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第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构 元素周期表 核素
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。( √ )
提示：并不是所有的元素都有同位素。
(2)金刚石、石墨、C60、C70互为同素异形体。( √ )
提示：金刚石、石墨、C60、C70都是碳元素形成的单质，互为同素异形体。
(3)最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族。 ( × )
提示：He最外层有2个电子，在0族。
(4)元素周期表中第Ⅷ族元素种类最多。( × )
提示：第ⅢB族含有镧系和锕系，元素种类最多。
(5)第三、四周期同主族相邻元素的原子序数之差都是18。( × )
提示：Na和K的原子序数之差为8，Cl和Br的原子序数之差为18。
知识点1 原子结构、原子核外电子排布
2．下列能正确表示氧的原子结构示意图的是( C )
A B
C D
解析：氧为8号元素，答案为C。
3．下列叙述正确的是( B )
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
解析：电子能量越低，运动区域离核越近，A错误；稀有气体元素中He的原子最外层只有2个电子，C错误；当M层为最外层时，最多只能排8个电子，D错误。
知识点2 元素周期表及元素位置的推断
4．下列说法中正确的是( A )
A．在元素周期表中，元素所在的周期数等于原子的核外电子层数
B．在元素周期表中，主族元素的族序数等于原子核外电子数
C．元素周期表中，最外层电子数大于2的元素一定为主族元素
D．最外层电子数为8的粒子一定为稀有气体元素的原子
解析：主族元素的族序数等于原子核外最外层电子数，B错；最外层电子数大于2的元素如Ne等则不是主族元素，C错；最外层电子数为8的粒子可以是原子，也可以是离子，如Na＋、Cl－等，D错。
5．[2020·聊城高一检测]下列说法中错误的是( A )
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数均是8
D．第一周期元素、第ⅦA族元素和稀有气体元素都是非金属元素
解析：原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，但离子的核外电子层数不一定等于该元素所在的周期数，大多数金属阳离子，如Na＋、Mg2＋、Al3＋、K＋等，其核外电子层数不等于该元素所在的周期数。
知识点3 核素、同位素
6．[2020·南昌高一检测]下列说法错误的是( B )
A．H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
B.Ca和Ca、石墨和金刚石均为同位素
C．H和H是不同的核素
D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质相同
解析：A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，A正确；H和H是质子数均为1，中子数不等的不同氢原子，它们是不同的核素，C正确；12C和14C由于其质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，其物理性质不同但化学性质相同，D正确；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为同素异形体，B错误。
7．有六种微粒，它们分别是M、N、X、Q＋、Y2＋、Z－，它们所属元素的种类为( B )
A．3种
B．4种
C．5种
D．6种
解析：质子数决定元素的种类，M、Q＋表示K元素形成的微粒；N、Y2＋表示Ca元素形成的微粒；X表示Ar原子；Z－表示Cl－。
8．科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。
【探究问题】
(1)Fe原子结构如何？
提示：Fe原子核内含有26个质子和19个中子，核外有26个电子。
(2)Fe与Fe是什么关系？
提示：Fe与Fe的质子数相同，属于同一元素Fe元素，但中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素。
(3)Fe的衰变是不是化学变化？
提示：Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子的水平上研究物质。
(4)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是什么？
提示：Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质相同。
9.
