【暑假初高衔接】人教版化学初三（升高一）暑假预习-（必修1）第13课 原子结构与元素周期表（一） 讲学案

第13课时原子结构与元素周期表（一）

学习目标：

1．掌握原子结构

2．掌握原子结构与元素周期表的关系

3．掌握元素周期表的结构

4．同位素的概念及应用

重点：

1．原子结构及元素周期表的关系

2．元素周期表的结构

难点：

1．元素位置的确定

2．元素周期表的结构

温故知新

1．2020年6月23号我国北斗导航组网最后一颗卫星成功发射，开启北斗导航的全新时代。北斗导航卫星系统采用铷原子钟，提供精确时间，如图是铷元素在元素周期表中的相关信息。下列说法中正确的是

A．铷的元素符号为Rb

B．铷的中子数为37

C．铷属于非金属元素

D．铷的相对原子质量为85.47g

2．中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟、铱、锑等九种元素相对原子质量的新值，被国际原子量委员会采用为国际新标准。其中锑元素原子结构示意图如下所示。

（1）锑属于___________（填“金属”或“非金属”）元素；

（2）锑原子的核电荷数是__________；

（3）锑原子最外层有______________个电子。

3．请用化学用语填空：

（1）苹果中含有大量水分，3个水分子的化学符号是___________。新鲜的苹果切开后因亚铁离子(符号是___________)被空气中的氧气氧化会很快变黄。

（2）M是地壳中含量最多的金属元素，它的氧化物的化学式为___________。

（3）某学习小组在帮助清理药品时，发现一瓶标签残缺盛有无色液体的试剂瓶(如图)，你猜想这种试剂中的阴离子可能是___________。

（4）构成固体氯化钠的微粒是___________。

（5）森林中有着富含抗氧化防衰老的负氧离子。某种负氧离子(O— 2)原子团是由一个氧分子俘获空气中一个自由电子后形成的微粒，每个O— 2中含有___________个电子。

（6）消毒剂双氧水中含有过氧化氢，过氧化氢中氧元素的化合价为___________。

开启新世界

 元素周期表接受了元素间的内在联系，使元素构成了一个较为系统的体系。元素周期表的建立成为化学发展史上的重要里程碑之一。20世纪初，原子结构的奥秘被揭示之后，人们对元素周期表的认识更加完善，那么原子结构与元素周期表之间有怎样的关系呢？

原子结构

 原子由___________和__________构成，原子核由___________和__________构成。原子的质量主要集中在_________上，质子和中子的相对原子质量都近似为_____，如果忽略电子质量，将_____________________________________________，所得到的的数值叫做质量数。

质量数（A）= 质子数（Z）＋中子数（N）

【练习1】在元素周期表中，应用于计算机的硅元素如图所示，下列有关硅的说法正确的是

A．原子序数是14 B．原子个数是14

C．相对原子质量是14 D．质子数是28.1

 在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同区域简化为不连续的壳层，也称作____________，分别用n = 1，2，3，4，5，6，7……或_____________________________，来表示从内到外的电子层。

【练习2】离子A3＋和B2-具有相同的电子层结构，若A的原子序数为n则A、B的原子核外电子数之和为

A．2n-3 B．n-3 C．2n-5 D．2n-8

 在多电子原子钟，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量_______，在离核较远的区域内运动的电子能量__________。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子一般总是先从_________排起，当一层充满后再填充下一层。

【思考】根据下表中稀有气体的电子排布，能发现什么规律。

 （1）当K层为最外层是，最多容纳的电子数是多少？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？

 （2）次外层最多容纳的电子数是多少？

 （3）你能归纳除第n层最多容纳的电子数吗？

 （4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示1～20号元素原子的核外电子排布。

 通过分析可以看出，原子核外第n层最多能容纳的电子数为_______，而且无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有_____个（K层只有____个）。原子最外电子层有8个电子（最外层为K层时，最多只有2个电子）的结构时相对稳定的结构。

【练习3】下列表示金属元素原子结构示意图的是

A． B． C． D．

元素周期表

历史上为了寻求各种元素及其化合物之间的内在联系和规律性，人们进行了许多尝试。1869年俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量有小到大排列，并将并将化学性质相似的一些元素放在一起制出了第一元素周期表。

随着化学科学的不断发展，元素周期表中为未知元素留下了留下的空位，先后被填满，周期表的形式也变得更加完美。原子的原子结构的奥秘被揭示以后，元素周期表中元素的排列依据由相对原子质量改为原子的核电核数，周期表也逐渐变成我们现在常用的这种形式。

