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第2课时　元素周期表　核素
01
学习任务一　认识元素周期表
【新知导学】
一、元素周期表的诞生与演变
二、元素周期表编排原则与结构
1.原子序数
(1)原子序数:按照元素在_______________给元素编号。
(2)原子序数与元素的原子结构之间存在的关系:原子序数=核电荷数=
_______=___________。
周期表中的顺序
质子数
核外电子数
2.编排原则
3.元素周期表的结构
(1)周期 周期序数等于电子层数
(2)族
【思考】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
提示:这种判断是错误的,元素种类最多的族为第ⅢB族,共32种元素(包括镧系元素和锕系元素)。
4.常见族元素的特别名称
族 特别名称
第ⅠA族(除氢外) _______元素
第ⅦA族 _____元素
0族 _________元素
碱金属
卤族
稀有气体
【思考】元素周期表最后一列为什么叫做0族
提示:元素周期表最后一列都是稀有气体元素,化学性质均不活泼,很难与其他物质发生化学反应,把它们的化合价定为0,因此叫做0族。
5.元素周期表中方格里的符号的意义
【合作探究】
【探究】元素位置的表示方法及原子序数的定量关系
[情境]下面是元素周期表中第一周期到第四周期的片段。
(1)你知道磷元素与上述元素周期表片段中哪个字母相对应吗 如何描述它在周期表中的位置
提示:磷元素与g相对应。磷元素在周期表中的位置为第三周期第ⅤA族。
(2)上述元素周期表片段中c 与h 、h 与l 两组元素的原子序数之差各是多少
提示:c与h的原子序数之差为8,h与l的原子序数之差为18。
(3)上述元素周期表片段中e 与f 、j 与k 两组元素的原子序数之差各是多少
提示:e与f的原子序数之差为1,j与k的原子序数之差为11。
(4)某元素原子核外有3个电子层,最外层电子数是3,指出该元素在元素周期表中的位置。
提示:第三周期第ⅢA族。
【总结升华】
1.元素周期表的结构
2.元素的位置与原子结构的关系
3.原子序数的定量关系
(1)同周期,第ⅡA族元素与第ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
(2)同族,相邻周期元素原子序数差: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原子序数相差8,Cl与Br原子序数相差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。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)第ⅠA族元素全部是金属元素。( )
提示:H在第ⅠA族,不是金属元素。
(2)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。( )
提示:阳离子的核外电子层数不等于元素所在的周期数。
×
×
(3)原子的最外层有1个或2个电子,可能是ⅠA 、ⅡA族元素,也可能是副族元素或0族元素。 ( )
提示:副族最外层可能有1个或2个电子,0族元素He最外层有2个电子。
(4)原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。( )
提示:只有第二周期元素原子最外层电子数比次外层电子数多。
√
√
2.(2026·龙岩高一月考)下列关于元素周期表的叙述,错误的是 (　　)
A.元素周期表揭示了化学元素间的内在联系,是化学发展史上的重要里程碑之一
B.在周期表中,把原子电子层数相同的元素排成一横行,称为一周期
C.元素周期表中,总共有18个纵列,16个族
D.第ⅠA族的元素又称为碱金属元素,第ⅦA族的元素又称为卤族元素
【解析】选D。第ⅠA族的元素(除了氢元素)又称为碱金属元素,故D错误。
√
3.试写出下列元素在周期表中的位置。
(1)原子序数为38的元素:_____________。
(2)原子序数为113的元素:____________。
【解析】(1)第四周期稀有气体元素Kr的原子序数为36,则38号元素应该在第五周期,且在第二列,即第ⅡA族。(2)第七周期稀有气体元素Og的原子序数为118,则113号元素应该在第七周期,且在第13列,即第ⅢA族。
答案:(1)第五周期第ⅡA族　
(2)第七周期第ⅢA族
【解题有招】
