第三单元 物质构成的奥秘
第二节 元素
教材知识全解
知识点一 元素
1.概念:具有相同质子数的原子归为一类,每一类原子称为一种元素。
【知识拓展】 元素与原子的比较
元素
原子
区别
宏观概念,只讲种类,不讲个数
微观概念,既讲种类,又讲个数
适用范围
描述物质由元素组成
描述分子由原子构成或某些物质由原子构成
应用实例
水是由氢元素和氧元素组成的
一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的;铁是由铁原子构成的
联系
元素是一类原子的总称,原子和元素是个体和总体的关系。在化学反应中元素种类不变,原子种类和个数也不变
例1 备受瞩目的首架C919国产大飞机于2015年11月2日正式总装下线。C919部分机身采用了新型的铝锂合金,这种材料具有较高的强度和适宜的延展性。铝锂合金中的铝(Al)元素和锂(Li)元素的本质区别是( )
A.元素符号不同 B.原子质量不同 C.原子的质子数不同 D.原子的电子数不同
解析 元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的影,不同种元素最本质的区别是质子数(即核电荷数)不同,所以C正确。
答案 C
2.元素的分类
例2 (2018上海闸北一模)下列元素属于稀有气体元素的是( )
A.氢 B.氦 C.钠 D.汞
解析 氢是非金属元素,但不属于稀有气体元素,氦是稀有气体元素,钠与汞属于金属元素。
答案 B
元素在自然界中的分布情况
按由多到少的顺序
地壳中含量占前四位的元素
氧、硅、铝、铁
人体中含量占前四位的元素
氧、碳、氢、氮
海水中含量占前四位的元素
氧、氢、氯、钠
空气中含量占前两位的元素
氮、氧
太阳上含量占前两位的元素
氢、氦
3.元素的存在
例3 图3-2-1表示的是地壳中所含各种元素的质量分数。请根据图3-2-1回答下列问题:
(1)图中表示出的金属元素有_________种;
(2)地壳中铝元素的含量为_____________;
(3)地壳中含量最多的非金属元素与含量占第二位的金属元素属于不同种元素的原因是___________
__________________________。
解析 (1)金属元素除汞、金外,都有“”字旁,故题图中表示出的金属元素有6种;(2)由题图可知,铝元素的含量为7.7%;(3)由题图可知,地壳中含量最多的非金属元素与含量占第二位的金属元素不属于同种元素的原因是二者原子中的质子数不同。
答案 (1)6 (2)7.7% (3)质子数(或核电荷数)不同
知识点二 单质和化合物
单质与化合物概念的比较
(1)单质:由一种元素组成的纯净物,如氧气、氢气等。概念中包含两个要素:纯净物、一种元素。
(2)化合物:由两种或两种以上组成的纯净物,如水、二氧化硫等。概念中包含两个要素:纯净物、两种或两种以上元素。
【规律小结】 单质和化合物都是纯净物,二者的根本区别在于元素的种数不同。
单质
化合物
宏观组成
一种元素
两种或两种以上元素
微观构成
由同种原子构成或由同种原子构成的同种分子构成
由不同种原子构成的分子或离子构成
化学性质
不能发生分解反应
某些化合物在一定条件下可以发生分解反应
联系
①它们均属于纯净物;②单质发生化合反应可以生成化合物;③化合物发生分解反应可以生成单质
例4(2017贵州安顺中考)下列各组物质中,前者属于单质,后者属于化合物的是( )
A.食盐、食醋 B.青铜器、空气 C.氧气、二氧化碳 D.水、铜丝
解析 食醋属于混合物,食盐是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物;青铜器中含铜、锡等,属于混合物,空气中含有多种物质,属于混合物;氧气是由氧元素组成的纯净物,属于单质,二氧化碳是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物;水是由不同种元素组成的纯净物,属于化合物,铜丝是由铜元素组成的纯净物,属于单质。
答案 C
知识点三 元素符号
1.概念:国际上规定每种元素都采用统一的符号来表示,这种符号叫作元素符号。
2.元素符号的书写原则:“一大二小”。
(1)“一大”:由一个字母表示的元素符号要大写。
(2)“二小”:由两个字母表示的元素符号,第一个字母要大写,第二个字母要小写。
如碳元素的元素符号是C,而钙元素的元素符号是Ca,铜元素的元素符号是Cu。
3.元素符号的意义
(1)元素符号不仅表示一种元素,还表示这种元素的一个原子。例如:
(2)有些元素符号除了表示一种元素、该元素的一个原子外,还表示一种单质。例如:
(3)如果元素符号前面加了数字,只表示一个微观的意义,即表示几个原子,不再表示元素的意义,因为元素只论种类、不论个数。例如:
H:表示氢元素,表示一个氢原子;
2H:表示2个氢原子。
【知识拓展】 离子符号
