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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　核素、原子结构与元素的性质
课程标准要求 1.理解元素、核素、同位素的概念。了解碱金属元素及卤族元素的原子结构特点，知道同主族元素原子结构的相似性和递变规律。
2．了解碱金属元素及卤族元素性质的相似性和递变规律，知道同主族元素性质的相似性和递变规律。
学科核心素养 1.宏观辨识与微观探析：能从原子水平知道核素、同位素的含义，认识碱金属、卤素的结构、性质和变化，形成“结构决定性质”的观念，并理解其性质的相似性和递变规律。
2．科学探究与创新意识：能依据“碱金属、卤素性质的比较”实验要求的需要，完成碱金属、卤素性质的比较实验，会根据实验现象形成初步结论。
学习任务一　元素、核素、同位素
自主学习　认知形成
?元素
1．概念：具有相同__________(____________)的一类________的总称。
2．决定元素种类的是________(___________)，而不是_________。
质子数
核电荷数
原子
质子数
核电荷数
中子数
?核素
1．概念：具有一定数目________和一定数目________的一种原子。
2．表示方法——具有一定质子数和中子数的原子。
如质子数为6、中子数为6的核素表示为________。
质子
中子
3．决定核素(原子)种类的是__________和__________。如氢元素的三种核素：
质子数
中子数
氕
1
0
氘
1
1
氚
1
2
2．同位素的特征
天然存在的同位素，相互间保持一定的________。元素的相对原子质量，就是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的__________。
质子数
中子数
元素
元素
核素
质子数
相同
比率
平均值
3．常见同位素的用途
(1)考古测定文物的年代的是________；
(2)制造氢弹的是______________；
(3)利用放射性同位素释放的射线________、金属________、诊断和治疗疾病等。
育种
探伤
【微提醒】　(1)同一元素的不同核素的中子数是不同的，质量数也不相同。
(2)除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。
(3)在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
(1)同位素之间的转化是化学变化吗？说明理由。
提示：不是。化学变化中元素的种类、原子的数目没有增减，是组成物质的原子重新组合的过程，原子核不变。同位素之间的转化改变了原子核，属于核变化。
提示：3种；相对分子质量分别是70、72、74。
1．正误判断
(1)质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素。( 　　)
(2)含有7个质子、8个中子的氮原子可以表示为N。( 　　)
提示：中子数为8的氮原子，质量数应为15。
×
×
提示：由于核裂变之前有一个中子，所以净产生的中子数应该是9NA。
×
互动探究　能力提升
●情境创设
重水与普通水看起来十分相像，是无臭无味的液体。普通水能够滋养生命，培育万物，而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水，还会引起死亡。重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器，就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂，作中子的减速剂。
●问题探究
问题1.重水和重氢“重”在哪里？重水的相对分子质量是多少？
提示：“重”在原子结构组成上，重氢原子比普通氢原子多一个中子。重水的分子式为H2O，其相对分子质量是20。
问题2.普通氢原子和重氢原子在化学性质上是否有差异？
提示：同一种元素的各种同位素物理性质略有差异，但化学性质几乎相同。
问题3.你能找出重氢原子对应的图吗？写出图示氢原子结构微观示意图对应的符号。
●要点归纳
1．下列符号中各字母含义
2．元素、核素、同位素、同素异形体的比较
项目 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、中子数都一定的一种原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素组成的物理性质不同的单质
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 化学性质几乎完全相同 化学性质几乎完全相同
不同位置的数字含义：左上角——质量数、左下角——
