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第20讲 原子结构与元素周期表
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标，学习有方向
知识导图搭框架，轻松学习建逻辑
教材精讲精析，基础全面掌握
重点详解详析，难点提升突破
核心命题精准练，发散思维练方法
常考题型巩固练，针对训练稳提升
预习目标 1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。 2.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推导。 3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。 4.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。
重难点 1.原子核外电子排布规律的理解。 2.元素周期表的结构及序差规律。 3.元素、核素、同位素、同素异形体的比较。
知识点1：原子构成及质量数
1.原子的构成
2.质量数
原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数,用符号A表示。
质量数(A)===质子数(Z)+中子数(N)(质量关系)
知识点2：原子核外电子的排布规律
1.电子层
概念 在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称为电子层。
表示方法 通常把能量最低、离核最近的电子层叫做第一层；能量稍高、离核稍远的电子层称为第二层；这样由内向外以此类推,分别用n =1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。
图示
各电子层的表示符号以及离核远近、能量高低关系可表示如下：
电子层数n 1 2 3 4 5 6 7
电子层符号 K L M N O P Q
离核远近 近→远
能量高低 低→高
2.电子的能量
（1）在多电子原子中，电子的能量不同。
（2）在离核较近的区域内运动的电子的能量较低,在离核较远的区域内运动的电子的能量较高。
3.核外电子排布的一般规律
“分层” 指核外电子分层排布。
“一低” 指核外电子按照能量最低原则排布。一般情况下，核外电子总是尽可能先从能量最低的电子层排起，即由内向外，最先排布在K层，当K层排满后再排L层，当L层排满后再排M层。
“三不超” 指各电子层容纳电子数的规律。各电子层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)，原子核外最外层电子不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，次外层电子不超过18个，倒数第3层电子不超过32个。
①原子核外电子排布的各项规律是相互联系、相互制约的，不能孤立地理解，即任一原子的核外电子排布必须同时满足所有规律。 如M层不是最外层时，其容纳电子数最多为18，当M层为最外层时，其容纳电子数最多为8。 ②从M层(第三层)开始，核外电子并不是排满一层后再排下一电子层，即M层还没有排满(即达到最多容纳的电子数)，电子就开始在N层(第四层)排布。如K原子M层排8个电子，N层排1个电子。
知识点3：核外电子排布的表示方法
1.原子结构示意图
为了形象地表示元素原子的核电荷数与核外电子排布，引入了原子结构示意图，例如钠原子的结构示意图如图所示：
2.离子结构示意图
原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，此过程中原子核不发生改变,只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此,简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl- 、Na+
①离子结构示意图中，阳离子：核内质子数＞核外电子数；阴离子：核内质子数＜核外电子数，且差值为离子所带电荷数。 ②简单离子(即单原子离子)的离子结构示意图中最外层一般为8电子稳定结构(若K层为最外层，则是2电子稳定结构)。
3.原子与离子结构示意图比较
微粒 原子 阳离子 阴离子
结构 质子数=电子数 质子数＞电子数 质子数＜电子数
电性 不显电性 带正电 带负电
最外层电子数 不一定是8 一般是8 一般是8
化学性质 不一定稳定 相对稳定 相对稳定
知识点4：元素周期表的结构
1.元素周期表的编排原则
(1)原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。
原子序数与元素的原子结构之间存在着下列关系:
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(2)横行:原子核外电子层数相同的元素，按照原子序数递增的顺序从左到右排列。
(3)纵列：不同横行中原子核外最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。
①核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如 Al3+、Na+、F-等。 ②过渡元素：元素周期表中第IIIB族到第IIB族为过渡元素，这些元素都是金属元素，所以又称它们为过渡金属。 ③镧系元素：元素周期表第六周期第IIIB中，从57号元素镧到71号元素镥共有15 元素，统称为镧系元素，它们的化学性质相似。 ④锕系元素：元素周期表第七周期第IIIB族中，从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素，统称为锕系元素，它们的化学性质相似。
2.周期
数目 现行的元素周期表中有7个横行，每个横行各为一个周期，共7个周期，自上而下依次称为第一、二、三、四、五、六、七周期。
特点 同一周期中，元素原子的电子层数相同，且电子层数等于周期序数，从左到右原子序数递増。
周期分类及元素的种数 7个周期分为短周期(第一、二、三周期)和长周期(第四、五、六、七周期)，7个周期中元素的种类不完全相同，其中第一周期含2种元素，第二、三周期各含8种元素，第四、五周期各含18种元素，第六、七周期各含32种元素，总共118种元素。
3.族
数目 元素周期表中共有18个纵列，除第8、9、10三个纵列叫做第VIII族外，其余每个纵列各为一个族，共有16个族。
分类 16个族分为7个主族、7个副族、1个第VIII族和1个0族。
特点 同一主族中元素原子的最外层电子数相同，且等于其族序数，从上到下原子序数递增。
①各周期元素归类 类别周期序数起止元素原子序数所含元素种数短周期1H~He1~222Li~Ne3~1083Na~Ar11~188长周期4K~Kr19~36185Rb~Xe37~54186Cs~Rn55~86327Fr~Og87~11832
②常见族元素的特别名称 第I A族(氢除外)碱金属元素；第IIA族：碱土金属元素；第VIIA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。 ③元素周期表中纵列与族序数的关系 元素周期表中共有18个纵列，16个族。其中有7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个0族。7个主族（第I A族~第VIIA族）从左向右依次为第 1、2、13、14、15、16、17纵列；7个副族（第IIIB族~第VIIB族、第IB族~第IIB族）从左向右依次为第3、4、5、6、7、11、12纵列（其中第3纵列的第IIIB族因包含镧系、锕系元素，所含元素种类最多，有32种）；第VIII族包含第8、9、10纵列；0族为第18纵列。 列数123456789101112131415161718类别主族副族第VIII族副族主族0族名称IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA0
