原子结构与元素周期表-2024年人教版初升高化学衔接讲义（解析版）

第18讲原子结构与元素周期表

01自学导引02知识精讲03对点精练04易错辨析

05基础测评06能力提升

自学导引

阅读教材86页----90页，填空。

1、原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。原子的质量主要集中在原子核上,质子

和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相

加，所得的数值叫做质量数。

2、在多电子原子中，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较低，在离核较远的区

域内运动的电子能量较高。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中（类似于地球上的万物处于地心引

力场中），电子一般总是先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。

3、实际上，原子核外电子排布的规律，是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中也包括从元

素周期表得到的启示。

4、科学史话：原子结构模型的演变过程：道尔顿模型、汤姆孙原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子

模型、电子云模型。

5、1869年，俄国化学家门捷列夫制出了第一张元素周期表

6、原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数。

7、在周期表中，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而下排成纵行。

8、元素周期表有二个横行，每个横行各为一个周期。第一周期最短，

只有2种元素,第二、三周期各有3一种元素，称为缸周期，其他周期均为力周期。

9、周期表有&个纵行，除第8、9、10三个纵行叫做第一皿族外，其余每个纵行各为一族。族有金族

和副族之分。在周期表中，主族元素的族序数后标工，副族元素的族序数后标二_。

10、最外层电子数为8的元素化学性质不活泼,通常很难与其他物质发生化学反应,把它们的化合价定位0,

因而叫做。族。

11、周期表中有些族的元素的别称。第IA族（除氢）：碱金属元素；第VIIA族：卤族元素;0族:

稀有气体元素

正误判断（对的打错的打“X”）

1质子数相同的微粒不一定属于同一种元素。（____）

2质量数就是元素的相对原子质量。（____）

3若两种微粒的质子数和核外电子数均相同，则它们可能是两种不同元素的原子和离子。（—一）

4氐。+和OH-中具有相同的质子数和电子数。（____）

5第IA族元素都是碱金属元素，在化学反应中均易失去1个电子。（_____）

6在周期表里，元素所在的周期数等于原子核外电子层数。______

7元素周期表中从第IIIB族到第HB族10个纵行的元素都是金属元素。（____）

8原子的最外层有1个或2个电子，则可能是IA、IIA族元素，也可能是副族、皿族元素或。族元素氢。（J

9IA族元素全部属于金属元素，VHA族元素全部属于非金属元素。（___）

1052号元素位于第五周期IVA族。（—）

【答案】1.正确2.错误3.错误4.错误5.错误6.正确7.正确8.正确9.错误10.错误

知识精讲

一、原子结构

1、原子的构成

「质子：（Z）带正电荷：决定元素种类

［原子核《

原子＜I中子：（N）不显电性：决定同一元素是否有同位素

I核外电子：带负电荷：最外层电子决定元素的化学性质

2、质量数

1）定义：核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加。

2）符号：A计算式：质量数（A）=质子（Z）+中子（N）

3）应用：乡X表示质量数为A，质子数为Z的一个原子。

3、原子核外电子的排布

依据核外电子的能量不同

电子层序号1234567

电子层符号KLMNOPQ

-----------------------------------------------►

电子能量

电子离核由近到远，电子能量由低到高

4、核外电子排布的规律

1）电子总是从能量最低的电子层排起，然后由里往外排。

2）各层最多能容纳的电子数目为2n2（n为电子层数）

3）最外层最多能容纳的电子数目为8（K层为最外层，不超过2个电子）。

4）次外层电子数目不超过18,倒数第三层不超过32个电子。

年奉：这几条规律是相互联系的，不能孤立理解，必须同时遵循这几条规律。

对点精练

1.科学家利用粒子加速器在实验室创造出了超重铝:;A1,下列有关:;A1说法错误的是

A.质子数为13B.中子数为29

C.最外层电子数为13D.原子序数为13

【答案】C

【解析】A.根据:;A1可知，质子数为13,故A正确；

B.根据:;A1可知，中子数为42-13=29,故B正确；

C.质子数为13,根据核外电子排布规律可知最外层电子数为3,故C错误；

D.质子数为13,则原子序数也为13,故D正确。

答案选C。

2.下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是

A.质子数相同的微粒一定属于同一种元素

B.微粒Na：Mg2\S?一具有相同的电子层结构

C.某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素

D.一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等

【答案】D

【解析】A.质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，例如Ne、H2O分子、NH3分子均为10个质子,

