28核素和元素周期律

年 级
高一
学 科
化学
版 本
人教实验版
内容标题
核素和元素周期律
编稿老师
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
核素和元素周期律
二. 重点、难点：
1. 元素的原子半径、主要化合价、金属性和非金属性随原子序数递增而变化的规律是本节的重点
2. 原子核外电子的排布，核素，同位素的概念是本节的难点
三. 具体内容：
（一）核素
1. 原子结构
2. 质量数
3. 构成原子或离子的微粒间的数量关系
4. 元素和其多种原子
5. 核素、同位素的概念及比较
6. 放射性同位素的主要用途
（二）原子核外电子的排布
1. 原子核外电子排布规律
（三）元素周期律
1. 元素周期律的定义和变化
2. 元素的性质
3. 元素周期表中元素性质的递变规律
4. 比较钠、镁、铝与水（或酸）反应，探究金属变化的规律
5. 比较Si、P、S、Cl四种元素的性质
6. 粒子的半径大小比较的规律
（四）元素周期律的应用
【典型例题】
[例1] 下列关于阿伏加德罗常数（NA）的说法正确的是（ ）
A. 1mol37Cl中含有20NA个质子
B. 20g2H216O中含有10NA个电子
C. 26g26Mg2+中含有26NA个中子
D. 18O中含有10NA个中子
答案：B
解析：考察知识的综合运用。
[例2] A、B、C、D、E五种元素，已知：① A原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，B的阴离子与C的阳离子跟氖原子的电子层结构相同，E原子M层上的电子比K层的多5个。② 常温下B2是气体，它对氢气的相对密度是16。③ C的单质在B2中燃烧，生成淡黄色固体F，F与AB2反应可生成B2。④ D的单质在B2中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体DB2，D在DB2中的含量为50％。根据以上情况推断A、B、C、D、E各为什么元素？
答案：C；O；Na；S；Cl
解析：将原子结构与元素性质相联系。
[例三] 在短周期元素中，X元素原子的最外层电子数与次外层电子数的差值等于电子层数；Y元素原子比X元素原子的最外层电子数多2。则X与Y所形成的化合物为（ ）
A. X3Y2 B. X2Y C. XY2 D. XY3
答案：C
解析：应考虑目前我们判断的主要为短周期元素，最多为3层。X和Y的最外层电子的差值，决定了X最外层最多有5个电子，同时Y最多有7个，则X的层数应为3层，即P，而Y最外层为7，形成－1价，应为XY5；而X最外层为4，则X可以有2层，是C，是＋4价，Y为－2价，化学式为XY2；再推断最外层为3、2、1，都不符合。

[例4] 下列各种说法中，正确的是（ ）
A. 元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化
B. 从Na到Ar，随着原子序数的递增原子半径逐渐变小
C. 11号到17号元素化合价的变化，与3号到9号元素化合价的变化完全相同
D. 没有元素原子核外电子排布的周期性变化，就没有元素性质的周期性变化
答案：D
解析：考虑元素周期律的周期变化特点和某些特性。
[例5] 氧化性随原子序数的增加而增强的是（ ）
A. F－、Cl－、Br－ B. Na＋、Mg2＋、Al3＋
C. P、S、Cl D. Li＋、Na＋、K＋
答案：BC
解析：掌握同主族和同周期元素氧化性变化的特点。
[例6] 某元素最高正价与负价绝对值之差为4，该元素的离子与跟其核外电子排布相同的离
子形成的化合物是（ ）
A. K2S B. MgO C. MgS D. NaF
答案：A
解析：抓住题中主要条件，同时注意O元素的化合价的特殊性。
[例7] 具有相同电子层结构的三种粒子An+、Bn－、C，下列分析正确的是（ ）
A. 原子序数关系是：C＞B＞A
B. 粒子半径的关系是Bn－ ＞An+
C. C一定不是稀有气体元素的一种原子
D. 原子半径得关系是： A＜C＜B
答案：B
解析：考察关于各种粒子得半径的基本判断。
[例8] 已知下列反应：Cu＋X2 CuX2；2Cu＋YCu2Y；2KX＋Z22KZ＋X2。
X2、Y、Z2为三种元素的单质。在Cu2Y中Y为－2价。下列关于X、Y、Z三种元素得最
高价氧化物对应水化物得酸性强弱顺序正确的是（ ）
A. HXO4＞H2YO4＞HZO4
B. HZO4＞HXO4＞H2YO4
C. HZO4＞H2YO4＞HXO4
D. H2YO4＞HZO4 ＞HXO4
答案：B
解析：从非金属性和最高价氧化物酸性的关系入手解题。
【模拟试题】
1. 我国的“神舟”五号载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程也正式启动。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的23He，每百吨23He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以24He的形式存在。下列说法正确的是（ ）