④元素周期表记忆口诀 横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四长副族现, 竖列称作族，总共十六族； VIII族最特殊，三列是一族; 二三分主副，先主后副族； 镧锕各十五，均属IIIB族。
知识点5：元素、核素及同位素
1.元素
元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的同一类原子的总称。由此可知同种元素原子的原子核内质子数一定相同，但中子数不一定相同。例如氢元素原子的原子核内质子数与中子数的情况如下表：
元素名称 原子核 原子名称 原子符（）
质子数（Z） 中子数（N）
氢 1 0 氕
1 1 氘 或D
1 2 氚 或T
2.核素
表示方法
含义 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。“核素”属于微观概念,界定的是一种原子,核素既论种类又论个数,它由质子数和中子数共同决定，即原子核内质子数相同、中子数不同的原子不是同种核素,例 如:、、、、、各为一种核素。
①绝大多数元素都包含多种核素，如氢元素存在、、三种核素。 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。
3.同位素
含义 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互称为同位素)，如:、、三种核素互为同位素。
特点 ①位置：质子数相同，故元素符号相同，在周期表中占据同一位置。 ②构成:相同的质子数，不同的中子数。 ③性质：同位素的原子核外电子层结构相同，因此化学性质几乎相同；因质量数不同，物理性质略有差异。 ④存在:天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。
应用 ①在考古工作中用于测定文物的年代； ②用于制造原子弹、核能发电； ③、用于制造氢弹等; ④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
1.核素、同位素的异同 ①核素是具有一定质子数和一定中子数的原子，同位素是具有相同质子数的不同核素的互称。 ②一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。 ③同位素：“同位”即核素在元素周期表中占据同一个位置。 2.同位素的“三同、三不同、一不变” 三同同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同的位置(元素周期表中)，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，自然界中原子个数百分比不同。一不变天然存在的某种元素,不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。例如,我们所吃的食盐中既有: Na35Cl，又有Na37Cl，且35Cl和37Cl原子个数保持一定的比率。
重难点1：1~20号元素原子核外电子排布特征
最外层电子数为1的原子 H、Li、Na、K
最外层电子数为2的原子 He、Be、Mg、Ca
最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系 最外层电子数=次外层电子数的原子 Be、Ar
最外层电子数=次外层电子数2倍的原子 C
最外层电子数=次外层电子数3倍的原子 O
最外层电子数=次外层电子数4倍的原子 Ne
最外层电子数=次外层电子数1/2的原子 Li、Si
最外层电子数与电子层数存在倍数关系 最外层电子数=电子层数1/2的原子 Li、Ca
最外层电子数=电子层数的原子 H、Be、Al
最外层电子数=电子层数2倍的原子 He、C、S
最外层电子数=电子层数3倍的原子 O
最外层电子数=内层电子数1/2的原子 Li、P
原子核内无中子的原子
重难点2：电子总数或质子总数相同的粒子
电子总数或质子总数相同的微粒可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒,也可以是多核微粒。
1.电子总数相同的粒子
10电子微粒
18电子微粒
2电子微粒
常见“几核几电子微粒”的说法中，微粒中含有几个原子，就为几核，如2核18电子的分子有HCl、F2；2核18 电子的离子有HS-、O22-；4核10电子的分子有NH3。
2.质子总数相同的粒子
离子 9质子 F-、OH-、NH2-
11 质子 Na+、H3O+、NH4+
17质子 Cl-、HS-等
寻找具有相同质子数的离子时，常以单核离子为基础，通过其相邻元素氢化物形成的离子来确定，如确定含9个质子的离子，以F-为基础，然后确定8 + 1 (质子数分别为8、1 的两种原子)形成的离子、7 + 2(质子数分别为7、2的两种原子)形成的离子等。
分子 14质子 N2、CO
16质子 S和O2等
质子数相同的分子，其电子数也相同，因此记忆时可通过联想法：如判断与N2具有相同质子数的分子，以N的质子数7为中心，结合常见物质可确定双原子分子CO(质子数 6+8=7 +7)。
重难点3：元素周期表中位置与原子序数的关系
1.由原子序数推导元素在周期表中的位置
（1）熟记稀有气体元素的原子序数
周期序数 一 二 三 四 五 六 七
稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
（2）比大小定周期
比较某元素的原子序数与0族元素原子序数的大小，找出与其相邻近的两种0族元素，该元素和原子序数大的0族元素处于同周期。
（3）求差值定族数
①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处于0族元素所在周期的下一周期的第I A族或第IIA族，如88号元素，88-86=2,则其应位于第七周期第IIA族。
②若某元素的原于序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5，则应分别处在0族元素所在周期的第VIIA、VIA、VA、IVA、IIIA族，如84号元素应在第六周期第VIA族.
③若差值为其他数，则由相应差值找出对应的族。
2.由元素在周期表中的位置推导原子序数
(1)同周期不同主族
因不同周期中所含元素种类数不都完全相同，而且长周期中第IIA族和第IIIA族之间插入了过渡元素，非第IIA族和第IIIA族同周期相邻主族元素的原子序数之差一定是1；同周期第IIA族与第IIIA族元素原子序数之差从第二周期到第七周期依次为1、1、11、11、25、25。
（2）同主族不同周期
若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a。
①若A、B为第IA族或第IIA族（位于过渡元素左边）元素，则B的原子序数为（a+m）。
②若A、B为第IIIA族~第VIIA族(位于过渡元素右边)元素，则B的原子序数为(a+n)。
重难点4：了解元素周期中的相关信息
1.元素周期表中每一格中的信息
在元素周期表中，每一种元素均占据一格。每一格所表示的元素信息，除元素的原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量外，高中阶段又新增了以下信息：外围电子层排布、是否为放射性元素以及元素的类别等。例如：
2.族序数与原子序数的关系
族序数为奇数（第IIIB族镧系、锕系除外），则该族元素的原子序数一定为奇数；族序数为偶数（第VIII族除外），则该族元素的原子序数一定为偶数。
（1）区别
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 只论种类，不论个数 化学性质几乎完全相同 化学性质几乎完全相同 组成元素相同、 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三种元素 、、三种核素 、、互称同位素 O2与O3互为同素异形体
