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人教版化学版必修一《4.1.2 元素周期表核素原子结构与元素周期表》PPT课件

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人教版化学版必修一《4.1.2 元素周期表核素原子结构与元素周期表》PPT课件文字介绍:第2课时　元素周期表　核素一、元素周期表的编排原则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的编号。(2)原子序数与原子结构的关系:原子序数=核电荷数=_______=_______________。质子数原子核外电子数【巧判断】(1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量。(　　)提示:×。现行元素周期表的编排依据是原子序数。(2)现行元素周期表是由门捷列夫制作完成的。(　　)提示:×。现行元素周期表是由瑞士化学家维尔纳制成的。二、元素周期表的结构1.编排原则2.元素周期表的结构3.常见族的别称族别名第ⅠA族(除氢外)碱金属元素第ⅦA卤族元素0族稀有气体元素4.元素周期表中的方格中的符号的意义【情境·思考】1869年,俄国化学家门捷列夫给元素设计并建造了个新家——元素周期表,具有相同电子层数的元素被分在了同一个楼层上(同周期),具有相似性质的一个家族(同族)的元素分在了同一个单元。你瞧,元素们正在忙忙碌碌、高高兴兴地搬进新家呢!(1)形成化合物的种类最多的元素是哪一族?提示:第ⅣA族。第ⅣA族中的碳元素形成的化合物的种类最多。(2)Fe最外层有2个电子,一定位于第ⅡA族吗?提示:第ⅡA族的元素最外层一定有2个电子,但最外层有2个电子的元素不一定位于第ⅡA族。Fe属于过渡元素。三、核素1.核素把具有一定数目_____和一定数目_____的一种原子叫做核素。如12C、13C、14C就是碳元素的三种不同核素。质子中子2.同位素(1)定义:_______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,如HH和H三种核素均是氢元素的同位素。质子数中子数(2)实例——氢元素的同位素:1H、2H、3H氢元素的原子核原子名称原子符号质子数(Z)中子数(N)1__氕__1__氘______1__氚______01或D2或TAZ(X)11H21H31HAZ(X)11H21H31H(3)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的化学性质______________;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_____,即各种同位素所占的_______________是相同的。几乎完全相同比率原子个数百分比(4)同位素的用途在考古工作中用于测定文物的年代。用于制造_____。③利用放射性同位素释放的射线育种、___________、诊断和治疗疾病等。146C①2311HH、②氢弹给金属探伤146C①2311HH、②【微思考】(1)所有原子均是由质子、中子、电子构成的吗?提示:不是。1H原子中不含中子。(2)核素种类与质子数、中子数和质量数有何关系?提示:核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,因此核素种类由质子数、中子数共同决定。质量数=质子数+中子数,故不同的核素也可能具有相同的质量数,如故核素种类与质量数无直接关系。141467CN和，141467CN和，知识点一　元素周期表的结构及简单应用【重点释疑】1.强化记忆元素周期表的结构(1)记忆口诀横行叫周期,现有一至七,四长三个短,第七已排满。纵列称为族,共有十六族,一八依次现①,一零再一遍②。一纵一个族,Ⅷ族搞特殊,三纵算一族,占去8、9、10。镧系与锕系,蜗居不如意,十五挤着住,都属ⅢB族。说明:①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ;②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。(2)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)。(3)过渡元素元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。2.元素周期表的简单应用——元素推断(1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。本方法常用于确定原子序数小于18的元素。①应用关系。等式一:周期序数=电子层数等式二:主族序数=最外层电子数等式三:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数②实例。(ⅰ)X元素是第二周期第ⅠA族元素,则该元素原子有两个电子层,最外层电子数是1,即为锂元素。(ⅱ)Y元素的原子序数是15,则该元素的原子结构示意图是,其在周期表中的位置是第三周期第ⅤA族。