高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表导学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表导学案及答案，共22页。学案主要包含了学习目标与素养，学习重难点，学习过程，第一课时，第二课时，第三课时，反馈检测等内容，欢迎下载使用。

【学习目标与素养】
1．微观探析：认识原子结构。了解原子核外电子的排布。
2．宏观辨识与微观探析：能够正确书写1～20号元素的原子结构示意图。知道元素、核素的含义。认识原子结构以及元素在元素周期表中位置的关系。知道元素周期表的结构。体会元素周期表在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。通过碱金属、卤素原子的结构特点，认识原子结构与元素性质的关系。
3．变化观念：能初步运用原子结构理论解释碱金属、卤素性质的相似性和递变性。
【学习重难点】
了解原子核外的电子排布；知道元素周期表的结构；知道元素、核素、同位素的含义。
认识碱金属元素、卤族元素的性质与其在元素周期表中位置的关系；以碱金属元素和卤族元素为例，了解同主族元素性质的递变规律。
【学习过程】
【第一课时】
（一）基础知识填充
一、原子的构成
1．构成
（1）原子eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子相对质量近似为1，带1个单位正电荷）,中子（相对质量近似为1，不带电）)),核外电子带1个单位负电荷))
（2）关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数（电中性原子中）。
2．质量数
（1）概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫作质量数。
（2）关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。
二、核外电子排布
1．电子层
（1）概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
（2）不同电子层的表示及能量关系
2．电子分层排布
（1）能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。
（2）电子层最多容纳的电子数
①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
3．（1）原子（离子）结构的表示方法，如下所示
（2）原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：
阳离子：核外电子数小于核电荷数。
阴离子：核外电子数大于核电荷数。
微点拨：①电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为，而不应该是。
（二）自学检测
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）所有原子都由质子、中子和核外电子构成（ ）
（2）某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。（ ）
（3）锂的原子结构示意图是。（ ）
（4）某原子M层电子数为L层电子数的4倍。（ ）
答案：（1）×（2）√（3）×（4）×
2．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是（ ）
答案：C
解析：A项不符合能量最低原理，应该先排满K层再排L层；B项不符合各层最多排2n2个电子，K层最多排2个电子；D项不符合最外层最多只能排8个电子。
3．（1）A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为______，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为______。
（2）B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为________。
解析：（1）核电荷数＝质子数，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝10。（2）B元素质子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。
答案：（1）8；10
（2）21
（三）重难点突破
重难点1：原子核外电子排布规律的应用
1．确定元素的种类
根据原子核外电子排布的某些特点可以确定元素的种类，注意1～20号元素原子结构的特殊关系。
2．推断元素的性质
特别提醒：通常把最外层有8个电子（K层为最外层时电子数是2个）的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素的原子最外层电子数小于8（K层小于2）时是不稳定结构。在化学反应中，不稳定结构总是通过各种方式如得失电子、共用电子等趋向达到相对稳定结构。
重难点2：“10电子”“18电子”的等电子粒子
1．利用元素排布寻找“10电子”微粒的方法
2．利用元素排布寻找“18电子”微粒的方法
3．与OH－具有相同质子数和电子数的粒子是（ ）
A．H2O
B．F－
C．Na＋
D．NH3
答案：B
解析：OH－具有9个质子，10个电子；H2O具有10个质子，10个电子；F－具有9个质子，10个电子；Na＋具有11个质子，10个电子；NH3具有10个质子，10个电子。
4．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒（离子或分子），请回答：
（1）A元素是________，B元素是________，C元素是________（用元素符号表示）。
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。
解析：常见的18e－微粒有：阳离子：K＋、Ca2＋；阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件可确定答案。
答案：（1）K；Cl；S
（2）HCl
【第二课时】
（一）基础知识填充
一、元素周期表的编排原则
1．元素周期表的出现与演变
2．原子序数
（1）含义：按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。
（2）原子序数与原子结构的关系：
原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
二、元素周期表的结构
1．编排原则
2．元素周期表的结构
3．常见族的别称
4．元素周期表中的方格中的符号的意义
思考：（1）元素周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？
提示：ⅢB族。
（2）最外层电子数是2的元素都是第ⅡA族吗？
提示：不一定，0族的He原子最外层也是两个电子。
三、核素
1．核素
把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。如12C、13C、14C就是碳元素的三种不同核素。