A. 24He原子核内含有4个质子
B. 23He和24He的核外电子数相同
C. 23He原子核内含有3个中子
D. 24He的最外层电子数为2，所以24He具有较强的金属性
2. 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。U夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为－e/3，e为基本电荷。下列论断中可能正确的是（ ）
A. 质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C. 质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D. 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
3. 某元素的阳离子Rn+，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（ ）
A. A－x－n B. A－x+n C. A+x－n D. A+x+n
4. 具有下列结构的原子一定属于碱金属的是（ ）
A. 最外层上只有一个电子
B. 最外层电子数为次外层电子数的一半
C. M层电子数为K层电子数的1/2
D. K、L层电子数之和等于M、N层电子数之和
5. 下列各组指定原子序数的元素，不能形成AB2型化合物的是（ ）
A. 6和8 B. 16和8 C. 12和9 D. 11和16
6. A、B、C、D四种元素的原子序数均小于18，其最高正价依次为＋1、＋4、＋5、＋7，已知B的原子核次外层电子数为2，A、C原子的核外次外层电子数为8，D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中的最强酸。则A、B、C、D分别为？
7. 最难变为离子的是（ ）
A. 有四个电子层，最外层有7个电子的原子
B. 有两个电子层，其最高正价与最低负价的代数和为零的原子
C. 最高正价为＋5，最低负价为－3的有三个电子层的一种元素的原子
D. 有三个电子层的原子中半径最大者
8. 原子层最外层电子数比次外层电子数多3个得原子得符号是（ ）
A. N B. B C. P D. Al
9. 下列各族粒子中，核外电子总数相等的是（ ）
A. K＋和Na＋ B. CO2和NO2 C. CO和CO2 D. N2和CO
10. 下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（ ）
A. BF3 B. H2O C. SiCl4 D. PCl3
11. 下列数字为几种元素的核电荷数，其中原子核最外层电子数最多的是（ ）
A. 8 B. 14 C. 16 D. 20
12. 下列各组元素性质递变情况错误的是（ ）
A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素最高正价依次升高
C. N、O、F原子半径依次增大
D. Na、K、Rb的最外层电子数相同
【试题答案】
1. B 2. B 3. A 4. C 5. D 6. Na；C；P；Cl
7. B 8. A 9. D 10. C 11. AC 12. C
【试题解析】
1. 23He符号代表的含义是质子数为2，质量数为3的氦原子，则中子数应等于质量数—质子数=3－2=1，而24He同理。D选项中氦原子只有一层，排满为2，所以和金属的2不同，具有稳定结构，没有较强的金属性。
2. 根据质子带一个单位的电荷，中子不带电推断，保证u夸克和d夸克所带电量×个数=质子或中子所带电量。
3. 根据阳离子的核外电子数和质子数的关系，该元素的质子数为x+n，而质量数=质子数+中子数，所以中子数=A－（x+n）。
4. A的反例为H；B的反例为Si；C中说明M层为最外层，并有1个电子，则排布为2、8、1，是钠；D的反例为Ca，排布为2、8、8、2。
5. 要求对于短周期的各种元素的原子序数熟悉，并联系化合价特点，D应是Na2S。
6. 最高正价的数值和最外层电子数相同，而B次外层为2，说明排布为2、4，则为C；A、C次外层都为8，说明排布为2、8、1和2、8、5；而D的含氧酸的特点说明是高氯酸，则为Cl。
7. A代表的是卤素，易得电子形成阴离子；B为ⅣA族，不易得失；C为ⅤA族，易得电子；D为Na，易失电子，掌握各主族元素特点。
8. 说明次外层为第一层，因为最外层电子数不能多于8，所以排布为2、5。
9. 就是找质子数之和相等的。
10. 按最外层电子数来判断，AB都是因为B、H达稳定结构为2个电子（第一层），而D中P最外层有5个，应需要3个Cl，所以不是都达到8电子稳定结构。
11. 熟练掌握原子的核外排布。
12. 掌握同周期、同主族的变化特点。