0族定位法确定元素的位置
02
学习任务二　辨析元素、核素、同位素
【新知导学】
一、元素　核素
1.元素:具有相同_______(核电荷数)的一类原子的总称。
2.核素:具有一定数目_____和一定数目_____的一种原子。
质子数
质子
中子
3.氢元素的三种核素
原子
名称 氢元素的原子核
质子数(Z) 中子数(N)
氕 __ __
氘 __ __
氚 __ __
1
0
1
1
1
2
质子数
中子数
核素
位置
中子
质量
【思考】O2和O3互为同位素吗 H2O和D2O互为同位素吗
提示:均不互为。O2和O3互为同素异形体,不是原子;H2O和D2O是同种物质。
3.几种重要核素的用途
(3)元素的近似相对原子质量:可用各种核素(同位素)的质量数代替相对原子质量按上述方法计算。
【总结升华】
1.元素、核素、同位素的关系
2.同位素的特征——“六同”“三不同”
×
×
√
√
√
√
【解题指南】解答本题注意以下几点:
(1)核素符号由元素符号和质子数、质量数构成。
(2)互为同位素,说明质子数相同、质量数不同;不互为同位素,说明质子数不同。
【题后归纳】
原子结构与同位素的认识误区
03
课堂检测 效果诊断
1.下列关于元素周期表的叙述,正确的是 (　　)
A.元素周期表共有7个横行,称为周期;共有16个纵列,称为族
B.前20号元素称为短周期元素
C.副族元素中,没有非金属元素
D.ⅠA族的元素都被称作碱金属元素
√
【解析】选C。元素周期表共有7个横行,称为周期,共有18个纵列,16个族,故A错误;前18号元素称为短周期元素,故B错误;副族元素中,含8个副族元素,没有非金属元素,故C正确;ⅠA族中氢元素不是碱金属元素,故D错误。
【速解】副族元素又称过渡元素,都属于金属元素。
√
3.(2026·郑州外国语学校高一检测)图为元素周期表的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为35的是 (　　)
√
【解析】选D。55号元素位于第六周期ⅠA族,M上方的元素原子序数为20,M下方原子序数为56,则M的原子序数为20+18=38,A不选;56号元素位于第六周期ⅡA族,M右侧的元素原子序数为20+18=38,则M的原子序数为38-1=37,B不选;28号元素位于第四周期Ⅷ族,M上方的元素原子序数为27,则M的原子序数为27+18=45,C不选;53号元素位于第五周期,M下方的元素原子序数为53,则M的原子序数为53-18=35,D选。
4. (2026·哈尔滨师范大学附属中学高一检测)下列关于元素周期表说法错误的是 (　　)
A.地壳中含量最多的金属元素位于第三周期第ⅢA族
B.元素周期表中副族元素全部是长周期元素
C.最外层电子数相同的元素一定在同一族
D.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数的差值不一定为1
√
【解析】选C。地壳中含量最多的金属元素是铝,位于第三周期第ⅢA族,A正确;副族元素全是长周期元素,B正确;最外层电子数相同的元素不一定在同一族,例如,氦(He,0族)与第ⅡA族元素最外层电子数相同但不同族,C错误;在第四周期及以后同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数的差值大于1,D正确。
(2)元素周期表中氢元素的信息如图所示,其中“1.008”表示
__________。
(3)有关H2和T2的说法正确的是______(填字母)。
A.互为同位素 B.互为同素异形体
C.电子数不同 D.都是氢分子
(4)碳也有一种放射性核素14C,举出一种该核素的应用: __________________。
(4)14C的应用主要有两个方面:一是在考古时测定文物的年代;二是以14C 标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。
答案:(1)AD　(2)氢元素的相对原子质量
(3)D　(4)在考古时测定文物的年代(或作示踪剂等,合理即可)第2课时　元素周期表　核素
【学习目标】 1.通过了解元素周期表的结构,认识原子结构与元素周期表中位置间的关系。(宏观辨识与微观探析) 2.建立元素周期表结构模型与核素结构模型,利用模型能正确描述元素在元素周期表中的位置,知道X的含义,知道元素、核素、同位素的含义。(证据推理与模型认知)
学习任务一　认识元素周期表
【新知导学】
一、元素周期表的诞生与演变
二、元素周期表编排原则与结构
1.原子序数
