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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
第2课时 元素周期表 核素
[模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析（6个典例） 模块四 基础过关练（10题） 模块五 能力提升练（12题） [学习目标] 1.了解元素周期表的发展历程。 2.了解元素周期表的结构及周期、族等概念。 3.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。 4.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]　
一、元素周期表的诞生和发展
1．元素周期表的发展历程
(1)诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。
(2)演变：为未知元素留下的空位先后被填满。
(3)现行：元素的排序依据为原子的核电荷数。
2．原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素编号。
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
二、元素周期表的结构
1．编排原则
（1）横行：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列形成周期。
（2）纵列：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列形成族。
2．元素周期表的结构
(1)周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。短周期包含第1,2,3周期，长周期包含第4,5,6,7周期。
(2)周期序数与原子结构的关系：周期序数＝原子电子层数
(3)主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)。
(4)主族元素的族序数＝最外层电子数，同一主族元素的原子最外层电子数相同，且自上而下电子层数递增。
(5)元素周期表的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素，都是金属元素。
②镧系：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素到71号元素共15种元素。
③锕系：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素到103号元素共15种元素。
(6)稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素。
3.常见族的别称
族 别称
第ⅠA族(除氢) 碱金属元素
第ⅦA族 卤族元素
0族 稀有气体元素
三、元素周期表的应用
1.了解元素信息——以铁元素为例
2．元素的位置与原子结构的互相推断
本方法常用于确定原子序数≤20的元素。
(1)三个等式
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
(2)实例
①X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。
②Y元素的原子序数是16，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ⅥA族。
3.预测新元素
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
4.寻找新物质
四、核素和同位素
1．元素：具有相同质子数(或核电荷数)的同一类原子的总称，其种类由原子核内的质子数决定的，如H、C、N三种元素。
2．核素
(1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，其种类由质子数、中子数决定，如C、N、H三种核素。
(2)几种重要核素的用途：C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
3．同位素
(1)概念：质子数相同，而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，元素的同位素由中子数决定。
(2)元素、核素和同位素的联系
(3)常见元素的同位素
氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹
氧 O、O、O O用于示踪原子
碳 C、C、C C用于考古断代
铀 U、U、U U核燃料
(4)特点
①同位素有天然存在的，也有人工制造的，有放射性的，也有非放射性的。
