化学人教版九年级上册 3.3 元素 讲义

3.3.1 元素和元素周期表
考点精讲
素
1. 元素的概念
（1）概念：元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总休。
（2）解释：
①元素是以质子数（即核电荷数）为标准对原子进行分类的。
②“一类原子”是指核电荷数相同而中子数不一定相同的一类原子。同种元素既包括质子数相同、中子数不同的原子，也包括质子数相同而电子数不同的原子和离子。
③元素的化学性质由最外层电子数决定，同种元素的离子因为所带电荷数不同，其化学性质也不同（如Fe2+、Fe3+）。
2. 元素的分类
（1）一般我们将元素分为金属元素和非金属元素，当然分类标准不同，所分类别也不同。
（2）元素种类的判断：
①金属元素：金属元素名称的偏旁一般是“钅”字旁，除汞元素外。金属元素组成的单质，除汞单质常温下是液态，其他的金属单质一般在常温下是固态。
②非金属元素：非金属元素名称的偏旁一般是“石”字旁、“氵”字旁、“气”字旁，它们的单质在常温下一般分别是固态、液态、气态。
3. 元素在自然界的分布
（1）元素在自然界存在的形成有游离态和化合态。
（2）元素在自然界的分布情况
地壳中含量占前五的元素分别是氧、硅、铝、铁、钙。
海水中含量占前四的元素分别是氧、氢、氯、钠。
空气中中含量占前二的元素分别是氮、氧。
人体中含量占前五的元素分别是氧、碳、氢、氮、钙。
4. 元素、原子、分子与物质的联系
物质的组成一般从宏观和微观两个方面进行描述，其中元素是从宏观上对物质的组成进行描述，分子、原子和离子是从微观上对物质的构成进行描述。它们的关系如下：
【典型例题】
1． “含氟牙膏”中“氟”指的是（ ）
A．原子 B．分子
C．元素 D．单质
【答案】C
【解析】
物质由元素组成，“含氟牙膏”中“氟”不是以单质、分子、原子的形式存在的，而是强调存在的元素，与具体形态无关。
故选C。
2．下列有关分子、原子、离子、元素的说法中，正确的是（ ）
A．原子都是由质子、中子、核外电子构成的
B．同种元素的原子核内质子数和中子数一定相等
C．氯化钠由氯离子和钠离子构成
D．保持水的化学性质的最小粒子是氢原子和氧原子
【答案】C
【解析】
A.氢原子的原子核中没有中子，故错误；
B.同种元素的原子核内质子数和中子数不一定相等，如氢原子核中有1个质子，没有中子，故错误；
C.氯化钠由氯离子和钠离子构成，故正确；
D.水由水分子构成，保持水化学性质的最小粒子是水分子，故错误。
故选：C。
【举一反三】
1. 小金对妈妈说：“你说菠菜中富含铁，为什么我用磁铁无法把菠菜吸起来呢？”小金认为的“铁”，是指（ ）铁单质 B．铁分子 C．铁元素 D．铁原子
【答案】A。
【解析】菠菜中富含铁，这里的“铁”等不是以单质、分子、原子等形式存在，而是指元素，小金疑问磁铁无法把菠菜吸起来认为的是“铁单质”。
2. 如图是地壳中元素含量分布示意图，下列叙述正确的是（ ）
A．区域1可以表示氧气含量
B．区域2元素为非金属元素
C．区域3表示铁元素的含量
D．区域4元素主要以单质存在
【答案】B。
【解析】
地壳中各元素的含量由多到少的顺序（前四位）排列依次是氧、硅、铝、铁。
3. 如图为物质、元素及构成微粒的相互关系图，下列说法中不正确的是（ ）
A．a为分子，b为元素，c为离子
B．由图可知，分子、原子、离子都是构成物质的微粒
C．原子失去电子可形成阳离子，原子得到电子可形成阴离子
D．不同种元素的两种离子，质子数一定不相同，电子数也一定不相同
【答案】D。
【解析】
A．分子、原子、离子是构成的物质的三种基本粒子，物质是由元素组成的，分子是由原子构成的，原子得失电子形成离子，离子得失电子可以形成原子，所以a为分子，b为元素，c为离子；
B．子、原子、离子是构成的物质的三种基本粒子；
C．原子失去电子可形成阳离子，原子得到电子可形成阴离子；
D．不同的离子，其核外电子数可能相同，如钠离子和氟离子核外电子数都是10。
【技巧方法】
1.元素的种类由原子的质子数决定，质子数不同，元素种类就不同。
2.原子个数的表示方法：在元素符号前面加系数。因此当元素符号前面有了系数后，这个符号就只能表示原子的个数。例如：“2H”只表示2个氢原子。
3.元素属于宏观概念，只讲种类，不讲个数。
4.同种元素的原子，核电核数一定相同；而核电核数相同的粒子不一定属于同种元素，如Na+和NH4+;
