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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
课时2 元素周期表 核素
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元素周期表
1789年，法国化学家拉瓦锡在其写就的《化学概要》里，列出了第一张化学元素表，元素被分为简单金属物质、非金属物质等四大类。
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元素周期表
1829年，德国化学家德贝莱纳根据元素性质的相似性提出了“三素组”学说，将当时已知的54种元素中的15种分成5组，如锂、钠、钾；氯、溴、碘；钙、锶、钡。
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元素周期表
1869年，俄国化学家门捷列夫总结前人的研究经验，对当时已发现的63种化学元素，按照相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在了同一个纵行，制出了第一张元素周期表，成为了化学发展史上的重要里程牌之一。
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观察现在的元素周期表，你能发现其中的排布规律吗？
元素周期表
按照原子的核电荷数递增的顺序从左到右排列；
电子层数相同的元素排在同一行，每一行称为一个周期，共有七个周期；
最外层电子数相同的元素排在同一列，每一列(或三列)称为一个族，共有十六个族。
原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。
故：原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
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元素周期表
补充下表，从表中你能发现周期序数与原子核外电子层数有什么关系吗？
周期序数 起止元素 包括元素种类 核外电子层数
1 H - He 2 1
2 Li - Ne 8 2
3 Na - Ar 8 3
4 K - Kr 18 4
5 Rb - Xe 18 5
6 Cs - Rn 32 6
7 Fr - Og 32 7
周期序数 起止元素 包括元素种类 核外电子层数
周期序数 = 核外电子层数 主族序数 = 最外层电子数
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元素周期表
短周期：第一、二、三周期，分别有2、8、8种元素；
长周期：第四、五、六、七周期，分别有18、18、32、32种元素。
主族：由短周期和长周期元素共同构成，表示方法应在族序数后标A，包括第IA族-第VIIA族，共七个主族；
副族：完全由长周期元素构成，表示方法应在族序数后标B(除了第VIII族)，包括第IB族-第VIIB族和第VIII族，共八个副族；
0族：元素周期表的第18纵列，最外层电子数为8(He的最外层电子为2)。
第IA族(除H外)：碱金属元素
第VIIA族：卤族元素(卤素)
第0族：稀有气体元素
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正误判断
1. 元素周期表中每一列为一族。
4. 碱金属一族只包含金属元素，不包含非金属元素。
2. O元素位于第二周期第VI族。
3. 元素周期表第8、9、10三列称为第VIIIB族。
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×
×
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元素周期表
元素周期表中每一个元素的方格内都会标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量等信息。
在有需要的情况下，有的元素周期表还会提供该元素的质量数，如右图所示一个方格内的质量数为什么会标有1、2、3三种，其相对质量的具体数值(1.008)又是怎么样得到的呢？
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核素
我们将具有相同质子数的一类原子总称为元素，根据所提供的质量数不难推出不同的质量数对应的H原子具有不同的中子数，这意味着H元素的原子种类并不只有一种，那我们怎么区分呢？
核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，如H、D、T就各为一种核素。
同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子(即同一元素的不同核素互称为同位素，如H、D、T互为同位素)。
核素1
核素n
同位素
元 素
…
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核素
元素 核素 同位素 同素异形体
本质 质子数相同的一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的不同单质
范畴 同类原子 原子 原子 单质
特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎相同，物理性质不同 元素相同，性质不同
决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构
举例 H、C、O H、D、T H、D、T互为同位素 O2、O3
元素 核素 同位素 同素异形体
本质
范畴
特性
决定因素
举例
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核素
通过核素的概念，我们不难知道一种元素可以有几种原子，如C、O、Cl、U等元素都具有多种核素，故元素种类118种，而原子1800多种。
其中，除了天然存在的同位素外，科学家还利用核反应制造出了很多种同位素。
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。
例如，氢元素的三种核素: 氕，相对原子质量为1.0079，其丰度为99.985%；氘相对原子质量为2.014，其丰度为0.015%；氚，痕量(计算时忽略)。
因此，氢元素的相对原子质量为1.0079×99.985% + 2.014×0.015% ≈ 1.008。
所以你能区分元素的相对质量、元素的近似相对质量、原子的相对质量、原子的近似相对质量四个概念吗？
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核素
作核燃料：作制造核武器的动力性材料(235U)；
金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹；
辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种；
临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂；
环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染；
……
同位素中，有些原子具有放射性，因此称为放射性同位素，如元素周期表中标红的质量数为3的T原子。
课堂巩固
正误判断
1. 16O2和18O3属于同位素。
4. 任何原子都由质子、中子和电子构成。
2. 16O2和18O2属于同素异形体。
3. 1H转变为2H属于化学变化。
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×
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课堂巩固
原子序数为x的E元素在周期表中位于A、B、C、D四种元素中间(如图所示)，则A、B、C、D四种元素(镧系、锕系、0族元素除外)的原子序数之和不可能是 ( )
A.4x B.4x＋14
C.4x＋10 D.4x＋6
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＋11
C.n＝m＋25 D.n＝m＋10
D
D
课堂巩固
A、B、C、D为短周期元素，在元素周期表中所处的位置如图所示，A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
(1)写出A元素的名称：_____。
(2)B位于周期表中第_____周期第_____族。
(3)C的原子结构示意图为_______。
(4)D的单质与水反应的化学方程式为________________________。
氮
三
ⅥA
Cl2 + H2O HCl +HClO
课堂小结
谢谢观看
THANKS

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