②天然存在的同位素相互间保持一定的比例。
③同位素的物理性质不同，化学性质几乎相同。
【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、的质量数相同，但它们属于两种不同核素。
(3)核素的质子数不能等于0，而中子数可以等于0，如。
(4)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。
[核心考点剖析]
考点一：元素周期表的结构
[典例1]下列关于元素周期表的说法中，正确的是
A．第ⅠA族都是金属元素，过渡元素都是金属元素
B．最外层电子数相同的元素都在同一族
C．元素周期表共有7个周期16个族
D．元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的
【答案】C
【详解】A．第ⅠA族存在H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr七种元素，其中H为非金属元素，A错误；
B．原子的核外电子排布和性质有明显的规律性，科学家们是按原子序数递增排列，将电子层数相同的元素放在同一行，将最外层电子数相同的元素放在同一列，但是稀有气体元素中He在外层2个电子，其余为8，B错误；
C．元素周期表中有7个横行，每个横行代表一个周期，共七个周期；共18个列，除8、9、10三个列为一族，其余每个列一族，共7个主族、7个副族、一个0族，一个Ⅷ族，16个族，C正确；
D．原子的核外电子排布和性质有明显的规律性，科学家们是按原子序数递增排列，D错误；
故选C。
[典例2]（23-24高一上·福建泉州·期中）碳元素的相关信息，如图所示。下列说法正确的是
A．碳的相对原子质量为12.01g B．碳属于金属元素
C．碳原子的最外层电子数为4 D．化学反应中，碳原子易得电子
【答案】C
【详解】A．相对原子质量的单位为“1”，A错误；
B．碳属于非金属，B错误；
C．碳原子第一层排2个电子，第二层（最外层）为4个电子，C正确；
D．碳原子最外层为4个电子，既可以得电子，也可失去电子，D错误；
故答案为：C。
[典例3]某元素原子的原子核外有2个电子层，最外层有5个电子，则该元素位于
A．第三周期第ⅣA族 B．第二周期第ⅥA族
C．第二周期第ⅤA族 D．第四周期第ⅣA族
【答案】C
【详解】原子核外有2个电子层，最外层有5个电子的原子为氮原子，氮元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，故选C。
考点二：元素周期表在元素推断中的应用
[典例4]下图是元素周期表的一部分(数字为原子序数)，其中x为35的是

A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【分析】x的原子序数为35，为Br元素，位于周期表中第四周期第ⅤⅡA族，以此分析；
【详解】A．16号元素位于第三周期第VIA族，x位于第四周期0族，A不符合题意；
B．26号元素位于第四周期第VIII族，x位于第五周期第VIII族，B不符合题意；
C．74号元素位于第六周期VIB族，x位于第五周期VIIB族，C不符合题意；
D．18号元素位于第三周期0族，x位于第四周期第ⅤⅡA族，D符合题意；
故答案为：D。
[典例4]原子序数为31的元素R，在周期表中的位置为
A．第三周期第ⅤA族
B．第四周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅢA族
D．第四周期第ⅤA族
【答案】B
【详解】与31号元素相邻的稀有气体原子序数为36，因31比36少5，故R元素与36号元素处于同一周期(第四周期)，其位置应在36号元素Kr左移5个格，即第四周期第ⅢA族。
[典例6]A、B两种元素，A的原子序数为a，如果A和B同在第ⅣA族，当B的周期数大于A的周期数时，B的原子序数不可能为
A．a＋2 B．a＋8
C．a＋26 D．a＋18
【答案】A
【详解】元素A、B同在第ⅣA族，A的原子序数为a，B的周期数大于A的周期数时，A、B原子序数之差恰好为A、B相差周期的元素种类数之和，则B的原子序数可能为a＋8、a＋8＋18、a＋18、a＋8＋18＋18、a＋18＋18等，不可能为a＋2。
考点三：核素 同位素
[典例7]在核工业中有重要应用，U元素有多种同位素。下列有关说法正确的是
A．的中子数与质子数之差为143
B．、、互为同位素，在元素周期表中位置相同
C．、、的物理性质和化学性质都相同
D．、、的质子数、核外电子数都相等，它们是同种原子
【答案】B
【详解】A．的中子数=235-92=143，与质子数之差为143-92=51，故A错误；
B．、、质子数相同而中子数不同，为同一元素的不同原子，所以互为同位素，在元素周期表中的位置相同，故B正确；
C．、、质子数相同，核外电子数相同，化学性质几乎相同，但是物理性质不同，故C错误；