5.同种元素的离子因所带的电荷数不同，性质也不同，如Fe2+、Fe3+。
6.同种原子和其所形成的离子一定是同种元素，如Na和Na+。
【针对训练】
1．元素的种类与下列哪种粒子数密切相关（ ）
A．中子数 B．质子数 C．核外电子数 D．夸克数
【答案】B
【解析】元素的概念是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。不同种元素最本质的区别是质子数不同，元素的种类由质子数决定，故选：B。
2．地壳中元素含量居第三位的是（ ）
A．氧 B．铝 C．硅 D．铁
【答案】B
【解析】地壳中含量前五位的元素是：氧元素、硅元素、铝元素、铁元素、钙元素；所以地壳中元素含量居第三位的是铝元素；故选：B。
3．地壳中各种元素的含量如图，其中含量最多的金属元素是（ ）
A．Fe B．Al C．Si D．O
【答案】B
【解析】地壳中元素含量由多到少的顺序为：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢，含量最多的金属元素是铝。故选：B。
素符号
1. 表示方法
园际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母来表示元素。
书写元素符号时应注意：
①由一个字母表示的元素符号要大写；
②由两个字母表示的元素符号，第一个字母大写、第二个字母小写。
2. 表示的意义
（1）宏观上，表示一种元素。
（2）微观上，表示这种元素的一个原子。
（3）由原子直接构成的单质，其元素符号就表示这种物质。如Mg表示镁元素、一个镁原子和镁单质。
【典型例题】
1．下列元素符号书写正确的是（ ）
A．mg（镁） B．cO（钴） C．Os（锇） D．cL（氯）
【答案】C
【解析】A.书写元素符号注意“一大二小”，镁的元素符号是Mg，故选项错误。B.书写元素符号注意“一大二小”，钴的元素符号是Co，故选项错误。C.书写元素符号注意“一大二小”，锇的元素符号是Os，故选项正确。D.书写元素符号注意“一大二小”，氯的元素符号是Cl，故选项错误。故选：C。
2. 元素符号“Cu”表示的意义是：、、。
【答案】铜元素；一个铜原子；铜。
【解析】
根据化学式与元素符号的含义进行分析解答，金属、大多数固体非金属等都是由原子直接构成的，故它们的元素符号，既能表示一个原子，又能表示一种元素，还能表示一种物质。
【举一反三】
1. 元素名称与符号书写都正确的是（ ）
A．锌Zn B．锰MN
C．氯Al D．贡Hg
【答案】A
【解析】A.锌元素的元素符号为Zn，故选项元素名称和符号书写都正确。B.锰元素的元素符号为Mn，故选项元素符号书写错误。C.氯元素的元素符号为Cl，故选项元素符号书写错误。D.汞元素的元素符号为Hg，故选项元素名称和元素符号书写都错误。故选：A。
2.汞的元素符号是（ ）
A. Hg B. He C. Ag D. Mg
【答案】 A
【解析】A.Hg是汞的元素符号，符合题意；
B.He是氦的元素符号，不符合题意；
C.Ag是银的元素符号，不符合题意；
D.Mg是镁的元素符号，不符合题意。
故答案为：A。
3.元素符号书写正确的是（ ）
A. 氮 N B. 氮 Ne
C. 氖 N D. 氖NE
【答案】 A
【解析】A.如果元素符号中只有一个字母，该字母大写，如果元素符号中有两个字母，第一个字母大写，第二个字母小写，氮的元素符号为N，此选项符合题意；
B.氮的元素符号为N，此选项不符合题意；
C.氖的元素符号为Ne，此选项不符合题意；
D.氖的元素符号为Ne，此选项不符合题意。
故答案为：A。
【技巧方法】
1．解答有关元素概念的问题时，要抓住这样几个关键词．
（1）相同核电荷数（即核内质子数）；
（2）一类（即无数个，所以元素只能讲种类，不能讲个数）；
（3）原子（即元素的概念是建立在原子的基础上的）；
（4）总称（即元素是同类原子的集合体）．
2．当原子通过得失核外电子，而变成阴、阳离子时，核内的质子数是没有改变的，因此，该离子与其原来的原子都属于同一种元素．也可以说，元素概念中的原子其实也是包括离子的，实际上离子只是带电的特殊的原子罢了；不过，这里只是指一部分离子而已，不包括哪些形式为“带电的原子团”的离子（因为原子团相对来说比较复杂，实际上其中含有多种元素的原子）．
【针对训练】
