初高中化学暑假衔接材料：第17讲 原子结构 元素周期表　核素（暑假预习讲义）（原卷版）

2/14第17讲原子结构元素周期表核素内容导航01预习航标→析目标·明方向：预习导航精准定向02教材全解→析教材·学新知：情境概念深度构情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容03过关检测→练考点·强落实：过关检测分层提预习目标1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。2.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推导。3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。4.知道元素、核素、同位素，并能比较它们的不同。预习重点原子的构成外电子排布规律周期预习难点元素、核素、同位素情情｜境｜启｜思同学们观察元素周期表，思考族序数与原子核外电子排布有何关系？深｜研深｜研｜精｜炼知识点01原子的构成1．构成原子的微粒及其性原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子：相对质量近似为1，带1个,单位正电荷,中子：相对质量近似为1，不带电)),核外电子：带1个单位负电荷，质量很小,可忽略不计))2．质量数(1)概念：将原子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)＝(Z)＋(N)。②质子数＝＝。【思考1】原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？请举例说明。3．原子的表示方法原子质子数(Z)中子数(N)表示方法F910eq\o\ar(19,9)FNa1112eq\o\al(23,11)NaAl1314eq\o\al(27,13)Al(1)一个信息丰富的符号解读eq\o\al(A,Z)Xeq\o\al(n±,b)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A——质量数,Z——核电荷数或质子数,n——离子所带的电荷数,b——化学式中原子的个数))(2)粒子中的电性关系①分子或原子：质子数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n【思考2】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。粒子符号质子数(Z)质量数(A)中子数(N)电荷数核外电子数eq\o\al(23,11)Na＋112312110eq\o\al(37,17)Cl－173720118结论：阳离子中核外电子数＝－；阴离子中核外电子数＝＋。【例1】高铁动车车厢禁止吸烟，高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点，其主体是一个放有镅(eq\o\ar(241,95)Am)放射源的电离室。下列关于eq\o\ar(241,95)Am的说法正确的是()A．核外电子数为95 B．质子数为146C．质量数为146 D．中子数为95【即练1】钴-60(eq\o\al(60,27)Co)放射源的应用非常广泛，在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害等。下列有关说法错误的是()A．钴的相对原子质量是60B．60Co与60Fe具有相同的质量数C．60Co与59Co核外电子数相同D.eq\o\al(60,27)Co核内中子数与核外电子数之差为6【即练2】稀土被称为“工业黄金”和“新材料之母”，其中钇(Y)是稀土元素的代表。下列关于eq\o\al(89,39)Y的说法，不正确的是()A．质子数为39 B．质量数为128C．中子数为50 D．核外电子数为39知识点02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。如图为电子层模型示意图：(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字母代号离核远近能量高低2.核外电子排布规律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，回答相应的问题：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He10氖Ne18氩Ar36氪Kr54氙Xe86氡Rn(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，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。【特别提醒】从两个角度看核外电子排布规律3．原子结构示意图(1)钠的原子结构示意图：(2)下列原子或离子的结构示意图①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。【特别提醒】通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。【思考1】M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？4．常见的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2【思考2】某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出质子数，请你根据核外电子排布，推测可能的微粒符号。【例2】下列说法正确的是()A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素C．NHeq\o\al(＋,4)与H3O＋具有相同的质子数和电子数D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子【即练1】某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是()A．属于阴离子B．核外有3个电子层C．核外电子数为18D．在化学反应中易得电子【即练2】某粒子(原子或离子)的结构示意图如图所示，下列说法错误的是()A．