（2）联系
重难点5：几种“相对原子质量”
1 .概念理解
概念 概念理解
原子质量 某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量 一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数) 原子核内质子数与中子数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量 元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的百分比乘积的加和。计算公式为： Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…［其中，Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量，a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比，a％ + b% +…=1］。 元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量 Ar =Ar（A）·a% + Ar(B)·b% +…，该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的质量数代替即得元素的近似相对原子质量
2.实例比较
氯元素 35Cl 37Cl
质量数 35 37
核素的相对原子质量 34.969 36.966
核素的近似相对原子质量 35 37
同位素丰度 75.77% 24.23%
氯元素的相对原子质量 34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量 35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
命题点1：原子结构
【针对训练1】（25-26高一下·山东枣庄·期中）下列微粒结构示意图中，一定错误的是
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】A．质子数为8，核外电子数，是氧原子，符合排布规律，A不符合题意；
B．质子数为11，第二层排布了9个电子，违反了第二层最多只能容纳8个电子的排布规则，B符合题意；
C．质子数为17，核外电子数，是氯原子，符合排布规律，C不符合题意；
D．质子数为17，核外电子数，是氯离子，符合排布规律，D不符合题意；
故选B。
【针对训练2】（25-26高一下·河南许昌·期中）某主族元素X的一种微粒的结构示意图为()，下列分析错误的是
A．若X的焰色为黄色，则
B．若，则X的最高正价为
C．若，则X不可能是金属元素
D．若，则
【答案】C
【详解】A．若X的焰色为黄色，则元素X是Na元素，Na元素核内质子数为11，A正确；
B．若b<8，可知元素X位于第三周期，最高正价等于其最外层电子数，B正确；
C．若b=8，则该微粒的核外电子数为18，若该微粒为原子，则元素X为Ar，是非金属元素；若该微粒为阳离子，则a>18，X可能为K、Ca等主族金属元素，C错误；
D．若a答案选C。
【针对训练3】（25-26高一上·广东广州·期中）如图是元素的原子结构示意图。下列说法正确的是
A．该原子的核外电子数为12
B．该原子最外电子层达到了稳定结构
C．X属于非金属元素
D．X与Cl形成的化合物为XCl
【答案】A
【详解】A．原子中质子数等于核外电子数，该原子质子数为12，故核外电子数为12，A正确；
B．该原子最外电子层有2个电子，未达到8电子稳定结构（第一层为最外层时2电子稳定），B错误；
C．质子数12的元素为镁（Mg），属于金属元素，C错误；
D．X为镁，最外层电子数2，易失2个电子显+2价，Cl易得1个电子显-1价，形成化合物为XCl2，D错误；
故选A。
命题点2：根据核外电子排布特征进行元素推断
【针对训练4】下列各组微粒具有相同的质子数和电子数的是
A．OH-、H2O、F- B．NH3、NH、NH
C．H3O＋、NH、NH D．HCl、F2、H2S
【答案】D
【分析】元素原子的质子数等于电子数等于核电荷数，阳离子的电子数等于相应原子的质子数减去所带的电荷数，阴离子的电子数等于相应原子的质子数加上所带的电荷数，据此根据物质构成分析解答。
【详解】A．OH-和F-的质子数为9、电子数为9+1=10，而H2O的质子数和电子数均为10，A不符合题意；
B．NH3的质子数与电子数均为7+3=10，NH的质子数为7+4=11、电子数为11-1=10，NH的质子数为7+2=9，电子数为9+1=10，B不符合题意；
C．H3O＋的质子数为3+8=11、电子数为 11-1=10，NH的质子数,7+4=11、电子数为11-1=10，NH的质子数为7+2=9，电子数为9+1=10，C不符合题意；
D．HCl、F2、H2S三者的质子数均为18，均不带电荷，所以电子数也均为18，D符合题意；
故选D。
【针对训练5】如图所示，A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是
A．A、E原子序数之差可能为2 B．D、E原子序数之差可能为18或32
C．B、C原子序数之差一定是2 D．B、D原子序数之差大于8
【答案】A
【详解】A．由题给5种元素的位置关系可以看出﹐A不是第一周期元素。因为A若为氢元素，则其位于最左侧的ⅠA族，那么就不应有B，所以A、E原子序数之差不可能为2，故A错误；
B．A、E、D可能为ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素，以ⅥA族元素为例，由如表原子序数之差可知D、E原子序数之差可能为18或32，故B正确；
元素符号 O S Se Te Po
原子序数 8 16 34 52 84
原子序数之差 8 18 18 32
C．B、C之间仅隔有1种E元素，故其原子序数之差一定为2，故C正确；
D．根据B选项，D、E原子序数之差可能为8或18或32，B原子序数比E小1，所以B，D原子序数之差应大于8，故D正确；
选A。
【针对训练6】用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：
(1)A元素是_______、B元素是_______、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_______。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_______。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_______。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_______。
(6)H分子中含有8个原子，其分子式是_______。
【答案】(1) K Cl S
(2)HCl
(3)F2
(4)H2S
(5)H2O2(或PH3)
(6)C2H6
【分析】含有18个电子的简单阳离子为Ca2＋和K＋，简单阴离子为Cl-、S2-等，氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6等，其他的如F2、Ar等；则A+、B-、C2-分别为K＋、Cl-、S2-，据此分析解答。
【详解】（1）A+、B-、C2-分别为K＋、Cl-、S2-，A元素是K、B元素是Cl、C元素是S；
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，且含有18个电子，故其分子式HCl；
（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，即非金属性最强的分子，其分子式是F2；
