《元素周期表-核素》教案

《元素周期表核素》教案素养要求1.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的相互推导，提升微观探析能力。2．了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构，培养严谨、求实的科学态度。3．知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同，促进“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养的发展。分点突破一元素周期表1．元素周期表的发展历程2．原子序数(1)原子序数；按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。(2)原子序数与原子结构的关系：对于原子：原子序数＝核电荷数＝________＝________。3．元素周期表的编排原则4．元素周期表的结构5．认识元素周期表的相关信息元素周期表中每个格中的信息(以Fe为例)：特别提醒(1)元素所在周期序数＝原子的电子层数；主族元素所在族序数＝原子的最外层电子数。(2)族包括三种类型：主族、副族和0族。主族元素的族序数后标A，如第ⅠA族；副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)，如第ⅡB族。(3)元素在周期表中的位置包括所在周期和族，二者缺一不可，如硫元素在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族。(4)稀有气体元素的原子最外层电子数为8(第一周期的氦最外层电子数为2)，元素的化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，因而叫作0族。(5)元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族，其中包括了第Ⅷ族，共10个纵列，全部是金属元素，统称为过渡元素。(6)为了使元素周期表的结构美观，分别将第六、七周期的各15种元素统称为镧系元素(57～71号)、锕系元素(89～103号)，镧系元素和锕系元素各占一格，并在元素周期表的下方单独列出。(7)有些族的元素存在别称，如除氢外的第ⅠA族：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。[即学即练]1．判断正误，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)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束。()(3)同周期中元素电子层数一定相同。()(4)同族元素的最外层电子数一定等于族序数。()(5)0族元素的最外层电子数均为8。()(6)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了。()(7)长周期中的元素没有主族，只有副族、第Ⅷ族、0族。()(8)第ⅠA族中元素均为金属元素，又称碱金属元素。()(9)最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素。()2．1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族B．元素周期表有18个族C．第ⅠA族的元素全部都是金属元素D．短周期是指第一、二、三、四周期3．在元素周期表中，属于短周期的主族元素有()A．18种B．15种C．10种D．8种4．根据原子结构和元素周期表的关系完成下列各题。(1)写出下列微粒的符号及其在元素周期表中的位置。微粒：______________________________位置：______________________________(2)第三周期第ⅣA族的元素的原子序数是________。(3)Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是________。(4)短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：________(填元素符号，下同)。(5)短周期元素中，族序数＝周期序数2倍的元素有：________。(6)短周期元素中，周期序数＝族序数2倍的有：________。分点突破二核素1．元素(1)概念：具有相同________(________)的一类________的总称。(2)决定元素种类的是________。2．核素(1)概念：具有一定数目________和一定数目________的一种原子。表示方法：Z(2)实例①氢元素的三种核素②氧元素的三种核素：816O、________和③碳元素有612C、613④铀元素有92234U、92235(3)核素属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由________和________共同确定，即原子核内________相同、________也相同的原子才是同一种核素，如：11H、12H、133．同位素(1)概念：________相同而________不同的同一________的不同原子互称为同位素(即同一________的不同________互称为同位素)。“同位”是指核素的________相同，在元素周期表中占有________的位置。例如氢元素的11H、12(2)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________。(3)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)①612C②614C③13H④92235⑤1532特别提醒1.绝大多数元素都包含多种核素。2．不能利用质量数确定核素的种类，如614C、3．核素的质子数不能等于0，而中子数可以等于0，如114．同位素的三同、三不同三同：同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同位置(在周期表中)，化学性质几乎相同。三不同：不同种原子(中子数不同、质量数不同)，不同的物理性质，不同的原子个数百分比。[即学即练]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)任何原子都由质子、中子、电子构成。