若n＝8，则该粒子所对应元素的符号一定为ArB．若该粒子带两个单位负电荷，且n＝8，则该粒子的符号为S2－C．若m－n＜10，则该粒子是一个阴离子D．若m－n＝10，则该粒子一定是原子知识点03元素周期表的编排原则与结构1．元素周期表的发展历程2．元素周期表的编排原则(1)原子序数：按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。(2)原子序数＝＝＝。(3)横行原则：把电子层数目相同的元素，按递增的顺序排列。(4)纵列原则：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按递增的顺序排列。3．元素周期表的结构元素周期表有横行，纵列。每一个横行叫做一个，每一个纵列叫做一个(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，并思考周期序数与原子核外电子层数之间的关系。周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1H～He2Li～Ne3Na～Ar4K～Kr5Rb～Xe6Cs～Rn7Fr～Og(118号)由此可知：①周期序数＝②周期的分类周期—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期：包括第一、二、三周期，分别有,2、8、8种元素,长周期：包括第四、五、六、七周期，分别有18、18、32、32种元素))【思考1】在现行周期表中第四、五、六、七周期均有18列，为什么第四、五周期各有18种元素，而第六、七周期各有32种元素？(2)族①周期表中族的特点和划分特点主族元素的族序数＝最外层电子数分类主族共有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)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价【思考2】在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三个纵列，而其他族只有一个纵列，故第Ⅷ族元素种类最多，这种判断对吗？②常见族的别称族别名第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4.元素周期表中方格里的符号的意义【思考3】同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差一定为“1”吗？5.元素周期表的结构【特别提醒】原子序数的定量关系①同周期，第ⅡA族与第ⅢA族原子序数差可能为1、11、25；②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。③利用稀有气体元素的原子序数推断元素在周期表中的位置。【例3】我国一直致力研究开发自己的芯片，制造芯片需要单晶硅，其中硅元素在元素周期表中的位置是()A．第二周期第ⅤA族B．第三周期第ⅥA族C．第三周期第ⅣA族D．第二周期第ⅣA族【即练1】下列关于元素周期表的说法正确的是()A．元素周期表有18个纵列，即18个族B．短周期是指1到20号元素C．元素周期表是按元素的原子序数由小到大的顺序排列的D．某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数【即练2】下列说法正确的是()A．某短周期元素最外层有2个电子，则其一定是金属元素B．主族元素的单原子阳离子一定具有稀有气体的电子层结构(H＋除外)C．元素周期表有7个主族、8个副族，副族均由长周期元素组成D．主族元素在周期表中的位置只取决于该元素的电子层数知识点04核素同位素1．元素和核素(1)元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，决定元素种类的是。(2)核素是具有一定数目和一定数目的一种原子。表示方法：eq\o\al(A,Z)X。【思考1】请在表格中填写三种氢原子的原子符号：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)氕氘氚【思考2】氕、氘、氚的原子结构有何异同？它们是同一种元素吗？2.同位素(1)概念：相同而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)。“同位”是指核素的质子数相同，在中占有相同的位置。例如：氢元素有eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素；碳元素有eq\o\ar(12,6)C、eq\o\ar(13,6)C、eq\o\ar(14,6)C等核素；氧元素有eq\o\ar(16,8)O、eq\o\ar(17,8)O和eq\o\ar(18,8)O三种核素；铀元素有eq\o\ar(234,92)U、eq\o\ar(235,92)U、eq\o\ar(238,92)U等核素。(2)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的几乎相同；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。(3)常见同位素的用途①考古测定文物的年代的是eq\o\ar(14,6)C；②制造氢弹的是eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H；③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。【思考3】O2和O3互为同位素吗？H2O和D2O互为同位素吗？3.元素、核素、同位素与同素异形体的比较元素核素同位素同素异形体概念质子数相同的同一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的不同核素同种元素形成的不同单质举例H、C、N三种元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互为同位素O2与O3互为同素异形体【特别提醒】元素、核素、同位素、同素异形体的联系【例4】eq\o\ar(13,6)C可以作为核聚变材料。