按照元素在周期表中的顺序给元素编号，可以得到原子序数。在发现原子构成及结构后，人们发现原子序数与元素原子的结构之间的关系存在着如下关系：

原子序数 = _______________ = _______________ = ___________________

【思考】元素周期表的结构是怎样的？这种结构的依据是什么？

图1 各式各样的元素周期表

 上图是各式各样的元素周期表，它们都是根据一些原子之间的规律进行编排，下面介绍我们最常用的元素周期表（此表由此元素周期表由中国化学会译制，版权归中国化学会和国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）所有）。附件下载：元素周期表中文版最新.pdf

 在元素周期表中，把电子层数目相同的元素，按照原子序数递增的顺序从左到右排成横行。这样每一个横行称为一个__________________，元素周期表中一共______个周期。其中前三周期称为__________，4～7周期称为______________。每个周期（第一周期除外）均由_______元素开始，过渡到_________元素，最后以________元素结束。

 把不同横行中最外层电子数相同的元素，按照电子层数递增的顺序由上而下排成纵列。这样每一个纵列称为一个__________（8，9，10三个纵列共同组成第VIII族）。一共4类，分别是主族（A），副族（B），VIII族，0族。主族7个，副族7个，VIII族1个，0族一个（全部为稀有气体）。16个族顺序为________________________________________________________。

【练习4】主族元素在周期表的位置取决于该元素原子的

A．原子序数和最外层电子数

B．相对原子质量和核外电子数

C．电子层数和最外层电子数

D．质量数和核外电子排布

【思考】元素周期表中，哪个族的元素种类最多？

观察元素周期表，针对下表中的项目进行思考，并讨论，将讨论结果填写在表中。从表中能发现周期序数与原子核外电子层数有什么关系吗？

【思考】给出一个原子序数，应该如何确定这个元素在元素周期表中位置？

确定元素在元素周期表中位置

 确定元素在元素周期表中位置时，需要借助基准位置，即首先根据各周期元素种类，确定各周期IA族及0族元素原子序数

例如：要确定6周期IA元素原子序数，从第一周期开始，分别加上1～5周期元素种类即可，即1＋2＋8＋8＋18＋18 = 55，所以6周期IA族元素原子序数为55。

如果是0族，则需要多加本周期原子序数，例如要确定7周期0族元素原子序数，则需要从第二周期开始，分别加上2～7周期元素种类即可，即2＋8＋8＋18＋18＋32＋32 = 118。

给出一个元素原子序数，可以找距离最近的同周期IA族元素或0族元素，序数没相差1则相差1列，但要注意第6、7周期IIIB的镧系（15种元素）和锕系（15重元素）。如：求89号元素的位置。

首先列出IA族元素原子序数：1,3,11,19,37,55,87，我们发现89号距离87号元素最近，且为同周期，在第七周期，第7周期，序数差为89 — 87 = 2，位置在7周期IIIB族。

【练习5】锶的原子序数为38，它在元素周期表中的位置是

A．第5周期第IVA族 B．第5周期第IIA族

C．第4周期第IIA族 D．第5周期第VIA族

核素

 元素是具有相同质子数的一类原子的统称，即同种元素原子的_____________相同，但同种元素的原子种类也有不同，例如：氢元素的原子有三种，氕、氘、氚，他们质子数相同，但中子数不同。我们将具有一定数目质子数和中子数的原子称为_____________。

 核素的表示：

A ZX

 质子数相同而质量数不同的同一元素的不同原子互称为_______________。

 元素相对原子质量的计算。将自然界中常见该元素不同核素的相对原子质量及含量算出平均数即为该元素相对原子质量。例如：自然界中含两种铜原子，分别是64 29Cu和63 29Cu，两种铜原子含量几乎相同，所以铜元素的相对原子质量为 = 63.5。

 有些元素的同位素具有放射性，我们利用这一点可以完成许多科学科学研究。例如14C可以简单古生物的死亡时间，235U可以制造原子弹，利用2H（D）、3H（T）可以制造氢弹等。