但不是同种元素，A错误；

B.微粒Na+、Mg2+核外电子排布是2、8,这两种微粒具有相同的电子层结构，S?-核外电子排布是2、8、8,

B错误；

C.某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He,也可能是Be,因此该元素不一定是金属元素，

C错误；

D.分子的质子数和电子数相等，离子的质子数和电子数不相等，则一种分子和一种离子的质子数和电子数

不可能均相等，D正确；

选D。

3.有四种微粒的结构示意如下：

(+9)^8米(+H)^8^43)^8

—

下列说法错误的是

A.它们属于不同种元素B.它们的核外电子排布相同

C.它们都是离子D.它们都具有稀有气体原子的稳定结构

【答案】C

【解析】A.四种微粒质子数分别为9、10、11、13,分别为：氟离子、速原子、钠离子、铝离子，属于不

同种元素，故A项正确；

B.它们的核外电子数都为10,分两层排布，排布相同，故B项正确;

C.四种微粒分别为：氟离子、覆原子、钠离子、铝离子，含有原子，不都是离子，故C项错误;

D.四种微粒的最外层都是8,具有稀有气体原子的稳定结构，故D项正确；

故选Co

二、元素周期表

1、元素周期表的发展历程

诞生

0869年，俄国化学家门捷列夫制出第一张元索周期衣

依据将元索按照相对原子质量由小到大依次排列，井将化学性

元质相似的元素放在一个纵列

素

意义

周揭示了化学元素间的内在联系,使其构成了一个完整的体

期系，成为化学发展史上的正要里程碑之一

表

发展随着化学科学的不断发展，元素周期表中为未知元素留下

的空位先后被填满，周期表的形式也变得更加完美

成熟当原子结构的奥秘被揭示以后，元索周期表中元素的排序

依据由相对原子质髭改为原子的核电荷数，逐渐演变成现

行的元素周期表

2、原子序数：按照元素在周期表中顺序给元素编号。

3、编排原则：把电子层数相同的元素按一原子序数递增—的顺序从左到右排成横行；把不同横行中—最外

层电子数相同—元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。

原子序数=质子数=核电荷数。

原子：质子数=核外电子数

阳离子：质子数=核外电子数+离子所带电荷数

阴离子：质子数=核外电子数-离子所带电荷数

4、结构：

1）周期（7个横行，7个周期）

（1）定义：具有相同电子层数的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行

（2）分类：

（3）特点：周期数=电子层数

（4）规律：除第一周期只有2种元素外，均从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束。集

第六周期：含镯系（〜）种元素，第七周期：含钢系（〜）种元素

LaLu15AcLr1571

2）族（18个纵行，16个族）0

（1）分类:

列数121314151617

主族

族序IAIIAIIIAIVAVAVIAVDA

列数345671112

副族

族序IIIBIVBVBVIBVHBIBIIB

第皿族第8、9、10纵行

0族第18纵行，稀有气体元素

（2）特点：主族序数=最外层电子数

（3）周期表

12345678911112131415161718

0

IAIIAIIIIVVVIvnVIDIIIIIIIVVVIvn0

BBBBBBBAAAAA

一HHe

二LiBeBCNOFNe

三NaMgAlSiPSClAr

四KCaGaGeAsSeBrKr

五RbSrInSnSbTeIXe

六CsBaT1PbBiPoAtRn

七FrRaNhFlMeLvTsO

g

（4）注意：

1、元素周期表中每个方格中信息

原子序数十1H寸元素符号

氢—^兀素名称

相对原子质量JT.OO8I

2、常见族的特别的名称

第IA族（除氢外）:碱金属元素：锂GLi）、钠（uNa）、钾（19K）、锄（37Rb）、葩（55CS）、彷（87氏）

第VIIA族:卤族元素：氟（9F）、氯（17。）、澳（35Br）、碘（53I）、破（85At）

。族：稀有气体元素:氢GHe）、M（ioNe）＞M（isAr）＞氟^Kr）、债—Xe）、氨GRn）

3、过渡元素和镯系、钢系元素

①过渡元素

过渡元素是除主族和。族以外的元素，也就是副族和第vm族的元素，共io个纵行，

全部是金属元素，又叫过渡金属

②镯系元素和钢系元素

锢系元素：第六周期第IIIB族，共15种元素

钢系元素：第七周期第IIIB族，共15种元素

对点精练

4.下列关于元素周期表的叙述，正确的是

A.元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族B.前20号元素称为短周期元素

C.副族元素中，没有非金属元素D.IA族的元素都被称作碱金属元素

【答案】C

【解析】A.元素周期表共有7个横行，称为周期；共有18个纵行，16个族，故A错误；

B.前18号元素称为短周期元素，故B错误；

C.副族元素中，含7个副族、1个VIII族元素，没有非金属元素，故C正确；

D.IA族中氢元素不是碱金属元素，故D错误。

答案选C。

5.锢(In)被称为信息产业中的“朝阳元素”。如图是锢元素的相关信息，下列说法错误的是

A.锢原子的核电荷数是49B.锢元素的相对原子质量是114.8

C."51n、U31n互为同素异形体D.口51n原子最外层有3个电子

【答案】C

【解析】A.核电荷数=原子序数，锢原子的核电荷数是49,A正确；

B.下方的数值为元素的相对原子质量，该元素的相对原子质量是114.8,B正确；

C.eg、口31n互为同位素，不是同素异形体，C错误；

D.锢的序数为49,那么该元素位于第五周期第KIA族，最外层有3个电子，D正确；

故选C。

6.现在人们可以借助元素周期律和元素周期表，来寻找具有特定性质的新物质和新材料。在元素周期表中,

金属和非金属之间存在一条“分界线”，在这条“分界线”附近可以找到合成下列材料的元素是

A.耐高温材料B.新型农药C.半导体材料D.新型催化剂

【答案】C

【解析】A.耐高温材料应该在过渡元素中寻找，A错误；

B.非金属元素位于元素周期表的右上方，可用于制备有机溶剂，部分可用作农药，B错误;