质子数
A．质子数为95　 B．中子数为146
C．质量数为241 D．核外电子数为146
题点1
核素
●题点例练
1.(2023·重庆沙坪坝重庆南开中学校考期末)铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是(　　)
(2023·北京汇文中学校考期末)13C和14C呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关13C和14C的叙述中，不正确的是 (　　)
两种核素而不是两种单质
A．13C与C60互为同位素　　　　　　
B．14C与14N具有相同的质量数
C．12C与14C质子数相同
D．13C与14C形成的单质化学性质基本相同
题点2
同位素
【解析】　C60是单质，13C是核素，因此13C与C60不互为同位素，A错误；14C与14N具有相同的质量数，其质量数都为14，B正确；12C与14C质子数相同，其质子数为6，C正确；最外层电子数决定化学性质，因此13C与14C形成的单质化学性质基本相同，D正确。故选A。
思维建模 》
(1)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
(2)同位素的六同三不同
2.(2024·广东省佛山市期末)下列说法正确的是(　　)
A．石墨烯、金刚石和C70互为同素异形体
B．16O2与18O2互为同位素第四章　第一节　第2课时
课时达标分层练
学业考达标练
1.(2024·广东省汕头市潮南区期末)重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是(　　)
A．氘(2H)原子核内有1个质子
B．1H2O与2H2O互为同位素
C．1HO与2HO的相对分子质量相同
D．1H与2H是不同的核素
【解析】　氢是1号元素，含有1个质子，A正确；同位素是核素之间的互称，如氕、氘、氚原子互为同位素，B错误；1HO的相对分子质量为1×2＋18＝20,2HO的相对分子质量为2×2＋16＝20，C正确；1H与2H是不同的核素，D正确。故选B。
2.(2024·湖北高一第一中学校联考阶段练习)2023年8月24日，日本开始将核污染水排海，含包括氚在内的64种核放射性物质。日本核污水排放入海洋后，其放射性物质在海洋中将通过三种方式传播，2～3年内或可侵入中国海域。已知质子数相同、中子数不同的同一元素的不同种原子间互称为同位素，比如氢的同位素为氘(H)和氚(H)，则下列属于同位素的是(　　)
A．H2O和H2O B．Pu和U
C．O4和O2 D．35Cl和37Cl
【解析】　两者为物质，不是同位素，A错误；Pu质子数为94，U质子数为92，属于不同的元素，B错误；两者均为氧单质，不是同位素，C错误；35Cl和37Cl质子数均为17，质量数分别为35、37，二者互为同位素，D正确。故选D。
3.(2024·福建漳州高一统考期末)下列有关化学用语的说法正确的是(　　)
A．14C18O2的摩尔质量50
B．127I2、129I2、131I2互为同位素
C．S2－的结构示意图：
D．H2、D2、T2互为同位素
【解析】　14C18O2的摩尔质量50 g/mol，A错误；同位素是指质子数相同，而中子数不同的核素，B、D错误；S2－的结构示意图：，C正确。故选C。
4.(2024·北京西城高一统考期末)下列元素中，原子半径最小的是(　　)
A．F B．Cl
C．Br D．I
【解析】　F、Cl、Br、I处于周期表中同一主族，从上往下，电子层数增大，半径逐渐增大，故原子半径最小的是F，故选A。
5.(2024·天津武清第一中学高一校考阶段练习)已知铷在元素周期表中位于第五周期ⅠA族。下列说法不正确的是(　　)
A．铷的原子序数为37
B．铷放到水中会比钠跟水反应更剧烈
C．金属性：铷>钠
D．铷的氢氧化物是弱碱
【解析】　已知铷在元素周期表中位于第五周期ⅠA族，则为37号元素；铷的原子核内有37个质子，则原子序数为37，A正确；铷的原子半径大于Na，则失电子能力大于Na，故放到水中会比钠跟水反应更剧烈，B正确；同主族从上到下，金属性逐渐增强，C正确；铷的失电子能力大于Na，则铷的氢氧化物是强碱，D错误。故选D。
6.(2024·辽宁高一校联考期末)同主族元素的性质具有相似性与递变性，下列关于碱金属与卤素的说法正确的是(　　)
A．碱金属单质的密度随着原子序数增加而增大
B．碱金属单质与氧气反应都能生成两种氧化物
C．卤素单质的熔点随着原子序数增加而增大
D．卤族元素的简单氢化物的稳定性随着原子序数增加而增强
【解析】　碱金属单质的密度总的趋势是随着原子序数增加而增大，但钾出现反常，钾的密度比钠小，A错误；碱金属单质与氧气反应时，金属性不同产物的种类不同，如：锂与氧气反应通常只生成氧化锂，钠与氧气反应可以生成氧化钠、过氧化钠，钾与氧气反应可以生成氧化钾、过氧化钾、超氧化钾等，B错误；卤素单质的相对分子质量依次增大，分子间的作用力依次增大，单质的熔点随着原子序数增加而增大，C正确；卤族元素的非金属性越强，简单氢化物的稳定性越强，则随着原子序数增加简单氢化物的稳定性减弱，D错误。故选C。