D．、、的质子数、核外电子数都相等，中子数不等，所以它们是三种不同的核素，即三种不同的原子，故D错误；
故答案为：B。
[典例8]（23-24高一上·福建福州·期中）下列表达正确的是
A．1H2与2H2互为同位素 B．14C和14N互为同位素
C．1H、2H、3H属于同位素 D．1H2O与2H2O互为同位素
【答案】C
【详解】A．1H2与2H2是同种元素形成的结构相同的单质，属于同种物质，A错误；
B．14C和14N属于不同的元素，B错误；
C．1H、2H、3H质子数相同，但是中子数不同，属于同位素，C正确；
D．1H2O与2H2O属于化合物，属于同一物质，D错误；
故选C。
[典例9]同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是
A．14C与12C是两种不同的元素
B．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化
C．35Cl与37Cl互为同素异形体
D．一个137Cs比一个133Cs多4个中子
【答案】D
【详解】A．14C与12C质子数相同，中子数不同，为同一种元素的不同核素，故A错误；
B．16O与18O之间的相互转化，没有新物质生成，属于核变化，故B错误；
C．35Cl与37Cl为同种元素的不同核素，故C错误；
D．中子数不同，质子数相同，属于同位素，铯元素的两种同位素中137Cs、133Cs质子数相同，根据中子数=质量数-质子数，137Cs的133Cs多4个中子，故D正确；
故答案为：D。
[基础过关练]
1．下列科学家在元素周期律和元素周期表方面贡献最大的是
A．阿伏加德罗 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
【答案】D
【详解】A．阿伏加德罗在化学上的主要贡献是提出了分子的概念，并创立了分子学说，A错误；
B．道尔顿提出了近代原子学说，B错误；
C．伟大的科学家牛顿是英国人，曾在力学、光学、天文学、数学等方面作出卓越的贡献，他1687年出版的《自然科学的数学原理》中提出三条运动定律，C错误；
D．俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律，并编制出元素周期表，使得化学学习和研究变得有规律可循，D正确；
答案选D。
2．下列叙述正确的是
A．每个周期均从金属元素开始，以非金属元素结束
B．除第一周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
【答案】C
【详解】A．第一周期从非金属元素H开始，其余周期均由金属元素开始，到稀有气体元素结束，故A错误；
B．二、三周期有8种元素，只有四、五周期有18种元素，六周期有32种元素，故B错误；
C．副族元素都是金属元素，没有非金属元素，故C正确；
D．IA族包含碱金属与氢元素，氢元素不属于碱金属，故D错误。
答案选C。
3．（23-24高一上·陕西榆林·期中）下列元素符号中都表示金属元素的组是
A．Fe、Mg、Cu B．He、Mg、Ca C．Ca、Na、N D．H、C、O
【答案】A
【详解】A．Fe、Mg、Cu都属于金属元素，A正确；
B．He、Mg、Ca中He属于非金属元素，B错误；
C．Ca、Na、N中N属于非金属元素，C错误；
D．H、C、O都属于非金属元素，D错误；
故选A。
4．下列叙述不正确的是
A．同主族两相邻元素的原子序数之差可能为2、8、18、32
B．同族元素的最外层电子数一定相同
C．U中的中子数为143
D．元素周期表有7个周期，7个主族，8个副族，0族
【答案】B
【详解】A．H与Li相差2，第二周期和第三周期相邻同主族元素相差8，第三四周期右侧和第四五周期相邻同主族相差18，第五六周期和第六七周期相邻同主族相差32，故A正确；
B．0族族元素的最外层电子数不相同，故B错误；
C．U中的中子数=质量数-质子数，235-92=143，故C正确；
D．元素周期表有7个周期，7个主族，8个副族，0族，故D正确；
故答案为B。
5．如图是氟元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图，下列表述错误的是

A．氟属于非金属元素 B．氟原子核内有9个质子
C．化学反应中氟原子易得电子 D．氟的相对原子质量为19.00g
【答案】D
【详解】A．根据“氟”的偏旁可知，氟属于非金属元素，A正确；
B．由图可知，氟是9号元素，氟原子核内有9个质子，B正确；
C．氟原子的最外层电子数是7，化学反应中氟原子易获得1个电子形成稳定结构，C正确；
D．相对原子质量是指一个原子的实际质量与一个12C原子的质量的的比值，故氟的相对原子质量为19.00，D错误；
故选D。
6．碘的一种放射性核素碘-131，因为日本福岛核污水的排放而倍受关注，下列有关说法正确的是
A．碘-131与I2互为同素异形体
B．碘-131位于元素周期表第四周期第Ⅶ A族
C．碘元素的摩尔质量为131 g/mol
D．碘-131的原子核内有78个中子
