4.1.1原子结构与元素周期表-高一化学讲义习题原卷版

4.1原子结构与元素周期表1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图；2.能根据原子的结构特征确定元素，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展；3.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的相互推导，提升微观探析能力；4.知道元素、核素、同位素、eq\o\al(A,Z)X的含义，并能比较它们的不同，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。一、原子的构成1．构成原子的微粒及其性质原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(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，质量很小,(可忽略不计)))2．质量数(1)概念：将原子核内所有和的相对质量取近似，所得的数值叫做质量数，常用表示。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝。②质子数＝核电荷数＝。3．原子的表示方法【归纳总结】(1)原子的构成微粒及作用(2)粒子中的电性关系①分子或原子：质子数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n【例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．电子数二、原子核外电子排布1．电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在的区域内运动。我们把不同的区域简化为，也称作电子层。(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号KLMNOPQ离核远近能量高低2.核外电子排布规律下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应的问题：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)电子总是尽可能先从排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为。(3)无论原子有几个电子层，其最外层中最多能容纳的电子数为（K层除外，为）。(4)K层为次外层时，所排电子数为，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为。3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图如：钠的原子结构示意图：4．常见的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2【特别提醒】（1）核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。（2）通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。【例1】某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为()A．2m B．2m＋10C．2m＋2 D．m＋2三、元素周期表的编排原则与结构1．元素周期表的编排原则(1)原子序数：按照元素给元素编的序号。(2)原子序数＝＝＝。(3)横行原则：把相同的元素，按的顺序从左到右排列。(4)纵列原则：把不同横行中相同的元素，按的顺序由上而下排列。2．元素周期表的结构元素周期表有个横行，个纵列。每一个横行叫做一个，每一个纵列叫做一个。三个纵列共同组成第族)。(1)周期观察元素周期表，填写下表，并思考周期序数与原子核外电子层数之间的关系。周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1234K～Kr5Rb～Xe6Cs～Rn7Fr～Og(118号)结论：①周期序数＝②周期的分类周期—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期：包括第一、二、三周期，分别有,2、8、8种元素,长周期：包括第四、五、六、七周期，分别有18、18、32、32种元素))(2)族①周期表中族的特点和划分特点主族元素的族序数＝最外层电子数分类主族共有个，包括副族共有个，包括，完全由周期元素构成0族占据元素周期表的第纵列，最外层电子数为(He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价②常见族的别称族别名第ⅠA族(除氢外)第ⅦA族0族稀有气体元素3.元素周期表中方格里的符号的意义【例1】我国的纳米技术基础研究能力已跻身于世界前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料，化学式为RN。已知该化合物中的Rn＋核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的()A．第三周期第ⅤA族B．第四周期第ⅢA族C．第五周期第ⅢA族D．第四周期第ⅤA族【例2】在元素周期表中，第3、4、5、6周期元素的种类分别是()A.8、18、32、32 B.8、18、18、32C.8、18、18、18 D.8、8、18、18四、核素同位素1．元素(1)概念：具有相同的一类的总称。(2)决定元素种类的是。2．核素(1)概念：具有一定数目和一定数目的一种原子。表示方法：。(2)实例——氢元素的三种核素原子符号(eq\o\al(A,Z)X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)eq\o\al(1,1)H氕eq\o\al(2,1)H或D氘eq\o\al(3,1)H或T氚3.同位素(1)概念：相同而不同的同一的不同原子互称为同位素(即同一的不同互称为同位素)。(2)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的化学性质；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。(3)常见同位素的用途①考古测定文物的年代的是；②制造氢弹的是；③利用放射性同位素释放的射线、金属、诊断和治疗疾病等。【归纳总结】(1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较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，物理性质不同元素相同，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\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C三种核素eq\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C互称同位素O2与O3互为同素异形体(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系【例1】基因测序研究中，常用eq\o\al(32,15)P作标记物，下列关于eq\o\al(32,15)P的说法正确的是()A.质子数为32 B.质量数为15C.与eq\o\al(33,15)P互为同位素 D.中子数为15【例2】下列说法正确的是()A.红磷、白磷属于同位素B.H2、D2属于同位素C.eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca互为同位素D.H、D、T互为同位素1．下列关于元素周期表的叙述正确的是()A．元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一B．元素所在周期数等于它的电子层数，所在的族序数等于它的最外层电子数C．元素周期表有7个横行即7个周期，18个纵列即18个族D．某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数2．意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子O4，下列说法正确的是()A．O4和O2互为同位素B．O4转化为O2是物理变化C．18O是氧元素的一种核素，它的中子数是8D．同温同压下，等体积的O4和O2含有相同的分子数3．金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的说法正确的是()A.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti原子中均含有22个中子B.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti具有相同的质子数C.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的物理性质相同D.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti为同一种核素4．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116(钅立)、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表的()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1．下列粒子中，与OH－具有相同质子数和电子数的是()A．Cl－ B．F－C．NH3 D．NHeq\o\al(＋,4)2．某元素阳离子(X＋)的质量数为23，原子核内有12个中子，该阳离子的核外电子数为()A．13B．12C．11D．103．短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示，其中B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C是()ABCA.B、Mg、Si B.Be、Na、AlC.O、P、Cl D.C、Al、P4.有短周期元素A、B、C，其中A、B同周期，B、C同主族，且最外层电子数之和为17，核电荷数之和为31，则A、B、C可能为()A.C、N、Si B.N、P、OC.N、O、S D.C、Si、S5.(2021·四川成都外国语学校高一期中)下图所示各为元素周期表中的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是()6．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是a－b，L层电子数是a＋b，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为()A．B3A2 B．BA2C．A3B2 D．AB27．阳离子X2＋含N个中子，X的质量数为A，则agX的同价氧化物中含质子的物质的量是()A.eq\f(a,N)(N－a)molB.eq\f(a,A＋16)(A－N＋10)molC.eq\f(a,A＋8)(N＋A)molD.eq\f(a,A＋16)(A－N＋8)mol8.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为()A．5x＋10 B．5x＋11C．5x＋14 D．5x＋169.(2022·广东佛山高一期末)科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：eq\o\ar(249,98)Cf＋eq\o\al(48,20)Ca―→eq\o\al(294,118)Og＋3eq\o\al(1,0)n。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(249,98)Cf的电子数为151B.eq\o\al(294,118)Og的中子数为294C.eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互为同素异形体D.eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互为同位素10.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：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②③三④⑤⑥⑦⑧四⑨(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：_____________________________________________________