C.在金属元素和非金属元素交界区域的元素可用来做良好的半导体材料，C正确；

D.新型催化剂一般可在过渡元素中寻找，D错误；

答案选C。

易错辨析

重要知识：1〜20号元素原子核外电子排布特征

1、最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、Ko

2、最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。

3、原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系

(1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Aro

(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。

(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是0。

(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。

(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si

4、原子最外层电子数与其他相关数的关系

(1)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P

(2)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、AL

(3)电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca

(4)电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na

(5)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、So

(6)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。

5、元素周期表中的重要规律

(1)元素种类存在的规律

元素种类最多的周期是第六周期：元素种类最多的族是第IIIB族

(2)同周期相邻的第IIA族与第IIIA族元素的原子序数差为

第二、三周期为1

第四、五周期为11

第六、七周期为25

(3)同主族相邻周期元素的原子序数的关系

若第IA族与第HA族，

下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+上一周期所含元素的种类

若第mA族与第VDA族，

下一周期元素的原子序数=上一周期元素的原子序数+下一周期所含元素的种类

基础测评

1.“玉兔”号月球车用■Pu作为热源材料，该原子的质量数为238,质子数为94,则该原子的中子数与电子

数之差为

A.238B.94C.144D.50

【答案】D

【解析】质量数为238,质子数为94,则中子数为238-94=144,则该原子的中子数与电子数之差为144-94=50。

答案为：D。

2.两种微粒的核外电子数相同，核电荷数不同，则它们可能是

①两种不同的原子②两种不同的离子

③不同元素的原子和离子④同一种元素的原子和离子

A.①和④B.②和③C.①和③D.②和④

【答案】B

【解析】①若为两种不同的原子，核外电子数不同，核电荷数也不同，故错误；②如Na+和P,故正确；

③如Ar和K+,故正确；④同一种元素的原子和离子核电荷数一定同，故④错误；

故选B。

3.下列关于黑k的说法不正确的是

A.核内质子数是77B.核内中子数是192

C.核外电子数是77D.质量数是192

【答案】B

【解析】A.由原子符号署Ir可知，核内质子数是77,故A正确;

B.由原子符号期k可知，核内中子数是192-77=115,故B错误；

C.由原子符号署Ir可知，核内质子数是77,核外电子数是77,故C正确;

D.由原子符号期k可知，质量数是192,故D正确。

答案选B。

4.X2+的核外电子排布为2、8、8,则X元素在周期表中的位置是

A.第三周期第。族B.第三周期第HA族

C.第三周期第VIA族D.第四周期第HA族

【答案】D

【解析】X2+是X原子失去2个电子得到的阳离子，X2+的核外电子排布为2、8、8,则X原子的核外电子

排布为2、8、8、2,X原子核外有4个电子层，最外层电子数为2,则X位于第四周期第IIA族，故选D；

答案选D。

\\..

5.下列微粒中：①12Mg2+②。）或③〔：CI：厂④02一,核外电子总数相同的是

A.②③④B.①②④C.①②③D.①②③④

【答案】B

【解析】①12Mg2+的核外电子数为12-2=10,②@2,的核外电子数为10,③1：。：）的核外电子数为17+1=18,

④。2一的核外电子数为8+2=10,所以核外电子总数相同的是①②④；故选B。

6.下列说法不正确的是

A.某短周期元素最外层有2个电子，则其一定是第IIA族元素

B.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素

C.元素周期表有7个主族、8个副族和。族，副族均由长周期元素组成

D.117号元素Ts位于周期表的第七周期第VDA族

【答案】A

【解析】A.短周期中，He元素的原子最外层有2个电子，但其属于。族，则短周期中最外层电子数为2

的元素不一定属于第IIA族，A不正确；

B.在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，其性质往往介于典型的金属与典型的非金属之间，为制