（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是H2S；
（5）G分子中含有4个原子，其分子式是H2O2或PH3；
（6）H分子中含有8个原子，其分子式是C2H6。
命题点3：元素周期表的结构及元素的位置确定
【针对训练7】（25-26高一下·山东菏泽·期中）下列有关元素周期表的认识正确的是
A．第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
C．每一族只有一列
D．前3个周期为短周期、其余为长周期
【答案】D
【详解】A．第ⅠA族元素含H元素，H不属于碱金属元素，A错误；
B．原子核外各层电子数相等的元素为H、Be等，Be为金属元素，B错误；
C．周期表中第8、9、10三个纵列为Ⅷ族，则18个列，共16个族，C错误；
D．短周期为一、二、三周期，其它为长周期，故D正确；
因此答案为D；
【针对训练8】下图为元素周期表中的一部分，表中数字是原子序数，其中X为34的是
A．B． C． D．
【答案】A
【分析】34号元素位于第四周期ⅥA族，然后利用ⅢA族以后，同主族相邻周期原子序数的差值为18，是下周期元素所在周期元素种类，据此分析；
【详解】A．15号元素右邻原子序数为16，34号元素位于第四周期，第四周期有18种元素，因此有34-16=18，故A正确；
B．53号元素位于第五周期，第五周期共有18种元素，34、53原子序数差值为19≠18，故B错误；
C．50号元素右邻原子序数为51，51号元素位于第五周期，第五周期共有18种元素，34、51原子序数差值为17≠18，故C错误；
D．26、34原子序数差值为8≠18，故D错误；
答案为A。
【针对训练9】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
【答案】D
【详解】若A、B为第二、三周期元素，n=m＋1；若A、B为第四、五周期元素，n=m＋11；若A、B为第六、七周期元素，n=m＋25；故答案为D。
命题点4：元素、核素、同位素、同素异形体的比较
【针对训练10】（25-26高一上·广东广州·期末）广州美术馆大量使用了碲化镉（CdTe）发电玻璃。下列说法正确的是
A．和的质子数一定相等 B．的中子数比质子数多14个
C．的相对原子质量为128 D．与互为同位素
【答案】A
【详解】A．和是Cd元素的不同核素，属于同种元素，质子数一定相等，A正确；
B．的质子数为52，中子数为，中子数比质子数多，B错误；
C．的质量数为128，其相对原子质量仅近似等于128，并不完全等于128，C错误；
D．同位素的定义是质子数相同、中子数不同的同种元素的原子，与属于不同元素，质子数不同，不互为同位素，D错误；
故选A。
【针对训练11】（25-26高一上·辽宁·期末）2025年11月，我国在钍基熔盐堆技术领域取得了重大突破，将我国储量丰富的稀土资源钍转化为高效核燃料铀，未来可不再依赖铀进口。这一过程的核心路径如图所示，下列说法正确的是
A．该过程为化学过程 B．、互为同素异形体
C．比多一个中子 D．和混在一起是混合物
【答案】C
【详解】A．该过程涉及中子俘获和β衰变，属于核反应，不是化学过程，A错误；
B．同素异形体是指同种元素组成的不同单质，如O 和O ，而 和互为同位素，不互为同素异形体，B错误；
C．的质量数为233，质子数为90，中子数为143； 的质量数为232，质子数为90，中子数为142，因此 比多一个中子，C正确；
D．和是钍元素的同位素，它们混在一起仍属于同种元素，因此是纯净物，不是混合物，D错误；
故选C。
【针对训练12】（多选）诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于和的说法正确的是
A．和的质子数相同，互称为同位素
B．和的中子数相同，互称为同位素
C．和的核外电子数相同，是同一种元素
D．和的质量数不同，不能互称为同位素
【答案】AC
【详解】和是质子数相同、质量数不同或中子数不同的两种核素，互为同位素，原子呈电中性，和的质子数相同，则核外电子总数也相同，均属于铂元素，则AC项正确；
选AC。
一、单选题
1．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是
A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充
C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成
【答案】A
【详解】A．原子核外电子在核外排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次升高，故K层电子的能量低于L层，A错误；
B．原子核外电子排布遵循能量最低原则，即核外电子总是优先排在离核近的能量低的电子层里，即总是从K层开始填充，B正确；
C．由核外电子排布规律可知，每一层最多排布的电子为2n2个(n为电子层序数)，故第二层即L层最多能容纳8个电子，C正确；
D．原子由原子核与核外电子构成，D正确；
故答案为：A。
2．（24-25高一下·上海·期末）下列各组中，互为同位素的是
A．石墨和金刚石 B．和 C．和 D．和
【答案】D
【详解】A．石墨和金刚石是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，不符合同位素定义，A不符合题意；
B．和的质子数分别为12和11，属于不同元素的核素，不互为同位素，B不符合题意；
C．和属于化合物，同位素的研究对象是原子，二者不互为同位素，C不符合题意；
D．和的质子数均为20，中子数分别为20和22，是钙元素的不同核素，互为同位素，D符合题意；
故选D。
3．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是
A．Mg2+ 、Al3+、 Cl-、 Ne B．Na+、 F- 、S2- 、Ar
C．K+、 Ca2+ 、S2-、Ar D．Mg2+ 、O2-、Na+、 Cl-
【答案】C
【详解】A．Mg2+ 、Al3+和Ne的电子层结构相同，比Cl-少一个电子层，故A不符合题意；
B．Na+和 F-电子层结构相同，S2- 和Ar电子层结构相同，Na+和 F-比S2- 和Ar少一个电子层，故B不符合题意；
C．K+、 Ca2+ 、S2-、Ar核外都18个电子，所以电子层结构相同，故C符合题意；
D．Mg2+ 、O2-、Na+电子层结构相同，Mg2+ 、O2-、Na+比Cl-少一个电子层，故D不符合题意；
故选C。
4．（25-26高一上·河北雄安·期末）下列说法错误的是
A．元素周期表有7个周期，有16个族
B．元素周期表第二、三周期相邻的上下两种元素，核电荷数均相差8
C．、互为同位素，物理性质不同，化学性质相似
D．、均属于碳元素的不同核素，其中常用于考古断代
【答案】C
【详解】A．元素周期表有7个周期和16个族，A正确；
B．第二周期元素与第三周期对应元素的核电荷数均相差8，如Li与Na、Be与Mg等，B正确；
C．、都是氧气分子，而同位素是指同一元素的不同原子，即质子数相同、中子数不同的原子，分子不能称为同位素，C错误；
D． 、均是碳元素的不同核素，质子数均为6，中子数不同，且具有放射性，常用于考古断代，该说法正确，D正确；
故选C。
5．（24-25高一下·安徽·期中）我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对41Ca的灵敏检测。钙元素在元素周期表中的信息如图所示，下列有关说法错误的是
A．41Ca与40Ca的物理性质不同
B．41Ca与40Ca互为同位素
C．41Ca与40Ca的左上角数字不同是因为质子数不同
D．41Ca与40Ca的中子数差值为1
【答案】C
【详解】A．与互为同位素，同位素化学性质几乎完全相同，物理性质因质量数不同存在差异，A正确；
