(共14张PPT)
高中化学 必修1 第四章 第一节 原子结构与元素周期表
第二课时 核素
植物学家如何确定树木的年龄？
考古学家如何确定文物的年代？
氢元素的原子核 原子符号 () 原子名称
质子数 (Z) 中子数 (N) 1 0
1 1
1 2
氕
氘
氚
(1)它们是同一种元素吗？
(2)氕、氘、氚的原子结构有何异同？
统称：氢元素
单称：核素
互称：同位素
H
1
1
或D
H
2
1
或T
H
3
1
元素 核素 同位素 同素异形体
本质
范畴
特性
决定因素
举例
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
同种元素同种原子形成的不同单质
原子
原子
原子
单质
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎相同
元素相同
性质不同
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
H、C、O
三种元素
1H
1
1H
2
1H
3
三种核素
1H
1
1H
2
1H
3
互称同位素
O2、O3互为同素异形体
“四素”的区别
思考1：画出“四素”的关系图
元 素
核素1
核素n
核素2
同位素
同种元素
同种原子
单质
单质1
单质n
单质2
同素异形体
思考2：“三个决定”
质子数
元素种类
中子数
原子种类
最外层电子数
元素的化学性质
决定
思考3：上述氢元素与O形成的水有哪些？它们属于同位素吗？
H2O、HDO、HTO、D2O、DTO、T2O
思考4：上述氢元素形成的单质有哪些？它们属于同素异形体吗？
H2、D2、T2、HD、HT、DT
思考5:质子数相同而中子数不同的粒子一定是同位素吗？
不一定，前提必须是原子
思考6:比较氧元素的两种微粒816O和818O2－的异同？
在天然存在的元素里，同位素相互之间保持一定的比率。
例：镁有三种天然同位素:24Mg、25Mg、26Mg，其中24Mg原子占镁元素的原子百分数为78.70%，25Mg原子为10.1%，26Mg原子为11.2%，求镁元素的相对原子质量。
解:镁元素的相对原子质量为:
24×78.70% + 25×10.1% + 26×11.2% ＝24.324
氢的三种同位素：、、
氘、氚是制造氢弹的材料
碳的三种同位素：
考古中推断化石、文物的年代
铀的三种同位素：
制造原子弹和核反应堆的原材料
氧的三种同位素：、、
金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
磷的三种同位素：、、
练习1：判断正误：
(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( )
(5)和＋为同一元素的不同微粒( )
练习2：现有下列基本粒子：1H、2H、3H、6Li、7Li、14C、14N、16O、18O、23Na、24Mg、35Cl2、37Cl2、40K、40Ca。请回答下列问题：
(1)以上15种微粒中共有____种核素，共_____种元素。
(2)互为同位素的是_____________、_________、__________。
(3)质量数相等的是________、_______；中子数相等的是_______、______。(共22张PPT)
高中化学 必修1 第四章 第一节 原子结构与元素周期表
第四课时 原子结构与元素的性质
三长四短七周期
七主七副八和零
元素
稀有气体元素
金属
元素
一般最外层电子数<4
非金属元素
最外层电子数=8(He=2)
一般最外层电子数>4
易失电子
不易得失
易得电子
化学性质活泼
化学性质稳定
化学性质活泼
最外层电子数决定元素的化学性质。
金属性
非金属性
碱金属元素
卤族元素
一、碱金属元素
(1)碱金属元素原子结构
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号
核电荷数
原子结构 示意图
原子半径
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
最外层均只有 个电子。
相同点
核电荷数 ，电子层数 ，原子半径 。
递变性
1
增大
增多
增大
0.152 nm
0.186 nm
0.227 nm
0.248 nm
0.265 nm
比较1:碱金属单质与氧气的反应
Li
Na
K
Rb
Cs 4Li＋O2 2Li2O
2Na＋O2 Na2O2
K＋O2 KO2
生成复杂多种氧化物
反应越来越剧烈
产物越来越复杂
反应较剧烈,火焰呈紫红色
反应很剧烈，火焰呈黄色
反应非常剧烈，火焰呈紫色
分析碱金属单质与氧气反应的异同。
(2)碱金属元素化学性质
比较2:碱金属单质与水的反应
Li
Na K Rb Cs 2Li＋2H2O = 2LiOH+H2↑
生成对应碱和氢气
(较剧烈)
2Na＋2H2O = 2NaOH+H2↑
2K＋2H2O = 2KOH+H2↑
最外层的1个电子，易失电子—金属性(还原性)
相似性