备半导体材料提供了可能性，B正确；

C.元素周期表有7个主族8个副族和0族元素，前3周期为短周期，只包含主族和0族元素，第4〜7周期

为长周期，包含主族、副族和。族元素，所以副族均由长周期元素组成，C正确；

D.由第118号元素位于第七周期。族，可推知117号元素位于第七周期第VIIA族，D正确；

故答案为Ao

7.2016年IUPAC命名118号元素为Og,该元素的一种核素为常Og。下列叙述不合理的是

A.该核素核外有118个电子

B.该元素位于第七周期0族

C.该核素的中子数为294

D.该元素原子的最外层电子数为8

【答案】C

【解析】A.118号元素为Og,原子的质子数=核外电子数=118,故A不符合题意；

B.根据元素周期表的结构可知，118种元素位于第七周期0族，故B不符合题意；

c.0g元素的一种核素为爱0g,元素符号左下角的数字代表质子数，左上角的数字代表质量数，由于质量

数等于质子数+中子数，中子数=294-118=176,故C符合题意；

D.根据元素周期表的结构可知，118种元素位于第七周期。族，该元素原子的最外层电子数为8,故D不

符合题意；

答案选C。

8.关于元素周期表，下列叙述中不正确的是

A.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素

B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素

C.在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素

D.在地球上元素的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系

【答案】D

【解析】A.在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素，A正确；

B.在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素，B正确；

C.在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素，C正确；

D.在地球上元素的分布和它们在元素周期表中的位置没有必然联系，D错误。

故选D。

能力提升

1.2023年8月，日本排放的核废水中含有疑「H）、碳叱、钵（9494Pu）等多种放射性元素，下列说法正确

的是

A.3国3m互为同位素

B.|仁。、|4（202互为同素异形体

C.考古时可利用14c测定一些文物的年代

D.■Pu与；；pu的原子核外电子排布不同

【答案】C

【解析】A.质子数相同而中子数不同的原子互为同位素，故SH/He不互为同位素，故A错误；

B.同种元素形成的不同单质互为同素异形体，"CO、14co2不是单质，不是同素异形体，故B错误；

C."C可以测定一些文物的年代，故c正确；

D.曹Pu与;fpu的原子核外电子排布相同，故D错误；

故选C。

2.下列下列叙述中正确的是

A.中子数为10的氟原子的原子：|狎

B.某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同

C.两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同

D.两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素

【答案】D

【解析】A.F的质子数为9,中子数为10的氟原子质量数为10+9=19,表示为［F,故A错误；

B.某负离子和某正离子，若其质子数相同则电子数一定不同，故B错误；

C.两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一不定相同，如氯离子和僦原子，故C错误；

D.两种原子的电子层结构相同，即电子数相同，质子数相同，则一定属于同种元素，故D正确；

故选D。

3.某X?一阴离子的核外共有36个电子，其质量数为79,则其核内的中子数为

A.39B.41C.43D.45

【答案】D

【解析】有36个电子的二价阴离子，则其原子的核外电子数为36-2=34,其质子数也为34,核内中子数

为79-34=45,故选D。

4.下列叙述正确的是

A.核外电子排布完全相同的两种微粒的化学性质一定相同

B.单原子形成的离子一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布

C.核外电子排布相同的两个原子不一定是同种原子

13.Na和Na+两种粒子中核内质子数、核外电子数、最外层电子数、核外电子层数均不相同

【答案】C

【解析】A.核外电子排布完全相同的两种微粒可能是原子、阴离子、阳离子三种情况中的一种或几种；如

果是同一元素的两种核素，化学性质应该相同；如果不是同一种元素的两种原子，而是其他符合题目要求

的两种微粒，其化学性质肯定不同，并且有的差别还很大，如银原子和钠离子，A错误；

B.单原子形成的离子不一定具有稀有气体原子的核外电子排布，如H+，B错误；

C.核外电子排布相同的两个原子可能是同位素的关系，如点、笈、敬三种原子，C正确；

D.Na与Na+核外电子数、最外层电子数、核外电子层数不同，但核内质子数均为11,D错误；

故选C。

5.下列说法中正确的是

A.某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氮原子

B.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素

C.NH：与H3O+具有相同的质子数和电子数

D.最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子

【答案】C

【解析】A.该微粒不一定是原子，如x=17时为氯离子，x=19时为钾离子，A错误;

B.H原子的最外层只有1个电子，但H不是金属元素，B错误；

C.NH：与H3O+所含质子数均为11,电子数均为10,C正确;

D.最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，D错误;

综上所述答案为Co

6.有关元素周期表判断，下列叙述不正确的是

①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8,则它们一定是同主族元素

②第IA元素称为碱金属元素

③用中文“馍”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列

④周期表中同周期第11人族与第111人族原子序数只能相差1或11

⑤除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数

⑥所含元素种类最多的族是第OB,所含元素形成化合物种类最多的是第WA

⑦主族金属元素都符合原子的最外层电子数S4

⑧同一主族元素的最外层电子数相同，最外层电子数相同的元素位于同一主族

A.①②⑤⑥B.①②⑦⑧C.①②④⑤⑦⑧D.③④⑥⑦⑧

【答案】C

【解析】①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8,它们不一定是同主族元素，如F和H,①错误;

②碱金属元素指Li、Na、K、Rb、Cs、Fr,第IA族包括碱金属元素和H,②错误；

③用中文“馍”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第V