B．与质子数均为20、中子数不同，属于同种元素的不同核素，互为同位素，B正确；
C．原子符号左上角数字为质量数，二者质子数相同，质量数不同是因为中子数不同，并非质子数不同，C错误；
D．中子数为，中子数为，二者中子数差值为1，D正确；
故选C。
6．（24-25高一上·河北保定·期中）下列化学用语表示正确的是
A．与互为同位素
B．的电离方程式：
C．氯离子的结构示意图：
D．质子数为17、中子数为20的氯原子：
【答案】C
【详解】A．与是同种元素形成的结构相同的单质，属于同一种物质，A错误；
B．的电离方程式为：，B错误；
C．氯离子是氯原子得到一个电子后形成的，则其结构示意图为：，C正确；
D．原子左上方的数值应该是质量数，质量数为17+20=37，正确的写法是Cl，D错误；
故选C。
7．（25-26高一下·山东·期中）用中子轰击原子产生粒子()的核反应为：。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是
A．和互为同素异形体
B．可用于中和溅在皮肤上的溶液
C．X位于周期表第2周期ⅡA族
D．Y单质在空气中燃烧的产物是
【答案】B
【分析】根据核反应质量数守恒可得N+1=7+4，解得N=10；根据电荷数守恒可得Z+0=p+2，Y在化合物中显+1价，说明Y为第ⅠA族元素，质量数为7的第ⅠA族元素为Li，质子数p=3，因此Z=3+2=5，可知X为B元素，Y为Li元素。
【详解】A．和为同种元素的不同核素，互为同位素，同素异形体为同种元素形成的不同单质，A错误；
B．为硼酸，属于弱酸，腐蚀性较弱，可用于中和溅在皮肤上的溶液，B正确；
C．X为B元素，原子序数为5，核外电子排布为，位于周期表第2周期ⅢA族，C错误；
D．Y为Li元素，Li单质在空气中燃烧的产物为，D错误；
故选B。
8．下列微粒和与具有相同电子总数和质子总数的是：
A． B． C． D．Ne
【答案】A
【分析】质子数为11，核外电子数为10。
【详解】A．钠离子质子数为11，核外电子数为10，故A可选；
B．钾离子质子数为19，核外电子数为18，故B不选；
C．氟离子质子数为9，核外电子数为10，故C不选；
D．氖原子质子数为10，核外电子数为10，故D不选；
故选A。
9．下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法正确的是
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．微粒Na+、Mg2+、O2-具有相同的电子层结构
C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
D．Ca2+的质子数比核外电子数少2
【答案】B
【详解】A．同种元素的原子均有相同的质子数，但中子数不一定相同，A错误；
B．微粒Na+、Mg2+、O2-核外电子排布是2、8，三种微粒具有相同的电子层结构，B正确；
C．某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He，也可能是Be，因此该元素不一定是金属元素，C错误；
D．Ca是20号元素，Ca2+的质子数是20，离子的核外电子数是18，故质子数比核外电子数多2个，D错误；
故合理选项是B。
10．某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
【答案】B
【详解】
R的近似相对原子质量为85.5是质量数分别为85和87的核素的平均值，由十字交叉法得，85R和87R两种同位素原子的个数比为，所以85R原子的质量分数为×100%=74.6%；答案选B。
11．（25-26高一上·广东·期末）雷雨天闪电时空气中有生成。下列说法中，正确的是
A．和互为同位素
B．等物质的量的和含有相同的质子数
C．转化为是物理变化
D．同温同压下，等体积的和含有相同的分子数
【答案】D
【详解】A．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，和是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，A错误；
B．1个分子含16个质子，1个分子含24个质子，等物质的量的和质子数之比为2:3，含量不相同，B错误；
C．转化为有新物质生成，属于化学变化，C错误；
D．根据阿伏加德罗定律，同温同压下，等体积的任何气体具有相同的分子数，因此等体积的和含有相同的分子数，D正确；
故选D。
二、非选择题
12．元素周期表中前7周期的元素数目如表所示(假设第7周期已排满)：
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种数 2 8 8 18 18 32 32
(1)第6、7周期比第4、5周期多了14种元素，其原因是_______。
(2)周期表中_______族所含元素最多。
(3)请分析周期数与元素数目的关系后预言第8周期最多可能含有的元素种数为_______。
A．18 B．32 C．50 D．64
(4)如将现行族号取消，并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列，则32号元素锗(Ge)位于第_______周期第_______纵列。
【答案】 第6、7周期有镧系和锕系元素 ⅢB C 4 14
【详解】(1)第6、7周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系，每个系的一个空格包含了15种元素，则第6、7周期比第4、5周期多了14种元素。
(2)第6、7周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系，每个系的一个空格包含了15种元素，故ⅢB族含有元素最多。
(3)观察每一周期的元素数发现，它们都是偶数，规律如下：
从中可发现，它们遵循2×n2，除第1周期外，重复一 次，故第8周期含有的元素种数为： 2×52=50，故选C。
(4)如将现行族号取消，并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列，则32号元素锗(Ge)位于第四周期第14纵列。
13．根据下列微粒回答问题：。
(1)以上8种微粒共有_______种核素，共_______种元素。
(2)互为同位素的是_______。
(3)中子数相等的是_______。
(4)氯有两种天然同位素和，氯元素的近似相对原子质量为35.5，则自然界中的原子百分比为_______。
(5)标况下2.24L14C18O分子中，中子数为_______。
【答案】(1) 6 5
(2)
(3)14C和16O
(4)75%
(5)1.8NA
【详解】（1）核素指的是原子，故共有6种核素；都属于氢元素，14C属于碳元素14N属于氮元素，16O属于氧元素，35Cl2、37Cl2都属于氯元素，一共有5种元素，故答案为：6；5；
（2）都属于氢元素，质子数相同，而中子数不同互为同位素，故答案为：；
（3）14C中中子数=14-6=8，16O 的中子数=16-8=8，所以二者中子数相同，故答案为：14C和16O；
（4）Cl元素有两种同位素35Cl、37Cl，Cl元素的相对原子质量为35.5，，35Cl、37Cl个数比为3：1，质量分数计算为37Cl的质量除以两种同位素35Cl、37Cl的质量，则×100%=75%，故答案为：75%；
（5）标况下2.24L14C18O分子的物质的量，14C18O中子数为14-6+18-8=18，0.1mol中子数目为1.8NA。
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第20讲 原子结构与元素周期表
——划重点之高一暑假预习强化精细讲义
预习有目标，学习有方向
知识导图搭框架，轻松学习建逻辑
教材精讲精析，基础全面掌握
重点详解详析，难点提升突破
核心命题精准练，发散思维练方法