2．同位素
（1）定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。即同一元素的不同核素之间互为同位素，如三种核素均是氢元素的同位素。
（2）实例——氢元素的同位素：1H、2H、3H
（3）同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率，即各种同位素所占的原子个数百分比是相同的。
（4）同位素的用途
①eq \\al(14, 6)C在考古工作中用于测定文物的年代。
②eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H用于制造氢弹。
③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：（1）eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, 7)N的质量数相等，是否互为同位素？
提示：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, 7)N的质量数相等，但质子数分别为6和7，属于不同的元素，故不是同位素。
（2）核素种类与质子数、中子数和质量数有何关系？
提示：核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，因此核素种类由质子数、中子数共同决定。质量数＝质子数＋中子数，故不同的核素也可能具有相同的质量数，如eq \\al(14, 6)C和eq \\al(14, 7)N，故核素种类与质量数无直接关系。
（3）结合核外电子排布讨论：互称同位素的不同核素为什么具有几乎完全相同的化学性质？
提示：同种元素的不同核素核内质子数相同，具有完全相同的核外电子排布，因此化学性质几乎完全相同。
（二）自学检测
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）现行元素周期表的编排依据是相对原子质量（ ）
（2）一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族（ ）
（3）最外层电子数相同的元素一定是同族元素（ ）
（4）每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束（ ）
答案：（1）×（2）×（3）×（4）×
2．下列有关钯原子（eq \\al(106, 46)Pd）的说法错误的是（ ）
A．原子序数为46
B．质子数为46
C．电子数为46
D．中子数为46
答案：D
解析：由eq \\al(106, 46)Pd可知，钯的原子序数为46，核外电子数＝原子序数＝质子数＝46；核内中子数为106－46＝60，D选项错误。
3．在eq \\al(6,3)Li、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(23,11)Na、eq \\al(24,12)Mg、eq \\al(7,3)Li、eq \\al(14, 6)C中：
（1）________和________互为同位素。
（2）________和________质量数相等，但不能互称同位素。
（3）________和________的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。
解析：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，故eq \\al(6,3)Li与eq \\al(7,3)Li互为同位素；eq \\al(14, 7)N与eq \\al(14, 6)C质量数相等，但因质子数不同，不能互称同位素；eq \\al(23,11)Na和eq \\al(24,12)Mg的中子数均是12，但质子数不相等，所以不是同一种元素。
答案：（1）eq \\al(6,3)Li；eq \\al(7,3)Li
（2）eq \\al(14, 7)N；eq \\al(14, 6)C
（3）eq \\al(23,11)Na；eq \\al(24,12)Mg
（三）重难点突破
重难点1：认识元素周期表
1．元素周期表的结构
（1）记忆口诀
横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；
②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
（2）列序数与族序数的关系
①列序数＜8，主族和副族的族序数＝列序数；
②列序数＝8或9或10，为第Ⅷ族；
③列序数＞10，主族和副族的族序数＝列序数－10（0族除外）。
（3）过渡元素
元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵列，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。
2．元素原子序数差的确定方法
（1）同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差
（2）同主族相邻两元素原子序数的差的情况
①若为ⅠA、ⅡA族元素，则原子序数的差等于上周期元素所在周期的元素种类数。
②若为ⅢA族至0族元素，则原子序数的差等于下周期元素所在周期的元素种类数。
典例：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项正确；元素周期表中共有18个纵列，16个族，B项错误；第ⅠA族中H为非金属元素，C项错误；短周期包括第一、二、三周期，D项错误。
重难点2：元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系
1．区别
2．联系
特别提醒
（1）在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。
（2）同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。
（3）自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。
3．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：
其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是（ ）
A．①②③互为同素异形体
B．①②③互为同位素
C．①②③是三种化学性质不同的粒子
D．①②③具有相同的质量数
答案：B
解析：由题图可知三个原子的质子数、核外电子数相同，而中子数不同，所以应为同位素，同位素的化学性质相同。
4．下列说法错误的是（ ）
A．eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
B．eq \\al(40,20)Ca和eq \\al(42,20)Ca、石墨和金刚石均为同素异形体
C．eq \\al(1,1)H和eq \\al(2,1)H是不同的核素
D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同