(1)表示方法:在元素符号(或原子团)的右上角标明离子所带的电荷,数值在前,正负号在后,如镁离子的离子符号为Mg2+,氧离子的离子符号为O2 -。当离子带一个单位的正电荷或一个单位的负电荷时,数值“1”省略不写,如钠离子的离子符号为Na+,氯离子的离子符号为C -。
(2)离子符号中数字的含义(如图3-2-2所示)
例5 (2018北京二十中月考)下列结构示意图中,能用符号R2+表示的是(R代表某种元素符号)( )
解析 R2+ 带2个单位的正电荷,为阳离子,即该离子中质子数 - 核外电子数=2,A中质子数比核外电子数少1,B中质子数与核外电子数相等,C中质子数比核外电子数多1,故D符合。
答案 D
点拨 明确离子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解题的关键。
例6(2017山东临沂中考)下列化学用语中,既能表示一种物质,还能表示一种元素的是( )
A. Na B.H C.Cl2 D.2N
解析 Na表示钠元素和金属钠;H表示氢元素和一个原子,不能表示氢气;Cl2表示氯气和一个氯气分子,还可表示氯气是由氯元素组成的;2N只具有微观意义,只能表示2个氮原子。故选项A符合题意。
答案 A
知识点四 元素周期表
1.每一格:在元素周期表中,每一种元素均一格,均包含元素的原子序数、儿素符号、相对原子质量、元素名称等内容。
2.纵行:元素周期表中有18个纵行,除第8、9、10三个纵行共同组成一个族外,其余15个纵行中每一个纵行叫一族,共16个族。
3.横行:元素周期表中每一个横行叫一个周期,共有7个横行,也就是7个周期。
【知识拓展】(1)每一横行(周期),从左到右核电荷数即质子数依次增加,最外层电子数依次增加,电子层数相同;每一横行开头的是金属元素,靠近结尾部分的是非金属元素,结尾的是稀有气体元素(第一横行除外,该行只有两种元素,开头的是非金属元素H,结尾的是稀有气体元素He)。
(2)每一纵行,即每一列,从上到下电子层数依次增加,般情况下最外层电子数相同。
例7(2018山东东营垦利七校期中联考) 根据图3-2-4的有关信息,判断下列说法中不正确的是
( )
A.镁离子(Mg2+)核内有12个质子
B.镁元素的相对原子质量为24.31
C.在化学反应中,氯原子容易失去1个电子
D.镁离子(Mg2+)与氯离子(Cl-)的最处层电子数相等
解析 镁离子是由镁原子失去两个电子后形成的带有两个单位正电荷的粒子,原子转化为离子的过程中,质子数不发生改变,A正确;据题中图示可知,镁元素的相对原子质量为24.31,B正确;氯原子的最外层电子数是7,大于4,在化学反应中容易得到1个电子,形成Cl-,C错误;镁离子的核外有两个电子层,氯离子的核外有三个电子层,但二者最外层电子数均为8,D正确。
答案 C
基础闯关全练
知识点一 元素
1.人们常说“钙奶补钙”“碘盐补碘”,这里的“钙”“碘”指的是( )
A.元素 B.原子 C.分子 D.离子
2.不同种元素最本质的区别是( )
A.中子数不同 B.质子数不同
C.相对原子质量不同 D.中子数和核外电子数之和不同
3.(2018广东深圳南山华侨城中学月考)根据元素名称的汉字可判断金属元素和非金属元素。下列各组元素属于非金属元素的一组是( )
A.汞、铁、铝、锕 B.氪、铹、镧、碘
C.溴、氟、砷、碲 D.汞、溴、砹、氡
4下列关于各元素相对含量的说法中正确的是( )
A.地壳中含量最高的元素是氧元素 B.海洋中含量最高的元素是氯元素
C.空气中含量最高的元素是碳元素 D.人体中含量最多的元素是氢元素
知识点二 单质和化合物
5.区别单质与化合物的依据是( )
A组成物质的种类 B.组成元素的种类
C.构成物质的分子种类 D.构成物质的原子个数
6.根据物质分类的知识判断,下列生活中的物质属于单质的是( )
A.发酵粉 B.加碘盐 C.食醋 D.用作食品保护的氮气
知识点三 元素符号
7.下列关于镁的元素符号书写正确的是( )
A.mg B.Mg C.MG D.mG
8.化学用语是我们学习化学的重要工具,掌握好化学用语是对学生学习化学的基本要求。请你写出下列正确的化学用语。
(1)请写出下列元素符号或名称:
磷__________ 硅__________ 铜__________
He_________ S__________ Fe_________
(2)请写出下列离子符号或名称
氢离子__________ 钠离子___________ 氯离子___________
Ca2+______________ OH - ______________
(3)请写出下列符号中“2”的意义:
①S2-____________ ②2Cu____________
知识点四 元素周期表
9.(2017山东菏泽东明期末)2014年5月,南京某公司丢失一枚探伤用放射源铱-192,经多方寻找终于放回安全箱。图3-2-1是元素周期表提供的铱元素的部分信息,下列说法正确的是( )
A.铱的原子序数为70 B.铱原子的核电荷数为77