“物理女王”吴健雄，被誉为东方居里夫人。吴健雄用Co放射源进行了实验，验证了杨振宁和李政道提出的“弱相互作用中宇称不守恒原理”。次年，杨振宁、李政道两人因此获得诺贝尔物理奖。
Co的衰变方程式为Co===Ni＋e＋Ve，其中Ve是反中微子，它的电荷认为是零，静止质量可以认为是零。下列关于Co的叙述中，正确的是( A )
A．质子数是27
B．电子数是33
C．质量数是27
D．中子数是60
解析：Co的质子数、电子数都为27，质量数为60，中子数为60－27＝33。
(限时30分钟)
一、选择题
1．[2020·三明高一检测]新华网曾报道，加拿大开发出生产医用放射性同位素Tc的简单方法。下列关于Tc的叙述正确的是( B )
A．原子序数是99
B．电子数是43
C．中子数是99
D．质量数是43
解析：原子X中左上角数字代表质量数，左下角数字代表质子数，故该原子质量数是99，质子数＝电子数＝43，中子数＝质量数－质子数＝99－43＝56，故选B。
2．下列叙述正确的是( B )
A．元素种类最多的族是第ⅣA族
B．副族元素没有非金属元素
C．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
D．元素周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素
解析：元素种类最多的族是第ⅢB族(包括镧系、锕系)，A错误；副族元素都是金属元素，B正确；第ⅠA族中的氢元素不是碱金属元素，C错误；第ⅦA族中没有金属元素，第ⅡA族中没有非金属元素，D错误。
3．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：
其中表示质子或核外电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( A )
A．①②③互为同位素
B．①②③属于不同的元素
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
解析：由图示可知①代表H，②代表H，③代表H，三者互为同位素，化学性质几乎相同。
4．[2020·榆林高一检测]下列有关元素周期表的叙述不合理的是( C )
A．已知原子的核电荷数，可以推知该原子的周期序数
B．前20号元素中，阳离子的电子层数等于对应原子的周期序数减去1
C．知道原子的周期序数，就能确定该元素在周期表中的位置
D．知道原子的周期序数，还不能确定该元素在周期表中的位置
解析：已知原子的核电荷数，根据核外电子排布的一般规律，可以画出该原子的结构示意图，就会知道该原子的电子层数，而周期序数＝电子层数，A正确；原子失去电子后成为阳离子，电子层数比原子少1层；原子得到电子后成为阴离子，电子层数与原子的相同，B正确；知道原子的周期序数，只知道该元素的原子处于周期表中的第几个横行，即第几周期，但不知道处于第几个纵列，所以还不能确定该元素在周期表中的位置，C错误，D正确。
5．关于元素周期表，下列叙述中不正确的是( C )
A．元素周期表中共有18个纵列，16个族
B．周期表中的族分为主族、副族、0族和第Ⅷ族
C．过渡元素全部是副族元素
D．主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的
解析：根据元素周期表的结构知共有18个纵列，16个族，故A对；周期表中的族分为主族、副族、0族和第Ⅷ族，故B对；过渡元素包括副族和第Ⅷ族元素，故C错；主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的，故D对。
6．[2020·晋中高一检测]现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是( B )
A．b－m－n
B．b＋m＋n
C．b－m＋n
D．b＋m－n
解析：阳离子中：质子数＝核外电子数＋电荷数；阴离子中：质子数＝核外电子数－电荷数，由题意知a－m＝b＋n，则a＝b＋m＋n。
7.
短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C是( C )
A．Be、Na、Al
B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl
D．C、Al、P
解析：短周期元素A、B、C，设A的原子序数为m，则B、C的原子序数分别为m＋8－1和m＋8＋1，由题意知(m＋8－1)＋(m＋8＋1)＝4m，则m＝8，则A、B、C分别为O、P、Cl，故选C。
8．[2020·成都高一检测]短周期元素中，a元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；b元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；c元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；d元素原子最外层有1个电子，d的阳离子与b的阴离子电子层结构相同，则四种元素原子序数关系中正确的是( A )
A．c＞d＞b＞a
B．d＞b＞a＞c
C．a＞d＞c＞b
D．b＞a＞c＞d
解析：根据原子核外电子排布规律可知：a元素只有两个电子层，且最外层电子数为4，则a为6号元素；同理b为8号元素。c元素的最外层为M层，且M层上电子数为4，可推知其原子序数为14；b元素形成的阴离子核外电子数为10，故d元素的核电荷数为11。
9．[2020·锦州高一检测]
已知R2－的核内有n个中子，R原子的质量数为M，则m
g
R2－含有电子的物质的量为( D )
A．mol
B．mol
C．mol
D．mol
解析：R2－含有的电子数为(M－n＋2)，m
g
R2－的物质的量为
mol，则m
g
R2－中含有的电子的物质的量为
mol。
10．X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中X与W的核电荷数之和为21，由此可知( C )
X
Y
Z
W
A.X位于元素周期表中第二周期第ⅤA族
B．Y是硫元素
C．Z能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应
D．W的周期数与族序数相等
解析：X、Y、Z、W四种短周期元素，由它们在周期表中的位置可知，X、Y在第二周期，Z、W在第三周期，设X的原子序数为a，则W的原子序数为a＋9，X、W的核电荷数之和为21，则由原子序数＝核电荷数知a＋a＋9＝21，解得a＝6，所以X为C，Y为O，Z为Al，W为P。A项，X位于元素周期表中第二周期第ⅣA族，故A错误；B项，Y是氧元素，B项错误；C项，Al与盐酸和NaOH溶液都能发生反应，C项正确；D项，W为P，位于第三周期第ⅤA族，周期数和族序数不相等，所以D项错误。
二、非选择题
11．按要求填空。
(1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是__Mg__。
(2)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的元素名称是__碳__。
(3)某元素原子的核电荷数是核外电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为 。
解析：(1)K层最多容纳2个电子，M层的电子数和K层电子数相同，则M层上也有2个电子。该元素的原子结构示意图为，为镁元素。(2)最外层电子不能超过8个，则最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的元素名称是碳。(3)设元素原子的核电荷数＝质子数＝a，核外电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝。因原子的最外层电子数不能超过8，即y＝1～8(取正整数)，通过讨论可知仅当y＝5，x＝3时合理，则该元素原子的核电荷数为15，其原子结构示意图为。
12．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__氮__、__硫__、__氟__、__氯__。
(2)B元素位于元素周期表中第__三__周期第__ⅥA__族。
(3)D元素的单质与水反应的化学方程式为 Cl2＋H2O===HCl＋HClO 。
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。
13．Ⅰ.