常考题型巩固练，针对训练稳提升
预习目标 1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。 2.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推导。 3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。 4.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。
重难点 1.原子核外电子排布规律的理解。 2.元素周期表的结构及序差规律。 3.元素、核素、同位素、同素异形体的比较。
知识点1：原子构成及质量数
1.原子的构成
2.质量数
原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数,用符号A表示。
质量数(A)=== (Z)+ (N)(质量关系)
知识点2：原子核外电子的排布规律
1.电子层
概念 在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称为电子层。
表示方法 通常把能量最 、离核最 的电子层叫做第一层；能量稍高、离核稍远的电子层称为第二层；这样由内向外以此类推,分别用n =1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。
图示
各电子层的表示符号以及离核远近、能量高低关系可表示如下：
电子层数n 1 2 3 4 5 6 7
电子层符号
离核远近 近→远
能量高低 低→高
2.电子的能量
（1）在多电子原子中，电子的能量 。
（2）在离核较近的区域内运动的电子的能量较 ,在离核较远的区域内运动的电子的能量较 。
3.核外电子排布的一般规律
“分层” 指核外电子分层排布。
“一低” 指核外电子按照能量最低原则排布。一般情况下，核外电子总是尽可能先从能量最低的电子层排起，即由内向外，最先排布在K层，当K层排满后再排L层，当L层排满后再排M层。
“三不超” 指各电子层容纳电子数的规律。各电子层最多容纳的电子数为 (n代表电子层数)，原子核外最外层电子不超过 个(K层为最外层时不超过2个)，次外层电子不超过 个，倒数第3层电子不超过 个。
①原子核外电子排布的各项规律是相互联系、相互制约的，不能孤立地理解，即任一原子的核外电子排布必须同时满足所有规律。 如M层不是最外层时，其容纳电子数最多为 ，当M层为最外层时，其容纳电子数最多为 。 ②从M层(第三层)开始，核外电子并不是排满一层后再排下一电子层，即M层还没有排满(即达到最多容纳的电子数)，电子就开始在N层(第四层)排布。如K原子M层排8个电子，N层排1个电子。
知识点3：核外电子排布的表示方法
1.原子结构示意图
为了形象地表示元素原子的核电荷数与核外电子排布，引入了原子结构示意图，例如钠原子的结构示意图如图所示：
2.离子结构示意图
原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，此过程中原子核不发生改变,只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此,简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl- 、Na+
①离子结构示意图中，阳离子：核内质子数 核外电子数；阴离子：核内质子数 核外电子数，且差值为离子所带 数。 ②简单离子(即单原子离子)的离子结构示意图中最外层一般为 结构(若K层为最外层，则是 结构)。
3.原子与离子结构示意图比较
微粒 原子 阳离子 阴离子
结构 质子数=电子数 质子数＞电子数 质子数＜电子数
电性 不显电性 带 电 带 电
最外层电子数 不一定是8 一般是8 一般是8
化学性质 不一定稳定
知识点4：元素周期表的结构
1.元素周期表的编排原则
(1)原子序数:按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。
原子序数与元素的原子结构之间存在着下列关系:
原子序数= = =
(2)横行:原子核外电子层数相同的元素，按照原子序数递增的顺序从左到右排列。
(3)纵列：不同横行中原子核外最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。
①核外电子数相同的微粒，其质子数 相同，如 Al3+、Na+、F-等。 ②过渡元素：元素周期表中第 族到第 族为过渡元素，这些元素都是 元素，所以又称它们为 。 ③镧系元素：元素周期表第六周期第IIIB中，从57号元素镧到71号元素镥共有15 元素，统称为镧系元素，它们的化学性质 。 ④锕系元素：元素周期表第七周期第IIIB族中，从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素，统称为锕系元素，它们的化学性质 。
2.周期
数目 现行的元素周期表中有 个横行，每个横行各为一个周期，共 个周期，自上而下依次称为第一、二、三、四、五、六、七周期。
特点 同一周期中，元素原子的电子层数 ，且电子层数等于 数，从左到右原子序数递増。
周期分类及元素的种数 7个周期分为 周期(第一、二、三周期)和 周期(第四、五、六、七周期)，7个周期中元素的种类不完全相同，其中第一周期含 种元素，第二、三周期各含 种元素，第四、五周期各含 种元素，第六、七周期各含 种元素，总共 种元素。
3.族
数目 元素周期表中共有 个纵列，除第 、 、 三个纵列叫做第VIII族外，其余每个纵列各为一个族，共有 个族。
分类 16个族分为 个主族、 个副族、 个第VIII族和 个0族。
特点 同一主族中元素原子的最外层电子数 ，且等于其 数，从上到下原子序数递增。
①各周期元素归类 类别周期序数起止元素原子序数所含元素种数短周期1H~He1~222Li~Ne3~1083Na~Ar11~188长周期4K~Kr19~36185Rb~Xe37~54186Cs~Rn55~86327Fr~Og87~11832
②常见族元素的特别名称 第I A族(氢除外) 元素；第IIA族： 金属元素；第VIIA族： 元素；0族： 元素。 ③元素周期表中纵列与族序数的关系 元素周期表中共有18个纵列，16个族。其中有7个主族、7个副族、1个第VIII族、1个0族。7个主族（第I A族~第VIIA族）从左向右依次为第 1、2、13、14、15、16、17纵列；7个副族（第IIIB族~第VIIB族、第IB族~第IIB族）从左向右依次为第3、4、5、6、7、11、12纵列（其中第3纵列的第IIIB族因包含镧系、锕系元素，所含元素种类最多，有32种）；第VIII族包含第8、9、10纵列；0族为第18纵列。 列数123456789101112131415161718类别主族副族第VIII族副族主族0族名称IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA0
④元素周期表记忆口诀 横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四长副族现, 竖列称作族，总共十六族； VIII族最特殊，三列是一族; 二三分主副，先主后副族； 镧锕各十五，均属IIIB族。
知识点5：元素、核素及同位素
1.元素
元素是具有相同 数（即核内 数）的同一类原子的总称。由此可知同种元素原子的原子核内质子数一定 ，但 不一定相同。例如氢元素原子的原子核内质子数与中子数的情况如下表：
元素名称 原子核 原子名称 原子符（）
质子数（Z） 中子数（N）
氢 1 0 氕
1 1 氘 或
1 2 氚 或
2.核素
表示方法
含义 具有一定数目质子和一定数目中子的一种 叫做核素。“核素”属于微观概念,界定的是一种原子,核素既论种类又论个数,它由质子数和中子数共同决定，即原子核内质子数相同、中子数不同的原子不是同种核素,例 如:、、、、、各为一种核素。