()(2)23Na和23Mg互为同位素。()(3)同位素原子的化学性质几乎相同，物理性质略有差异。()(4)原子的种类大于元素的种类。()512H和2．决定核素种类的是()A．质子数B．中子数C．原子的最外层电子数D．质子数和中子数3．下列互为同位素的是()A．H2D2B．14N14CC．16O17OD．金刚石石墨4．[2023·北京人大附中高一检测]16O和18O是不同的核素，下列说法正确的是()A．16O2和18O2的物理性质、化学性质均相同B．4.48L18O2含有4NA个中子(NA表示阿伏加德罗常数的值)C．16O2和18O2互为同位素D．36g18O2含有16mol电子5．下列关于I53127I和A.53127B.53127C.53127D.531271.关于818O、816A．它们是同种原子B．它们是几种不同的单质C．它们是氧元素的几种微粒的不同表示方法D．四种微粒的质子数和电子数均相等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2B．质子数均为1C．核外电子数均为1D．两者互为同位素3．下列叙述正确的是()A．稀有气体元素化学性质不活泼，最外层电子数均为8B．除短周期外，其他周期均有18种元素C．副族元素没有非金属元素D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素4．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()5．如表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：(1)属于第二周期元素的有________、________、________(填元素符号)，属于第ⅢA族的有________(填元素符号)，属于第ⅠA族的有________、________(填元素符号)。(2)写出H元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。6．A、B、C、D为短周期元素，在元素周期表中所处的位置关系如下图所示，A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。(1)分别写出A、B、C、D四种元素的名称______、________、________、________。(2)B元素位于元素周期表中第________周期第________族。(3)D元素的单质与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第2课时元素周期表核素分点突破一元素周期表1．门捷列夫相对原子质量化学性质相似相对原子质量原子的核电荷数2．(2)质子数核外电子数3．电子层数目电子层数4．一、二、三四、五、六、七788910118825．①原子序数②相对原子质量③元素符号④元素名称即学即练1．答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×2．解析：第ⅢB族中包含锕系与镧系元素，共有32种元素，A正确；元素周期表中共有18个纵列，16个族，B错误；第ⅠA族中H为非金属元素，C错误；短周期包括第一、二、三周期，D错误。答案：A3．解析：短周期元素有18种，其中主族元素有15种，0族元素有3种。答案：B4．答案：(1)ONa＋ClCl－第二周期第ⅥA族第三周期第ⅠA族第三周期第ⅦA族第三周期第ⅦA族(2)14(3)3、19(4)H、Be、Al(5)C、S(6)Li分点突破二核素1．(1)质子数核电荷数原子(2)质子数2．(1)质子中子(2)①101112②8(3)质子数中子数质子数中子数3．(1)质子数中子数元素元素核素质子数相同(2)②比率(3)即学即练1．答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2．答案：D3．解析：同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有C项符合。答案：C4．解析：A项，16O2和18O2的物理性质不同，化学性质相同，错误；B项，没有指明是否为标准状况，4.48L18O2的物质的量不一定是0.2mol，故不能计算其中含有的中子数，错误；C项，16O2和18O2均是氧气单质，不互为同位素，错误；D项，36g18O2的物质的量是1mol，其中含有16mol电子，正确。答案：D5．解析：53127I和53131I的质子数相同，属于同种元素，又因其质量数不同，所以中子数也不同，即二者互为同位素，A正确，B错误；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的原子，所以53127I和53131I是两种不同的核素，C错误；对原子而言，质子数＝核外电子数，故53127I和53131答案：A随堂演练全通关1．答案：C2．答案：A3．解析：A选项，He为稀有气体元素，最外层电子数为2，错误；B选项，第六、七周期均有32种元素，错误；C选项，副族元素均为金属元素，正确；D选项，第ⅠA族元素中的H不属于碱金属元素，错误。答案：C4．解析：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号元素在周期表的最左端，排除A、B、C三项。答案：D5．解析：根据元素在周期表中的分布，A是F元素，B是O元素，C是P元素，D是C元素，E是Ar元素，F是Cl元素，G是S元素，H是Al元素，I是Mg元素，J是Na元素，K是Ca元素，L是K元素，M是过渡金属元素，N是Br元素。(1)属于第二周期元素的有D、B、A三种元素，分别为C、O、F；属于第ⅢA族的是H，为Al元素；属于第ⅠA族的有J、L两种元素，分别为Na、K；(2)H元素组成的单质为Al，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑。答案：(1)COFAlNaK(2)2Al＋2OH－＋6H2O=2[Al(OH)4]－＋3H2↑6．解析：A、B、C、D均为短周期元素，从四者的相对位置及元素周期表的结构来看，A、C位于第二周期，B、D位于第三周期，若A的原子序数为x，则C为x＋2，B为x＋8＋1。由题意知x＋x＋2＝x＋8＋1，x＝7，所以A、B、C、D的原子序数分别为7、16、9、17，分别为氮、硫、氟、氯。答案：(1)氮硫氟氯(2)三ⅥA(3)Cl2＋H2O=HCl＋HClO课后篇素养形成合格考达标练1.下列几种核素中,已知a、b、c不相等,其中互为同位素的一组是()A.abX与