7.(2023·河北沧州高一校考阶段练习)中国将建世界“最大”粒子加速器，预计2030年完成。
科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得6个非常罕见的Fe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，即一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
(1)Fe原子的核内中子数为 19　，该原子的核外电子数为 26　。
(2)以下关于Fe的叙述正确的是 　　(填字母)。
A．Fe与Fe是两种核素
B．科学家获得了一种新元素
C．Fe的衰变不是化学变化
D．这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe
【解析】　(1)Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，电子数＝质子数＝26。(2)Fe与Fe的质子数相同，属于同一种元素，但中子数不同，是两种不同的核素，A正确；Fe是铁元素的一种核素，不是新元素，B错误；化学的范畴是在原子分子水平上研究物质，Fe衰变时原子核发生了变化，不是化学变化，C正确；Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子，D错误。故选AC。
选择考提升练
8.(2024·山东济宁高一第二中学校考阶段练习)14C是一种放射性核素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子(n)轰击14N，可使14N转变成14C，14N＋n―→14C＋H。下列说法正确的是( 　 )
A．14N转换成14C是化学变化
B．14CH4和14NH3的核电荷数相同
C．14CO2的相对分子质量为46 g/mol
D．14C和C60互为同素异形体
【解析】　14N转换成14C是原子种类的变化，不是生成新物质的变化，不是化学变化，A错误；核电荷数＝原子序数，14CH4和14NH3的核电荷数分别为6＋1×4＝10,7＋1×3＝10，两者相同，B正确；14CO2的相对分子质量为46，C错误；同素异形体研究对象为单质，14C为核素，所以14C和C60不是同素异形体，D错误。故选B。
9.部分卤族元素的某种性质A随核电荷数的变化趋势如图所示，则A可能表示( 　 )
A．原子半径
B．氢化物的稳定性
C．原子的电子层数
D．单质的密度
【解析】　从氯到碘，原子半径逐渐增大，A错误；从HCl到HI，稳定性逐渐减弱，B正确；从Cl到I，原子的电子层数逐渐增多，C错误；从Cl2到I2，单质的密度逐渐增大，D错误。故选B。
10.(2024·湖南郴州高一统考期末)下列事实不能用于判断金属性强弱的是( 　 )
A．金属单质间发生的置换反应
B．1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C．金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D．金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度
【解析】　金属单质在反应中失去电子的多少，不能作为判断金属性强弱的依据，如1 mol Al反应失去的电子比1 mol Na的多，但Al的金属性比Na的弱。故选B。
11.(2024·北京市石景山区期末)元素周期表反映了元素之间的内在联系，是学习、研究和应用化学的一种重要工具。
Ⅰ.上图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
(1)元素②位于元素周期表的第 二　周期 ⅣA　族，它的一种质量数为14的原子可测定文物年代，用核素符号表示该原子是 C　。
(2)元素⑥的原子结构示意图是 　。
(3)上述①～⑥号元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 HClO4　，碱性最强的是 KOH　(填化学式)。
Ⅱ.某小组为探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱，设计实验如下：
序号 实验① 实验②
实验操作
现象 溶液变为黄色 (　　　　　)
资料：稀溴水呈黄色；浓溴水呈红棕色；碘水呈棕黄色。
(4)实验①中反应的离子方程式是 2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　。