C.铱的相对原子质量为192.2 g D.铱属于非金属元素
10.(2018山东潍坊寿光世纪学校东城分校月考)据《自然》杂志报道,科学家最近研制的一种以锶原子作钟摆的钟是世界上最精确的钟。锶元素(元素符号为Sr)的原子结构示意图如图3-2-2所示。
(1)锶元素属于_________(填“金属”或“非金属”)元素。
(2)原子的核内质子数为_________,最外层有_________个电子。
(3)锶原子易失去2个电子形成_____________。
(4)下列元素与锶元素处于同一族的是_________。
11.元素周期表中某一周期元素的原子结构示意图如图3-2-3所示:
(1)图3-2-3中有相对稳定结构的原子的元素名称是____________。
(2)硼原子的结构示意图中的x=__________。
(3)镁原子的结构示意图为 ,图3-2-3中与其化学性质相似的元素是___________。
(4)图3-2-3中元素从左到右排列所遵循的规律是________________________________(任写一条)。
能力提升全练
知识点一 元素
1.(2017山东青岛城阳七中月考)对于质子数为6、中子数分别为6、7、8的三种原子的以下说法中,正确的有( )
A.属于同种元素 B.相对原子质量相等
C.三种原子中的核外电子数相等 D.三种原子的化学性质不同
2.下列叙述正确的是( )
A.若两种粒子是同种元素,则这两种粒子的质子数一定相等
B.若两种粒子的质子数相等,则这两种粒子一定是同种元素
C.若两种粒子的电数相等,则这两种粒一定是同种元素
D.若两种粒于是同种元素,则这两种粒子的中子数一定相等
知识点二 单质和化合物
3.(2017日肃甘南州中考)下图是表示气体分子的示意图,图中“●”和“○”分别表示质子数不同的两种原子,其中表示化合物的是( )
知识点三 元素符号
4.学好化学用语是学习化学的关键、基础。元素符号是一种重要的化学用语,请你按下列要求写出元素符号(各小题中的元素符号不能重复):
(1)用大写字母“C“开头的4种元素的元素符号:__________、_________、_________、_________;
(2)用大写字母“A“开头的2种元素的元素符号:__________、_________;
(3)只包含一个字母的3种元素的元素符号:__________、__________、__________;
(4)地壳中质量含量位于前4位的元素符号:__________、_________、_________、__________;
(5)两种金属元素的元素符号:_________、___________。
知识点四 元素周期表
5.(2018山东寿光世纪学校东城分校月考)根据图3-2-4提供的信息,下列判断正确的是( )
A.儿素所在的周期数等于其原子的最外层电子数
B.钠离子核外有三个电子层
C.第二、三周期元素的原子从左至右最外层电子数逐渐增多
D.在化学变化中镁元素容易失去最外层2个电子形成镁离子,其离子符号是Mg+2
6(2018新疆乌鲁木齐中考)元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下图是元素周期表的一部分,A ~ F代表六种不同短周期元素。下列说法不确的是( )
A.原子序数E<C B.A、D同族 C.A、B同周期 D.C、F化学性质相似
直击中考
1.(2018山东淄博高青期末)下列化学用语中,既能表示一种元素,又能表示一个原子,能表示一种物质的是( )
A.N2 B.H C.CO D.Fe
2(2018山东莱芜莱城中学月考)科学家已研究出高能粒子,则下列有关说法中正确的是( )
A.是由5个氮原子构成的单质 B.中只有质子,没有中子和电子
C.每个中含有35个质子和34个电子 D.中含有35个质子和35个电子
3.(2018山东泰安新泰月考)如图3-2-6中A,B、C、D是四种粒子的结构示意图,E是银元素在元素周期表中的信息。
请回答下列问题:
(1)图3-2-6中ABCD所表示的粒子共有_________种元素。
(2)ABCD中表示阳离子的是_________,表示阴子的是___________。
(3)D表示的原子中,x=___________。
(4)E中银原子的质子数为_________,一个银原子的质量约是一个碳12原子质量的_________倍。
4.(2018安徽中考)钒被誉为“合金的维生素”,钒元素的部分息如图3-2-7。下列有关的说法正确的是( )
A.属于非金属元素 B.原子序数为23
C.原子核外电子数为28 D.相对原子质量为50.48 g
5.(2017天津中考)元素周期表是学习和研究化学的重要工具。回答下列问题:
(1)元素周期表中不同种元素间最本质的区别是________(填字母)
A.质子数不同 B.中子数不同 C.相对原子质量不同
(2)1869年________(填字母)发现了元素周期律并编制出元素周期表.
