高中化学 第一章 物质结构元素周期律 第一节 元素周期表第1课时学案 新人教版必修.docx
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高中化学第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表第1课时学案新人教版必修
第一节 元素周期表
第1课时 元素周期表
[学习目标定位] 1.知道元素周期表的发展历程。
2.能说出元素周期表的编排原则及其结构。
3.能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。
一、元素周期表的编排原则
1.元素周期表的发展历程
⇒1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。
↓
⇒按照相对原子质量由小到大的顺序依次排列，将化学性质相似的元素放在同一纵行。
↓
⇒揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。
↓
⇒随着科学的发展，元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满。
↓
⇒当原子的组成及结构的奥秘被发现后，编排依据由相对原子质量改为原子的核电荷数，形成现行的元素周期表。
2.元素周期表的编排原则
（1）横行原则：
把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。
（2）纵行原则：
把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。
（3）原子序数：
按照元素在周期表中的顺序给元素编的序号。
（4）原子序数与元素的原子结构之间的关系：
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
1.下列说法正确的是（ ）
A.我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量
B.元素周期表中同一横行元素原子的电子层数相同
C.元素周期表有16个纵行
D.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
答案 B
2.已知元素的原子序数，不可以推断元素原子的（ ）
A.质子数B.核电荷数
C.核外电子数D.离子所带的电荷数
答案 D
解析 根据原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数，故选D。
易错警示 只有原子中存在上述关系，如果是离子，核外电子数与原子序数不相等。
阳离子的质子数大于其核外电子数，阴离子的质子数小于其核外电子数。
如Na：
质子数＝核外电子数，Na＋：
质子数＞核外电子数，Cl－：
质子数＜核外电子数。
二、元素周期表的结构及应用
1.周期
元素周期表有7个横行，每一横行称为一个周期，元素周期表共有7个周期。
类别
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
稀有气体原子序数
位置与结构的关系
短周期
一
H～He
2
1
2
周期序数＝电子层数
二
Li～Ne
8
2
10
三
Na～Ar
8
3
18
长周期
四
K～Kr
18
4
36
五
Rb～Xe
18
5
54
六
Cs～Rn
32
6
86
七
Fr～118号
32
7
118
2.族
现在常用的元素周期表有18个纵行，它们被划分为16个族，包括7个主族，7个副族，1个第Ⅷ族（其中第8、9、10这3个纵行称为第Ⅷ族），1个0族。
（第13～18纵行不包括第七周期的元素）详细情况见下图：
注 族的别称：
第ⅠA族元素（除氢）称为碱金属元素；第ⅣA族元素称为碳族元素；第ⅤA族元素称为氮族元素；第ⅥA族元素称为氧族元素；第ⅦA族元素称为卤族元素；0族元素称为稀有气体元素。
3.过渡元素
元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。
4.认识元素周期表的相关信息
（1）元素周期表中每个格中的信息（以Fe为例）：
（2）金属元素与非金属元素的分界线
（3）确定元素在元素周期表的位置
依据原子序数确定元素在元素周期表中的位置。
①如已知某元素原子序数为7，则确定其在周期表中位置的方法是先画出该元素的原子结构示意图
，由其电子层数为2，确定其处于第二周期，由其最外层有5个电子确定其处在第ⅤA族；
②推断原子序数为53的元素在周期表中的位置：
第五周期第ⅦA族。
1.元素周期表的结构
口诀：
七主七副七周期，0族Ⅷ族镧锕系。
2.元素的位置与原子结构的关系
3.在短周期主族元素中，族序数与原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有（ ）
A.2种B.3种C.4种D.5种
答案 D
解析 在短周期主族元素中，族序数与原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有H、Na、Al、P、Cl，共5种。
思维启迪 短周期中族序数与周期数的关系推断
特殊位置
元素
族序数等于周期数
H、Be、Al
族序数等于周期数的2倍
C、S
族序数等于周期数的3倍
O
周期数等于族序数的2倍
Li
周期数等于族序数的3倍
Na
4.俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。
这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.115号元素在第六周期
B.113号元素在第七周期ⅢA族
C.115号和113号元素都是非金属元素
D.镅元素和115号元素不在同一周期
答案 B
解析 95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号元素比118号元素原子序数少3，应在第ⅤA族，113号元素在第ⅢA族；113号元素和115号元素都是金属元素。
方法点拨 据原子序数确定元素位置的方法——稀有气体定位法
（1）明确0族元素信息
0族元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Uuo
所在周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
（2）比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。
（3）求差值定族数
①若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族；