(5)实验②观察到的现象是 溶液变蓝　，甲同学根据此现象得出结论：氧化性Br2＞I2。乙同学认为实验②不能充分证明氧化性Br2＞I2，其理由是 实验①中氯水可能过量，无法排除Cl2氧化I－的干扰　。
(6)从原子结构的角度解释卤素单质的氧化性递变规律：同一主族元素从上到下， 元素的原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱　，因此，元素的非金属性逐渐减弱，对应的单质的氧化性逐渐减弱。
【解析】　由元素在周期表中的位置，可确定①、②、③、④、⑤、⑥分别为H、C、O、F、Cl、K元素。(1)元素②为6号元素C，位于元素周期表的第二周期ⅣA族，它的一种质量数为14的原子，其质子数为6，用核素符号表示该原子是C。(2)元素⑥为19号元素钾，原子结构示意图是。(3)高氯酸是最强的含氧酸，则上述①～⑥号元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4，钾的金属性最强，则碱性最强的是KOH。(4)实验①中，KBr与Cl2发生置换反应，离子方程式是2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－。(5)实验②中，反应生成I2，I2遇淀粉变蓝色，则观察到的现象是溶液变蓝；因为不能肯定反应①中Cl2是否有剩余，所以乙同学认为实验②不能充分证明氧化性Br2＞I2，其理由是：实验①中氯水可能过量，无法排除Cl2氧化I－的干扰。(6)卤素位于元素周期表第ⅦA族，同主族元素从上到下，原子半径依次增大，非金属性依次减弱，所以从原子结构的角度解释卤素单质的氧化性递变规律：同一主族元素从上到下，元素的原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，因此，元素的非金属性逐渐减弱，对应的单质的氧化性逐渐减弱。
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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　核素、原子结构与元素的性质
学习任务二　原子结构与元素性质的关系
自主学习　认知形成
?元素的性质
结论：原子________特别是最外层电子数决定元素的性质。
结构
?碱金属元素
1．碱金属元素的原子结构
(1)相同点：碱金属元素原子最外层电子数均为______，易________电子而具有较强的金属性。
(2)递变性：随核电荷数的增加，电子层数依次________，原子半径逐渐________。
1
失去
增多
增大
2．碱金属单质的化学性质
2Li2O
Na2O2
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑　
结论：
①相似性：碱金属元素的化学性质相似，单质均可与氧气等非金属单质及水发生反应，产物中碱金属元素的化合价均为＋1价。
②递变性：从锂到铯，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，即__________逐渐增强，表现为单质与氧气、水反应时越来越剧烈。
化学性质具有递变性的原因：从Li→Cs，随核电荷数增加，电子层数逐渐________→原子半径逐渐________→原子核对最外层电子的引力逐渐________→元素原子的失电子能力逐渐________→元素的金属性逐渐________。
金属性
增多
增大
减弱
增强
增强
3．碱金属单质的物理性质
(1)相似性：银白色金属(Cs略带金色光泽)，硬度______，有__________，密度都比较小，熔点都比较______，有良好的________性和________性。
(2)递变性：随着元素原子核电荷数的增加，碱金属单质的熔点和沸点逐渐________；密度逐渐增大(K例外)。
小
延展性
低
导电
导热
降低
(1)碱金属元素的单质与氧气反应的产物都属于同一类型吗？
提示：不是　Li2O与Na2O属于碱性氧化物，Na2O2属于过氧化物。
(2)碱金属元素的化学性质具有递变性，钾比钠活泼，钾能否从NaCl溶液中置换出钠？
提示：不能　因为钾与NaCl溶液中的水发生反应而不是与NaCl反应。
?卤族元素
1．卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 __________色气体 ________色气体 __________色液体 ________色固体
密度 逐渐________
熔、沸点 逐渐________
溶解性 在水中溶解度小(F2与H2O反应)，在有机溶剂中溶解度大
淡黄绿
黄绿
深红棕
紫黑
增大
升高
2.卤族元素的原子结构
F：________　　Cl：________　　Br：________　　I：________
