高中化学必修一 4.1.1 原子结构 元素周期表 核素学案

4.1.1　原子结构 元素周期表 核素（学案）

1、了解质量数及其表示方法

2、了解原子核外电子排布的基本原则，掌握前20号元素的排布

3、了解元素周期表的排列方法，了解周期和族的概念

4、了解核素和同位素的概念

核外电子排布的原则、元素周期表的结构

初中学习的原子的构成方式是                                                ，其中每个质子带有的电荷是               ；每个中子带有的电荷是                   ；每个电子带有的电荷是                    。

原子结构 元素周期表

一、原子结构：

原子是由                        组成的，而原子核又由                        构成。相对于原子而言，原子核的体积                        ，电子都在核外进行高速运动；原子的质量几乎都集中在               ，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量              。

相对原子质量的定义是                                                         。

1、质量数是                                                                   。质量数用A表示，质子数用Z表示，中子数用N表示，可以得到公式：                     ；为什么质子数和中子数之和叫做质量数？（                                                  ）

用来表示一个特定的原子，即表示                                      的原子。

【练习】12C原子是指                                       的碳原子。

2、核外电子排布：

用n=1，2，3，4，5，6，7或                                             来表示由内向外的电子层。因为离核较近的电子层中的电子能量低，所以                                

【思考与交流】观察下表，从中发现规律，回答相应的问题

（1）K层为最外层时，最多容纳         电子，其余层为最外层，最多容纳         电子。

（2）次外层最多容纳             电子。

（3）第n层最多容纳             电子。

（4）用原子结构示意图表示1～20号元素的核外电子排布。

由以上分析可知，可以到原子核外电子排布的规律：

（1）                                                     ；

（2）                                                     ；

（3）                                                                          ；

（4）                                          。

【练习】根据上述排布规律，用原子结构示意图表示33号元素的核外电子排布                

二、元素周期表：

原子序数与元素的原子结构间存在的关系：                                            。

元素周期表中元素的排列方式：                                                       

                                                                                   。

周期表中每一个横行作为                   ，每一列作为                       （第8、9、10三列统称为              ），周期表有7个横行和18个纵列，分成了                。

【交流与讨论】互相交流讨论，填写下表，并思考周期序数与元素的原子核外电子层数之间的关系。

由上得到元素的周期序数等于                                              。元素周期表的前三周期统称为                      ，其余周期统称为                         。显然短周期元素就是指                       。

周期表的族有主族和副族之分：

主族：由                                      共同组成的族，一共有              ，分别用大写罗马数字加A表示，即                                                        等。

副族：完全由                              组成的族，分别用大写罗马数字加B表示（第Ⅷ族以外），即                                                                      等。

0族：稀有气体元素最外层有8个电子（He为2个），其化合价             ，因而叫0族。

将16个族的符号写在上面的元素周期表的对应族的上方。

【练习】指出Si在周期表中的位置。                     

三、核素：

核素是指                                                          ，例如：都是氢元素的                         。

同位素：                                      ，或者说           相同而         不同的核素互称同位素。

【练习】若和互为同位素，则应该满足的关系是                           。

同位素有                               的区别，元素的天然同位素保持              不变，元素的平均相对原子质量就是                                                          。有的同位素具有放射性，称为                           。同位素有很多用途：考古时利用14C测定                           ；                        用于制造氢弹；利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。

【思考与交流】填写下表，区分概念：

1．下列有关元素周期表的说法正确的是（  ）

A．元素周期表有七个周期                   B．元素周期表有18个族

C．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

1．核磁共振(NMR)技术已广泛用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。试判断下列哪组原子均可以产生NMR现象(　　)

A．18O、19O、24Mg                                   B．12C、31P、27Al            

C．第ⅤA族原子              D．第三周期原子

2．简单原子的原子结构可用下图的表示方法来形象表示，其中●表示质子或电子，○表示中子。则下列有关①②③的叙述中正确的是(　　)

A．①、②、③互为同位素                          B．①、②、③互为同素异形体

C．①、②、③是三种化学性质不同的粒子            D．①、②、③具有相同的质量数

3．铋(Bi)在医药方面有重要应用。下列关于Bi和Bi的说法正确的是(　　)

A．Bi和Bi都含有83个中子            B．Bi和Bi互为同位素

C．Bi和Bi的核外电子数不同           D．Bi和Bi分别含有126和127个质子

5．几种单核微粒具有相同的核电荷数，则

A．一定是同位素     B．一定是同种原子   C．一定是同种元素     D．一定质量数相等

6. 甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是

A．x＋2       B．x＋4       C．x＋8        D．x＋18

7．下列微粒的结构示意图中，表示氟离子的是

8．A、B、C均为周期表中的短周期的元素，它们在周期表的位置如下图。已知B、C两元素在周期表中族数之和是A元素族数的２倍；B、C元素的原子序数之和是A 元素的原子序数的４倍，则A、B、C所在的一组是

A．Be、Na、Al          B．B、Mg、Si   

C．O、P、Cl            D．C、Al、P

9．元素周期表中前7周期的元素如下表所示：

元素周期表中前7周期的元素数目

（1）第6、7周期比第4、5周期多了14种元素，其原因是_____            ___。

（2）周期表中________族所含元素最多，________族元素形成化合物最多。

（3）请分析周期数与元素数的关系，预言第8周期最多可能含有元素种数为_____

     A．18             B．32               C．50            D．64

【知识点填空答案】原子核以及核外电子；质子和中子；很小；原子核上；近似相等；一个原子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值；忽略电子质量，质子和中子的相对质量取近似整数值相加的结果；A=Z+N；在某种程度上可以代表原子的质量，即质量数越大，原子的质量越大；具有Z个质子，Z个电子和(A－Z)个中子；具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子；K、L、M、N、O、P、Q；电子总是由内向外排列的；2个；8个；18个；2×n2；；电子总是尽先由里向外排列；每个电子层最多可以容纳2×n2个电子；最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）；次外层最多容纳18个电子；；原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数；将电子层数相同的元素按照原子序数递增的顺序由左向右排成横行，再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向下排成纵列；1个周期；1个族；第Ⅷ族；7个周期和16个族；；原子核外电子层数；短周期；长周期；前18号元素；长周期元素和短周期元素；7个；ⅠA族、ⅡA族、ⅢA族、ⅣA族、ⅤA 族、ⅥA族、ⅦA族；长周期元素；ⅠB族、ⅡB族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB 族、ⅥB族、ⅦB族、第Ⅷ族；定为0；第三周期第ⅣA族；具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子；不同核素；同一元素的不同核素互称为同位素；质子数；中子数；Z1=Z2、A1≠A2；天然存在和人工制造；一定的比率不变；按照该元素各种核素的比率计算的算术平均值；放射性同位素；文物的年代；D和T；

【检测反馈答案】1．A   2．C   3．A   4．B   5．C   6．B   7．A   8．C

9．（1）第6、7周期分别多了15种镧系和锕系元素（2）ⅢB ；ⅣA（3）C