2024高中化学第一章第一节元素周期表讲义含解析新人教版必修2

PAGEPAGE16第1课时元素周期表1．了解元素周期表的发展历程。2．了解元素周期表的编排规则及结构。3．能描述元素在元素周期表中的位置。1．原子中：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。2．元素周期表的结构(1)周期①数目：元素周期表有7个横行，故有7个周期。②分类：(2)族①数目：元素周期表中有18个纵行，16个族。②分类：③常见族的别称：族别称第ⅠA族(除氢)碱金属元素第ⅦA族卤族元素0族稀有气体元素[新知探究]1．元素周期表的发展历程(1)诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫首制。(2)编制：将元素依据相对原子质量由小到大的依次排列，将化学性质相像的元素放在一个纵行。(3)意义：揭示了化学元素间的内在联系。(4)演化：为未知元素留下的空位先后被填满。(5)现行：元素的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数。2．元素周期表的结构[问题探讨](1)依据表中前18号元素在现行元素周期表中的排布，思索其编排原则是什么？提示：依据原子序数递增原则，从左到右排布，将电子层数相同的元素排在一横行，将最外层电子数相同、性质相近的元素依据电子层数递增的依次从上到下排成一纵行。(2)什么是原子序数？原子序数与核电荷数、质子数、核外电子数有何关系？提示：①原子序数是依据元素在周期表中的依次给元素的编号；②原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。(3)什么是周期？共有几个周期？前20号元素中哪些元素在同一个周期？提示：①把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的依次从左到右排列的一横行，叫做一个周期；②元素周期表有7个横行，有7个周期；③H、He在第一周期，Li、Be、B、C、N、O、F、Ne在其次周期，Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar在第三周期，K、Ca在第四周期。(4)周期序数与原子结构有何关系？提示：周期序数＝电子层数。(5)每周期元素数目是否相同？如何分类？提示：①不同，第一周期～第七周期的所排元素种类分别为2、8、8、18、18、32、26；②。(6)什么是族？共有几个族？族是如何分类和表示的？前20号元素中哪些元素在同一个族？提示：①把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的依次由上而下排成的纵行；②元素周期表有18个纵行，有16个族；③；④H、Li、Na、K在第ⅠA族，Be、Mg、Ca在第ⅡA族，B、Al在第ⅢA族，C、Si在第ⅣA族，N、P在第ⅤA族，O、S在第ⅥA族，F、Cl在第ⅦA族，He、Ne、Ar在0族。(7)同主族的元素原子结构有何共性？提示：主族族序数＝原子最外层电子数。[名师点拨]1．周期2.族3.过渡元素在元素周期表的中部从ⅢB到ⅡB共10个纵行，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。[对点演练]1．(2024·太原高一检测)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．副族元素既有金属元素又有非金属元素D．第ⅡA族与第ⅢA族相邻解析：选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个纵行，16个族，B项错误；副族元素全部为金属元素，C项错误；第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着7个副族和一个第Ⅷ族(3个纵行)共10个纵行，D项错误。[新知探究][问题探讨]推算原子序数为55的元素在周期表中的位置。提示：与55号元素最近的稀有气体Xe的原子序数为54，因55比54多1，故该元素应处于Xe的下一周期(第六周期)，第ⅠA族。即位于第六周期第ⅠA族。[名师点拨]1．元素周期表在元素推断中的应用(1)利用元素的位置与原子结构的关系推断(本方法常用于确定原子序数小于18的元素)。应用规律：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＝核外电子数，例如：X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即钠元素。(2)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。特别位置元素族序数等于周期数H、Be、Al族序数等于周期数的2倍C、S续表特别位置元素族序数等于周期数的3倍O周期数是族序数的2倍Li周期数是族序数的3倍Na(3)0族定位法确定元素的位置。