(1)相似性：最外层电子数都是______。
(2)递变性：F→I，核电荷数依次________，电子层数依次________，原子半径逐渐________。
7
增大
增多
增大
3．卤素单质的化学性质
(1)与氢气反应
卤素
单质 F2 Cl2 Br2 I2
与H2反应条件 ________ ___________ _______________ ________
氢化物稳定性 __________ __________ ________________ ________________
暗处
光照或点燃
加热至一定温度
不断加热
很稳定
较稳定
不如氯化氢稳定
不稳定、易分解
(2)卤素单质间的置换反应
橙黄
2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－
Cl2>Br2>I2
褐
2I－＋Cl2===I2＋2Cl－
褐
2I－＋Br2===I2＋2Br－
Cl2>Br2>I2
(3)结论
①相似性：卤素原子都能_______一个电子，具有较强的_________性，能够与氢气等发生反应。
②递变性：随着核电荷数的增加，A．卤素单质与H2反应越来越______，对应氢化物的稳定性逐渐________，卤素的非金属性逐渐________。B．卤素单质的氧化性逐渐减弱，卤素简单阴离子的还原性逐渐增强。
得到
非金属
难
减弱
减弱
卤族元素的化学性质具有递变性的原因：从F→I，随着核电荷数________，电子层数逐渐________→原子半径逐渐________→原子核对最外层电子的引力逐渐________→元素的原子得电子能力逐渐________→元素的非金属性逐渐________。
增加
增多
增大
减弱
减弱
减弱
氯气能从NaBr溶液中置换出Br2，F2比Cl2活泼，F2能否从NaBr溶液中置换出Br2
提示：不能　F2能与NaBr溶液中的水反应生成HF和O2，不能从NaBr溶液中置换出Br2。
1．正误判断
(1)Li在空气中加热生成Li2O2。( 　　)
提示：Li在空气中加热生成Li2O。
(2)卤素只以化合态存在于自然界中。( 　　)
提示：卤素在自然界中只有化合态。
(3)卤族元素随核电荷数增加，气态氢化物稳定性逐渐增强。( 　　)
提示：核电荷数增加，元素非金属性降低，气态氢化物稳定性减弱。
×
√
×
2．(2024·湖南省岳阳市高一期末)按卤素原子核电荷数递增的顺序，下列各项变小或减弱的是(　　)
A．原子半径 B．简单离子的还原性
C．单质的熔沸点 D．氢化物的稳定性
【解析】　原子序数随着卤素原子核电荷数的增加，原子半径增大，A错误；第ⅦA族元素，随着卤素原子核电荷数的增加，电子层数逐渐增大，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，形成阴离子还原性增强，B错误；第ⅦA族元素，随着卤素原子核电荷数的增加，卤素单质相对分子质量增大，溶沸点升高，C错误；第ⅦA族元素，随着卤素原子核电荷数的增加，非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性减弱，D正确。故选D。
互动探究　能力提升
探究任务一　碱金属元素的原子结构和性质
●情境创设
钠、钾的最外层电子数相同，都是碱金属元素，化学性质既具有相似性，又具有递变性。
●问题探究
问题1.正确理解碱金属元素的相似性：碱金属元素在结构和性质上有什么相似性？碱金属单质能发生的反应有哪些？
提示：最外层电子数均为1，容易失去电子，表现还原性；能与O2反应、能与水反应生成碱和氢气等。
问题2.正确理解碱金属元素的递变性：Li、Na、K在空气中燃烧分别生成Li2O、Na2O2、KO2(超氧化钾)和K与水反应比钠更剧烈说明什么问题？
提示：说明Li、Na、K活动性依次增强。
问题3.通过以上实验分析比较，你能发现碱金属元素化学性质与它们的原子结构有什么关系吗？由此，你能推断出锂与水反应的难易程度吗？
提示：原子最外层电子数相等决定了其性质的相似性，随核电荷数增加，碱金属元素的原子电子层增加，原子失电子能力逐渐增强，金属单质的活动性增强，体现出递变性　应该比钠、钾都困难。
●要点归纳
1．碱金属元素性质的相似性(用R表示碱金属元素)
2．碱金属元素性质的递变性
(1)与氧气、与水反应的剧烈程度逐渐增强。
(2)最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，即碱性：LiOH3．从原子结构角度认识碱金属元素性质的递变规律
探究任务二　卤族元素的原子结构和性质
●情境创设
溴与碘的发现
法国化学家巴拉尔将海中黑角菜燃烧成灰浸泡得浸取液，往浸取液中加入氯水和淀粉，溶液分为两层：下层显蓝色；上层显棕黄色。巴拉尔用乙醚将棕黄色的物质提出，加苛性钾棕黄色褪掉，加热蒸发结晶物得氯化钾相似固体。将结晶物与硫酸、二氧化锰共热，则产生红棕色有恶臭的气体，冷凝为棕红色液体。巴拉尔判断这是与氯和碘相似的一种新元素命名为muride，后命名为溴。