1．下列符号能表示2个氧原子的是（ ）
A. 2O2 B. O2 C. 2O D. 2O2-
【答案】 C
【解析】A. 2O2表示2个氧气分子，故不符合题意；
B. O2表示一个氧分子、氧气，故不符合题意；
C. 2O表示2个氧原子，故符合题意；
D. 2O2-表示二个氧离子，故不符合题意；
故答案为：C。
2．下列符号中既表示一种元素，又表示一种原子，还可表示一种物质的是（ ）
A. Cu B. N C. H D. O
【答案】 A
【解析】A.Cu 可表示铜元素、一个铜原子和铜这种物质，符合题意；
B.N不能表示氮气这种物质，不符合题意；
C.H不能表示物质，不符合题意；
D.O不能表示物质，不符合题意；
故答案为：A
3．下列关于元素符号“H”的说法中，正确的是（ ）
①表示氢元素②表示氢气③表示1个氢原子④表示1个氢分子
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
【答案】C
【解析】
H是氢的元素符号，可表示氢元素或一个氢原子，①③正确；故选：C。
4．元素符号书写正确的是（ ）
A．氮 N B．氮 Ne C．氖 N D．氖 NE
【答案】A
【解析】
A.书写元素符号注意“一大二小”，氮的元素符号是N，故选项元素符号书写正确。
B.书写元素符号注意“一大二小”，氮的元素符号是N，故选项元素符号书写错误。
C.书写元素符号注意“一大二小”，氖的元素符号是Ne，故选项元素符号书写错误。
D.书写元素符号注意“一大二小”，氖的元素符号是Ne，故选项元素符号书写错误。
故选：A。
5．下列元素符号和名称都正确的是（ ）
A．铝﹣﹣AL B．贡﹣﹣Hg C．钠﹣﹣Na D．硅﹣﹣SI
【答案】C
【解析】
A.书写元素符号注意“一大二小”，铝元素的元素符号是Al，故选项错误。
B.书写元素符号注意“一大二小”，Hg的元素名称是汞，故选项错误。
C.书写元素符号注意“一大二小”，钠的元素符号是Na，故选项正确。
D.书写元素符号注意“一大二小”，硅的元素符号是Si，故选项错误。
故选：C。
素周期表
1. 元素周期表
科学家们根据元素的原子结构和性质，把它们科学有序地排列起来，这样就得到了元素周期表。
（1）为了便于查找，元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编了号，叫做原子序数，原子序数与元素原子核电荷数在数值上相同。
（2）元素周期表上对金属元素、非金属元素（包括稀有气体元素）用不同的颜色做了分区，并标上了元素的相对原子质量。
2. 元素周期表的结构
（1）横行：元素周期表共有7个横行，每一个横行叫做一个周期。
（2）纵行：元素周期表共有18个纵行，每一个纵行叫做一个族（8，9，10三个纵行共同组成一个族），共16个族。
（3）单元格：元素周期表中每一格表示一种元素，每一格中：
①右上角的数字表示原子序数。
②左上角的字母表示元素符号。
③中间的汉字表示元素名称。
④最下面的数字表示相对原子质量。
3. 元素周期表的规律
（1）除第一周期外，元素周期表中每个周期以金属元素开头、稀有气体元素结尾。
（2）同一周期（横行）的元素：电子层数相同；从左到右，随着原子序数的依次增大，最外层电子数依次增大。
（3）同一主族（纵行）的元素：最外层电子数相同；从上到下，电子层数依次增多。
（4）元素的化合价与元素周期表：
①元素的最高正化合价=族序数；
②元素的最低负化合价=最高正化合价-8（稀有气体元素除外）。
4. 元素周期表的意义
（1）元素周期表是学习和研究化学的重要工具。
（2）为寻找新元素提供了理论依据。
（3）在元素周期表中相靠近的元素性质相似，给了人们在一定区域寻找新物质（如半导体材料、催化剂等）提供了启发。
【典型例题】
1． 2021年3月，三星堆遗址出士了黄金面具残片，结合如图，下列说法正确的是（ ）
A．金的元素符号是AU B．金原子的质子数是79
C．金原子的核外电子数是118 D．金的相对原子质量是197.0g
【答案】B
【解析】
A.金的元素符号是Au，A错误。
B.元素周期表小方格左上方数字表示原子序数，原子序数=质子数，故金原子的质子数是79，B正确。
C.在原子中，核外电子数=质子数，金原子的核外电子数是79，C错误。
D.相对原子质量单位“1”不是“g”，D错误。
故选：B。
2．根据图中提供的信息判断，下列说法不正确的是（ ）