下列关于eq\o\ar(13,6)C的叙述正确的是()A.eq\o\ar(13,6)C和eq\o\ar(14,6)C是同一种核素B.eq\o\ar(13,6)C原子核内中子数为6C.eq\o\ar(13,6)C原子核内质子数为13D.eq\o\ar(13,6)C和eq\o\ar(14,6)C互为同位素【即练1】金属钛对人体无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的说法正确的是()A.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的质量数不同，属于两种元素B.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的质子数相同，互称同位素C.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的质子数相同，是同一种核素D.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti核外电子数相同，中子数不同，互称为同素异形体【即练2】科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为eq\o\ar(249,98)Cf＋eq\o\al(48,20)Ca→eq\o\al(294,118)Og＋3eq\o\al(1,0)n。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(249,98)Cf的电子数为151B.eq\o\al(294,118)Og的中子数为294C.eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互为同素异形体D.eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互为同位素1.（25-26高一下·河北唐山·期中）2025年5月我国科学家首次合成了一种新核素91210A．301 B．210 C．119 D．912.（25-26高一下·江苏扬州·阶段检测）形状记忆合金有镍—钛(Ni-Ti)合金、铜基合金(Cu-Zn-Al)，Ni、Ti、Cu、Zn、Al五种元素中属于主族元素的是A．Al B．Cu C．Zn D．Ti3.（25-26高一下·山东菏泽·期中）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为𫟷。关于116293A．原子序数116 B．中子数177C．核外电子数116 D．相对原子质量2934.（25-26高一下·安徽阜阳·阶段检测）镍可用于制造钛镍形状记忆合金。镍元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图所示。下列叙述错误的是A．m=28，n=18 B．镍是金属元素C．Ni的相对原子质量是58.69 D．镍原子在化学反应中易失电子5.（25-26高一上·黑龙江绥化·期末）36Li和37LA．36Li和37Li互为同位素C．37LiH和37LiD中质子总数相同6.（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）雷雨天闪电时空气中的O2可转化为OA．O2和OB．O2转化为OC．O3D．等质量的O2和O7.（25-26高一下·江苏扬州·阶段检测）我国科学家成功合成出新核素251Lr，熔合反应为2250A．上述熔合反应属于化学变化B．251Lr的中子数为251C．251Lr和253Lr互为同位素且性质相同D．251Lr核内中子数与质子数之差为458.（25-26高一下·贵州贵阳·期中）下列说法正确的是A．14C与C60互为同素异形体 B．1HC．17O的质子数为8，中子数为17 9.（25-26高一上·上海·开学考试）如图为锌元素在元素周期表中的相关信息和原子结构示意图。下列有关锌元素的说法不正确的是A．锌原子核内质子数为30 B．K层电子的能量与N层电子的能量相同C．锌元素的相对原子质量为65.38 D．锌在反应中容易失去2个电子10.（25-26高一上·浙江温州·期末）下列有关原子结构的说法不正确的是A．原子的质量主要集中在原子核上B．离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示C．在多电子原子中，离核较近区域内运动的电子能量较高D．第n层最多能容纳的电子数为211.（25-26高一下·山东枣庄·期中）下列微粒结构示意图中，一定错误的是A． B． C． D．12.（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）元素周期表是指导化学学习的工具。下列说法正确的是A．第58号元素位于第ⅣB族B．元素周期表共有7个横行、18个纵列，共7个周期、18个族C．元素周期表中元素种类最多的族是第Ⅷ族D．元素的相对原子质量是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值13.（25-26高一下·吉林长春·开学考试）1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一、下列有关元素周期表的说法错误的是A．周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数B．副族完全由长周期元素构成C．主族元素都是短周期元素D．35号元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族14.（25-26高一下·江苏·期中）中国含有丰富的稀土金属，稀土金属是元素周期表ⅢB族中部分元素的总称。下列元素属于ⅢB族元素的是A．Al B．Si C．Sc D．V15.（25-26高一下·山东菏泽·期中）下列有关元素周期表的认识正确的是A．第ⅠA族元素又可称为碱金属元素B．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素C．每一族只有一列D．前3个周期为短周期、其余为长周期16.（25-26高一下·山东枣庄·期中）放射性2760A．2760Co和B．2760C．2760Co和D．2760Co317.（25-26高一下·河南许昌·期中）某主族元素X的一种微粒的结构示意图为(b>0)，下列分析错误的是A．若X的焰色为黄色，则aB．若b<8，则X的最高正价为C．若b=8D．若a<b18.（25-26高一下·河北邢台·阶段检测）卢瑟福用α