(2)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。特殊位置元素族序数等于周期数H、Be、Al族序数等于周期数的2倍C、S族序数等于周期数的3倍O周期数是族序数的2倍Li周期数是族序数的3倍Na(3)利用离子电子层结构相同的“阴上阳下”推断具有相同电子层结构的离子,如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的电子层结构相同,在周期表中位置关系为…cZdMbYaX…则它们的原子序数关系为:a>b>d>c。3.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。【思考·讨论】请结合现行元素周期表思考:同周期相邻两主族元素的原子序数均相差1吗?提示:1、11或25。在第2、3周期中第ⅡA族、第ⅢA族元素的原子序数差1,在第4、5周期中因第ⅡA族、第ⅢA族间存在10种过渡元素,故元素的原子序数差11;第6、7周期中因第ⅡA族、第ⅢA族间的过渡元素中存在镧系、锕系,故元素的原子序数差25。【案例示范】【典例1】2019年是元素周期表诞生150周年。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.周期表中的族分为主族、副族、0族和Ⅷ族C.过渡元素全部是副族元素D.主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)元素周期表中列与族的关系;(2)注意金属与非金属元素所处的位置,尤其氢元素的位置。【解析】选C。根据元素周期表的结构知共有18列,16族,故A正确;周期表中的族分为7主族、7副族、0族和Ⅷ族,故B正确;过渡元素是副族和Ⅷ族元素,故C错误;主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的,故D正确。【典例2】短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C是(　　)A.Be、Na、Al　　　　　　　B.B、Mg、SiC.O、P、ClD.C、Al、P【思维建模】解答本类试题思维流程如下:【解析】选C。短周期元素A、B、C,设A的原子序数为m,则B、C的原子序数分别为m+8-1和m+8+1,由题意知(m+8-1)+(m+8+1)=4m,则m=8,故选C。【误区警示】在同主族相邻两周期元素原子序数的关系中,1、2周期,3、4周期,5、6周期过渡元素的左侧和右侧相差数目不同,因此在利用原子序数推断时应首先确定元素的大体位置位于过渡元素的左侧还是右侧。【迁移·应用】1.为了庆祝元素周期表诞生150周年,联合国宣布将2019年定为国际化学元素周期表年。下列关于元素周期表的叙述正确的是(　　)A.在元素周期表中共有18个纵行,18个族B.同族元素的最外层电子数一定相同C.同周期元素的电子层数相同D.每一周期的元素都是从碱金属元素开始,以稀有气体元素结束【解析】选C。周期表共有18个纵行,16个族,其中第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵行,A项错误;对于0族元素、副族元素及第Ⅷ族元素来说,同族元素原子的最外层电子数不一定相同,B项错误;同周期元素具有相同的电子层数,C项正确;第一周期的元素从氢元素开始,以稀有气体元素结束,D项错误。2.(2019·青岛高一检测)如果n为第ⅡA族中某元素的原子序数,则原子序数为(n+1)的元素可能位于(　　)A.ⅢA或ⅢB　　B.ⅣA　　C.ⅠB　　D.ⅠA【解析】选A。在元素周期表中,第二、三周期中第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数相差1,在第四、五、六、七周期中,第ⅡA族与第ⅢB族相邻,故原子序数为(n+1)的元素可能位于第ⅢA或ⅢB族,A正确。3.(2019·合肥高一检测)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(　　)世纪金榜导学号【解析】选D。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。【补偿训练】　　1.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中的(　　)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【解析】选B。第七周期若排满,118号元素应为0族元素,则116号元素位于从0族开始向左两纵行,故应为第七周期第ⅥA族元素,故选B。2.(2019·兰州高一检测)已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示,设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是(　　)YXZA.Y与Z的原子序数之和可能为2aB.Y的原子序数可能为a-17C.Z的原子序数可能为a+31D.X、Y、Z一定为短周期元素【解析】选D。