高中 化學(xué) 必修 第一冊 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律《第一節(jié) 第2課時 元素周期表 核素》教學(xué)設(shè)計(jì)

第2課時元素周期表核素[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過了解元素周期表的結(jié)構(gòu)(周期、族)，認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)與元素周期表中位置間的關(guān)系，培養(yǎng)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。2.通過了解核素的含義及符號和元素、核素、同位素的內(nèi)含與外延，培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養(yǎng)。任務(wù)一元素周期表的編排原則與結(jié)構(gòu)1．原子序數(shù)(1)含義：按照元素在周期表中的順序給元素編的序號。(2)原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間存在的關(guān)系：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。2．元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)編排原則橫行原則：把電子層數(shù)目相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列。縱列原則：把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排列。(2)元素周期表的結(jié)構(gòu)①周期[交流研討1]在現(xiàn)行周期表中第四、五、六、七周期均有18列，為什么第四、五周期各有18種元素，而第六、七周期各有32種元素？提示：第六周期第ⅢB族為鑭系，共15種元素；第七周期第ⅢB族為錒系，共15種元素，比第四、五周期多出14種元素。②族個數(shù)元素周期表中有18個縱列，共有16個族分類主族共有7個，包括第ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族副族共有8個，包括第ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB族、Ⅷ0族占據(jù)元素周期表的第18縱列③常見族的別稱第ⅠA族(除氫外)：堿金屬元素；第ⅦA族：鹵族元素；0族：稀有氣體元素。(3)元素周期表中方格里的符號的意義[交流研討2]同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序數(shù)差一定為“1”嗎？提示：不一定。周期第二、三周期第四、五周期第六、七周期同周期第ⅡA、ⅢA族元素原子序數(shù)差111251．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)元素周期表中每一個橫行稱為一個周期，每一個縱列稱為一個族：_____________________________________________________________________________________。(2)第ⅠA族完全為金屬元素：________________________。(3)最外層電子數(shù)是2的元素一定為第ⅡA族的元素：________________________。(4)同族元素的最外層電子數(shù)一定等于族序數(shù)：_______________________________。答案：(1)錯誤。第Ⅷ族包括第8、9、10三個縱列(2)錯誤。第ⅠA族中H為非金屬元素(3)錯誤。不一定為第ⅡA族元素，如He等元素(4)錯誤。同主族元素的最外層電子數(shù)一定等于族序數(shù)，0族和過渡元素的最外層電子數(shù)大多數(shù)不等于族序數(shù)2．(2023·湖北仙桃高一檢測)原子序數(shù)為33的元素R，在周期表中的位置為()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族答案：D解析：與33號元素相鄰的稀有氣體原子序數(shù)為36，因33比36少3，故元素R與36號元素處于同一周期(第四周期)，其位置應(yīng)在36號元素Kr左移3個格，即第四周期第ⅤA族。3．(2023·重慶奉節(jié)中學(xué)段考)下圖所示各為元素周期表中的一部分，表中數(shù)字是原子序數(shù)，其中X為35的是()答案：A解析：X元素的左鄰為34號元素，34號元素的上鄰為16號元素，下鄰元素為52號元素，故A正確；X元素的上鄰元素為17號元素，17號元素的左鄰為16號元素，右鄰為18號元素，故B錯誤；X元素下鄰為53號元素，53號元素的左鄰為52號元素、右鄰為54號元素，故C、D均錯誤。據(jù)原子序數(shù)確定元素位置的方法——“0族定位法”1．0族元素的周期序數(shù)和原子序數(shù)0族元素HeNeArKrXeRn周期序數(shù)一二三四五六原子序數(shù)210183654862.推斷方法(1)比大小定周期：比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小，找出與其相鄰近的0族元素，那么該元素就和原子序數(shù)大的0族元素處于同一周期。(2)求差值定族數(shù)：若某元素原子序數(shù)比相應(yīng)0族元素多1或2，則該元素應(yīng)處在0族元素所在周期的下一個周期的ⅠA族或ⅡA族；若比相應(yīng)的0族元素少1～5時，則應(yīng)處在同周期的ⅦA～ⅢA族。任務(wù)二核素、同位素[交流研討1]請?jiān)诒砀裰刑顚懭N氫原子的原子符號。eq\o\al(1,1)Heq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)H名稱氕氘(重氫)氚(超重氫)符號HDT質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)012提示：見表格中。1．核素具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。