表中的位置:。

(2)右图为元素周期表中铝元素的有关信息。请指出这个小方格内的各个信息都表示什么意义。信息信息所表示的意义Al铝1326.98推算原子序数为34、53、88的元素在周期表中的位置。原子序数345388周期族答案:(1)第三周期第ⅢA族(2)铝的元素符号元素名称原子序数相对原子质量原子序数345388周期四五七族ⅥAⅦAⅡA解析:(1)铝的原子序数为13,有3个电子层,最外层电子数为3,位于第三周期第ⅢA族。(2)34号元素的原子比Kr(36)少2个电子,原子核外共有4个电子层,最外层电子数为6,位于第四周期第ⅥA族;53号元素的原子比Xe(54)少1个电子,原子核外共有5个电子层,最外层电子数为7,位于第五周期第ⅦA族;88号元素的原子比Rn(86)多2个电子,原子核外共有7个电子层,最外层电子数为2,位于第七周期第ⅡA族。选考奠基素养提升1.已知A为第ⅡA族元素,B为第ⅢA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且A、B为同一周期的元素,下列关系式错误的是()A.n=m+1 B.n=m+11C.n=m+25 D.n=m+10答案:D解析:若A、B为第二、第三周期元素,n=m+1;若A、B为第四、第五周期元素,n=m+11;若A、B为第六、第七周期元素,n=m+25。2.根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述中正确的是()A.L层电子数为奇数的所有元素都是非金属元素B.同一主族的两种元素的原子序数之差可能是16、26、36、46C.只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子D.由左至右第8、9、10三列元素中没有非金属元素答案:D解析:L层电子数为奇数,L层未排满,则处于第二周期,Li的L层含有1个电子,但Li是金属元素,A项错误;对于处于同一主族不同周期的元素,原子序数相差可能为2、8、18或32等,还可能为这些数字的组合,如第ⅠA族中第二周期与第四周期的元素相差16,第三周期与第五周期的元素相差26,第四周期与第六周期的元素相差36,但是2、8、18、32的组合不能得到46,B项错误;第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子,但He及部分过渡元素原子最外层也含有2个电子,C项错误;由左至右第8、9、10三列元素为第Ⅷ族元素,都是金属元素,D项正确。3.如图为元素周期表中前四周期的一部分,若B元素的核电荷数为x,则这五种元素的核电荷数之和为()A.5x+10 B.5x+11C.5x+14 D.5x+16答案:A解析:由四种元素在周期表中的位置可知,D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期,若B元素的核电荷数为x,则A的原子序数为x-1,C的原子序数为x+1,D的原子序数为x-8,E的原子序数为x+18,则五种元素的核电荷数之和为x+(x-1)+(x+1)+(x-8)+(x+18)=5x+10。4.试判断116号元素应位于周期表的()A.第六周期第ⅣA族B.第七周期第ⅥA族C.第七周期第ⅦA族D.第八周期第ⅥA族答案:B解析:118号元素为0族元素,而116号元素在0族向左第2列,故应为第ⅥA族元素。5.硒被科学家称为人体微量元素中的“抗癌之王”,硒元素的相关信息如图1所示。下列信息解读不正确的是()A.硒的元素符号为SeB.硒元素的原子结构示意图如图2,m=34C.硒元素位于第四周期第ⅥA族D.硒的原子序数比硫的大8答案:D解析:图1右上角是硒的元素符号,硒的元素符号为Se,A项正确;图1左上角是硒的原子序数,质子数等于原子序数,所以m=34,B项正确;根据元素原子结构示意图可确定元素在元素周期表中的位置,主族元素中,电子层数=周期序数,最外层电子数=主族序数,故34号元素位于元素周期表的第四周期第ⅥA族,C项正确;硒的原子序数比硫的大18,D项错误。6.如图为元素周期表中短周期的一部分。下列说法错误的是()A.Z的原子序数可能是X的两倍B.若Y为氖元素,则W为氩元素C.Z是第三周期元素D.W一定是金属元素答案:D解析:这几种元素为短周期元素,在元素周期表中,X和Y位于第二周期,且原子序数相差1,Z和W位于第三周期且原子序数相差1,且X和Z属于同一主族,其原子序数相差8,Y和W位于同一族,其原子序数相差8。如果X是氧元素,则Z为硫元素,氧元素原子序数是8,硫元素原子序数是16,所以Z的原子序数可能是X的两倍,故A项正确;如果Y是氖元素,则W为氩元素,故B项正确;由以上分析可知,C项正确;W可能为金属元素,也可能为非金属元素,D项错误。7.元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息:(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是。

(2)分析上表规律,