①0族元素的周期序数和原子序数：0族元素HeNeArKrXeRn周期序数一二三四五六原子序数21018365486②比大小定周期：比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小，找出与其相邻近的0族元素，那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。③求差值定族数：a．若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的第ⅠA族或第ⅡA族。b．若比相应的0族元素少1～5时，则应处在同周期的第ⅦA～第ⅢA族。2．原子序数差法(1)同周期相邻主族元素原子序数差。①其次周期到第七周期非第ⅡA族和第ⅢA族同周期相邻元素原子序数差为1。②同周期第ⅢA族与第ⅡA族元素原子序数差从其次周期到第六周期分别依次为1,1,11,11,25。(2)同主族及0族上下相邻元素原子序数差。①若为第ⅠA、ⅡA族元素：相差上一周期全部元素种数。②若为第ⅢA～ⅦA族、0族元素：相差下一周期全部元素种数。[对点演练]2．下列说法正确的是()A．原子序数之差为2的两种元素不行能位于同一主族B．D－核外有36个电子，则元素D位于第四周期第ⅦA族C．位于同一主族相邻的甲、乙两种元素，甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能为x＋4D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为x，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为x＋19解析：选B氢和锂两种元素的原子序数之差为2，却同位于第ⅠA族，A错误；简洁阴离子的核外电子与同周期的稀有气体相同，D－核外有36个电子，即与第四周期的0族元素Kr处于同一周期，且D比Kr少一个电子，即在第ⅦA族，B正确；甲、乙同主族，若甲的原子序数为x，则依据元素周期表结构可知乙的原子序数可能为x＋2或x＋8或x＋18或x＋32，C错误；同一周期的第ⅠA族和第ⅢA族的元素的原子序数之差分为三种状况：①其次、三周期为2；②第四、五周期为2＋10；③第六、七周期为2＋24，D错误。1．下列说法正确的是()A．元素周期表中，族序数都等于该元素原子的最外层电子数B．每一周期元素都从碱金属起先，最终以稀有气体结束C．其次、三周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8D．同周期元素原子的最外层电子数相同解析：选CA项，只有主族元素才符合此规律；B项，第一周期无碱金属元素；D项，同周期元素原子的电子层数相同，同主族元素原子的最外层电子数相同。2．在现行元素周期表中，所含元素种数最多的族和周期分别是()A．第ⅠA族第六周期B．第Ⅷ族第六周期C．第ⅢB族第六周期D．第ⅢA族第六周期解析：选C现行元素周期表中，第六、七周期第ⅢB族为镧系和锕系元素，各有15种元素，故第六、七周期，第ⅢB族元素最多。3．某元素的原子最外层有2个电子，则该元素是()A．金属元素B．稀有气体元素C．第ⅡA族元素D．以上叙述都可能解析：选D原子最外层有2个电子，该元素可能是He元素、第ⅡA族元素或者是过渡金属元素，D正确。4．已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是()A．n＝m＋1B．n＝m＋11C．n＝m＋25D．n＝m＋10解析：选D在其次、三周期中，第ⅡA族与第ⅢA族相邻，所以n＝m＋1，故A正确。在第四、五周期中，因为第ⅡA族与第ⅢA族元素之间有10个纵行的过渡元素，所以n＝m＋10＋1＝m＋11，故B正确。在第六周期中，第ⅡA族与第ⅢA族之间又比第四、五周期元素多了镧系元素(镧除外)计14种，所以n＝m＋11＋14＝m＋25。5．A、B、C均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，已知B、C两元素在周期表中族序数之和是A元素族序数的2倍；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所在的一组是()A．Be、Na、AlB．B、Mg、SiC．O、P、ClD．C、Al、P解析：选C设A的原子序数为x，则B的原子序数为x＋8－1，C的原子序数为x＋8＋1。所以(x＋8－1)＋(x＋8＋1)＝4x，解得x＝8,A为O元素，B为P元素，C为Cl元素。6．元素周期是学习和探讨化学的重要工具。下列是元素周期表的部分信息：(1)地壳中含量最多的金属元素的原子序数是________。(2)分析上表规律，可推知，表中X为________。(3)表示的是(写粒子符号)________。