2．同位素(1)概念：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。(2)同位素的特征①同一種元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同；物理性質(zhì)略有差異。②天然存在的同位素，相互間保持一定的比率。[交流研討2]O2和O3互為同位素嗎？H2O和D2O互為同位素嗎？提示：不互為同位素，因?yàn)镺2和O3互為同素異形體，不是原子；不互為同位素，因?yàn)镠2O和D2O是同種物質(zhì)。(3)常見同位素的應(yīng)用①eq\o\al(12,)6C：確定相對原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)原子；②eq\o\al(14,)6C：考古中推斷文物的年代；③eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H：制造氫彈的原料；④eq\o\al(235,)92U：核反應(yīng)堆的原料。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)任何原子都由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成：_______________________________________。(2)23Na和23Mg互為同位素：___________________________________。(3)eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(2,1)H＋為同一元素的不同微粒：____________________________。答案：(1)錯誤。eq\o\al(1,1)H中無中子(2)錯誤。23Na和23Mg質(zhì)量數(shù)相同，但質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素(3)正確2．(2023·江蘇淮安一中高一段考)下列各組物質(zhì)中，互為同位素的是()A．12C、13C、14C B．O2、O3、O4C．H2O、D2O、T2O D．H2、D2、T2答案：A解析：12C、13C、14C的質(zhì)子數(shù)均為6，而中子數(shù)不同，互為同位素，A符合題意；O2、O3、O4均是由O元素組成的不同種單質(zhì)，為同素異形體，B不符合題意；H2O、D2O、T2O均是水，屬于同一種物質(zhì)，C不符合題意；H2、D2、T2均是由H元素組成的同一種單質(zhì)，D不符合題意。3．回答下列問題：(1)有下列微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。①以上8種微粒中共有________種核素，共______種元素。②互為同位素的是________________。③質(zhì)量數(shù)相等的是________和________，中子數(shù)相等的是________和________。④eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三種核素構(gòu)成的氫氣的相對分子質(zhì)量有________種。(2)質(zhì)量相同的H2O和D2O與足量鈉反應(yīng)，放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積之比為________。答案：(1)①65②eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H③14C14N14C16O④5(2)10∶9解析：(2)H2O的摩爾質(zhì)量為18g·mol－1，D2O的摩爾質(zhì)量為20g·mol－1，根據(jù)n＝eq\f(m,M)知質(zhì)量相同的H2O和D2O的物質(zhì)的量之比為10∶9，根據(jù)阿伏加德羅定律可知，與足量鈉反應(yīng)，放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積之比為10∶9。1．元素在周期表中的位置取決于()A．元素的核電荷數(shù)B．元素的化合價C．元素原子的電子層數(shù)D．元素原子的最外層電子數(shù)答案：A解析：元素周期表中的元素是按原子序數(shù)遞增順序排列的，故元素在周期表中的位置由其核電荷數(shù)決定。2．(2023·山東臨朐高一聯(lián)考)下列有關(guān)13C、15N敘述正確的是()A．13C與15N有相同的中子數(shù)B．13C與C60互為同素異形體C．15N與14N互為同位素D．15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同答案：C解析：A.13C的中子數(shù)是7，15N的中子數(shù)是8。B.同素異形體是由同種元素組成的具有不同性質(zhì)的單質(zhì)，而13C是碳元素的一種核素(原子)，C60是碳元素的一種單質(zhì)，則13C與C60不互為同素異形體。C.15N與14N核內(nèi)質(zhì)子數(shù)同為7，中子數(shù)分別為8和7，則15N與14N互為同位素。D.15N的核外電子數(shù)是7，中子數(shù)是8。3．俄羅斯科學(xué)家用含20個質(zhì)子的鈣的一種原子轟擊含95個質(zhì)子的镅原子，結(jié)果4次成功合成4個第115號元素的原子，中文名“鏌”，讀音是mò。這4個原子生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素，中文名則定為“”字的簡化形式，讀作nǐ。下列有關(guān)此三種元素的敘述正確的是()A．115號元素在第六周期B．113號元素在第七周期第ⅢA族C．115號和113號元素都是非金屬元素D．镅元素和115號元素不在同一周期答案：B解析：95號元素镅、115號元素、113號元素，原子序數(shù)都大于86而小于118，所以都在第七周期；115號元素比118號元素原子序數(shù)少3，應(yīng)在第ⅤA族，113號元素在第ⅢA族；113號元素和115號元素都是金屬元素。4．