①绝大多数元素都包含多种核素，如氢元素存在、、三种核素。 ②不能利用 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 等于0,而中子数 等于0,如。
3.同位素
含义 质子数相同而中子数不同的同一元素的 互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)，如:、、三种核素互为同位素。
特点 ①位置：质子数 ，故元素符号 ，在周期表中占据 位置。 ②构成:相同的质子数，不同的中子数。 ③性质：同位素的原子核外电子层结构相同，因此化学性质几乎 ；因质量数不同，物理性质略有差异。 ④存在:天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。
应用 ①在考古工作中用于测定文物的年代； ②用于制造原子弹、核能发电； ③、用于制造氢弹等; ④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
1.核素、同位素的异同 ①核素是具有一定质子数和一定中子数的原子，同位素是具有相同质子数的不同核素的互称。 ②一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种 。 ③同位素：“同位”即核素在元素周期表中占据同一个位置。 2.同位素的“三同、三不同、一不变” 三同同种 (同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同的 (元素周期表中)，化学性质几乎 。三不同不同种 (中子数不同、质量数不同)，不同的 ，自然界中 不同。一不变天然存在的某种元素,不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。例如,我们所吃的食盐中既有: Na35Cl，又有Na37Cl，且35Cl和37Cl原子个数保持一定的比率。
重难点1：1~20号元素原子核外电子排布特征
最外层电子数为1的原子 、 、 、
最外层电子数为2的原子 、 、 、
最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系 最外层电子数=次外层电子数的原子 、
最外层电子数=次外层电子数2倍的原子
最外层电子数=次外层电子数3倍的原子
最外层电子数=次外层电子数4倍的原子
最外层电子数=次外层电子数1/2的原子 、
最外层电子数与电子层数存在倍数关系 最外层电子数=电子层数1/2的原子 、
最外层电子数=电子层数的原子 、 、
最外层电子数=电子层数2倍的原子 、 、
最外层电子数=电子层数3倍的原子
最外层电子数=内层电子数1/2的原子 、
原子核内无中子的原子
重难点2：电子总数或质子总数相同的粒子
电子总数或质子总数相同的微粒可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒,也可以是多核微粒。
1.电子总数相同的粒子
10电子微粒
18电子微粒
2电子微粒
常见“几核几电子微粒”的说法中，微粒中含有几个 ，就为几核，如2核18电子的分子有HCl、F2；2核18 电子的离子有HS-、O22-；4核10电子的分子有NH3。
2.质子总数相同的粒子
离子 9质子 F-、OH-、NH2-
11 质子 Na+、H3O+、NH4+
17质子 Cl-、HS-等
寻找具有相同质子数的离子时，常以单核离子为基础，通过其相邻元素氢化物形成的离子来确定，如确定含9个质子的离子，以F-为基础，然后确定8 + 1 (质子数分别为8、1 的两种原子)形成的离子、7 + 2(质子数分别为7、2的两种原子)形成的离子等。
分子 14质子 N2、CO
16质子 S和O2等
质子数相同的分子，其电子数也相同，因此记忆时可通过联想法：如判断与N2具有相同质子数的分子，以N的质子数7为中心，结合常见物质可确定双原子分子CO(质子数 6+8=7 +7)。
重难点3：元素周期表中位置与原子序数的关系
1.由原子序数推导元素在周期表中的位置
（1）熟记稀有气体元素的原子序数
周期序数 一 二 三 四 五 六 七
稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
原子序数
（2）比大小定周期
比较某元素的原子序数与0族元素原子序数的大小，找出与其相邻近的两种0族元素，该元素和原子序数大的0族元素处于同周期。
（3）求差值定族数
①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处于0族元素所在周期的下一周期的第I A族或第IIA族，如88号元素，88-86=2,则其应位于第七周期第IIA族。
②若某元素的原于序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5，则应分别处在0族元素所在周期的第VIIA、VIA、VA、IVA、IIIA族，如84号元素应在第六周期第VIA族.
③若差值为其他数，则由相应差值找出对应的族。
2.由元素在周期表中的位置推导原子序数
(1)同周期不同主族
因不同周期中所含元素种类数不都完全相同，而且长周期中第IIA族和第IIIA族之间插入了过渡元素，非第IIA族和第IIIA族同周期相邻主族元素的原子序数之差一定是 ；同周期第IIA族与第IIIA族元素原子序数之差从第二周期到第七周期依次为 、 、 、 、 、 。
（2）同主族不同周期
若A、B为同主族元素，A所在周期有m种元素，B所在周期有n种元素，A在B的上一周期，设A的原子序数为a。
①若A、B为第IA族或第IIA族（位于过渡元素左边）元素，则B的原子序数为（ ）。
②若A、B为第IIIA族~第VIIA族(位于过渡元素右边)元素，则B的原子序数为( )。
重难点4：了解元素周期中的相关信息
1.元素周期表中每一格中的信息
在元素周期表中，每一种元素均占据一格。每一格所表示的元素信息，除元素的原子序数、元素符号、元素名称和相对原子质量外，高中阶段又新增了以下信息：外围电子层排布、是否为放射性元素以及元素的类别等。例如：
2.族序数与原子序数的关系
族序数为奇数（第IIIB族镧系、锕系除外），则该族元素的原子序数一定为奇数；族序数为偶数（第VIII族除外），则该族元素的原子序数一定为偶数。
（1）区别
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 只论种类，不论个数 化学性质几乎完全相同 化学性质几乎完全相同 组成元素相同、 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三种元素 、、三种核素 、、互称同位素 O2与O3互为同素异形体
（2）联系
重难点5：几种“相对原子质量”
1 .概念理解
概念 概念理解
原子质量 某元素一个原子的真实质量。例如一个原子的质量是2.657×10-26 kg
原子的相对原子质量 一个原子的质量与一个原子质量的1/12的比值
原子的近似相对原子质量(质量数) 原子核内 数与 数之和。例如的质量数为18
元素的相对原子质量 元素的各种天然同位素的 与其在自然界中所占的 乘积的 。计算公式为： Ar=Ar(A)·a% +Ar(B)·b% +…［其中，Ar(A)、Ar(B)分别为各核素的相对原子质量，a% 、b%分别为自然界中各核素的丰度或原子个数百分比，a％ + b% +…=1］。 元素周期表中外围电子层排布下方的数字就是元素的相对原子质量
元素的近似相对原子质量 Ar =Ar（A）·a% + Ar(B)·b% +…，该式中Ar(A)、 Ar(B)若用各核素的 代替即得元素的近似相对原子质量
2.实例比较
氯元素 35Cl 37Cl
质量数 35 37
核素的相对原子质量 34.969 36.966
核素的近似相对原子质量 35 37
同位素丰度 75.77% 24.23%
氯元素的相对原子质量 34.969×75.77% + 36.966×24.23% ≈ 35.45