(4)写出一个由1、7、17号三种元素组成的化合物的化学式：________________________。解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是Al，其原子序数为13；(2)由元素周期表的结构可推知X应为16S；(3)19号元素为K，核外电子数比核电荷数小1，为K＋；(4)1号元素为H,7号元素为N,17号元素为Cl，组成的常见化合物为NH4Cl。答案：(1)13(2)16S(3)K＋(4)NH4Cl第2课时元素的性质与原子结构、核素1．了解碱金属元素和卤族元素在周期表中的位置及原子结构特征。2．了解碱金属元素、卤族元素、性质的相像性和递变性。3．知道元素、核素的含义。4．相识结构确定性质的因果关系。1．碱金属元素(1)碱金属元素的原子结构特点(2)碱金属单质的物理性质(3)碱金属单质的化学性质①相像性(用R表示碱金属元素)②递变性2．卤族元素(1)卤族元素的原子结构特点(2)卤素单质的物理性质(3)卤素单质的化学性质①相像性②递变性a．卤素单质与氢气的反应。反应的猛烈程度：F2>Cl2>Br2>I2；氢化物的稳定性：HF>HCl>HBr>HI。b．卤素单质间的置换反应。将氯水加入NaBr溶液中，反应方程式为Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2；将氯水加入KI溶液中，反应方程为Cl2＋2KI=2KCl＋I2；将溴水加入KI溶液中，反应方程式为Br2＋2KI=2KBr＋I2。Cl2、Br2、I2的氧化性强弱依次为：Cl2>Br2>I2。3．核素(1)质量数(2)核素(3)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，即同一元素的不同原子互称为同位素。②特点：自然存在的同位素，相互之间保持肯定的比率。[新知探究]1．碱金属元素的原子结构查阅元素周期表中的有关信息，完成下列表格。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Li3120.152钠Na11130.186续表元素符号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碱金属元素钾K19140.227铷Rb37150.248铯Cs55160.2652.碱金属元素化学性质的相像性和递变性(1)钠、钾与氧气的反应(2)钠、钾与水反应的试验探究碱金属钾钠试验操作试验现象共同点a：金属浮在水面上；b：金属熔化成闪亮的小球；c：小球四处游动；d：发出“嘶嘶”的响声；e：反应后的溶液呈红色不同点钾与水反应更猛烈化学方程式2K＋2H2O=2KOH＋H2↑2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑试验结论与水反应的猛烈程度：K>Na金属活泼性：K>Na[问题探讨](1)钠、钾的化学性质有什么异同点？提示：相同点：都能与氧气和水猛烈反应；不同点：与氧气反应的猛烈程度：K>Na，与水反应的猛烈程度：K>Na，金属活泼性：K>Na。(2)你能推想出本族中其他元素与氧气、水等反应的现象有什么异同点吗？提示：(3)以碱金属元素为例，从结构的角度分析出同主族元素金属性的改变规律。提示：从Li→Cs，随核电荷数增加，电子层数渐渐增多→原子半径渐渐增大→原子核对最外层电子的引力渐渐减弱→元素的原子失电子实力渐渐增加→元素的金属性渐渐增加。(4)归纳总结碱金属物理性质的相像性和规律性。提示：[名师点拨]推断元素金属性强弱的方法(1)依据元素的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度来推断，若其单质与水(或酸)反应置换出氢越简洁，则元素的金属性就越强；反之，金属性就越弱。(2)依据元素的最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性强弱来推断，若其最高价氧化物对应的水化物——氢氧化物的碱性越强，则元素的金属性就越强；反之，金属性就越弱。(3)依据金属活动依次表来推断，排在金属活动依次表前面的金属，金属性越强。[对点演练]1．(2024·兰州高一检测)下列对碱金属的叙述，其中完全不正确的组合是()①钾通常保存在煤油中，以隔绝与空气的接触②碱金属常温下呈固态，取用时可干脆用手拿③碱金属中还原性最强的是钾④碱金属阳离子，氧化性最强的是Li＋⑤碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而大⑥从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越高A．②③⑥B．②③④C．④⑤⑥D．①③⑤解析：选A②中碱金属不行干脆用手拿，否则会和手上的汗水反应生成强碱而腐蚀皮肤；③碱金属中还原性最强的不是钾；⑥从Li到Cs，密度呈增大趋势，但K的密度小于Na；碱金属的熔、沸点越来越低。