(1)原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编号。
(2)原子序数与元素的原子结构之间存在的关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
2.编排原则
3.元素周期表的结构
(1)周期周期序数等于电子层数
(2)族
【思考】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
提示:这种判断是错误的,元素种类最多的族为第ⅢB族,共32种元素(包括镧系元素和锕系元素)。
4.常见族元素的特别名称
族 特别名称
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
【思考】元素周期表最后一列为什么叫做0族
提示:元素周期表最后一列都是稀有气体元素,化学性质均不活泼,很难与其他物质发生化学反应,把它们的化合价定为0,因此叫做0族。
5.元素周期表中方格里的符号的意义
【合作探究】
【探究】元素位置的表示方法及原子序数的定量关系
　[情境]下面是元素周期表中第一周期到第四周期的片段。
(1)你知道磷元素与上述元素周期表片段中哪个字母相对应吗 如何描述它在周期表中的位置
提示:磷元素与g相对应。磷元素在周期表中的位置为第三周期第ⅤA族。
(2)上述元素周期表片段中c 与h 、h 与l 两组元素的原子序数之差各是多少
提示:c与h的原子序数之差为8,h与l的原子序数之差为18。
(3)上述元素周期表片段中e 与f 、j 与k 两组元素的原子序数之差各是多少
提示:e与f的原子序数之差为1,j与k的原子序数之差为11。
(4)某元素原子核外有3个电子层,最外层电子数是3,指出该元素在元素周期表中的位置。
提示:第三周期第ⅢA族。
【总结升华】
1.元素周期表的结构
2.元素的位置与原子结构的关系
3.原子序数的定量关系
(1)同周期,第ⅡA族元素与第ⅢA族元素原子序数差可能为1、11、25。
(2)同族,相邻周期元素原子序数差: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原子序数相差8,Cl与Br原子序数相差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。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)第ⅠA族元素全部是金属元素。 (×)
提示:H在第ⅠA族,不是金属元素。
(2)原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。 (×)
提示:阳离子的核外电子层数不等于元素所在的周期数。
(3)原子的最外层有1个或2个电子,可能是ⅠA 、ⅡA族元素,也可能是副族元素或0族元素。 (√)
提示:副族最外层可能有1个或2个电子,0族元素He最外层有2个电子。
(4)原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。 (√)
提示:只有第二周期元素原子最外层电子数比次外层电子数多。
2.(2026·龙岩高一月考)下列关于元素周期表的叙述,错误的是 (　　)
A.元素周期表揭示了化学元素间的内在联系,是化学发展史上的重要里程碑之一
B.在周期表中,把原子电子层数相同的元素排成一横行,称为一周期
C.元素周期表中,总共有18个纵列,16个族
D.第ⅠA族的元素又称为碱金属元素,第ⅦA族的元素又称为卤族元素
【解析】选D。第ⅠA族的元素(除了氢元素)又称为碱金属元素,故D错误。
3.试写出下列元素在周期表中的位置。
(1)原子序数为38的元素:_____________。
(2)原子序数为113的元素:____________。
【解析】(1)第四周期稀有气体元素Kr的原子序数为36,则38号元素应该在第五周期,且在第二列,即第ⅡA族。(2)第七周期稀有气体元素Og的原子序数为118,则113号元素应该在第七周期,且在第13列,即第ⅢA族。
答案:(1)第五周期第ⅡA族　
(2)第七周期第ⅢA族
【解题有招】
0族定位法确定元素的位置
学习任务二　辨析元素、核素、同位素
【新知导学】
一、元素　核素
1.元素:具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
2.核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