②若比相应的0族元素少5～1时，则应处在同周期的ⅢA～ⅦA族；
③若差其他数，则由相应差数找出相应的族。
1.1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，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族的元素全部是金属元素
D.短周期是指第一、二、三、四周期
答案 A
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个纵行，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。
2.下列关于元素周期表的说法正确的是（ ）
A.在元素周期表中，每一列就是一个族
B.主族元素都是短周期元素
C.副族元素都是金属元素
D.元素周期表每个长周期均包含32种元素
答案 C
解析 A项，第8、9、10三列为第Ⅷ族；B项，主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成；D项，第四、五周期均有18种元素。
3.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（ ）
答案 D
解析 本题要求熟记周期表的结构，知道1～18号元素在周期表中的具体位置。
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。
4.0.05mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出1.12LH2（标准状况），并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是（ ）
A.第三周期ⅠA族B.第三周期ⅡA族
C.第四周期ⅠA族D.第四周期ⅡA族
答案 D
解析 设该金属单质与盐酸反应所表现的化合价为＋x价，则0.05x＝
×2，x＝2。
根据题意，该金属单质为Ca，位于第四周期ⅡA族。
5.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的位置。
微粒：
________ ________ ________ ________
位置：
________ ________ ________ ________
（2）第三周期ⅣA族的元素原子序数是________。
（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：
___________________________________。
答案
（1）O Na＋ Cl Cl－ 第二周期ⅥA族 第三周期ⅠA族 第三周期ⅦA族 第三周期ⅦA族
（2）14 （3）3、19 （4）H、Be、Al （5）C、S （6）Li
题组一 原子序数与核电荷数关系及其应用
1.几种粒子具有相同的核电荷数，则可说明（ ）
A.可能属于同一种元素
B.一定是同一种元素
C.一定有相同的原子序数
D.核外电子个数一定相等
答案 A
解析 粒子可能是分子、原子、离子，虽然具有相同的核电荷数，但不一定是同一种元素，如CH4与H2O。
核外电子个数不一定相等，如Na与Na＋、F与F－等。
粒子种类未确定，则不能判定一定是原子，故C不正确。
2.已知原子序数，可推断原子的（ ）
①质子数 ②核电荷数 ③核外电子数 ④元素在周期表中的位置
A.①②③B.①③④
C.②③④D.全部
答案 D
解析 原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，由此可得出原子结构示意图，再根据电子层数与最外层电子数得出该元素在周期表中的位置，或者是根据各周期元素种数及稀有气体的原子序数推出该元素在周期表中的位置。
题组二 元素周期表的结构
3.下列说法正确的是（ ）
A.常用元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数
B.元素周期表有16个纵行，也就是16个族
C.原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族
D.电子层数相同的粒子，对应元素一定属于同一周期
答案 A
解析 元素周期表中有18个纵行，16个族，第Ⅷ族占3个纵行；Be和He的最外层电子数都是2，但不属于同一族；Ne和Na＋的电子层数都是2，但不属于同一周期。
4.在现行元素周期表中，所含元素种数最多的族和周期分别是（ ）
A.第ⅠA族 第六周期B.第Ⅷ族 第六周期
C.第ⅢB族 第六周期D.第ⅢA族 第六周期
答案 C
解析 现行元素周期表中，第六、七周期ⅢB族分别为镧系和锕系元素，各有15种元素，由于第七周期未排满（不涉及人工合成元素），故元素种类最多的分别为第ⅢB族和第六周期。
5.若把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18纵行。
如碱金属为第1纵行，稀有气体为第18纵行，按这个规定，下列说法不正确的是（ ）
A.计算机芯片的组成元素位于第14纵行
B.第10纵行元素全部是金属元素
C.第18纵行元素单质全部是气体
D.只有第2纵行元素的原子最外层有2个电子
答案 D
解析 本题实际上考查了对元素周期表结构的掌握状况。
芯片的组成元素为硅，位于第ⅣA族，为第14纵行，A项正确；第10纵行为过渡金属元素，B项正确；第18纵行元素为稀有气体元素，单质全部为气体，C项正确；D项中除第2纵行元素的原子最外层有2个电子外，其他如He、部分过渡金属元素最外层也是2个电子。
题组三 确定元素在周期表中位置的两种方法
6.某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素（ ）
A.一定是第ⅡA族元素
B.一定是金属元素
C.一定在化合物中呈＋2价
D.可能是金属元素，也可能是非金属元素
答案 D
解析 元素原子最外层只有2个电子，若为主族元素则在周期表中处于第ⅡA族，为金属元素，在化合物中呈＋2价；若为He，则为0族元素。
7.据国外有关资料报道，在“独居石”（一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nd等的磷酸盐）中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。
试判断116号元素应位于周期表中的（ ）
A.第六周期ⅣA族B.第七周期ⅥA族
C.第七周期ⅦA族D.第八周期ⅥA族
答案 B
解析 第七周期若排满，118号元素应为0族元素，则116号元素位于从0族开始向左数第三纵行，故应为第七周期ⅥA族元素，故选B。
题组四 周期表中相邻元素原子序数的关系
