2024-2025学年人教版必修第一册 4.1.2元素周期表　核素 学案（含答案）

第2课时　元素周期表　核素
素养要求
1.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相互推导，提升微观探析能力。
2．了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构，培养严谨、求实的科学态度。
3．知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同，促进“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养的发展。
分点突破一　元素周期表
1．元素周期表的发展历程
2．原子序数
(1)原子序数；按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。
(2)原子序数与原子结构的关系：
对于原子：原子序数＝核电荷数＝________＝________。
3．元素周期表的编排原则
4．元素周期表的结构
5．认识元素周期表的相关信息
元素周期表中每个格中的信息(以Fe为例)：
特别提醒　(1)元素所在周期序数＝原子的电子层数；主族元素所在族序数＝原子的最外层电子数。
(2)族包括三种类型：主族、副族和0族。主族元素的族序数后标A，如第ⅠA族；副族元素的族序数后标B(除了第Ⅷ族)，如第ⅡB族。
(3)元素在周期表中的位置包括所在周期和族，二者缺一不可，如硫元素在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族。
(4)稀有气体元素的原子最外层电子数为8(第一周期的氦最外层电子数为2)，元素的化学性质不活泼，通常很难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，因而叫作0族。
(5)元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族，其中包括了第Ⅷ族，共10个纵列，全部是金属元素，统称为过渡元素。
(6)为了使元素周期表的结构美观，分别将第六、七周期的各15种元素统称为镧系元素(57～71号)、锕系元素(89～103号)，镧系元素和锕系元素各占一格，并在元素周期表的下方单独列出。
(7)有些族的元素存在别称，如除氢外的第ⅠA族：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族。(　　)
(2)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束。(　　)
(3)同周期中元素电子层数一定相同。(　　)
(4)同族元素的最外层电子数一定等于族序数。(　　)
(5)0族元素的最外层电子数均为8。(　　)
(6)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了。(　　)
(7)长周期中的元素没有主族，只有副族、第Ⅷ族、0族。(　　)
(8)第ⅠA族中元素均为金属元素，又称碱金属元素。(　　)
(9)最外层电子数是2的元素一定为第ⅡA族的元素。(　　)
2．1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是(　　)
A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族
B．元素周期表有18个族
C．第ⅠA族的元素全部都是金属元素
D．短周期是指第一、二、三、四周期
3．在元素周期表中，属于短周期的主族元素有(　　)
A．18种 B．15种
C．10种 D．8种
4．根据原子结构和元素周期表的关系完成下列各题。
(1)写出下列微粒的符号及其在元素周期表中的位置。
　　　
微粒：________　______　________　________
位置：________　______　________　________
(2)第三周期第ⅣA族的元素的原子序数是________。
(3)Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是________。
(4)短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：________(填元素符号，下同)。
(5)短周期元素中，族序数＝周期序数2倍的元素有：________。
(6)短周期元素中，周期序数＝族序数2倍的有：________。
分点突破二　核素
1．元素
(1)概念：具有相同________(________)的一类________的总称。
(2)决定元素种类的是________。
2．核素
(1)概念：具有一定数目________和一定数目________的一种原子。表示方法：
(2)实例
①氢元素的三种核素
②氧元素的三种核素：、________和。
③碳元素有、和等核素。
④铀元素有、、等核素。
(3)核素属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由________和________共同确定，即原子核内________相同、________也相同的原子才是同一种核素，如：、、、、各为一种核素。
3．同位素
(1)概念：________相同而________不同的同一________的不同原子互称为同位素(即同一________的不同________互称为同位素)。“同位”是指核素的________相同，在元素周期表中占有________的位置。
例如氢元素的、、互为同位素。
(2)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的________。
(3)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
①　　 a．考古中推断生物体的存在年代
② b．核反应堆的燃料
③ c．相对原子质量的标准原子
④ d．同位素示踪
⑤ e．制造氢弹的原料
特别提醒　1.绝大多数元素都包含多种核素。
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。
4．同位素的三同、三不同
三同：同种元素(同质子数、同核电荷数、同电子数)，相同位置(在周期表中)，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，不同的原子个数百分比。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)任何原子都由质子、中子、电子构成。(　　)
(2)23Na和23Mg互为同位素。(　　)
(3)同位素原子的化学性质几乎相同，物理性质略有差异。(　　)
(4)原子的种类大于元素的种类。(　　)