cbW B.C.cbW与

bcZ D.答案D解析只有D中两种原子质子数相同,中子数不同,互为同位素。2.在宾馆、办公楼等公共场所,常使用一种电离式烟雾报警器,其主体是一个放有镅-241(95241Am)放射源的电离室。95A.241 B.146 C.95 D.51答案D解析

95241Am的质子数为95,质量数为241,中子数=241-95=146,核外电子数=质子数=95,3.(2020湖北荆州中学月考)2019年1月3日上午10时26分,嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机,使用的放射性同位素有

3890Sr(锶)、94238Pu(钚)、84A.位于元素周期表中同一周期同一族的不同的核素,一定互为同位素B.氧有三种核素16O、17O、18O,所以自然界中的氧气分子共有6种C.同位素是指质子数相同、中子数不同的微粒间的互称D.温差发动机使用时没有发生化学变化答案D解析位于元素周期表中同一周期第Ⅷ族的不同的核素,质子数可能不相等,所以它们之间不一定互为同位素,故A错误;因为同位素的化学性质相同,氧虽然有三种核素16O、17O、18O,但自然界中的氧气分子为1种,故B错误;同位素是指质子数相同、中子数不同的不同核素之间的互称,故C错误;温差发动机使用时是将放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能,发生的是核反应,没有发生化学变化,故D正确。4.张青莲是我国著名的化学家,1991年他准确测得In的相对原子质量为114.818,被国际相对原子质量委员会采用为新的标准值。这是相对原子质量表中首次采用我国测定的相对原子质量值。则下列关于In的说法中,错误的是()A.49115In原子核外有B.49115In原子核内有C.

49115In原子核内质子数和中子数之和等于其质量数,D.49115In是答案B解析根据核素的表示方法,In的质子数为49,质量数为115,则中子数为66,B项错误。5.最近,我国某物理研究所取得重大科技成果,研制出由18O所构成的单质气体。18O是一种稳定的同位素,称为重氧。下列有关说法不正确的是()A.1.8g18O2气体的物质的量是0.05molB.0.1molH218O所含的中子数约为6.02×C.0.2mol18O2气体的体积约为4.48LD.18O2气体的摩尔质量为36g·mol-1答案C解析A中1.8g18O2的物质的量为1.8g36g·mol-1=0.05mol;B中一个H218O分子所含的中子数为18-8=10,所以,0.1molH218O的中子数约为0.1×10×6.02×1023=6.02×1023;C中0.2mol18O2气体在标准状况下的体积约为46.1919年,科学家第一次实现了人类多年的梦想——人工转变元素。这个核反应如下:714N+24HeOA.817OB.11H原子核内有C.O2和O3互为同位素D.通常情况下,He和N2化学性质都很稳定答案D解析

817O原子核内质子数是8,A错误;11H原子核内中子数是1-1=0,B错误;O2和O3互为同素异形体,C错误;通常情况下,He和7.(2020辽宁大连第二十四中学高一检测)据悉,地球上的氦元素主要以4He的形式存在,而月球上的土壤中吸附着数百万吨3He,据估算3He核聚变所释放的能量可供人类使用上万年。下列说法正确的是()①3He、4He的化学性质基本相同②3He、4He具有相同的中子数③3He核聚变是化学变化④3He、4He互为同位素⑤等质量的3He和4He的物质的量之比为4∶3⑥等质量的3He和4He气体在相同条件下,其体积之比为3∶4A.①②⑥ B.①④⑤C.③④⑤ D.③④⑥答案B解析3He和4He核外电子排布相同,所以它们的化学性质基本相同;3He、4He都是氦元素的核素,其质子数相同,中子数不同;3He核聚变不属于化学变化,因为化学变化中原子核不变;3He、4He互为同位素;3He、4He的摩尔质量分别为3g·mol-1、4g·mol-1(注意He为稀有气体,其分子为单原子分子),则等质量的3He和4He的物质的量之比为4∶3,在相同条件下,两气体的体积之比为4∶3。8.(2020山东聊城高一检测)(1)48g12C18O2分子中的中子的物质的量为mol。

(2)硫原子核内有16个中子,其质量数为32,则16gS2-所含电子的物质的量为mol。

(3)某元素的同位素

ZAX,其氯化物为XCl2。1.11g该氯化物溶于水配成溶液后,加入1mol·L-1的AgNO3溶液20mL恰好完全反应。若这种同位素原子核内有20个中子,则X元素在周期表中的位置是答案(1)26(2)9(3)第四周期第ⅡA族解析(1)由题意可知,12C18O2分子的相对分子质量为48,所以48g12C18O2分子为1mol,其中的中子的物质的量为26mol。(2)硫原子核内有16个中子,其质量数为32,则1mol的S2-有18mol的电子,而16gS2-即为0.5molS2-,则有(18×0.5)mol电子,一共有9mol电子。(3)加入1mol·L-1的AgNO3溶液20mL恰好完全反应。则说明其中含有氯离子的物质的量为0.02mol,所以氯化物XCl2的物质的量为0.01mol,而0.01mol该氯化物的质量为1.11g,则说明1mol该氯化物的质量为111g,所以可以推测,X的相对原子质量为40。所以该元素为第四周期第ⅡA族的钙元素。9.科学家们发现氢元素有三种同位素原子。(1)分别写出它们的名称:、、。写出用于制造氢弹原料的同位素原子。