8.下图各为元素周期表的一部分（数字为原子序数），其中X为35的是（ ）
答案 D
解析 依据“稀有气体定位法”先写出各周期中稀有气体原子序数：
2、10、18、36、54、86；其次根据第五周期有18种元素，即可确定元素X（35号）应为D中位置。
9.A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；B、C两元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则符合A、B、C的一组元素是（ ）
A.Be、Na、AlB.B、Mg、Si
C.O、P、ClD.C、Al、P
答案 C
解析 解答本题首先确定三种元素在元素周期表中的相对位置，再根据元素周期表中结构的关系列式求解。
由于A、B、C为短周期元素，从A、B、C的图中位置看，A只能处在第二周期，而B、C处在第三周期。
设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1＝x＋7，C的原子序数为x＋8＋1＝x＋9，则x＋7＋x＋9＝4x，x＝8。
所以，A、B、C的原子序数分别为8、15、17，对应的元素分别为O、P、Cl，代入族序数关系：
5＋7＝2×6成立。
10.原子序数为x的元素E在周期表中位于A、B、C、D四种元素中间（如图所示），则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是（镧系、锕系、0族元素除外）（ ）
A.4xB.4x＋6
C.4x＋10D.4x＋14
答案 B
解析 在A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为2x，又因同主族各周期相邻的两元素之间的原子序数相差8、18、32。
所以四种元素中，同主族的B、D两种元素的原子序数之和可能为2x、2x＋10或2x＋14。
则四种元素的原子序数之和可能为4x、4x＋10或4x＋14，故只有B项不可能。
11.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______________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第______周期______族。
（3）元素f是第______周期______族元素，请在右边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
（1）
（2）a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 三 0 四 ⅡB
（3）三 ⅥA
解析
（1）根据元素周期表的结构知：
第一周期有2种元素，第二、三周期各有8种元素，分列于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列。
由此可画出周期表的边界。
（2）画出周期表的边界，对照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。
（3）第三周期ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。
12.A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如右图所示。
A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。
B原子核内质子数和中子数相等。
（1）写出A、B、C三种元素的名称________、________、________。
（2）B位于元素周期表中第________周期________族。
（3）C的原子结构示意图为________。
答案
（1）氮 硫 氟
（2）三 ⅥA
（3）
13.下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨9种元素，填写下列空白：
主族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二
①
②
③
三
④
⑤
⑥
⑦
⑧
四
⑨
（1）写出元素符号和名称：
①________，②________，⑧________，⑨________。
（2）写出下列反应的化学方程式：
⑦的单质跟④的氢氧化物溶液反应：
_________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤的氧化物跟④的氢氧化物溶液反应：
______________________________________
________________________________________________________________________。
⑥的单质在③的单质中燃烧：
_______________________________________________。
答案
（1）①C碳 ②N氮 ⑧Ar氩 ⑨K钾
（2）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O
Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O S＋O2
SO2
14.
（1）A、B两种元素，A的原子序数为x，A和B所在周期所含的元素种类分别是m和n。
①如果A和B同在ⅠA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为______；当B在A的下一周期时，B的原子序数为________。
②如果A和B同在ⅦA族，当B在A的上一周期时，B的原子序数为__________；当B在A的下一周期时，B的原子序数为________。
（2）已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别是a和b，且A、B为同一周期元素，则下列关系错误的是（ ）
A.b＝a＋1B.b＝a＋11
C.b＝a＋25D.b＝a＋10
答案
（1）①x－n x＋m ②x－m x＋n
（2）D
解析 此题选取了具有代表性的两族：
ⅠA和ⅦA，可以根据它们具体的原子序数来推理，试过之后再与下面的答案相比较。
经过对元素周期表的分析研究，不难得出以下结论：
①ⅠA、ⅡA族，下面元素的原子序数等于同主族上面元素的原子序数加上上面元素所在周期的元素种类数。
②ⅢA到0族，下面元素的原子序数等于上面元素的原子序数加上下面元素所在周期的元素种类数。
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