氯元素的近似相对原子质量 35×75.77% + 37×24.23% ≈ 35.48
命题点1：原子结构
【针对训练1】（25-26高一下·山东枣庄·期中）下列微粒结构示意图中，一定错误的是
A． B． C． D．
【针对训练2】（25-26高一下·河南许昌·期中）某主族元素X的一种微粒的结构示意图为()，下列分析错误的是
A．若X的焰色为黄色，则
B．若，则X的最高正价为
C．若，则X不可能是金属元素
D．若，则
【针对训练3】（25-26高一上·广东广州·期中）如图是元素的原子结构示意图。下列说法正确的是
A．该原子的核外电子数为12
B．该原子最外电子层达到了稳定结构
C．X属于非金属元素
D．X与Cl形成的化合物为XCl
命题点2：根据核外电子排布特征进行元素推断
【针对训练4】下列各组微粒具有相同的质子数和电子数的是
A．OH-、H2O、F- B．NH3、NH、NH
C．H3O＋、NH、NH D．HCl、F2、H2S
【针对训练5】如图所示，A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是
A．A、E原子序数之差可能为2 B．D、E原子序数之差可能为18或32
C．B、C原子序数之差一定是2 D．B、D原子序数之差大于8
【针对训练6】用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：
(1)A元素是_______、B元素是_______、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_______。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_______。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_______。
(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_______。
(6)H分子中含有8个原子，其分子式是_______。
命题点3：元素周期表的结构及元素的位置确定
【针对训练7】（25-26高一下·山东菏泽·期中）下列有关元素周期表的认识正确的是
A．第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素
C．每一族只有一列
D．前3个周期为短周期、其余为长周期
【针对训练8】下图为元素周期表中的一部分，表中数字是原子序数，其中X为34的是
A．B． C． D．
【针对训练9】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
命题点4：元素、核素、同位素、同素异形体的比较
【针对训练10】（25-26高一上·广东广州·期末）广州美术馆大量使用了碲化镉（CdTe）发电玻璃。下列说法正确的是
A．和的质子数一定相等 B．的中子数比质子数多14个
C．的相对原子质量为128 D．与互为同位素
【针对训练11】（25-26高一上·辽宁·期末）2025年11月，我国在钍基熔盐堆技术领域取得了重大突破，将我国储量丰富的稀土资源钍转化为高效核燃料铀，未来可不再依赖铀进口。这一过程的核心路径如图所示，下列说法正确的是
A．该过程为化学过程 B．、互为同素异形体
C．比多一个中子 D．和混在一起是混合物
【针对训练12】（多选）诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于和的说法正确的是
A．和的质子数相同，互称为同位素
B．和的中子数相同，互称为同位素
C．和的核外电子数相同，是同一种元素
D．和的质量数不同，不能互称为同位素
一、单选题
1．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是
A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充
C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成
2．（24-25高一下·上海·期末）下列各组中，互为同位素的是
A．石墨和金刚石 B．和 C．和 D．和
3．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是
A．Mg2+ 、Al3+、 Cl-、 Ne B．Na+、 F- 、S2- 、Ar
C．K+、 Ca2+ 、S2-、Ar D．Mg2+ 、O2-、Na+、 Cl-
4．（25-26高一上·河北雄安·期末）下列说法错误的是
A．元素周期表有7个周期，有16个族
B．元素周期表第二、三周期相邻的上下两种元素，核电荷数均相差8
C．、互为同位素，物理性质不同，化学性质相似
D．、均属于碳元素的不同核素，其中常用于考古断代
5．（24-25高一下·安徽·期中）我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对41Ca的灵敏检测。钙元素在元素周期表中的信息如图所示，下列有关说法错误的是
A．41Ca与40Ca的物理性质不同
B．41Ca与40Ca互为同位素
C．41Ca与40Ca的左上角数字不同是因为质子数不同
D．41Ca与40Ca的中子数差值为1
6．（24-25高一上·河北保定·期中）下列化学用语表示正确的是
A．与互为同位素
B．的电离方程式：
C．氯离子的结构示意图：
D．质子数为17、中子数为20的氯原子：
7．（25-26高一下·山东·期中）用中子轰击原子产生粒子()的核反应为：。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是
A．和互为同素异形体
B．可用于中和溅在皮肤上的溶液
C．X位于周期表第2周期ⅡA族
D．Y单质在空气中燃烧的产物是
8．下列微粒和与具有相同电子总数和质子总数的是：
A． B． C． D．Ne
9．下列关于原子结构及微粒间的数量关系的说法正确的是
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．微粒Na+、Mg2+、O2-具有相同的电子层结构
C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素
D．Ca2+的质子数比核外电子数少2
10．某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
11．（25-26高一上·广东·期末）雷雨天闪电时空气中有生成。下列说法中，正确的是
A．和互为同位素
B．等物质的量的和含有相同的质子数
C．转化为是物理变化
D．同温同压下，等体积的和含有相同的分子数
二、非选择题
12．元素周期表中前7周期的元素数目如表所示(假设第7周期已排满)：
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种数 2 8 8 18 18 32 32
(1)第6、7周期比第4、5周期多了14种元素，其原因是_______。
(2)周期表中_______族所含元素最多。
(3)请分析周期数与元素数目的关系后预言第8周期最多可能含有的元素种数为_______。
A．18 B．32 C．50 D．64
(4)如将现行族号取消，并按从左到右顺序将原有的各族依次称为1~18纵列，则32号元素锗(Ge)位于第_______周期第_______纵列。
13．根据下列微粒回答问题：。
(1)以上8种微粒共有_______种核素，共_______种元素。
(2)互为同位素的是_______。
(3)中子数相等的是_______。
(4)氯有两种天然同位素和，氯元素的近似相对原子质量为35.5，则自然界中的原子百分比为_______。
(5)标况下2.24L14C18O分子中，中子数为_______。
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