A．镉属于金属元素 B．镉的相对原子质量是112.4g
C．镉元素位于元素周期表中第五周期 D．镉原子核内有48个质子
【答案】B
【解析】
A.由“钅”字旁可知，镉属于金属元素，不符合题意；
B.在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量是一个比值，单位为“1”，常省略不写，故镉的相对原子质量是112.4，符合题意；
C.质子数=核外电子数，表示原子，镉原子核外有5个电子层，位于期表中第五周期，不符合题意；
D.在原子结构示意图中，圆圈内的数字表示质子数，故镉原子核内有48个质子，不符合题意。
故选B。
【举一反三】
1．如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）
A．氟的相对原子质量是19.00g B．氮原子的质子数是7
C．钾属于非金属元素 D．氧原子在化学反应中易失去电子
【答案】B
【分析】
元素周期表信息图中，元素名称的左上角的数字为元素的原子序数，右上角为元素符号，中间的汉字表示元素名称，下边是元素的相对原子质量。
【解析】
A.由图可知，氟的相对原子质量是19.00，错误；
B.原子结构示意图中，圆圈内的数字为质子数，氮原子的质子数是7，正确；
C.由汉字结构可知，钾属于金属元素，错误；
D.氧原子最外层电子数为6，大于4，在化学反应中易得到电子，错误。
故选B。
2．硅和锗都是良好的半导体材料。已知锗原子序数为32，相对原子质量为72.59。以下说法错误的是（ ）
A．硅为非金属 B．硅的相对原子质量为28.09
C．①为72.59 D．锗原子是由原子核和核外电子构成的
【答案】C
【解析】
A.硅带“石”字旁，属于固态非金属元素，此选项正确；
B.根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，硅元素的相对原子质量为28.09，相对原子质量单位是“1”，不是“克”，此选项正确；
C.根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，已知锗原子序数为32，则①为32，此选项错误；
D.根据原子的特性，原子是由原子核和核外电子构成的，所以，锗原子是由原子核和核外电子构成的，此选项正确。
故选C。
3．我国北斗卫星导航系统应用了铷原子钟。如图是铷在元素周期表中的信息。下列有关铷的说法正确的是（ ）
A．属于非金属元素 B．原子的质量是85.47g
C．元素符号为Rb D．原子核内有37个中子
【答案】C
【解析】
A.由“金”字旁可知，铷属于金属元素，不符合题意；
B.在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量是一个比值，单位为“1”，常省略不写，故铷原子的相对原子质量为85.47，不是原子质量，不符合题意；
C.在元素周期表中，元素名称右上角的符号表示元素符号，故元素符号为Rb，符合题意；
D.在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数=37，中子数=相对原子质量-质子数=85-37=48，不符合题意。
故选C。
【针对训练】
1．钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。如图是钛元素在元素周期表中的相关信息及原子结构示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．钛属于金属元素
B．钛的相对原子质量为47.87g
C．钛原子中的质子数为22
D．钛原子在化学反应中容易失去电子
【答案】B
【解析】
A.由“金”字旁可知，钛属于金属元素，不符合题意；
B.在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量是一个比值，单位为“1”，常省略不写，故钛的相对原子质量为47.87，符合题意；
C.在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，原子序数=质子数=22，不符合题意；
D.钛原子的最外层电子数为2，小于4，在化学反应中，容易失去电子，不符合题意。
故选B。