A.张青莲 B.门捷列夫 C.拉瓦锡
(3)元素周期表中氮元素的有关信息如图3-2-8所示,下列说法正确的是__________(填字母)。
A氟属于金属元素 B氟的原子序数是9 C.氟的相对原子质量是19.00g
(4)氟原子结构示意图为 ,氟原子在化学反应中易________(填“得到”或“失去”)电子,由钠元素和氟元素组成的化合物氟化钠的化学式为__________。
参考答案及解析
基础闯关全练
1.A “钙奶补钙“碘盐补碘”,这里的“钙”“碘”不是指单质、分子、原子、离子等,而是指钙、碘元素
2.B 元素是具有相同质子数的一类原子的总称,决定元素种类的是质子数,因此不同种元素的最本质的区别是质子数不同。
3.C A选项中,汞、铁、铝、铜都属于金属元素。B选项中,氨属于稀有气体元素,碘属于非金属元素,、镧属于金属元素C选项中,溴、氟、砷、碲都属于非金属元素;溴砹属于非金属元素,氢属于稀有气体元素,汞属于金属元素。
4.A 海洋中含量最高的元素是氧元素;空气中含量最高的元素是氮元素;人体中含量最多的元素是氧元素。
5.B 由一种元素组成的纯净物叫单质;由两种或两种以上的元素组成的纯净物叫化合物。区别单质与化合物的依据是组成元素的种类。
6.D 发酵粉的主要成分是碳酸氢钠,属于混合物;加碘盐是氯化钠和碘酸钾等形成的混合物;食醋是醋酸和水等形成的溶液,属于混合物;氮气是由氮元素组成的纯净物,属于单质。
7.B 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。
8.答案 (1)P Si Cu 氦 硫 铁
(2)H+ Na+ Cl- 钙离子 氢氧根离子
(3)一个硫离子带两个单位的负电荷 两个铜原子
解析 (1)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)根据离子符号的书写方法进行书写,离子所带的电荷数写在元素符号的右上角,且数字在前,正负号在后。(3)标在元素符号右上角的数字表示离子所带的电荷数;标在元素符号前面的数字表示原子的数目。
9.B 题图中左上角的数字表示原子序数,铱的原子序数为77;在原子中,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,则依的核电荷数为77:题图中下方的数字192.2为该元素的相对原子质量,单位为1,省略不写;根据铱元素的汉字名称“铱”的偏旁为“钅”可知,铱为金属元素。
10.答案 (1)金属 (2)38 2 (3)Sr2+ (4)B
解析 (1)据锶元素的名称可判断锶元素属于金属元素;(2)据锶元素原子的结构示意图可以看出,锶原子核内的质子数是38,最外层电子数是2;(3)锶原子的最外层电子数小于4,故在化学反应中易失去2个电子形成带2个单位正电荷的阳离子,其离子符号是Sr2+;(4)根据“同一族元素原子的最外层电子数相同”,可知B项所表示的元素与锶元素处于同一族,D中的最外层虽有2个电子,但只有一个电子层,已达到稳定结构,属于稀有气体元素,与锶元素不处于同一族,故选B。
11.答案 (1)氖 (2)5 (3)铍(Be) (4)核电荷数依次增大(合理即可)
解析 (1)最外层电子数为8(一个电子层时最外层电子数是2)的元素原子结构相对稳定,所以题图中具有相对稳定结构的原子的元素是氖元素。(2)对于原子来说,核内质子数=核电荷数=核外电子数,硼原子的结构示意图中,x=2+3=5(3)最外层电子数决定元素的化学性质,题图中与镁元素化学性质相似的元素是铍(Be)。(4)根据元素周期律,同一周期元素的原子序数(或核电荷数)从左到右依次增大,而最外层电子数也是依次增大的。
能力提升全练
1.AC 元素是具有相同的核电荷数(或质子数)的一类原子的总称,因此具有相同质子数的不同原子属于同一种元素;质子数相同,中子数不同,相对原子质量不相等;在原子中,质子数=核外电子数,因此三种原子中的核外电子数相等三种原子的最外层电子数相同,则化学性质相同。