【答案】D
【详解】A．碘-131是原子，不是单质，碘-131与I2不互为同素异形体，故A错误；
B．碘是53号元素，位于元素周期表第五周期第Ⅶ A族，故B错误；
C．碘元素有多种核素，未指明具体核素，不能确定其摩尔质量，故C错误；
D．碘是53号元素，碘-131的原子核内有131-53=78个中子，故D正确；
故选D。
7．（23-24高一上·浙江杭州·期末）铟(In)是一种非常贴近我们生活的主族元素，手机、电脑、电视屏幕使用的都是含铟的导电玻璃。的最外层电子数是3，下列说法不正确的是
A．In的原子核外有49个电子 B．与互为同位素
C．In与Al处于同一主族 D．，In元素的质量数为113
【答案】D
【详解】A．In的核电荷数=核外电子数=质子数=49，原子核外有49个电子，故A正确；
B．与质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素，故B正确；
C．In的最外层电子数是3，In与Al处于同一主族第ⅢA，故C正确；
D．In元素有同位素，In元素的相对原子质量应该等于各种同位素的相对原子质量乘以其丰度再求和，故D错误。
答案选D。
8．（23-24高一上·四川德阳·期末）科研发现，高压电极之间在放电间隙处会产生微放电，被分解为自由态的，部分自由态的与末分解的重新结合生成。下列说法错误的是
A．核素的中子数为9 B．和互为同位素
C．和是氧元素的同素异形体 D．上述生成的过程属于物理变化
【答案】D
【详解】A．核素的中子数为17-8=9，故A正确；
B．和是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故B正确；
C．和是氧元素不同单质，互为同素异形体，故C正确；
D．和是不同的物质，上述生成的过程属于化学变化，故D错误；
选D。
9．在元素周期表中 ，主族元素自ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连一条斜线，此即为金属元素与非金属元素的分界线，从分界线附近可以找到
A．耐高温材料 B．新型农药材料 C．半导体材料 D．新型催化剂材料
【答案】C
【分析】根据元素周期表中的元素分布及元素常见的性质来解题，一般金属延展性较好，可用于做合金，金属元素和非金属元素交界处的元素可以制作半导体材料，一般过度金属可以用来做催化剂，农药分为有机和无机，一般非金属元素可以制作有机农药，由此分析解答。
【详解】A．耐高温材料可从过渡元素区找到，不在分界线附近寻找，故A不符合题意；
B．新型农药材料可从元素周期表右上角非金属元素区找到，不在分界线附近寻找，故B不符合题意；
C．在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，往往既有一定的金属性，又有一定的非金属性，故可在此区域找到半导体材料，故C符合题意；
D．可以用于做催化剂的元素种类较多，一般为过渡金属元素，新型催化剂材料可从过渡元素区找到，不在分界线附近寻找，故D不符合题意。
答案选C。
10．某元素的原子结构示意图为，则该元素在元素周期表中的位置为
A．第二周期ⅠA族
B．第二周期ⅤA族
C．第三周期ⅣA族
D．第三周期ⅤA族
【答案】D
【详解】根据周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数，该元素的原子结构示意图是，则其在周期表中的位置是第三周期第ⅤA族。
故选D。
[能力提升练]
1．（23-24高一上·黑龙江牡丹江·月考）关于元素周期表的判断，下列说法正确的是
A．VIII族元素种类最多
B．第三周期第ⅣA族元素和第四周期第ⅣA族元素的原子序数之差为10
C．已知第六周期某主族元素的最外层电子数为2，那么该元素的原子序数为56
D．最外层电子数相同的元素一定位于同一主族
【答案】C
【详解】A．ⅢB族元素种类最多，A错误；
B．第三周期第ⅣA族元素为Si，第四周期第ⅣA族元素为Ge，两者原子序数相差18，B错误；
C．已知第六周期某主族元素的最外层电子数为2，其位于第六周期ⅡA族，该元素的原子序数为56，C正确；
D．氦和镁最外层电子数都是2，但不在同一族，D错误；
故选C。
2．（23-24高一上·北京海淀·期中）氮化镓是新一代半导体材料，氮、镓的原子结构示意图和它们在元素周期表中的信息如图所示，下列说法正确的是

A．氮离子具有与Ne相同核外电子排布
B．镓元素的相对原子质量是31
C．氮元素和镓元素位于周期表中同一横行
D．1个分子中含有7个电子
【答案】A
【详解】A．氮离子和Ne原子核外都有10个电子，故A正确；
B．镓元素的相对原子质量是69.72，故B错误；
C．氮元素和镓元素核外电子层数不同，不在周期表中同一横行，故C错误；
D．1个分子中含有14个电子，故D错误；
选A。
3．下列关于元素周期表知识的说法正确的是
A．过渡元素全部都是金属元素
B．共有18个族，ⅢB族含元素种类最多