X、Y、Z为主族元素,Y一定不在第一周期,则X、Y、Z均可能为长周期元素,D项错误;若X、Y、Z分别位于第三、四、五周期的右边,则Y的原子序数为a-17;Y与Z的原子序数之和可能为2a;若X、Y、Z分别位于第四、五、六周期的右边,Z的原子序数可能为a+31。【素养提升】　　研究发现,原子序数超过110之后,随着原子序数的增加,原子核的寿命会急剧下降。但研究人员认为在第114号元素附近存在一个稳定的区域,该区域的超重原子核能够长时间存在。这就是20世纪60年代科学家提出的“稳定岛”假说。元素周期表是一座开放的“元素大厦”,试根据周期表中元素的位置关系,判断114号元素在大厦中的“房间”是什么位置?提示:第七周期第ⅣA族。以第七周期0族的118号元素为参照物,114号元素位于第七周期第ⅣA族。知识点二　原子结构与微粒数目间的关系　“四同”概念比较【重点释疑】1.原子的构成微粒及作用2.原子的构成微粒间的数目关系(1)电中性原子(2)带电原子——离子的电子数目计算3.微粒的符号表示4.元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系【思考·讨论】(1)质子数相等的微粒一定属于同种元素吗?请举例说明。提示:不一定。微粒包括原子、简单阴阳离子、原子团、分子等。如H2O、CH4、Ne等均有10个质子,但不属于同种元素。(2)如何理解同位素中的“同位”二字?提示:同位指的是在元素周期表中占据同一位置。(3)为什么元素的种类数远小于原子的种类数?提示:同种元素可以有多种不同的同位素原子,所以元素的种类数远小于原子的种类数。【案例示范】【典例1】(2019·洛阳高一检测)已知R2+核外有a个电子,核内有b个中子。下列能正确表示R的原子符号的是(　　)bab2aa2ab2aba2a2A.RB.RC.RD.Rbab2aa2ab2aba2a2A.RB.RC.RD.R【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)明确微粒符号的意义;(2)明确电子数与质子数,质子数与中子数、质量数的关系。【解析】选C。R2+核外有a个电子,因此R原子核外有a+2个电子,R原子的核外电子数、质子数、核电荷数均为a+2,其质量数为中子数与质子数之和,即a+2+b。【典例2】(2019·石家庄高一检测)核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。下列说法错误的是(　　)A.H+和H2是氢元素的四种不同粒子B.石墨和金刚石均为同素异形体1211HH、、40422020CaCa和、1211HH、、40422020CaCa和、是不同的核素D.12C和14C互为同位素,物理性质不同,但化学性质几乎完全相同1211C.HH和1211C.HH和【解题指南】解答本题需注意以下两点:(1)同位素属于同种元素,化学性质相同;(2)注意“四同”概念的认知。【解析】选B。A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子,是质子数均为1,中子数不等的不同的氢原子,它们是不同的核素;12C和14C由于其质子数均为6,而中子数分别为6和8,故它们互为同位素,同理和也互为同位素,其物理性质不同,但化学性质几乎完全相同;金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质,它们互为同素异形体。1211HH和4020Ca4220Ca1211HH和4020Ca4220Ca【误区警示】“四同”概念理解时的注意事项(1)在辨析同位素和同素异形体时,要注意先从物质的分类角度进行判断,即同位素属于原子,同素异形体属于单质。同位素通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。(2)辨析同位素与核素概念时,注意两者均属于原子,同位素的质子数一定相同,中子数不同,而核素无此要求。(3)自然界中,元素的各种同位素的含量基本保持不变。【迁移·应用】1.(2019·福州高一检测)诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于的说法正确的是(　　)2021987878PtPt和2021987878PtPt和的质子数相同,互称为同位素的中子数相同,互称为同位素的核外电子数相同,是同一种核素的质量数不同,不能互称为同位素2021987878A.PtPt和2021987878B.PtPt和2021987878C.PtPt和2021987878D.PtPt和2021987878A.PtPt和2021987878B.PtPt和2021987878C.PtPt和2021987878D.PtPt和【解析】选A。根据同位素定义“质子数相同,中子数不同的核素称为同位素”判断,A项正确,B、D项错和是铂元素的不同种核素,C项错。20278Pt；19878Pt20278Pt；19878Pt2.(2019·九江高一检测)用表示原子:(1)中性原子的中子数N=______(2)AXn+共有x个电子,则该阳离子的中子数N=_____。 (3)AXn-共有x个电子,则该阴离子的中子数N=______。 (4)12C16O2分子中的中子数N=________。 AZXAZX(5)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________。