答案：B
解析：元素的存在形式有游离态和化合态两种，A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，eq \\al(1,1)H和eq \\al(2,1)H是质子数均为1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；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，同理，eq \\al(40,20)Ca和eq \\al(42,20)Ca互为同位素其物理性质不同但化学性质几乎完全相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体。
【第三课时】
（一）基础知识填充
一、原子结构与元素性质的关系
1．金属元素：原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性。
2．非金属元素：原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。
二、碱金属元素
1．碱金属元素的原子结构
2．碱金属单质的化学性质
（1）钠、钾与氧气反应比较
①实验现象：都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰（透过蓝色钴玻璃观察），钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈。
②反应方程式：2Na＋O2eq \(=====,\s\up14(△))Na2O2、K＋O2eq \(=====,\s\up14(△))KO2。
（2）钠、钾与水反应比较
3．碱金属单质的物理性质
三、卤族元素
1．卤素单质的物理性质
2．卤素的原子结构特点
3．卤素单质的化学性质
（1）卤素单质与氢气的反应
（2）卤素单质之间的置换反应
点拨：因为F2能与H2O发生反应（2F2＋2H2O===4HF＋O2），所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。
（二）自学检测
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）碱金属元素即ⅠA元素（ ）
（2）K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na（ ）
（3）卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示（ ）
（4）HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强（ ）
答案：（1）×（2）×（3）×（4）×
2．下列金属与水反应最剧烈的是（ ）
A．Li
B．K
C．Rb
D．Cs
答案：D
解析：在碱金属中，随着元素原子电子层数的增多，碱金属的金属活动性增强，四个选项中与水反应最剧烈的应是Cs。
3．铯单质与水剧烈反应，放出________色气体，向溶液中滴入紫色石蕊溶液，显________色，因为_________________（写出化学方程式）。
答案：无；蓝；2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
（三）重难点突破
重难点1：碱金属元素性质的相似性和递变性
1．相似性（R表示碱金属元素）
原子都容易失去最外层的一个电子，化学性质活泼，它们的单质都具有较强的还原性，它们都能与氧气等非金属单质及水反应。碱金属与水反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑。
2．递变性
随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，碱金属元素的原子失电子能力逐渐增强，金属性逐渐增强。
（1）
（2）与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。
（3）与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
（4）最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，CsOH的碱性最强。
典例：下列各组比较不正确的是（ ）
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．熔、沸点：Li＞Na＞K
D．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH
答案：B
解析：A中锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈；B中还原性，K＞Na＞Li，但K不能置换出NaCl溶液中的Na，而是先与H2O反应；C中碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点逐渐降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D中从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，对应最高价氧化物的水化物的碱性依次增强，即碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。
思考：（1）碱金属单质的化学性质为什么具有相似性？
提示：结构决定性质，碱金属元素的原子结构相似，最外层均有一个电子，均易失电子，化学性质活泼，故他们的单质具有较强的还原性，能与氧气等非金属及水、酸反应。
（2）碱金属单质的化学性质为什么具有递变性？
提示：碱金属原子结构存在递变性。从Li到Cs，随核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，元素金属性逐渐增强；故单质的还原性逐渐增强，离子的氧化性逐渐减弱。
重难点2：卤素的原子结构与化学性质的关系
1．相似性（X表示卤素元素）
卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构，它们的单质都是活泼的非金属单质，都具有较强的氧化性。
（1）与H2反应：X2＋H2eq \(========,\s\up14(一定条件))2HX。
（2）与活泼金属（如Na）反应：2Na＋X2eq \(=====,\s\up14(点燃))2NaX。
（3）与H2O反应
①X2＋H2O===HX＋HXO（X＝Cl、Br、I）；
②2F2＋2H2O===4HF＋O2。
（4）与NaOH溶液反应
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O（X＝Cl、Br、I）。
2．递变性（X表示卤素元素）
随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，卤素原子得电子的能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
（1）