C．在金属元素与非金属元素的交界处寻找可作催化剂的合金材料
D．某元素原子最外电子层上只有两个电子，该元素一定是ⅡA族元素
【答案】A
【详解】A．过渡元素包含副族元素、第Ⅷ族元素，全部都是金属元素，它们位于周期表第3纵行至第12纵行，故A正确；
B．元素周期表共有18列，其中第8、9、10三列合称Ⅷ族，共有16个族，另外ⅢB族含锕系和镧系，元素种类最多，故B错误；
C．在金属元素与非金属元素的交界处可寻找半导体，故C错误；
D．某元素原子最外电子层上只有两个电子，该元素可能是第ⅡA族元素，也可能是0族元素(氦)，故D错误；
故答案为A。
4．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+11 C．5x+14 D．5x+16
【答案】A
【详解】由五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；
故选A。
5．材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是
A．左上角 B．右上角
C．过渡元素 D．金属与非金属分界线附近
【答案】D
【详解】A．元素周期表的左上角区域，主要为非金属元素，对这个区域的元素进行研究，有助于制造新品种的农药，A不符合题意；
B．元素周期表右上角元素既有金属元素也有非金属元素，它们在用途上没有明显的共性，B不符合题意；
C．科学家对过渡元素区域的元素进行研究，有助于寻找半导体材料、耐高温耐腐蚀的合金材料，C不符合题意；
D．科学家对金属与非金属分界线附近的元素进行研究，有助于发现半导体材料，D符合题意；
故选D。
6．元素周期表具有丰富的结构内容，以下有关元素周期表的说法中，正确的是
A．共有8个横行 B．共有16个纵列
C．共有16个族 D．目前共有100种元素
【答案】C
【详解】元素周期表共有7个横行，7个周期，18个纵列16个族，目前共有118种元素；
答案选C。
7．下列关于元素周期表的说法正确的是
A．IA族元素全部是金属元素，称为碱金属元素
B．元素周期表第15列全为非金属元素
C．元素周期表第6周期比其它周期的元素种类都多
D．在过渡元素区域可以寻找优良的催化剂
【答案】D
【详解】A．ⅠA族的氢元素不是金属元素，A错误；
B．元素周期表第15列有Sb、Bi等金属元素，B错误；
C．元素周期表第6周期和第7周期的元素种类一样多，都包含32种元素，C错误；
D．过渡元素为金属元素，在过渡元素区域可以寻找优良的催化剂，D正确；
故答案选D。
8．在元素周期表的前四周期中，两两相邻的5种元素位置如图所示。若B元素的核电荷数为a，下列说法正确的是
D
A B C
E
A．B、D的原子序数之差可能为2
B．E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C．5种元素的核电荷数之和可能为5a＋10
D．A、E的原子序数之差可能是7
【答案】C
【详解】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a，则A的原子序数为a-1，C的原子序数为a＋1，D的原子序数为a-8，E的原子序数为a＋18。
A．根据分析可知，B、D的原子序数之差为8，不可能为2，A错误；
B．B、E的原子序数之差为18，B错误；
C．五种元素的核电荷数之和为a＋a-1＋a＋1＋a-8＋a＋18=5a＋10，C正确；
D．A、E的原子序数之差为a＋18-(a-1)=19，D错误；
答案选C。
9．我国科学家首次成功实施肝癌钇()注射技术。已知和是钇的两种核素，下列有关说法错误的是
A．钇是位于长周期的金属元素 B．和互为同位素
C．的中子数与电子数之差为51 D．和的化学性质基本相同
【答案】C
【详解】A．钇是39号元素，位于元素周期表的第五周期ⅢB族，是长周期的金属元素，故A正确；
B．和是质子数相同、中子数不同的两种核素，互为同位素，故B正确；
C．的中子数为90-39=51，电子数为39，中子数与电子数之差是51-39=12，故C错误；
D．和核外电子排布相同，所以化学性质基本相同，故D正确；
选C。
10．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他们在周期表中的位置相符的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】A. 1号元素正下方应为3号元素,1号和2号元素相隔16列，A项错误；
B. 10号元素在周期表中第18列(即最后一列)，B项错误；
C. 13号元素正上方应为13-8=5号元素,正下方应为13+18=31号元素，C项错误；
D. 符合元素周期表中的位置关系，D项正确；
答案选D。
11．据短周期元素的信息回答问题。
元素信息
A 第三周期第ⅥA族
B 族序数是周期数的3倍
C 原子序数是11
D D3＋与Ne电子数相同