H和为同一元素的不同微粒。(　　)
2．决定核素种类的是(　　)
A．质子数 B．中子数
C．原子的最外层电子数 D．质子数和中子数
3．下列互为同位素的是(　　)
A．H2　D2 B．14N　14C
C．16O　17O D．金刚石　石墨
4．[2023·北京人大附中高一检测]16O和18O是不同的核素，下列说法正确的是(　　)
A．16O2和18O2的物理性质、化学性质均相同
B．4.48 L 18O2含有4NA个中子(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．16O2和18O2互为同位素
D．36 g 18O2含有16 mol电子
5．下列关于I和的说法正确的是(　　)
I和互为同位素
I和的质量数相同
I和是同一种核素
I和的核外电子数和中子数均为53
1.关于、、O2－、O四种微粒，以下说法正确的是(　　)
A．它们是同种原子
B．它们是几种不同的单质
C．它们是氧元素的几种微粒的不同表示方法
D．四种微粒的质子数和电子数均相等
2．我国化学家通过对H＋HD―→H2＋D反应的研究，进一步揭示了化学反应的本质。下列关于H与D的说法不正确的是(　　)
A．中子数均为2
B．质子数均为1
C．核外电子数均为1
D．两者互为同位素
3．下列叙述正确的是(　　)
A．稀有气体元素化学性质不活泼，最外层电子数均为8
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
4．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是(　　)
5．如表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：
(1)属于第二周期元素的有________、________、________(填元素符号)，属于第ⅢA族的有________(填元素符号)，属于第ⅠA族的有________、________(填元素符号)。
(2)写出H元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．A、B、C、D为短周期元素，在元素周期表中所处的位置关系如下图所示，A、C两种元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
(1)分别写出A、B、C、D四种元素的名称______、________、________、________。
(2)B元素位于元素周期表中第________周期第________族。
(3)D元素的单质与水反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时　元素周期表　核素
分点突破一　元素周期表
1．门捷列夫　相对原子质量　化学性质相似　相对原子质量　原子的核电荷数
2．(2)质子数　核外电子数
3．电子层数目　电子层数
4．一、二、三　四、五、六、七　7　8　8　9　10　1　18　8　2
5．①原子序数　②相对原子质量　③元素符号　④元素名称
即学即练
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×
2．解析：第ⅢB族中包含锕系与镧系元素，共有32种元素，A正确；元素周期表中共有18个纵列，16个族，B错误；第ⅠA族中H为非金属元素，C错误；短周期包括第一、二、三周期，D错误。
答案：A
3．解析：短周期元素有18种，其中主族元素有15种，0族元素有3种。
答案：B
4．答案：(1)O　Na＋　Cl　Cl－　第二周期第ⅥA族　第三周期第ⅠA族　第三周期第ⅦA族　第三周期第ⅦA族
(2)14　(3)3、19　(4)H、Be、Al　(5)C、S　(6)Li
分点突破二　核素
1．(1)质子数　核电荷数　原子　(2)质子数
2．(1)质子　中子　(2)①1　0　1　1　1　2　②
(3)质子数　中子数　质子数　中子数
3．(1)质子数　中子数　元素　元素　核素　质子数　相同
(2)②比率
(3)
即学即练
1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√
2．答案：D
3．解析：同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有C项符合。
答案：C
4．解析：A项，16O2和18O2的物理性质不同，化学性质相同，错误；B项，没有指明是否为标准状况，4.48 L 18O2的物质的量不一定是0.2 mol，故不能计算其中含有的中子数，错误；C项，16O2和18O2均是氧气单质，不互为同位素，错误；D项，36 g 18O2的物质的量是1 mol，其中含有16 mol电子，正确。
答案：D
5．解析：和的质子数相同，属于同种元素，又因其质量数不同，所以中子数也不同，即二者互为同位素，A正确，B错误；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的原子，所以和是两种不同的核素，C错误；对原子而言，质子数＝核外电子数，故和的核外电子数均为53，中子数N＝A－Z，所以和的中子数分别为74和78，D错误。
答案：A
随堂演练全通关
1．答案：C
2．答案：A
3．解析：A选项，He为稀有气体元素，最外层电子数为2，错误；B选项，第六、七周期均有32种元素，错误；C选项，副族元素均为金属元素，正确；D选项，第ⅠA族元素中的H不属于碱金属元素，错误。
答案：C
4．解析：解题时可根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最左端，排除A、B、C三项。
答案：D
5．解析：根据元素在周期表中的分布，A是F元素，B是O元素，C是P元素，D是C元素，E是Ar元素，F是Cl元素，G是S元素，H是Al元素，I是Mg元素，J是Na元素，K是Ca元素，L是K元素，M是过渡金属元素，N是Br元素。(1)属于第二周期元素的有D、B、A三种元素，分别为C、O、F；属于第ⅢA族的是H，为Al元素；属于第ⅠA族的有J、L两种元素，分别为Na、K；(2)H元素组成的单质为Al，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑。
答案：(1)C　O　F　Al　Na　K
(2)2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
6．解析：A、B、C、D均为短周期元素，从四者的相对位置及元素周期表的结构来看，A、C位于第二周期，B、D位于第三周期，若A的原子序数为x，则C为x＋2，B为x＋8＋1。由题意知x＋x＋2＝x＋8＋1，x＝7，所以A、B、C、D的原子序数分别为7、16、9、17，分别为氮、硫、氟、氯。
答案：(1)氮　硫　氟　氯　(2)三　ⅥA
(3)Cl2＋H2O===HCl＋HClO