(2023·江蘇泗洪高一調(diào)研)下列各圖若為元素周期表的一部分(表中數(shù)字代表原子序數(shù))，其中合理的是()答案：D解析：根據(jù)稀有氣體2號、10號元素在周期表的最右端和3號元素應(yīng)在周期表的最左端判斷A、B、C錯誤。5．元素鉈的相關(guān)信息如圖所示。根據(jù)圖片信息回答下列問題：(1)鉈元素位于第________周期第________族。(2)鉈屬于________(填“金屬”或“非金屬”)元素。與鉈同族的正上方的元素的原子序數(shù)為________。(3)根據(jù)圖片信息可知，鉈的相對原子質(zhì)量(取整數(shù)值為________。答案：(1)六ⅢA(2)金屬49(3)204解析：(1)鉈的原子序數(shù)為81，根據(jù)0族定位法，81比86(氡)少5個電子，所以Tl位于元素周期表中第六周期第ⅢA族。(2)鉈屬于金屬元素，與鉈同族的正上方的元素的原子序數(shù)為49。(3)圖示中左下角的數(shù)字為元素的相對原子質(zhì)量，取整數(shù)值是204。課時測評28元素周期表核素(本欄目內(nèi)容在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)題點(diǎn)一元素周期表的結(jié)構(gòu)1．(2023·北師大附中高一檢測)下列元素中，不屬于主族元素的是()A．H B．HeC．N D．Cl答案：B解析：H為第一周期第ⅠA族元素，故A不符合題意；He為第一周期0族元素，故B符合題意；N為第二周期第ⅤA族元素，故C不符合題意；Cl為第三周期第ⅦA族元素，故D不符合題意。2．在周期表中，所含元素種類最多的是()A．第Ⅷ族 B．第ⅠA族C．0族 D．第ⅢB族答案：D解析：第ⅢB族包括鑭系和錒系，故元素種類最多。3．(2023·廣東恩平高一段考)X＋的核外電子數(shù)分別為2、8、8，則X元素在周期表中的位置是()A．第三周期0族 B．第四周期第ⅠA族C．第三周期第ⅠA族 D．第三周期第ⅦA族答案：B解析：X＋有2＋8＋8＝18個電子，則X元素原子有19個電子，是19號元素K，K位于第四周期第ⅠA族。題點(diǎn)二同周期、同主族元素的序差規(guī)律4．已知A為第ⅡA族元素，B為第ⅢA族元素，它們的原子序數(shù)分別為m和n，且A、B為同一周期的元素，下列關(guān)系式錯誤的是()A．n＝m＋1 B．n＝m＋11C．n＝m＋25 D．n＝m＋10答案：D解析：若A、B為第二、三周期元素，n＝m＋1；若A、B為第四、五周期元素，n＝m＋11；若A、B為第六、七周期元素，n＝m＋25，綜上分析，答案為D。5．如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則這五種元素的核電荷數(shù)之和為()DABCEA.5x＋10 B．5x＋11C．5x＋14 D．5x＋16答案：A解析：由五種元素在周期表中的位置可知，D、B、E分別在周期表的第二、三、四周期，若B元素的核電荷數(shù)為x，則A的核電荷數(shù)為x－1，C的核電荷數(shù)為x＋1，D的核電荷數(shù)為x－8，E的核電荷數(shù)為x＋18，則五種元素的核電荷數(shù)之和為x＋(x－1)＋(x＋1)＋(x－8)＋(x＋18)＝5x＋10，答案選A。題點(diǎn)三核素同位素6．(2023·西安雁塔區(qū)高一檢測)有5種單核粒子，它們分別是eq\o\al(40,19),、eq\o\al(40,18),、eq\o\al(40,19),、eq\o\al(40,20),、eq\o\al(41,20),(“,”內(nèi)元素符號未寫出)，則它們所屬元素的種類有()A．2種 B．3種C．4種 D．5種答案：B解析：元素的種類由質(zhì)子數(shù)決定。題給5種單核粒子中，有18、19、20共3種質(zhì)子數(shù)，屬于3種不同的元素。7．(2023·北京師大附中高一檢測)下列各組互為同位素的是()A．O2和O3 B．CO和CO2C．H2O和H2O2 D.eq\o\al(24,12)Mg和eq\o\al(26,12)Mg答案：D解析：O2和O3是氧元素的不同單質(zhì)，互為同素異形體，不是同位素，故A錯誤；CO和CO2是碳的兩種氧化物，不滿足同位素的概念，故B錯誤；H2O和H2O2是兩種化合物，不符合同位素的概念，故C錯誤；eq\o\al(24,12)Mg和eq\o\al(26,12)Mg都是鎂原子，中子數(shù)不同，它們是鎂元素的不同核素，互為同位素，故D正確。8．我國的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究能力已躋身于世界前列，例如曾作為我國年度十大科技成果之一的就是一種合成納米材料，化學(xué)式為RN。已知該化合物中的Rn＋核外有28個電子。則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族答案：B解析：R元素在化合物RN中的化合價決定于N元素，因Rn＋中R元素顯正價，N元素在RN中顯－3價，故R元素離子應(yīng)為R3＋，則R原子含31個電子，其質(zhì)子數(shù)為31，核外電子排布為，所以應(yīng)為第四周期第ⅢA族，故B正確。9．短周期元素S、R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中Q為硅元素。則W元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為()答案：D解析：已知Q為Si元素，根據(jù)元素在周期表中的相對位置關(guān)系可知W為S元素，S的原子序數(shù)為16，最外層電子數(shù)為6，所以S元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，D正確。10．結(jié)合元素周期表回答下列問題：(1)表中的實(shí)線是元素周期表的部分邊界，請?jiān)趫D中用實(shí)線補(bǔ)全元素周期表的邊界。(2)表中所列元素，屬于短周期元素的有________種，屬于主族元素的有________種；g元素位于第________周期________族。(3)請?jiān)诮o出的方框中按氦元素的式樣寫出元素f的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。答案：(1)(2)76三0(3)11．(2023·河南汝南高一檢測)A、B、C、D為短周期元素，在周期表中所處的位置如