（2）与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，即：稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。
（3）卤素单质与变价金属（如Fe）反应时，F2、Cl2、Br2生成高价卤化物（如FeX3），而I2只能生成低价卤化物（如FeI2）。
（4）氢化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增强，氢化物中HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高，HF的熔、沸点最高。
（5）最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。
3．卤素的特性
（1）氟元素无正价，无含氧酸。F－的还原性极弱。
（2）X2＋H2O===HX＋HXO而2F2＋2H2O===4HF＋O2。
（3）Br2在常温下是唯一的一种液态非金属单质。
（4）碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝色。
（5）氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。
【反馈检测】
第一课时
1．在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是（ ）
A．质子数
B．中子数
C．质量数
D．电子数
答案：D
解析：化学反应中原子的种类不变，质子数、中子数、质量数不变，电子数可能改变。
2．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
答案：B
解析：电子的能量越低，运动区域离核越近，A错误；氦最外层只有2个电子，C错误；当M层是最外层时，最多可排布8个电子，D错误。
3．核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有（ ）
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
答案：B
解析：在1号～18号元素中，符合题给要求的元素是Li和P。
4．下图微粒的结构示意图，正确的是（ ）
答案：A
解析：B中微粒结构示意图是Cl－而不是Cl，C中Ar的原子结构示意图应为，D中K的原子结构示意图应为。
5．（1）某元素原子的核电荷数是电子层数的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是________。
（2）已知某粒子的结构示意图为，试回答：
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）________、________、________、________、________。
解析：（1）设：核电荷数＝质子数＝a，元素原子的电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝3y/5。因原子的最外层电子数不超过8，即y为1～8的正整数，故仅当y＝5，x＝3合理，该元素的核电荷数为15。
（2）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。
答案：（1）
（2）①原子；②氩原子；氯离子；硫离子；钾离子；钙离子
第二课时
1．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．元素周期表有十六个纵列，也就是十六个族
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个纵列，16个族，第Ⅷ族占三个纵列；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。
2．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（ ）
ABCD
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。
3．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号比118号原子序数少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。
4．eq \\al(20,10)Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素，汤姆孙（J．J．Thmsn）和阿斯通（F．W．Astn）在1913年发现了eq \\al(22,10)Ne。下列有关说法正确的是（ ）
A．eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne是同素异形体
B．eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne属于不同的核素
C．eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的性质完全相同
D．eq \\al(22,10)Ne转变为eq \\al(20,10)Ne为化学变化
答案：B
解析：eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的质子数相同，中子数不同，互为同位素，A错误；eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的质子数相同，中子数不同，属于不同的核素，B正确；eq \\al(22,10)Ne和eq \\al(20,10)Ne的化学性质完全相同，物理性质不同，C错误；eq \\al(22,10)Ne转变为eq \\al(20,10)Ne中没有新物质生成，不是化学变化，D错误。
5．据短周期元素的信息回答问题。
（1）写出A、B的元素符号________、________，C、D元素的名称________、________。
（2）写出B、C单质在加热时的反应的化学方程式______________________________。
（3）从原子结构的角度分析A与B的____________相同，C与D的_____________相同。
解析：短周期是第一、二、三周期（前18号元素），据“周期序数＝电子层数，主族序数＝最外层电子数”“原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数”可推出A是硫，B是氧，C是钠，D3＋与Ne电子数相同，即D是13号元素铝。钠与氧气在加热时的反应为2Na＋O2eq \(=====,\s\up14(△),\s\d14( ))Na2O2，从原子结构的角度分析硫与氧的最外层电子数相同，钠与铝的电子层数相同。
答案：（1）S；O；钠；铝
（2）2Na＋O2eq \(=====,\s\up14(△),\s\d14( ))Na2O2
（3）最外层电子数 电子层数相同
第三课时
1．我国西部地区蕴藏着丰富的锂资源，开发锂的用途是一个重要的科学课题。关于锂的叙述不正确的是（ ）
A．锂是较轻的金属
B．LiOH的碱性比NaOH弱