(2)已知氯有2种常见同位素原子35Cl、37Cl,氯气与氢气形成的氯化氢分子的相对分子质量有种。

(3)质量相同的H216O和D216O所含质子数之比为答案(1)氕氘氚12H、1(2)5(3)10∶98∶9解析(2)氯化氢有H35Cl、H37Cl、D35Cl、D37Cl、T35Cl、T37Cl6种,但H37Cl与T35Cl的相对分子质量相同,所以相对分子质量有5种。(3)质量都为1g的H216O与D216O的质子数之比为118∶120=10∶9,中子数之比为(118×等级考提升练10.(双选)(2020山东威海高一期中改编)下列叙述正确的是()A.任何原子或离子的组成中都含有质子B.16O2和18O2互称为同素异形体C.40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等D.同位素是不同核素,物理性质不完全相同、化学性质相同答案AD解析任何原子或离子的组成中都含有质子,故A正确;16O和18O是互为同位素的两种核素,它们形成的单质16O2和18O2不是互为同素异形体,而是同一种物质,故B错误;40K质子数是19、中子数是21,40Ca质子数是20、中子数是20,故C错误;同位素指的是同种元素的不同核素,物理性质不完全相同,如不同核素的质量不同,故D正确。11.中国的天宫空间站将于2022年运行!最早的“天宫一号”的燃料是氢化锂三兄弟:LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7,下列对这三种物质的说法中正确的是()A.质子数之比为1∶2∶3B.中子数之比为1∶1∶1C.摩尔质量之比为8∶9∶10D.化学性质不相同答案C解析锂原子质子数为3,质量数为7,其中子数为4;H、D、T质子数均为1,中子数分别为0、1、2,所以LiH、LiD、LiT的质子数之比为(3+1)∶(3+1)∶(3+1)=1∶1∶1,A项错误;中子数之比为(4+0)∶(4+1)∶(4+2)=4∶5∶6,B项错误;摩尔质量之比为(7+1)∶(7+2)∶(7+3)=8∶9∶10,C项正确;物质的化学性质与其元素组成及物质结构有关,LiH、LiD、LiT的元素组成及物质结构均相同,故化学性质相同,D项错误。12.X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同,则下列关系正确的是()A.a-c=m-n B.a-b=n-mC.c-d=m+n D.b-d=m+n答案D解析A项,电子层结构相同,则有a-m=c+n,变形得a-c=m+n,故错误;B项,电子层结构相同,a-m=b-n,变形得a-b=m-n,故错误;C项,c+n=d+m,变形得c-d=m-n,故错误;D项,b-n=d+m,变形得b-d=n+m,故正确。13.某元素一种同位素原子的质子数为m,中子数为n,则下述论断正确的是()A.该元素的相对原子质量为(m+n)B.这种元素的原子序数为nC.Wg此原子的物质的量约为WmD.核内中子的总质量小于质子的总质量答案C解析该元素一种同位素的相对原子质量为(m+n),A项错误;这种元素的原子序数为m,B项错误;该同位素原子的摩尔质量为(m+n)g·mol-1,所以Wg此原子的物质的量约为Wm+nmol,C项正确;原子核内质子数、中子数不确定,14.下列说法不正确的是()①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同一元素的核素种数由中子数决定③同位素的化学性质几乎相同④质子数相同、电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和离子⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等A.③ B.④ C.②⑤ D.①答案D解析Ne与HF的质子数均为10,但二者不是同一元素,故①是错误的;同一元素的核素中质子数相同,中子数不同,显然中子数决定同一元素的核素种数,故②正确;一种分子和一种离子,如果质子数相等,它们的电子数一定不等,故④正确;同位素的质子数相同,化学性质几乎相同,但其质量数不同,物理性质不同,在自然界中其原子百分组成不变,故③⑤正确。15.(双选)下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数不相等答案CD解析由于12C18O和14N2的相对分子质量不等,故体积相等的两种气体的质量不等,因此密度不等,故A项错误;1个12C18O分子中有16个中子,1个14N2分子中含有14个中子,二者均为双原子分子,原子数相等,即分子数相等,但中子数不等,故B项错误;12C18O和14N2均为14电子分子,同温同压下,二者体积相等则分子数相等,所具有的电子数相等,故C项正确;12C18O和14N2分子内均有14个质子,由于二者的相对分子质量不等,故等质量的两种分子所具有的质子数不等,故D项正确。16.近年来,科学家通过粒子加速器进行了一周的实验,获得了6个非常罕见的

2645Fe原子,接着,科学家又使用特制的测量仪器观测到,这6个原子中有4个发生了衰变,这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式,(1)该

2645Fe原子的核内中子数为,该原子的核外电子数为(2)以下关于

2645Fe的叙述正确的是A.2645Fe与

B.科学家获得了一种新元素C.2645D.这种铁原子衰变放出两个质子后变成

26(3)某同学认为

2645Fe在一定条件下也可与氧气反应,他的判断依据是答案(1)1926(2)AC