3.氢元素的三种核素
原子符号 X) 原子 名称 氢元素的原子核
质子数(Z) 中子数(N)
H 氕 1 0
H或D 氘 1 1
H或T 氚 1 2
二、同位素
1.同位素:质子数相同而中子数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),如HHH互为同位素。
2.特点
(1)同位素在元素周期表中占有相同的位置;
(2)同一元素的不同核素,中子数不同,质量数也不相同;
(3)天然存在的同位素,相互间保持一定的比率。
【思考】O2和O3互为同位素吗 H2O和D2O互为同位素吗
提示:均不互为。O2和O3互为同素异形体,不是原子;H2O和D2O是同种物质。
3.几种重要核素的用途
【教材微拓】(溯源教材·P97)
元素的相对原子质量
(1)相对原子质量(Ar)是指以一个12C原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的质量跟一个12C原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。
(2)元素的平均相对原子质量: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百分数比计算的平均值。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百分数比或物质的量分数。
(3)元素的近似相对原子质量:可用各种核素(同位素)的质量数代替相对原子质量按上述方法计算。
【总结升华】
1.元素、核素、同位素的关系
2.同位素的特征——“六同”“三不同”
【即学即练】
1.易错辨析
(1)任何原子都由质子、中子、电子构成。 (×)
提示H原子中不含中子。
(2)23Na和23Mg互为同位素。 (×)
提示:23Na和23Mg质子数不同,不互为同位素。
(3)同位素的化学性质几乎相同,物理性质略有差异。 (√)
提示:同位素的最外层电子数相同,化学性质几乎相同,物理性质略有差异。
(4)原子的种类大于元素的种类。 (√)
提示:同种元素可以有多种不同的核素,所以元素的种类少于原子的种类。
(5H和H+为同一元素的不同微粒。 (√)
提示H和H+分别是氢元素的一种原子和一种离子。
2.(2026·江门高一检测)我国航天器“天问一号”首次让火星出现了中国的印记,实现了中国在深空探测领域的技术跨越。此次探测由核素Cm提供能量。下列说法错误的是 (　　)
ACm原子核内中子数为151
BCm原子核外电子数为96
C.248Cm与247Cm为同种核素
DCmCm互为同位素
【解析】选CCm原子核内中子数为247-96=151,故A正确;原子中质子数=核外电子数,Cm原子核外电子数为96,故B正确;248Cm与 247Cm的中子数不同,不是同种核素,故C错误;CmCm 是质子数相同、中子数不同的原子,互为同位素,故D正确。
3.中科院科学家首次合成新核素U,是目前已知最轻的铀同位素。元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念。根据下列8种化学符号H2H2CLiNaNLiMg。回答下列问题:
(1)表示核素的符号共________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是______和________。
(4)中子数相等,但质子数不相等的是________和______。
【解题指南】解答本题注意以下几点:
(1)核素符号由元素符号和质子数、质量数构成。
(2)互为同位素,说明质子数相同、质量数不同;不互为同位素,说明质子数不同。
【解析】(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子,一种原子即为一种核素H2和H2都是分子,不属于核素,其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子,所以Li和Li互为同位素。(3C和N的质量数都是14,但质子数分别为6和7,属于不同元素的原子,不能互称为同位素。(4Na和Mg 的中子数都是12,但质子数分别为11和12。
答案:(1)6　(2LiLi　(3CN　
(4NaMg
【题后归纳】
原子结构与同位素的认识误区
课堂检测效果诊断
1.下列关于元素周期表的叙述,正确的是 (　　)
A.元素周期表共有7个横行,称为周期;共有16个纵列,称为族