核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，
原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，失电子的能力逐渐增强。
递变性
(剧烈)
(很剧烈、爆炸)
(非常剧烈、爆炸)
LiOH
NaOH
KOH
RbOH
CsOH
碱性逐渐增强
Li
Na
K
Rb
Cs
碱金属单质 颜色（常态） 密度/g·cm 3 熔点/℃ 沸点/℃
Li 银白色 0.534 180.5 1347
Na 银白色 0.97 97.81 882.9
K 银白色 0.86 63.65 774
Rb 银白色 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4
液封(煤油)
硬度小、密度小、熔点低、沸点低、导电导热性、延展性
相似性
Li→Cs，单质熔点和沸点逐渐降低；密度逐渐增大(ρK<ρNa )
递变性
(3)碱金属元素物理性质
石蜡密封
【总结】碱金属元素单质性质的相似性
物理性质：硬度、密度小，熔点、沸点低，导电导热性，延展性
化学性质：最外层都为1，易失电子(均为+1价），表现出金属性(还原性)
与O2反应：
R+O2
=
△
RxOy
与Cl2反应：
2R+Cl2
=
△
2RCl
与H2O反应：
2R+2H2O=2ROH+H2↑
主要掌握
Li、Na、K
【总结】碱金属元素单质性质的递变性
递变性 密 度 熔 沸 点 核电荷数 原子半径 电子层数 失电子能力 化学 性质 金属阳离子氧化性 与O2、H2O等反应 最高价氧化物对应的水化物碱性
Li
Na K Rb Cs
逐渐增大
逐渐增大
逐渐增大
金属性逐渐增强
还原性逐渐增强
逐渐增大
反应越来越剧烈
逐渐增大
Na
K
反常
逐渐减小
碱性逐渐增强
LiOH
NaOH
KOH
RbOH
CsOH
Li+
Na+
K+
Rb+
Cs+
逐渐减弱
练习1：已知镁分别能与氧气和水反应。请判断镁与钙金属性的强弱。
(1)从周期表位置判断
(2)从元素单质及其化合物相关性质判断
(3)根据金属活动性顺序判断
(4)根据离子氧化性判断
练习3：可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是( )
A．“类钫”在化合物中呈＋1价 B．“类钫”最外层电子数为6
C．“类钫”单质的密度小于1 g·cm 3 D．“类钫”单质有较高的熔点
练习2：判断正误：
(1)从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大( )
(2)碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物( )
(3)碱金属元素单质都应该保存在煤油中( )
(4)钾比钠原子半径大，钾比钠活泼，钾可以从氯化钠溶液中置换出钠( )
(5)碱金属元素在自然界中能以游离态存在( )
最外层电子数
核电荷数
电子层数
原子半径
原子
结构
相似性
递变性
元素
性质
碱金属元素
“位置—结构—性质”模型
I A
同主族
周期表
位置
二、卤族元素
单质 颜色（常态） 密度 熔点/℃ 沸点/℃
F2 淡黄绿色(g) 1.69 g/L(15℃) 219.6 188.1
Cl2 黄绿色(g) 3.124 g/L(0℃) 101 34.6
Br2 深红棕色(l) 3.119 g/cm3(20℃) 7.2 58.78
I2 紫黑色(s) 4.93 g/cm3 113.5 184.4
F2→Cl2→Br2→I2，颜色逐渐加深；熔点和沸点逐渐升高；密度逐渐增大
递变性
有刺激性气味，有毒；易溶于乙醇等有机溶剂，在水中溶解度小
相似性
遇淀粉变蓝，易升华
(1)卤族单质物理性质
挥发性—水液封保存
元素名称 氟 氯 溴 碘
元素符号
核电荷数
原子结构 示意图
原子半径
(2)卤族元素原子结构
F
Cl
Br
I
9
17
35
53
最外层均只有7个电子，易得电子。
相同点
核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，
原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，得电子的能力逐渐减弱。
递变性
0.071 nm
0.099 nm
1.14 nm
1.33 nm
比较1: 卤素单质与氢气的反应
(3)卤族单质化学性质
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2
Cl2
Br2
I2
暗处
光照或点燃
加热
持续加热
HF很稳定
HCl较稳定
HBr次稳定
HI不稳定，易分解
F2→I2与H2反应越来越难，氢化物的稳定性：HF HCl HBr HI
非金属性(氧化性)：F2>Cl2>Br2>I2
递变性
最外层都有7个电子，易得电子—强非金属性（氧化性）
相似性
比较2: 卤素单质间的置换反应
【实验4-1】
向盛有4mL KBr溶液和4mL KI溶液的试管中加入1mL氯水，振荡，观察溶液的颜色变化。