(1)写出表示含有8个质子、10个中子、10个电子的离子的符号__O2－__。(写成Xn－的形式)
(2)I可以用来治疗肿瘤。I位于周期表第__五__周期第__ⅦA__族；I、I和I都是碘元素的不同__核素__，互为__同位素__。
Ⅱ.
X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素，它们满足以下条件：
①元素周期表中Z与Y相邻，Z与W也相邻；
②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。
请填空：
(1)Y、Z和W三种元素是否位于同一周期？__否__(填“是”或“否”)，理由是__若三者处于同一周期，则最外层电子数之和不可能为17__。
(2)Y是__N__，Z是__O__，W是__S__。
(3)X、Y、Z和W可组成一化合物，其原子个数之比为8∶2∶4∶1。写出该化合物的名称及化学式__硫酸铵，(NH4)2SO4__。
解析：Ⅰ.
(1)该粒子的质量数为8＋10＝18，带2个单位负电荷，所以该粒子符号为8O2－。(2)碘元素位于第五周期第ⅦA族；I、I和I的质子数相同、质量数不同，则中子数不同，是碘元素的不同核素，互为同位素。Ⅱ.任取同周期连续相邻的三种元素，其原子的最外层电子数之和均不可能等于17。根据原子序数关系X设Z的原子最外层电子数为a，若为A型：Y、W原子最外层电子数分别为a、a＋1，有a＋a＋a＋1＝17，则a＝，而最外层电子数必为整数，舍去；若为B型：Y、W原子最外层电子数分别为a－1、a，有a－1＋a＋a＝17，则a＝6，符合题意，所以Z为氧，Y为氮、W为硫。根据化合物中原子个数比X∶N∶O∶S＝8∶2∶4∶1，以及N、O、S通常所显示的化合价判断可知价态分别为、、，故X为＋1价，由X的原子序数和化合价可推知其为氢元素，所以该化合物为(NH4)2SO4。
14．Ⅰ.
(1)已知某粒子的结构示意图为。
(1)当x－y＝10时，该粒子为__原子__(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)__氩原子__、__氯离子__、__硫离子__、__钾离子__、__钙离子__。
Ⅱ.
结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
答案：
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有__abcdefg__，属于主族元素的有__abcdef__。
(3)元素f是第__三__周期第__ⅥA__族元素，请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
答案：
解析：Ⅰ.(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。Ⅱ.
(2)短周期指元素周期表中的第一、二、三周期，表中所列元素，属于短周期元素的有a、b、c、d、e、f、g。主族元素指元素周期表中的第1、2、13、14、15、16、17纵列，所以属于主族元素的有a、b、c、d、e、f。(3)根据元素周期表可知元素f是第三周期第ⅥA族元素，是S元素。
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第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构 元素周期表 核素
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。( )
(2)金刚石、石墨、C60、C70互为同素异形体。( )
(3)最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族。( )
(4)元素周期表中第Ⅷ族元素种类最多。( )
(5)第三、四周期同主族相邻元素的原子序数之差都是18。( )
知识点1 原子结构、原子核外电子排布
2．下列能正确表示氧的原子结构示意图的是( )
A B
C D
3．下列叙述正确的是( )
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
知识点2 元素周期表及元素位置的推断
4．下列说法中正确的是( )
A．在元素周期表中，元素所在的周期数等于原子的核外电子层数
B．在元素周期表中，主族元素的族序数等于原子核外电子数
C．元素周期表中，最外层电子数大于2的元素一定为主族元素
D．最外层电子数为8的粒子一定为稀有气体元素的原子
5．[2020·聊城高一检测]下列说法中错误的是( )
A．原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C．除氦外的稀有气体原子的最外层电子数均是8
D．第一周期元素、第ⅦA族元素和稀有气体元素都是非金属元素
知识点3 核素、同位素
6．[2020·南昌高一检测]下列说法错误的是( )
A．H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
B.Ca和Ca、石墨和金刚石均为同位素
C．H和H是不同的核素
D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质相同
7．有六种微粒，它们分别是M、N、X、Q＋、Y2＋、Z－，它们所属元素的种类为( )
A．3种
B．4种
C．5种
D．6种
8．科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。
【探究问题】
(1)Fe原子结构如何？
(2)Fe与Fe是什么关系？
(3)Fe的衰变是不是化学变化？
(4)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是什么？
9.