(1)A、B的元素符号分别为________、________，C、D元素的名称分别为________、________。
(2)写出B、C单质在加热时的反应方程式：___________________________。
(3)从原子结构的角度分析A与B的____________相同，C与D的________相同。
【答案】
(1)S　O　钠　铝
(2)2Na＋O2Na2O2
(3)最外层电子数　电子层数
【详解】根据元素的信息，可推知A、B、C、D分别为S、O、Na、Al。
(1)A、B的元素符号分别为S、O，C、D元素的名称分别为钠、铝；
(2)B、C单质在加热时的反应方程式：2Na＋O2Na2O2
(3)A与B是同一主族（IA族），最外层电子数相同，C与D是同一周期，电子层数相同。
12.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，请回答下列问题：
X
Y Z
(1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号：X________，Y________，Z________。
(2)写出Y在周期表中的位置：______________。
【答案】　(1)N　S　Cl　(2)第三周期第ⅥA族
【详解】(1)假设X的原子序数是a，则与X同一主族的下一周期元素的原子序数是a＋8，Y的原子序数是a＋9，Z的原子序数是a＋10。X、Y、Z三种元素的质子数之和为40，则a＋a＋9＋a＋10＝40，a＝7，所以X是N元素，Y是S元素，Z是Cl元素。
　
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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
第2课时 元素周期表 核素
[模块导航] 模块一 知识网络构建 模块二 基础知识梳理 模块三 核心考点剖析（6个典例） 模块四 基础过关练（10题） 模块五 能力提升练（12题） [学习目标] 1.了解元素周期表的发展历程。 2.了解元素周期表的结构及周期、族等概念。 3.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。 4.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。
[知识网络构建]
[基础知识梳理]
一、元素周期表的诞生和发展
1．元素周期表的发展历程
(1)诞生：1869年，俄国化学家 将元素按照 由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。
(2)演变：为未知元素留下的空位先后被填满。
(3)现行：元素的排序依据为原子的 。
2．原子序数
按照元素 给元素编号。
原子序数＝ ＝ ＝核外电子数。
二、元素周期表的结构
1．编排原则
（1）横行：把 相同的元素，按 递增的顺序从 排列形成 。
（2）纵列：把不同横行中 相同的元素，按 递增的顺序 排列形成 。
2．元素周期表的结构
(1)周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。短周期包含第 周期，长周期包含第 周期。
(2)周期序数与原子结构的关系：周期序数＝
(3)主族元素的族序数后标A，副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)。
(4)主族元素的族序数＝ ，同一主族元素的原子最外层电子数相同，且自上而下电子层数递增。
(5)元素周期表的特殊位置
①过渡元素：元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10列元素，都是 元素。
②镧系：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素到71号元素共 种元素。
③锕系：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素到103号元素共 种元素。
(6)稀有气体元素因为性质稳定，有稳定的电子层结构，化合价为0，因此称为0族元素。
3.常见族的别称
族 别称
第ⅠA族(除氢)
第ⅦA族
0族
三、元素周期表的应用
1.了解元素信息——以铁元素为例
2．元素的位置与原子结构的互相推断
本方法常用于确定原子序数≤20的元素。
(1)三个等式
①周期序数＝
②主族序数＝
③原子序数＝核电荷数＝ ＝
(2)实例
①X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。
②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是 。
3.预测新元素
为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。
4.寻找新物质