C．锂的金属性比钠强
D．锂在空气中燃烧生成Li2O
答案：C
解析：锂比钠的活泼性弱，在空气中燃烧只生成Li2O，LiOH的碱性比NaOH弱，锂的金属性比钠弱，C项错误。
2．按氟、氯、溴、碘顺序，下列说法不正确的是（ ）
A．它们的单质的熔、沸点逐渐升高
B．原子半径逐渐增大，单质氧化性逐渐增强
C．单质的颜色逐渐加深
D．它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱
答案：B
解析：氟、氯、溴、碘的单质的熔、沸点逐渐升高，A正确；氟、氯、溴、碘同为第ⅦA族元素，同主族从上到下，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，因此单质氧化性逐渐减弱，B错误；氟、氯、溴、碘的单质的颜色逐渐加深，C正确；非金属性F＞Cl＞Br＞I，非金属性越强，氢化物越稳定，则它们气态氢化物的稳定性逐渐减弱，D正确。
3．下列有关碱金属元素的叙述正确的是（ ）
A．碱金属单质均为银白色，密度均小于水
B．碱金属单质从Li到Cs，熔点依次升高
C．氢氧化铯碱性强于氢氧化钠
D．碱金属元素形成的阳离子，从Li＋到Cs＋氧化性依次增强
答案：C
解析：碱金属单质中除了Rb、Cs，其他的密度均小于水，Cs略带金属光泽，其他的都是银白色的，A错误；碱金属单质从Li到Cs，熔点依次降低，还原性依次增强，形成的阳离子的氧化性依次降低，对应的氢氧化物碱性依次增强，C正确，B、D错误。
4．向含有NaBr和KI的混合溶液中通入过量Cl2，充分反应后将溶液蒸干并灼烧所得物质，最后剩余的固体是（ ）
A．NaCl和KI
B．NaCl、KCl、I2
C．KCl和NaBr
D．KCl和NaCl
答案：D
解析：过量的Cl2将I－、Br－从溶液中完全置换出来，在蒸干、灼烧过程中溴挥发、碘升华，所得固体为NaCl和KCl。此题也可利用Cl2、Br2、I2活泼性强弱用排除法选出D项。
5．（1）卤素氢化物中最不稳定的是________（写化学式）。
（2）下列两个元素族，单质熔、沸点随原子序数递增而升高的是________（填序号）。
A．碱金属B．卤素
（3）下列反应中，更剧烈的是________（填序号）。
A．钠与水反应B．钾与水反应
（4）取下列溶液分装两试管，再分别依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振荡、静置后，四氯化碳层显紫红色的是________(填序号)。
A．溴化钠溶液B．碘化钾溶液
解析：卤素中碘元素的非金属性最弱，氢化物最不稳定的是HI；碱金属元素单质熔、沸点随原子序数递增而降低，卤素单质熔、沸点随原子序数递增而升高；钾比钠活泼，与水反应更剧烈；氯水与NaBr、KI溶液分别生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分别为橙色、紫红色。
答案：（1）HI
（2）B
（3）B
（4）B各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
特殊关系
元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数
Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
Ne
最外层电子数等于电子层数
H、Be、Al
最外层有1个电子
H、Li、Na、K
最外层有2个电子
He、Be、Mg、Ca
内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素
Li、P
电子总数为最外层电子数2倍的元素
Be
元素
最外层电子数
得失电子能力
化学性质
主要化合价
稀有气体元素
8（He为2）
一般不易得失电子
较稳定，一般不参与化学反应
－
金属元素
＜4
易失电子
金属性
只有正价，一般是＋1→＋3
非金属元素
≥4
易得电子
非金属性
既有正价又有负价
族
别名
第ⅠA族（除氢外）
碱金属元素
第ⅦA
卤族元素
0族
稀有气体元素
氢元素的原子核
原子名称
原子
符号（eq \\al(A,Z)X）
质子数（Z）
中子数（N）
1
0
氕
eq \\al(1,1)H
1
1
氘
eq \\al(2,1)H或D
1
2
氚
eq \\al(3,1)H或T
名称
内容
项目
元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子的总称
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎完全相同
元素相同、性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O三种元素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H三种核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H互称同位素
O2与O3互为同素异形体
元素名称
元素符号
核电荷数
原子结构示意图
最外层电子数
电子层数
原子半径/nm
碱金属元素
锂
Li
3
1
2
0．152
钠
Na
11
1
3
0．186
钾
K
19
1
4
0．227
铷
Rb
37
1
5
0．248
铯
Cs
55
1
6
0．265
结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大
碱金属单质
钠
钾
实验操作
实验现象
相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色，
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧
实验原理
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
实验结论
与水反应剧烈程度：K＞Na；
金属的活泼性：K＞Na
元素
Li、Na、K、Pb、Cs（原子序数增大）
相同点
除铯外，其余都呈银白色，它们都比较软，有延展性，密度较小，熔点较低，导电、导热性强
递变规律
密度
逐渐增大（钠、钾反常）
熔、沸点
逐渐降低
个性特点
①铯略带金属光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大
F2
Cl2
Br2
I2
颜色、
状态
淡黄绿
色气体
黄绿
色气体
深红棕
色液体
紫黑
色固体
密度
逐渐增大
熔、沸点
逐渐升高
相同点
①卤族元素位于周期表第ⅦA族；
②最外层上都有7个电子。
递变性
从F→I核电荷数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈橙红色
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
静置后，液体分层，上层接近无色，下层呈紫红色
Br2＋2KI===2KBr＋I2
结论
Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强
元素信息
A
第三周期第ⅥA族
B
族序数是周期数的3倍
C
原子序数是11
D
D3＋与Ne电子数相同