●问题探究
问题1.正确理解卤族元素的相似性：卤族元素在结构和性质上有什么相似性？
提示：最外层电子数均为7，容易得到电子，表现氧化性。
问题2.正确理解卤族元素的递变性：试比较F、Cl、Br、I对应氢化物的稳定性，据此，能否判断F、Cl、Br、I非金属性的强弱？
提示：稳定性：HF>HCl>HBr>HI　氢化物的稳定性越强，则对应元素的非金属性越强，即非金属性强弱顺序为F>Cl>Br>I。
●要点归纳
1．卤族单质化学性质的相似性
2．卤族元素的递变性
3．从原子结构角度认识卤族元素性质的递变规律　―→ 结构决定性质，性质体现结构
【微提醒】　卤素单质特殊性
(1)F2能与水反应，反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。因此，F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。
(2)通常情况下，氟没有正价，所以氟没有含氧酸。
(3)卤素单质都有毒，液溴易挥发，保存时常用水密封。
(4)碘为紫色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。―→ 碘单质的特性
(5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。
(2024·湖南邵阳高一统考期末)下列关于碱金属元素的说法正确的是(　　)
①原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1　②原子结构的不同点是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大　③具有相似的化学性质，都是活泼金属　④都具有强还原性，在化合物中显＋1价　⑤化学性质有差别，从Li到Cs，失电子能力逐渐增强
A．①③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
题点1
同主族元素性质的相似性和递变性
●题点例练
【解析】　碱金属原子结构的相同点是最外层电子数都为1，故①正确；碱金属原子结构的不同点，例如半径逐渐增大，是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，故②正确；最外层电子数相等，具有相似的化学性质，都是活泼金属，故③正确；最外层的1个电子都容易失去，具有强还原性，在化合物中显＋1价，故④正确；从Li到Cs由于半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子能力逐渐增强，电子层数不同导致化学性质有差别，故⑤正确。故选D。
思维建模 》 同主族元素及其典型化合物性质的递变规律
类别 性质 递变规律(由上至下)
元素 元素金属性 逐渐增强
元素非金属性 逐渐减弱
单质 氧化性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
非金属元素氢化物 稳定性 逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物 碱性 逐渐增强
酸性 逐渐减弱
1.关于卤族元素，下列说法正确的是(　　)
A．所有卤族元素的微粒都易得电子
B．和F同主族的元素都是非金属元素
C．化合物中卤族元素都显负价
D．卤族元素原子的原子半径从上到下逐渐减小
【解析】　卤族元素的阴离子如Cl－等不能得电子，A错误；卤族元素都是非金属元素，B正确；NaClO中Cl为＋1价，C错误；从F→I，原子半径逐渐增大，D错误。故选B。
(2024·龙岩高一检测)在元素周期表中，同主族元素原子结构相似，在化学性质上表现出相似性和递变性，以下结论正确的是(　　)
A．碱金属单质的密度按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序逐渐增大
B．酸性：HFC．金属Na与O2在加热时生成Na2O2，可以推断Li与O2在加热时生成Li2O2
D．Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，则非金属性：Cl>Br
题点2
同主族元素性质递变规律的应用
【解析】　Li、Na、K、Rb、Cs随着原子序数的递增密度呈增大趋势，但K反常，A错误；元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，与氢化物的酸性强弱无关，B错误；Li与O2在加热时只生成Li2O，C错误；单质的氧化性越强，元素的非金属性越强，故氧化性Cl2>Br2，则非金属性Cl>Br，D正确。故选D。
2.(2024·辽宁高一校联考期末)下列说法正确的是(　　)