四、核素和同位素
1．元素：具有相同 (或 )的同一类原子的总称，其种类由原子核内的 决定的，如H、C、N三种元素。
2．核素
(1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子，其种类由 、 决定，如C、N、H三种核素。
(2)几种重要核素的用途：C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
3．同位素
(1)概念： 相同，而 不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，元素的同位素由 决定。
(2)元素、核素和同位素的联系
(3)常见元素的同位素
氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹
氧 O、O、O O用于示踪原子
碳 C、C、C C用于考古断代
铀 U、U、U U核燃料
(4)特点
①同位素有 的，也有 的，有放射性的，也有非放射性的。
②天然存在的同位素相互间保持一定的 。
③同位素的 性质不同， 性质几乎相同。
【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、的质量数相同，但它们属于两种不同核素。
(3)核素的质子数不能等于0，而中子数可以等于0，如。
(4)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。
[核心考点剖析]
考点一：元素周期表的结构
[典例1]下列关于元素周期表的说法中，正确的是
A．第ⅠA族都是金属元素，过渡元素都是金属元素
B．最外层电子数相同的元素都在同一族
C．元素周期表共有7个周期16个族
D．元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的
[典例2]（23-24高一上·福建泉州·期中）碳元素的相关信息，如图所示。下列说法正确的是
A．碳的相对原子质量为12.01g B．碳属于金属元素
C．碳原子的最外层电子数为4 D．化学反应中，碳原子易得电子
[典例3]某元素原子的原子核外有2个电子层，最外层有5个电子，则该元素位于
A．第三周期第ⅣA族 B．第二周期第ⅥA族
C．第二周期第ⅤA族 D．第四周期第ⅣA族
考点二：元素周期表在元素推断中的应用
[典例4]下图是元素周期表的一部分(数字为原子序数)，其中x为35的是

A B C D
A．A B．B C．C D．D
[典例4]原子序数为31的元素R，在周期表中的位置为
A．第三周期第ⅤA族
B．第四周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅢA族
D．第四周期第ⅤA族
[典例6]A、B两种元素，A的原子序数为a，如果A和B同在第ⅣA族，当B的周期数大于A的周期数时，B的原子序数不可能为
A．a＋2 B．a＋8
C．a＋26 D．a＋18
考点三：核素 同位素
[典例7]在核工业中有重要应用，U元素有多种同位素。下列有关说法正确的是
A．的中子数与质子数之差为143
B．、、互为同位素，在元素周期表中位置相同
C．、、的物理性质和化学性质都相同
D．、、的质子数、核外电子数都相等，它们是同种原子
[典例8]（23-24高一上·福建福州·期中）下列表达正确的是
A．1H2与2H2互为同位素 B．14C和14N互为同位素
C．1H、2H、3H属于同位素 D．1H2O与2H2O互为同位素
[典例9]同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是
A．14C与12C是两种不同的元素
B．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化
C．35Cl与37Cl互为同素异形体
D．一个137Cs比一个133Cs多4个中子
[基础过关练]
1．下列科学家在元素周期律和元素周期表方面贡献最大的是
A．阿伏加德罗 B．道尔顿 C．拉瓦锡 D．门捷列夫
2．下列叙述正确的是
A．每个周期均从金属元素开始，以非金属元素结束
B．除第一周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
3．（23-24高一上·陕西榆林·期中）下列元素符号中都表示金属元素的组是
A．Fe、Mg、Cu B．He、Mg、Ca C．Ca、Na、N D．H、C、O
4．下列叙述不正确的是
A．同主族两相邻元素的原子序数之差可能为2、8、18、32
B．同族元素的最外层电子数一定相同
C．U中的中子数为143
D．元素周期表有7个周期，7个主族，8个副族，0族
5．如图是氟元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图，下列表述错误的是

A．氟属于非金属元素 B．氟原子核内有9个质子