所以②③⑥错，选A。2．(2024·淄博高一检测)关于铯及其化合物的下列说法中不正确的是()A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强B．铯与水或酸溶液反应猛烈，都生成氢气C．Cs的还原性比Na强，故Na＋的氧化性大于Cs＋D．Al的金属性大于Cs的金属性解析：选DCs的最外层电子数是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，A项正确；铯与Na性质相像，与水或酸反应更猛烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na＋的得电子实力比Cs＋强，C项正确，因为Cs的金属性强于Na，Na的金属性强于Al，所以Al的金属性小于Cs，D项错误。[新知探究]1．依据卤族元素的原子结构，请你试着推想一下，氟、氯、溴、碘在化学性质上的相像性与递变性。提示：最外层都有7个电子，易得1个电子，随核电荷数的渐渐增大，电子层数渐渐增加，半径渐渐增大，得电子实力渐渐减弱。2．卤素单质与H2的反应化学方程式反应条件或现象氢化物的稳定性F2H2＋F2=2HF在暗处猛烈化合并发生爆炸很稳定Cl2H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(或点燃))2HCl光照或点燃发生反应稳定Br2H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr加热至肯定温度才能反应较稳定I2H2＋I22HI不断加热才能缓慢反应不稳定3.卤素单质间的置换反应试验操作试验现象离子方程式结论静置后，液体分层，上层接近无色，下层橙红色Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－Cl2、Br2、I2的氧化性渐渐减弱静置后，液体分层，上层接近无色，下层紫红色Cl2＋2I－=I2＋2Cl－静置后，液体分层，上层接近无色，下层紫红色Br2＋2I－=I2＋2Br－[问题探讨](1)以卤族元素为例，从原子结构的角度分析同主族元素非金属性改变规律。提示：从F→I，随着核电荷数增加，电子层数渐渐增多→原子半径渐渐增大→原子核对最外层电子的引力渐渐减弱→元素的原子得电子实力渐渐减弱→元素的非金属性渐渐减弱。(2)在元素周期表中，同主族元素从上到下元素的金属性、非金属性如何递变？提示：在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数渐渐增多，原子半径渐渐增大，失电子实力渐渐增加，得电子实力渐渐减弱。所以金属性渐渐增加，非金属性渐渐减弱。(3)总结卤素单质物理性质的递变规律。提示：随着核电荷数的增大，颜色渐渐加深，密度渐渐增大，熔、沸点渐渐上升。[名师点拨]推断元素非金属性强弱的方法1．依据非金属元素单质与H2化合的难易程度推断，若单质与H2越简洁化合，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。2．依据非金属元素单质与H2化合形成气态氢化物的稳定性推断，若生成的气态氢化物越稳定，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。3．依据非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱推断，若最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。4．依据非金属元素单质之间的置换反应推断，非金属性强的元素能把非金属性弱的元素从其盐溶液中置换出来。5．依据元素在周期表中的位置推断，同主族元素从上到下金属性渐渐增加，非金属性渐渐减弱。[对点演练]3．(2024·烟台高一检测)下列关于卤素(用X表示)的叙述中正确的是()A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示B．HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数的增大而增加C．卤素单质的颜色从F2→I2按相对分子质量的增大而加深D．X－的还原性强弱依次为F－<Cl－<Br－<I－，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来解析：选C选项A中F2与H2O反应生成HF和O2，F2与水的反应不符合A选项中的通式。卤化氢的热稳定性依次为HF>HCl>HBr>HI，故B不正确。选项D中表述不全面，F2与盐溶液中的H2O反应放出O2，不能置换出卤素单质。4．