A．氟、氯、溴原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
B．从HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增规律
C．酸性：HFO4>HClO4>HBrO4>HIO4
D．砹是卤族元素，根据卤素性质的相似性，砹微溶于水，易溶于CCl4
【解析】　F的次外层电子数为2，Br的次外层电子数为18，A错误；元素的非金属性强弱可以根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，不能根据氢化物的酸性强弱比较，B错误；F无正化合价，不能形成HFO4，C错误；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D正确。故选D。
知识思维导图
课堂素养评价
1.(2024·广东省佛山市期末)2022年9月，我国嫦娥五号探测器首次获得月壤中氦－3(3He)的含量与提取参数，为后续开采氦－3提供了重要的数据支撑。下列说法错误的是(　　)
A．氦是主族元素 B．3He的中子数为1
C．3He与4He互为同位素 D．3He与4He化学性质相似
【解析】　氦为零族元素，A错误；核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；3He的中子数为3－2＝1，B正确；具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素；3He与4He互为同位素，C正确；3He与4He属于同种元素，化学性质相似，D正确。故选A。
2.下列关于碱金属元素的单质及其化合物说法不正确的是(　　)
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．Li在氧气中燃烧生成Li2O2
C．熔、沸点：Li>Na>K
D．碱性：氢氧化铯>氢氧化钠
【解析】　锂的活泼性比钠的弱，与水反应不如钠剧烈，A正确；锂在氧气中的燃烧产物为氧化锂(Li2O)，B不正确；碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即熔、沸点Li>Na>K，C正确；从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强，碱性CsOH>NaOH，D正确。故选B。
3.(2023·河北省定州市期末)下列关于碱金属或卤族元素的叙述中，正确的是(　　)
A．碱金属单质都可保存在煤油中
B．随着核电荷数的增加，碱金属单质、卤素单质的熔沸点依次升高，密度依次增大
C．碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O
D．砹(At)是第六周期的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，还原性：HAt＞HI
【解析】　金属锂的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应保存在石蜡油中，A错误；随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔沸点依次降低，B错误；金属锂与氧气共热反应生成氧化锂，而金属钠与氧气共热反应生成过氧化钠，金属钾与氧气共热反应生成超氧化钾，C错误；同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的还原性依次增强，则砹化氢的还原性强于碘化氢，D正确。故选D。
4.(2023·河北衡水高一检测)A、B元素为1～20号元素。
(1)A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为______，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为________。
(2)B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为________。
(3)A、B形成1∶1型化合物的相对分子质量是__________。
8
10
21
110
【解析】　(1)核电荷数＝质子数＝8，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝10。(2)B元素质子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。(3)A、B两元素形成的1∶1型化合物是K2O2，其相对分子质量是39×2＋16×2＝110。

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