向盛有4mL KI溶液的试管中加入1mL溴水，振荡，观察溶液的颜色变化。
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
Cl2 + 2KI = 2KCl + I2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
氧化性：F 2 Cl 2 Br 2 I 2
（水溶液橙色）
（水溶液棕黄色）
比较3: 卤素最高价氧化物对应的水化物的酸性
资 料 卡 片
高氯酸(HClO4)在水溶液中几乎完全离解，形成H+和ClO4 ，所以HClO4在无机酸中具有最强的酸性。HBrO4也是强酸，但HIO4属于中强酸。HClO4，HBrO4 ，HIO4的酸性逐渐减弱。
最高价氧化物对应水化物酸性：HClO4 > HBrO4 > HIO4
以上资料摘自《无机化学(第四版)下册》(宋天佑等编，高等教育出版社出版)
归纳总结
【总结】卤族元素单质化学性质的相似性
单质X2
与H2反应：
X2+H2
=
2HX(条件从常温到加热)
与H2O反应：
X2+H2O
=
HX+HXO（F除外）
与NaOH反应：
2F2+2H2O
=
4HF+O2
X2+2NaOH
=
NaX+NaXO+H2O
最高价氧化物对应水化物(F无含氧酸)都为强酸
氢化物水溶液(F例外)都为强酸
最外层都为7，易得电子，表现出非金属性(氧化性)
(2)卤族元素原子结构和性质的递变性
递变性 颜色 熔 沸 密 核电荷数 原子半径 电子层数 得电子能力 化学 性质 阴离子的还原性 与H2反应 氢化物 稳定性 最高价氧化物对应的水化物酸性
F Cl Br I
逐渐增大
逐渐增大
逐渐减弱
非金属性逐渐减弱
氧化性逐渐减弱
逐渐增大
反应越来越难
逐渐加深
逐渐增大
F-
Cl-
Br-
I-
逐渐增强
逐渐减弱
HF
HCl
HBr
HI
逐渐减弱
F除外
HClO4
HBrO4
HIO4
请预测H2SO4和H2SeO4，哪一种酸的酸性更强？
原子
结构
周期表
位置
元素
性质
VI A
化合物
性质
同主族元素性质上表现相似性和递变性
电子层数增多
原子半径增大
失电子能力增强
得电子能力减弱
金属性(还原性)增强
非金属性(氧化性)减弱(共14张PPT)
高中化学 必修1 第四章 第一节 原子结构与元素周期表
第三课时 元素周期表
第一张元素周期表手稿
元素周期表
诞生
编制
意义
揭示化学元素间的内在联系和规律性
演变
现行
为未知元素留下的空位先后被填满
1869年，俄国化学家_________制出
门捷列夫
将元素按____________由小到大排列，将____________的元素放在一起
相对原子质量
化学性质相似
排序依据改为原子的_________
核电荷数
一、元素周期表的演变
原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数
二、元素周期表编排原则
横行
纵列
把_________相同的元素，按_________递增顺序从左到右排列
把_____________相同的元素，按_________递增的顺序由上而下排列
电子层数
原子序数
最外层电子数
电子层数
2种
8种
8种
18种
18种
32种
32种
一
二
三
四
五
六
七
2种
8种
8种
18种
18种
32种
32种
短周期=主族
长周期=主族+副族
三、元素周期表结构
类别 周期 序数 起止元素 包括元 素种数 电子层数 稀有 气体 位置与结构的关系
短周期 1 H～He 周期序数___电子层数
2 Li～Ne 3 Na～Ar 长周期 4 K～Kr 5 Rb～Xe 6 Cs～Rn 7 Fr～Og 2
1
2
8
2
10
8
3
18
18
4
36
18
5
54
32
6
86
32
7
118
＝
主族序数=最外层电子数
18纵行—16族
主族
0族
碱金属元素
稀有气体元素
卤族元素
副族
Ⅷ族
第Ⅷ族和全部副族元素
全部为金属元素—过渡元素。
元素周期表
编排
横行：周期
纵族：列
核电荷数（质子数）由小到大
周期序数=电子层数
主族序数=最外层电子数
短周期：1、2、3
长周期：4、5、6、7
主族：I.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ.Ⅴ.Ⅵ.VII A
副族：I.Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ.Ⅴ.Ⅵ.VII B
0族：稀有气体
七个周期
16个族
第VIII族：8-9-10
1 H氢
1s1
1.008
原子序数
元素名称
元素符号
价层电子排布
相对原子质量
四、元素单元格
强化记忆元素周期表的结构
三短四长七周期
七主七副八和零
元素周期表中要求熟记的部分
118
Og
奥
五、元素定位
(1)前20号元素
周期序数=电子层数
主族序数=最外层电子数
①描述下列主族元素在周期表中的位置
第2周期 ⅢA族
第3周期 ⅥA族
②第3周期 IVA族的元素是____
③短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有___________