“物理女王”吴健雄，被誉为东方居里夫人。吴健雄用Co放射源进行了实验，验证了杨振宁和李政道提出的“弱相互作用中宇称不守恒原理”。次年，杨振宁、李政道两人因此获得诺贝尔物理奖。
Co的衰变方程式为Co===Ni＋e＋Ve，其中Ve是反中微子，它的电荷认为是零，静止质量可以认为是零。下列关于Co的叙述中，正确的是( )
A．质子数是27
B．电子数是33
C．质量数是27
D．中子数是60
(限时30分钟)
一、选择题
1．[2020·三明高一检测]新华网曾报道，加拿大开发出生产医用放射性同位素Tc的简单方法。下列关于Tc的叙述正确的是( )
A．原子序数是99
B．电子数是43
C．中子数是99
D．质量数是43
2．下列叙述正确的是( )
A．元素种类最多的族是第ⅣA族
B．副族元素没有非金属元素
C．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
D．元素周期表中的各主族元素都含有金属元素和非金属元素
3．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：
其中表示质子或核外电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③属于不同的元素
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
4．[2020·榆林高一检测]下列有关元素周期表的叙述不合理的是( )
A．已知原子的核电荷数，可以推知该原子的周期序数
B．前20号元素中，阳离子的电子层数等于对应原子的周期序数减去1
C．知道原子的周期序数，就能确定该元素在周期表中的位置
D．知道原子的周期序数，还不能确定该元素在周期表中的位置
5．关于元素周期表，下列叙述中不正确的是( )
A．元素周期表中共有18个纵列，16个族
B．周期表中的族分为主族、副族、0族和第Ⅷ族
C．过渡元素全部是副族元素
D．主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的
6．[2020·晋中高一检测]现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是( )
A．b－m－n
B．b＋m＋n
C．b－m＋n
D．b＋m－n
7.
短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C是( )
A．Be、Na、Al
B．B、Mg、Si
C．O、P、Cl
D．C、Al、P
8．[2020·成都高一检测]短周期元素中，a元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；b元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；c元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；d元素原子最外层有1个电子，d的阳离子与b的阴离子电子层结构相同，则四种元素原子序数关系中正确的是( )
A．c＞d＞b＞a
B．d＞b＞a＞c
C．a＞d＞c＞b
D．b＞a＞c＞d
9．[2020·锦州高一检测]
已知R2－的核内有n个中子，R原子的质量数为M，则m
g
R2－含有电子的物质的量为( )
A．mol
B．mol
C．mol
D．mol
10．X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中X与W的核电荷数之和为21，由此可知( )
X
Y
Z
W
A.X位于元素周期表中第二周期第ⅤA族
B．Y是硫元素
C．Z能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应
D．W的周期数与族序数相等
二、非选择题
11．按要求填空。
(1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是____。
(2)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的元素名称是__
__。
(3)某元素原子的核电荷数是核外电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为
。
12．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
。
13．Ⅰ.
(1)写出表示含有8个质子、10个中子、10个电子的离子的符号__
__。(写成Xn－的形式)
(2)I可以用来治疗肿瘤。I位于周期表第__
__周期第__
__族；I、I和I都是碘元素的不同__
__，互为__
__。
Ⅱ.
X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期元素，它们满足以下条件：
①元素周期表中Z与Y相邻，Z与W也相邻；
②Y、Z和W三种元素的原子最外层电子数之和为17。
请填空：
(1)Y、Z和W三种元素是否位于同一周期？__
__(填“是”或“否”)，理由是__
__。
(2)Y是__
__，Z是__
__，W是__
__。
(3)X、Y、Z和W可组成一化合物，其原子个数之比为8∶2∶4∶1。写出该化合物的名称及化学式__
__。
14．Ⅰ.(1)已知某粒子的结构示意图为
。
(1)当x－y＝10时，该粒子为__
__(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)__
__、__
__、__
__、__
__、__
__。
Ⅱ.
结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有__
__，属于主族元素的有__
_。
(3)元素f是第__
__周期第__
__族元素，请在方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
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