【练习6】“玉兔”号月球车用238 94Pu作为热源材料。下列关于238 94Pu的说法正确的是

A．238 94Pu与238 92U互为同位素

B．238 94Pu与239 94Pu互为同素异形体

C．238 94Pu与238 92U具有完全相同的化学性质

D．238 94Pu与239 94Pu具有不同的中子数

课堂练习

1．关于下面8种微粒中子数相同的微粒是

①18 8O，②18 9F，③12 6C，④24 12Mg，⑤25 12Mg，⑥23 11Na，⑦23 11Na＋，⑧35 17Cl

A．④⑦ B．①②③ C．①② D．④⑥⑦

2．元素之间的根本区别是原子的

 A．核内质子数不同   B．核外电子数不同

C．核内中子数不同   D．相对原子质量不同

3．原子作为一个整体而不显电性，原因是核内质子数等于

A．中子数  B．核电荷数   C．核外电子数  D．质量数

4．主族元素在周期表的位置取决于该元素原子的

A．原子序数和最外层电子数

B．相对原子质量和核外电子数

C．电子层数和最外层电子数

D．质量数和核外电子排布

5．131 53I是常规核裂变产物之一、下列有关131 53I的叙述中不正确的是

A．131 53I与127 53I的化学性质几乎相同 B．131 53I的核电荷数为53

C．131 53I的原子核外电子数为78 D．131 53I的原子核内中子数多于质子数

6．下列叙述正确的是

A．所有金属元素都只存在于地壳中

B．铁元素主要以化合态存在于自然界

C．地壳中含量最多的金属元素是铁元素

D．金属元素大多数以游离态存在于自然界

7．下列关于元素周期表的说法正确的是

A．每一周期都从碱金属元素开始，最后以稀有气体元素结束

B．第35号元素的单质在常温常压下是气体

C．元素周期表有7个横行，即7个周期，16个纵列，即16个族

D．元素周期表中第9列没有非金属元素

8．氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式：34.969×75.77％＋36.966×24.23％=35.453中

A．75.77％表示35Cl的质量分数   B．24.23％表示35Cl的丰度

C．35.453表示氯元素的相对原子质量   D．36.966表示37Cl的质量数

9．关于A ZXn＋的描述，下列正确的是

A．该微粒核外有Z个电子 B．该微粒核外有A个电子

C．该微粒核外有Z＋n个电子 D．该微粒核外有Z—n个电子

能力提升

1．某不带电荷的微粒含有 6 个电子，7 个中子，则它的化学符号可表示为

 A．13Al  B．7N  C．6C  D．13C

2．卢瑟福的α粒子散射实验证明原子中存在

A．α粒子 B．原子核 C．中子 D．质子

3．在商场、医院等公共场所，常常使用一种电离式烟雾报警器，其关键部件是一个放有镅-241(241 95Am)放射源的电离室，241 95Am原子核内中子数与核外电子数之差是

A．241 B．146 C．95 D．51

4．同位素15 7N用于生命科学研究中的生物医药示踪剂。下列关于号N的说法正确的是

A．质子数是7 B．电子数是15 C．中子数是15 D．质量数是22

5．某元素的原子结构示意图为。下列关于该元素的说法中，不正确的是

A．元素符号是Ca

B．属于金属元素

C．在化学反应中易得电子

D．最高正化合价是＋2价

6．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

7．某元素X组成的气态双原子单质分子有三种，其分子的式量分别是70、72、74，此三种分子的物质的量之比为9:6:1，则正确的是

A．X有三种同位素

B．X的一种同位素原子的质量数为36

C．质量数为35的X的同位素原子的丰度为75％

D．质量数为35的同位素原子的质量分数为75％

8．氢的三种同位素H、D、T，氯元素有两种同位素35 17Cl和37 17Cl，推断它们所形成的氯化氢分子的近似相对分子质量，所得数值有

A．3种 B．4种 C．5种 D．6种

9．X、Y、Z是周期表中位置相邻的三种短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三种元素原子的最外层电子数之和为16，核内质子数之和为30，则X、Y、Z分别是（       ）

A．O、N、P B．S、P、N C．N、O、S D．Cl、S、O

10．P、Q均为短周期元素，且aPn—比bQm＋的电子层数多，下列说法正确的是（       ）

A．Q可能是第一周期元素 B．P和Q一定位于相邻的两个周期

C．a一定比b小 D．a＋m＋n－b的值一定为8

11．用A ZX表示原子：

（1）中性原子的中子数N=_______

（2）写出表示含有8个质子，10个中子的原子的化学符号：_______

（3）AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N=_______

（4）AXn-共有x个电子，则该阴离子的中子数 N=_______

（5）12C16O2分子中的中子数N=_______

（6）A2—原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2—所含电子的物质的量为_______

12．现有下列几种粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：

（1）以上粒子属于__________种元素，属于氢元素的核素有__________种，属于铀元素的核素有__________种。互为同位素的原子分别为__________，__________。

（2）质量数相等的粒子为__________，__________，__________。

13．杜布纳联合核研究所使用粒子回旋加速器，用由20个质子和28个中子构成的A原子，轰击含有97个质子和152个中子的D原子，生成了6个拥有117个质子的新原子，其中的5个E原子有176个中子，另一个G原子有177个中子。回答下列问题：

（1）写出A的元素符号______________，A原子轰击D原子生成新原子的变化__________（填“是”或“不是”）化学变化。

（2）D元素位于元素周期表第_________周期第_________族。

（3）新原子E与G的关系是______________，G原子的质量数为____________，117号元素位于元素周期表第____________族，若A与E能形成化合物，其化学式为__________________________。