C．化学反应中氟原子易得电子 D．氟的相对原子质量为19.00g
6．碘的一种放射性核素碘-131，因为日本福岛核污水的排放而倍受关注，下列有关说法正确的是
A．碘-131与I2互为同素异形体
B．碘-131位于元素周期表第四周期第Ⅶ A族
C．碘元素的摩尔质量为131 g/mol
D．碘-131的原子核内有78个中子
7．（23-24高一上·浙江杭州·期末）铟(In)是一种非常贴近我们生活的主族元素，手机、电脑、电视屏幕使用的都是含铟的导电玻璃。的最外层电子数是3，下列说法不正确的是
A．In的原子核外有49个电子 B．与互为同位素
C．In与Al处于同一主族 D．，In元素的质量数为113
8．（23-24高一上·四川德阳·期末）科研发现，高压电极之间在放电间隙处会产生微放电，被分解为自由态的，部分自由态的与末分解的重新结合生成。下列说法错误的是
A．核素的中子数为9 B．和互为同位素
C．和是氧元素的同素异形体 D．上述生成的过程属于物理变化
9．在元素周期表中 ，主族元素自ⅢA族的硼到ⅦA族的砹连一条斜线，此即为金属元素与非金属元素的分界线，从分界线附近可以找到
A．耐高温材料 B．新型农药材料 C．半导体材料 D．新型催化剂材料
10．某元素的原子结构示意图为，则该元素在元素周期表中的位置为
A．第二周期ⅠA族
B．第二周期ⅤA族
C．第三周期ⅣA族
D．第三周期ⅤA族
[能力提升练]
1．（23-24高一上·黑龙江牡丹江·月考）关于元素周期表的判断，下列说法正确的是
A．VIII族元素种类最多
B．第三周期第ⅣA族元素和第四周期第ⅣA族元素的原子序数之差为10
C．已知第六周期某主族元素的最外层电子数为2，那么该元素的原子序数为56
D．最外层电子数相同的元素一定位于同一主族
2．（23-24高一上·北京海淀·期中）氮化镓是新一代半导体材料，氮、镓的原子结构示意图和它们在元素周期表中的信息如图所示，下列说法正确的是

A．氮离子具有与Ne相同核外电子排布
B．镓元素的相对原子质量是31
C．氮元素和镓元素位于周期表中同一横行
D．1个分子中含有7个电子
3．下列关于元素周期表知识的说法正确的是
A．过渡元素全部都是金属元素
B．共有18个族，ⅢB族含元素种类最多
C．在金属元素与非金属元素的交界处寻找可作催化剂的合金材料
D．某元素原子最外电子层上只有两个电子，该元素一定是ⅡA族元素
4．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+11 C．5x+14 D．5x+16
5．材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是
A．左上角 B．右上角
C．过渡元素 D．金属与非金属分界线附近
6．元素周期表具有丰富的结构内容，以下有关元素周期表的说法中，正确的是
A．共有8个横行 B．共有16个纵列
C．共有16个族 D．目前共有100种元素
7．下列关于元素周期表的说法正确的是
A．IA族元素全部是金属元素，称为碱金属元素
B．元素周期表第15列全为非金属元素
C．元素周期表第6周期比其它周期的元素种类都多
D．在过渡元素区域可以寻找优良的催化剂
8．在元素周期表的前四周期中，两两相邻的5种元素位置如图所示。若B元素的核电荷数为a，下列说法正确的是
D
A B C
E
A．B、D的原子序数之差可能为2
B．E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C．5种元素的核电荷数之和可能为5a＋10
D．A、E的原子序数之差可能是7
9．我国科学家首次成功实施肝癌钇()注射技术。已知和是钇的两种核素，下列有关说法错误的是
A．钇是位于长周期的金属元素 B．和互为同位素
C．的中子数与电子数之差为51 D．和的化学性质基本相同
10．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他们在周期表中的位置相符的是
A． B． C． D．
11．据短周期元素的信息回答问题。
元素信息
A 第三周期第ⅥA族
B 族序数是周期数的3倍
C 原子序数是11
D D3＋与Ne电子数相同
(1)A、B的元素符号分别为________、________，C、D元素的名称分别为________、________。
(2)写出B、C单质在加热时的反应方程式：___________________________。
(3)从原子结构的角度分析A与B的____________相同，C与D的________相同。
12.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，请回答下列问题：
X
Y Z
(1)写出X、Y、Z三种元素的元素符号：X________，Y________，Z________。
(2)写出Y在周期表中的位置：______________。
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