B.前20号元素称为短周期元素
C.副族元素中,没有非金属元素
D.ⅠA族的元素都被称作碱金属元素
【解析】选C。元素周期表共有7个横行,称为周期,共有18个纵列,16个族,故A错误;前18号元素称为短周期元素,故B错误;副族元素中,含8个副族元素,没有非金属元素,故C正确;ⅠA族中氢元素不是碱金属元素,故D错误。
【速解】副族元素又称过渡元素,都属于金属元素。
2.(2026·运城九校高一联考)金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关Ti 和Ti 的说法正确的是 (　　)
ATi 和Ti 中均含有22个中子
BTi 和Ti 具有相同的质子数
CTi 和Ti 的物理性质相同
DTi 和Ti 为同一种核素
【解析】选BTi的中子数=48-22=26Ti的中子数=50-22=28,二者中子数不同,故A错误Ti 和Ti为钛元素的不同核素,质子数相同,均为22,故B正确Ti 和Ti化学性质相同,物理性质有差异,故C错误Ti 和Ti质子数相同,中子数不同,为钛元素的不同核素,故D错误。
3.(2026·郑州外国语学校高一检测)图为元素周期表的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为35的是 (　　)
【解析】选D。55号元素位于第六周期ⅠA族,M上方的元素原子序数为20,M下方原子序数为56,则M的原子序数为20+18=38,A不选;56号元素位于第六周期ⅡA族,M右侧的元素原子序数为20+18=38,则M的原子序数为38-1=37,B不选;28号元素位于第四周期Ⅷ族,M上方的元素原子序数为27,则M的原子序数为27+18=45,C不选;53号元素位于第五周期,M下方的元素原子序数为53,则M的原子序数为53-18=35,D选。
4. (2026·哈尔滨师范大学附属中学高一检测)下列关于元素周期表说法错误的是 (　　)
A.地壳中含量最多的金属元素位于第三周期第ⅢA族
B.元素周期表中副族元素全部是长周期元素
C.最外层电子数相同的元素一定在同一族
D.同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数的差值不一定为1
【解析】选C。地壳中含量最多的金属元素是铝,位于第三周期第ⅢA族,A正确;副族元素全是长周期元素,B正确;最外层电子数相同的元素不一定在同一族,例如,氦(He,0族)与第ⅡA族元素最外层电子数相同但不同族,C错误;在第四周期及以后同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数的差值大于1,D正确。
【深挖掘 教材激活】
5.(溯源教材·P96表4-1)我国在水中锶和氚的去除与研究方面取得了多项成就,涵盖新型材料开发、环境风险评估等领域。
(1)下列有关氚的说法正确的是__________(填字母)。
A.图中P+表示质子
B.氚的核素符号为H
C.氚及其同位素性质完全相同
D.11 g氚水(O)所含中子数为6NA
(2)元素周期表中氢元素的信息如图所示,其中“1.008”表示__________。
(3)有关H2和T2的说法正确的是______(填字母)。
A.互为同位素
B.互为同素异形体
C.电子数不同
D.都是氢分子
(4)碳也有一种放射性核素14C,举出一种该核素的应用: __________________。
【解析】(1)图中P+带正电荷,表示质子,A正确;氚原子核电荷数为 1,质量数为1+2=3,故表示为H,B 错误;氚及其同位素在周期表中位置相同,物理性质不相同,化学性质相同, C 错误;11 g氚水O物质的量n==0.5 mol, 1分子氚水中含12个中子,则所含中子数为6NA,D 正确。
(2)元素周期表中氢元素的信息中“1.008”表示氢元素的相对原子质量。
(3)H2和T2是同种元素形成的相同单质,是同一种物质,不互为同位素,不互为同素异形体,A、B错误,D正确;H和T都是氢元素,故H2和T2电子数相同,C错误。
(4)14C的应用主要有两个方面:一是在考古时测定文物的年代;二是以14C 标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。
答案:(1)AD　(2)氢元素的相对原子质量
(3)D　(4)在考古时测定文物的年代(或作示踪剂等,合理即可)

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