2.A 根据元素的定义可知,同种元素的两种粒子的质子数一定相等,故A正确;两种粒子的质子数相等,不一定是同种元素,如NH3和CH4中的质子数相等,但不是同种元素,故B错误;两种粒子的电子数相同,不一定是同种元素,如F - 和Na+故C错误;若两种粒子是同种元素,则这两种粒子的中子数不一定相等,如C-12和C-13中含有的中子数不相等,但它们是同种元素,故D错误°
3.A 由A图示可知,该物质含有两种不同原子构成的一种分子,是由两种元素组成的纯净物,属于化合物;由B图示可知,该物质含有同种原子构成的一种分子,是由同种元素组成的纯净物,属于单质;由C图示可知,该物质含有两种分子,即由两种物质组成,属于混合物;由D图示可知,该物质含有同种原子构成的一种分子,是由同种元素组成的纯净物,属于单质。
4.答案(1)C Cu Co Cl (2)Ar Ag (3)H N P
(4)O Si Al Fe (5)Mg Ca
[本题(1)、(2)、(3)、(5)答案不唯一,只要符合题意即可]
解析 (1)用大写字母C开头的元素符号有多种,若书写的元素符号由两个字母组成时,第一个字母大写,第二个字母小写;(2)氩、银等的元素符号都是以A开头;(3)只包含一个字母的元素的元素符号有H、N、P等;(4)地壳中含量最多的前四种元素为氧、硅、铝、铁,元素符号分别为、SiA、Fe;(5)金属元素有Mg、Ca等
5.C 由题中图示及所学知识可知,元素所在的周期数等于其原子的电子层数,而不是最外层电子数,A错误;钠原子最外层有1个电子,钠离子是失去这一个电子而形成的粒子,此时核外共有10个电子且分为两层,B错误;由题中图示可知第二三周期元素的原子从左至右最外层电子数逐渐增多,C正确;镁原子最外层有2个电子,在化学反应中易失去这2个电子而变成镁离子,其符号为Mg2+,D错误
6.A 原子序数:E>C,故A错误;A、D位于同一族,故B正确;A、B在同一横行,位于同一周期,故C正确;C、F位于同一族,最外层电子数相同,化学性质相似,故D正确。
直击中考
1.D 既能表示一种元素、又能表示一个原子的一定是元素符号,排除A、C;H只能表示氢元素和一个氢原子,而不能表示氢气,因此,排除B选项。
2.C 从的表示方法可看出,它是带有一个单位正电荷的离子,其中每个氮原子的核内有7个质子,所以每个中含有35个质子和34个电子。
3.答案(1)3 (2)A C (3)8 (4)47 9
解析 (1)元素的种类是由其原子的质子数决定的,A、B表示的粒子具有相同核电荷数(即质子数)属于同种元素,因此A、B、C、D中共有3种元素。(2)阳离子中质子数大于核D、、
外电子数,A符合;阴离子中质子数小于核外电子数,C符合。(3)在原子中,质子数等于核外电子数,因此x=18-2-8=8(4)相对原子质量不是原子的实际质量,但可以看作原子的质量来计算,银原子的相对原子质量是107.9,碳原子的相对原子质量是12,因此一个银原子的质量约是一个碳原子质量的107.9/12≈9倍。
4.B 钒字有“钅”旁,属于金属元素,故A错误;元素周期表的每一小格中左上角的数字表示原子序数,由题图可知,钒的原子序数为23,故B正确;在原子中,原子序数=质子数=核外电子数,因此钒的核外电子数为23,故C错误;相对原子质量的单位是1,通常省略不写,故D错误。
5.答案 (1)A (2)B (3)B (4)得到 NaF
解析 (1)元素是质子数(或核电荷数)相同的一类原子的总称,不同元素间最本质的区别是质子数不同,故选A。(2)1869年门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表。(3)氟元素是非金属元素,A错误;元素周期表每一小方格左上角数字表示原子序数,氟的原子序数为9,B正确;氟的相对原子质量是19.00,相对原子质量的单位为1,省略不写,C错误。(4)氟原子最外层上有7个电子,容易得到一个电子成为氟离子。氟化钠的化学式为NaF。