元素周期表-核素(新人教版必修第一册)(解析版)

4.1.2元素周期表核素考点精讲考点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)。（2）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【解析】A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。【针对训练】1．已知某元素的原子序数，可以推知该元素原子的()①质量数②周期数③核外电子数④中子数⑤族序数A．①③⑤ B．②③⑤C．①②③ D．②③④【解析】B元素的原子序数＝核内质子数＝核外电子数，③正确；又根据原子序数和元素周期表的结构可以确定元素在周期表中的位置，即周期数和族序数，②、⑤均正确。2．已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为a。则下列说法不正确的是()YXZA.Y与Z的原子序数之和可能为2aB．Y的原子序数可能为a－17C．Z的原子序数可能为a＋31D．X、Y、Z一定为短周期元素【解析】DX、Y、Z为主族元素，Y一定不在第一周期，则X、Y、Z均可能为长周期元素，D项错误；若X、Y、Z分别位于第三、四、五周期的右边，则Y的原子序数为a－17；Y与Z的原子序数之和可能为2a；若X、Y、Z分别位于第四、五、六周期的右边，Z的原子序数可能为a＋31。考点2：元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系1.区别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\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互称同位素O2与O3互为同素异形体2.联系【技巧与方法】（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。【针对训练】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【解析】B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\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子B.eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C.eq\o\al(1,1)H和eq\o\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【解析】B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\o\al(1,1)H和eq\o\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\o\al(40,20)Ca和eq\o\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。考点达标1．如果n为第ⅡA族中某元素的原子序数，则原子序数为(n＋1)的元素可能位于()A．ⅢA或ⅢB B．ⅣAC．ⅠB D．ⅠA【解析】A在元素周期表中，第二、三周期中第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数相差1，在第四、五、六、七周期中，第ⅡA族与第ⅢB族相邻，故原子序数为(n＋1)的元素位于第ⅢA或ⅢB族，A正确。2．若把周期表原先的主、副族号取消，由左到右按原顺序编为18纵列。如碱金属为第1纵列，稀有气体为第18纵列，按这个规定，下列说法不正确的是()A．计算机芯片的组成元素位于第14纵列B．第10纵列元素全部是金属元素C．第18纵列元素单质全部是气体D．只有第2纵列元素的原子最外层有2个电子【解析】D芯片的组成元素为硅，位于第ⅣA族，为第14纵列，A项正确；第10纵列为过渡金属元素，所以B项也正确；第18纵列元素为稀有气体元素，单质全部为气体，所以C项正确；D项中除第2纵列元素的原子最外层有2个电子外，其他如He、部分过渡金属元素最外层也是2个电子。3．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ⅤA族B．第四周期ⅢA族C．第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族【解析】B本题考查原子结构和元素周期表结构的知识，又和科技前沿的纳米技术联系在一起，这种命题方式是以后高考命题的一个方向。虽然题目很新颖，但所涉及的知识都是基础知识。R元素在化合物RN中的化合价决定于N元素，因Rn＋中R元素显正价，N元素在RN中显－3价，故R元素离子应为R3＋，则R原子含31个电子，其质子数为31，核外电子排布为，所以应为第四周期ⅢA族，故答案应选B。4．关于eq\o\al(18,8)O、eq\o\al(16,8)O、O2－、O四种微粒，以下说法正确的是()A．它们是同种原子B．它们是几种不同的单质C．它们是氧元素的几种微粒的不同表示方法D．四种微粒的质子数和电子数均相等【解析】C四种微粒的质子数相等，但中子数不完全相等，因此不是同种原子，故A错误；四种微粒均不是单质，故B错误；四种微粒均属于氧元素，分别为核素、核素、离子、原子，故C正确；O2－比其他三种微粒的电子数多2，故D错误。5．下表符号中“2”的含义正确的一组是()选项eq\o\al(2,1)H2He2ClCa2＋A质量数中子数质子数电荷数B质量数质子数原子个数电荷数C质子数中子数原子个数电子数D质量数质子数中子数电荷数【解析】Beq\o\al(2,1)H中的2为质量数，2He中的2为质子数，2Cl中的2表示原子个数，Ca2＋中的2表示离子所带电荷数，故选B项。6．在宾馆、办公楼等公共场所，常使用一种电离式烟雾报警器，其主体是一个放有镅­241(eq\o\al(241,95)Am)放射源的电离室。eq\o\al(241,95)Am原子核内中子数与核外电子数之差是()A．241 B．146C．95 D．51【解析】Deq\o\al(241,95)Am的质子数为95，质量数为241，中子数＝241－95＝146，核外电子数＝核内质子数＝95，中子数与核外电子数之差为146－95＝51。7．用eq\o\al(A,Z)X表示原子：（1）中性原子的中子数N＝________。（2）AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝________。（3）AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝________。（4）12C16O2分子中的中子数N＝________。（5）A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2－所含电子的物质的量为________。【解析】(1)根据“质子数＋中子数＝质量数”的关系，得N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的电子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的电子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)12C16O2分子中的中子数为6＋8＋8＝22。(5)A2－所含电子数为m－x＋2，则ngA2－所含电子的物质的量为eq\f(nm－x＋2,m)mol。【答案】(1)A－Z(2)A－x－n(3)A－x＋n(4)22(5)eq\f(nm－x＋2,m)mol【巩固提升】8.A、B、C、D为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示，A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。（1）写出A元素的名称：________。（2）B位于周期表中第________周期________族。（3）C的原子结构示意图为________。（4）D的单质与水反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________。【解析】令B的原子序数为x＋8，则A的原子序数为x－1，C的原子序数为x＋1，则x－1＋x＋1＝x＋8，x＝8，故A为N，B为S，C为F，D为Cl。【答案】(1)氮(2)三ⅥA(3)(4)Cl2＋H2O=HCl＋HClO9．结合元素周期表回答下列问题：（1）表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。（2）表中所列元素，属于短周期元素的有________，属于主族元素的有________；g元素位于________周期第________族；i元素位于第________周期________族。（3）元素f是第________周期________族元素，请在下边方框中