2．制作景泰蓝的釉料中常含钴元素。钴元素在元素周期表中的信息如下图，下列有关钴元素的说法不正确的是（）
A．原子序数是27 B．属于非金属元素
C．元素符号是Co D．相对原子质量为58.93
【答案】B
【解析】
A.由单元格可知，原子序数是27，不符合题意；
B.由单元格可知，“钴”是金属元素，符合题意；
C.由单元格可知，“钴”的元素符号是Co，不符合题意；
D.由单元格可知，“钴”的相对原子质量是58.93，不符合题意。
故选B。
3．根据图中提供信息，请回答下列问题。
（1）图一为五种粒子的结构示意图。
①A~D四种粒子中属于同种元素的是______（填字母序号，下同），具有相对稳定结构的原子是______。
②若E为某原子得到一个电子形成的离子，则x的数值是______。
（2）图二是某化学反应的微观示意图。
①该反应中，乙和丙的粒子个数比是______。
②该反应中发生变化的粒子是______（填“分子”或“原子”）。
【答案】（1）①BD AC ②17
（2）①3：2 ②分子
【解析】
(1)①质子数决定元素的种类，其中质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数，故A~D四种粒子中属于同种元素的是BD；只有一个电子层时，电子数为2时是稳定结构；二个电子层及以上时，最外层电子数为8是稳定结构，故具有相对稳定结构的原子是AC；
②若E为某原子得到一个电子形成的离子，则E原子含有的电子数为2+8+7=17，质子数=核电荷数=核外电子数，故x=17；
(2)①由微观示意图可得化学反应方程式为C2H4＋3O22CO2＋2H2O，由方程式可得该反应中，乙和丙的粒子个数比是3：2；
②分子是保持物质化学性质的最小粒子，原子是化学变化中的最小粒子，故该反应中发生变化的粒子是分子。
4． A~D是不同粒子的结构示意图， E是汞元素在元素周期表中的信息。请根据下列图示回答。
(1)A~D的粒子中共表示_______种元素。
(2)与A化学性质相似的原子是_______。
(3)汞元素的相对原子质量是____，汞元素属于____(填“金属”、“非金属”或“稀有气体”)元素。
【答案】（1）3 （2）C （3）200.6 金属
【解析】
(1)元素是指具有相同质子数的同一类原子的总称，故质子数相同就是同一种元素，质子数不同就是不同的元素，故①填：3；
(2)A原子是氦原子，属于稀有气体原子，不易得失电子，B是离子，C是氩原子，也属于稀有气体原子，D是镁原子，易失去电子，故②填：C；
(3)汞元素的相对原子质量是200.6，故③填：200.6，汞元素属于金属元素，故④填：金属。
5．如表是元素周期表的部分信息，请回答下列问题：
（1）地壳中含量最多的元素的原子序数是 ．
（2）分析上表可发现：每一横行元素从左向右排列所遵循的一条规律是 ．根据此规律，可知图中x＝ ．
（3）如图中的①、②是氟元素、钙元素在元素周期表中的信息，A、B、C、D是四种粒子的结构示意图．
根据以上信息回答：
①氟元素的核电荷数为 ，钙元素的相对原子质量为 ．
②D中的y＝ ．
③B属于 （填“金属”或“非金属”）元素．B粒子在化学反应中容易 （填“得到”或“失去”）电子形成离子，其离子符号是 ．
④A粒子的化学性质与B、C、D中哪一种粒子的化学性质相似？ ．（填字母标号）
【答案】（1）8；
（2）核电荷数依次递增或质子数依次递增或最外层电子数依次递增；20；
（3）①9；40.08；②8；③非金属；得到；Cl﹣；④B．
【解析】
（1）据记忆可知在地壳中元素含量排在前四位的元素是：氧硅铝铁，含量最高的元素是氧元素，氧的原子序数为8；故填：8；
（2）分析上表可发现：每一横行元素从左向右排列所遵循的规律是核电荷数依次递增或质子数依次递增或最外层电子数依次递增，根据此规律，可知图中x＝20；
故填：核电荷数依次递增或质子数依次递增或最外层电子数依次递增；20；
（3）①由元素周期表的信息可知，氟元素的核电荷数为9，钙元素的相对原子质量为40.08；故填：9；40.08；
②原子中核电荷数＝核内质子数＝核外电子数，18＝2+8+y，y＝8．故填：8；
③B是氯元素，属于非金属元素，氯原子的最外层有7个电子，在化学反应中易得到1个电子而形成带一个单位负电荷的氯离子；故填：非金属；得到；Cl﹣；
④最外层电子数相同的粒子具有相似的化学性质．A粒子的最外层电子数为7，与其相同的是B；故填：B．
1