(2024·沧州高一检测)下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是()①HCl比H2S稳定②HClO氧化性比H2SO4强③HClO4酸性比H2SO4强④Cl2能与H2S反应生成S⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子A．②⑤B．①②C．①②④D．①③⑤解析：选A元素的氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，①③能够说明；含氧酸的氧化性不能作为推断元素非金属性强弱的依据，②不能够说明；非金属单质间的置换反应Cl2＋H2S=2HCl＋S↓，说明氯的非金属性比硫强，④能够说明；最外层电子数多，元素的非金属性不肯定强，如非金属性：O>Cl，但最外层电子数：O<Cl，⑤不能够说明。[新知探究]1．原子结构(1)原子核带正电，核外电子带负电，为什么整个原子却不带电？提示：1个质子和1个电子所带电量相等且质子数等于电子数。(2)质量数、质子数、中子数之间有什么关系？提示：质量数＝质子数＋中子数。(3)eq\o\al(A,Z)X的含义是什么？提示：表示质子数为Z，质量数为A的一种原子。2．元素、核素和同位素(1)同位素探讨的范围与同素异形体有何区分？提示：同位素和同素异形体探讨的范围分别是原子和单质。(2)元素的相对原子质量是如何计算的？提示：依据该元素各种核素所占的肯定百分比算出的平均值。(3)从原子结构的角度分析，互为同位素的几种核素其物理性质和化学性质是否完全相同？提示：互为同位素的各原子核外电子排布完全相同，所以化学性质相同，但物理性质不同。(4)搜集资料，归纳总结同位素在日常生活、工农业生产和科学探讨中的用途。提示：①考古中用eq\o\al(14,6)C测定文物的年头。②eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H用于制造氢弹。③放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。[名师点拨]1．原子结构(1)原子结构：原子由原子核和核外电子构成，原子核在原子的中心，由带正电的质子与不带电的中子构成，带负电的电子绕核作高速运动。(2)离子是指带电的原子或原子团。带正电荷的离子叫阳离子，带负电荷的离子叫阴离子。(3)有关粒子间的关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②中性原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数。③阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。④阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。2．元素、核素、同位素、同素异形体的区分和联系(1)区分(2)联系[对点演练]5．(2024·成都高一检测)已知R2＋核外有a个电子，b个中子。表示R原子符号正确的是()A.eq\o\al(b,a)BB.eq\o\al(a＋b－2,a＋2)RC.eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)RD.eq\o\al(a＋b,a－2)R解析：选CR2＋核外有a个电子，则R原子核外有(a＋2)个电子，即核内有(a＋2)个质子，R的质量数为a＋2＋b。6．(2024·南昌高一检测)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位素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：选B四种微粒是氢元素的四种不同粒子，A正确；eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是质子数均为1，中子数不相等的不同氢原子，它们是不同的核素，C正确；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，其物理性质不同但化学性质却相同，D正确；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为同素异形体，B错误。

1．下列各组比较不正确的是()A．锂与水反应不如钠与水反应猛烈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>KD．碱性：LiOH<NaOH<KOH解析：选B锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠猛烈，A正确。还原性：K>Na>Li，但K不能从NaCl溶液中置换出Na，而是先与H2O反应，B错误。碱金属元素从Li到Cs，熔、沸点渐渐降低，即Li>Na>K>Rb>Cs，C正确。从Li到Cs，碱金属元素的金属性渐渐增加，最高价氧化物对应的水化物的碱