H、Be、Al
Si
(2)后20号元素-0族定位法
0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
周期序数 一 二 三 四 五 六 七
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
元素种类 2 8 8 18 18 32 32
①比大小定周期
②求差值定族序
找邻近0族元素，与序数大的0族元素在同一周期。
比0族大1-2 — Ⅰ、ⅡA族
比0族小1-5 — Ⅶ、ⅢA族
如：指出51号的元素在周期表的位置
与Xe（54）邻近，则在第五周期。
51-54=-3，则在第ⅤA族。
第五周期第ⅤA族 — 锑（Sb）
练习1：指出下列微粒在元素周期表中的位置。
A
B
C
D
练习2：指出第10、13、26、35、56、82号元素在周期表的位置。(共16张PPT)
高中化学 必修1 第四章 第一节 原子结构与元素周期表
第一课时 原子结构
公元前450
1803年
1904年
1911年
1913年
现代
随着现代科学技术的发展，人类对原子的研究还不断深入... ...
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（-）
（+）
（不带电）
原子结构
一
质量数
二
粒子种类 质 量 相对质量
质子 1.6726×10-27 kg 1.007
中子 1.6749×10-27 kg 1.008
电子 质子质量的1/1836 1/1836
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
原子质量主要集中在原子核
原子 质子数（Z） 中子数(N) 质量数(A) 相对原子质量
F 10 18.998
Na 12 22.990
Al 14 26.982
练习1:按要求填表。
19
23
27
质量数与原子的相对原子质量作比较,你能得出什么结论
原子的质量＝质子的质量+中子的质量+电子的质量（可忽略）
原子的相对原子质量≈质子的相对质量+中子的相对质量
=质子数+中子数=质量数
9
11
13
A
ZX
质量数
元素符号
原子 质子数(Z) 中子数(N) 符号表征
F 9 10
Na 11 12
Al 13 14
质子数
符号表征—表示出元素、质子、中子、电子
F
19
9
Na
23
11
Al
27
13
常见化学符号的意义
三
X
±c
b±
a
Z
A
原子核外电子排布
四
n=1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
近 远
低 高
离 核：
能 量：
电子分层动，离核越远，能量越高。
通过科学研究发现，每一层能填充的电子数是有一定的规律的。
(1)能量最低原理：
里→外 低→高 逐层排满
(2)各电子层最多2n2个电子
(3)最外层≤8个电子
(K为最外层≤2个)
(4)次外层≤18个电子
17
第1层
第2层
第3层
K层
L层
M层
2
8
7
＋
核外电子排布的表示方法—原子结构示意图
Cl
画1-20、37、53号
元素原子结构示意图。
原子序数=核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
核外电子排布的表示方法—离子结构示意图
阳离子：
核外电子数 核电荷数
阴离子：
核外电子数 核电荷数
<
>
①主族的金属元素原子失去最外层所有电子时，电子层结构上一周期的稀有气体原子相同。
②主族的非金属元素原子得电子形成简单离子时，电子层结构与同周期的稀有气体原子相同。
Rn+
Rn-
特殊关系 对应元素
最外层电子数等于电子层数
最外层有1个电子
最外层有2个电子
最外层电子数等于次外层电子数的一半
最外层电子数等于次外层电子数
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
1～18号元素原子结构的特殊关系
H、Be、Al
H、Li、Na
He、Be、Mg
Li、Si
Be、Ar
C
O
Ne
知识拓展
“10电子”“18电子”的等电子粒子
Ne、H2O、NH3、CH4
Na+、Mg2+、Al3+、NH4+
O2－、F－、OH－
③阴离子：
核外有10个电子的微粒
①分子：
②阳离子：
Ne
③阴离子：
核外有18个电子的微粒
①分子：
②阳离子：
Ar
HCl、H2O2
K+、Ca2+
Cl－、 S2－、O22-
练习2：已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________；B________；C_________。
C
Si
Cl
练习3：根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
(3)C元素原子的质量数为35、中子数为18
(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的
硅
硼
氯
氖