【解析】(1)根据“质子数+中子数=质量数”的关系,得N=A-Z。(2)AXn+共有x个电子,中性原子X的电子数为x+n,则N=A-x-n。(3)AXn-共有x个电子,中性原子X的电子数为x-n,则N=A-x+n。(4)12C16O2分子中的中子数为6+8+8=22。(5)A2-所含电子数为m-x+2,则ngA2-所含电子的物质的量为n(mx2)molm。n(mx2)molm。答案:(1)A-Z　(2)A-x-n　(3)A-x+n(4)22　(5)n(mx2)molmn(mx2)molm【补偿训练】1.(2019·济南高一检测)下列说法中,不正确的是(　　)A.元素可以理解为同位素的总称B.同位素的质量数不同,中子数不同,原子序数相同,质子数相同,核外电子数相同,其物理性质有差异,其化学性质几乎相同C.同一元素的不同核素之间互称同位素D.同位素是针对原子而言的,核素是针对元素而言的【解析】选D。具有相同质子数(即核电荷数)的同一类原子叫做元素。具有相同质子数和不同中子数的原子互称为同位素。有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子,叫做核素。所以A、B、C都正确。同位素是针对原子而言的,核素也是针对原子而言的,选项D不正确。2.关于四种微粒,以下说法正确的是(　　)A.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1816288OOOO、、、1816288OOOO、、、【解析】选C。四种微粒的质子数相等,但中子数不完全相等,因此不是同种原子,故A错误;四种微粒均不是单质,故B错误;四种微粒均属于氧元素,分别为核素、核素、离子、原子,故C正确;O2-比其他三种微粒的电子数多2,故D错误。【素养提升】核武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量,产生爆炸作用,并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀235(235U)或钚239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器,通常称为原子弹;主要利用重氢(2H,氘)或超重氢(3H,氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器,通常称为氢弹。(1)235U与234U、238U属于什么关系?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。【备选要点】相对原子质量的计算1.原子的相对原子质量(1)含义原子的相对原子质量是该同位素的一个原子的质量与12C质量的的比值。112112(2)计算公式原子的相对原子质量=(3)常用关系原子的近似相对原子质量=质量数121C12一原子的量一原子量个该质个质121C12一原子的量一原子量个该质个质2.元素的相对原子质量(1)元素的平均相对原子质量①含义:根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值。②计算公式=A·a%+B·b%+C·c%+……其中A、B、C分别为各同位素的相对原子质量:a%、b%、c%分别为自然界中各同位素所占的原子的含量或原子个数的组成分数,是元素的平均相对原子质量。rMrMrMrM(2)元素的近似相对原子质量可根据各种核素(同位素)的质量数按上法计算。【针对训练】1.我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为127.760,被国际原子量委员会采用为国际新标准。已知锑有两种以上天然同位素,则127.760是(　　)A.按照锑的各种天然同位素的质量数与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值B.按照锑的各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值C.一个锑原子的质量与12C原子质量的的比值D.锑元素的质量与12C原子质量的的比值112112112112【解析】选B。元素的相对原子质量是根据各种天然同位素的相对原子质量和这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值。2.氧元素有三种核素16O、17O、18O,它们在自然界中所占的原子个数百分比分别为a%、b%、c%,则下列说法正确的是(　　)A.一个16O原子的质量为16gB.17O的相对原子质量约为17C.氧元素的相对原子质量为D.氧元素的相对原子质量为(16a%+17b%+18c%)16171831617183【解析】选B。1mol16O原子的质量近似等于16g,A项错误;某一核素原子的相对原子质量在数值上近似等于其质量数,所以B项正确;氧元素的相对原子质量为16O、17O、18O的相对原子质量的平均值,而“16a%+17b%+18c%”是氧元素的近似相对原子质量,C、D两项错误。【课堂回眸】

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