人教版化学必修2 第1章 第1节 元素周期表.docx
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人教版化学必修2第1章第1节元素周期表
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：
将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似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）演变：
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
[问题讨论]
（1）根据表中前18号元素在现行元素周期表中的排布，思考其编排原则是什么？
提示：
按照原子序数递增原则，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、性质相近的元素按照电子层数递增的顺序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原子序数是按照元素在周期表中的顺序给元素的编号；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，按原子序数递增的顺序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在第二周期，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，按电子层数递增的顺序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．（2016·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]
[问题讨论]
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。
特殊位置
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
特殊位置
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
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
周期序数
一
二
三
四
五
六
原子序数
2
10
18
36
54
86
②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第二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第二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的两种元素不可能位于同一主族
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＋4
D．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；简单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，则根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情况：
①第二、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开始，最后以稀有气体结束
C．第二、三周期上下相邻元素的原子核外电子数相差8
D．同周期元素原子的最外层电子数相同
解析：
选C A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＋11
C．n＝m＋25D．n＝m＋10
解析：
选D 在第二、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、Si
C．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．元素周期是学习和研究化学的重要工具。
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、性质的相似性和递变性。
3．知道元素、核素的含义。
4．认识结构决定性质的因果关系。
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相似性（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相似性
②递变性
a．卤素单质与氢气的反应。
反应的剧烈程度：
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的氧化性强弱顺序为：
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：
天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。
[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
Li
3
1
2
0.152
钠
Na
11
1
3
0.186
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
K
19
1
4
0.227
铷
Rb
37
1
5
0.248
铯
Cs
55
1
6
0.265
2.碱金属元素化学性质的相似性和递变性
（1）钠、钾与氧气的反应
（2）钠、钾与水反应的实验探究
碱金属
钾
钠
实验操作
实验现象
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
钾与水反应更剧烈
化学方程式
2K＋2H2O===
2KOH＋H2↑
2Na＋2H2O===
2NaOH＋H2↑
实验结论
与水反应的剧烈程度：
K>Na
金属活泼性：
K>Na
[问题讨论]
（1）钠、钾的化学性质有什么异同点？
提示：
相同点：
都能与氧气和水剧烈反应；
不同点：
与氧气反应的剧烈程度：
K>Na，与水反应的剧烈程度：
K>Na，金属活泼性：
K>Na。
（2）你能推测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变化规律。
提示：
从Li→Cs，随核电荷数增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素的原子失电子能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。
（4）归纳总结碱金属物理性质的相似性和规律性。
提示：
[名师点拨]
判断元素金属性强弱的方法
（1）根据元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度来判断，若其单质与水（或酸）反应置换出氢越容易，则元素的金属性就越强；反之，金属性就越弱。
（2）根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判断，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）根据金属活动顺序表来判断，排在金属活动顺序表前面的金属，金属性越强。
[对点演练]
1．（2016·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，取用时可直接用手拿
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．②③⑥ B．②③④ C．④⑤⑥ D．①③⑤
解析：
选A ②中碱金属不可直接用手拿，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．（2016·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强烈，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D Cs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性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成H2，B项正确；Cs的还原性比Na强，所以Na＋的得电子能力比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．根据卤族元素的原子结构，请你试着推测一下，氟、氯、溴、碘在化学性质上的相似性与递变性。
提示：
最外层都有7个电子，易得1个电子，随核电荷数的逐渐增大，电子层数逐渐增加，半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱。
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
F2
H2＋F2===2HF
在暗处剧烈化合并发生爆炸
很稳定
Cl2
H2＋Cl2
2HCl
光照或点燃发生反应
稳定
Br2
H2＋Br2
2HBr
加热至一定温度才能反应
较稳定
I2
H2＋I2
2HI
不断加热才能缓慢反应
不稳定
3.卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象
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的氧化性逐渐减弱
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－
[问题讨论]
（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变化规律。
提示：
从F→I，随着核电荷数增加，电子层数逐渐增多→原子半径逐渐增大→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素的原子得电子能力逐渐减弱→元素的非金属性逐渐减弱。
（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逐渐增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。
所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
（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，颜色逐渐加深，密度逐渐增大，熔、沸点逐渐升高。
[名师点拨]
判断元素非金属性强弱的方法
1．根据非金属元素单质与H2化合的难易程度判断，若单质与H2越容易化合，则元素的非金属性就越强；反之，非金属性就越弱。
2．根据非金属元素单质与H2化合形成气态氢化物的稳定性判断，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．根据非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断，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．根据非金属元素单质之间的置换反应判断，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．根据元素在周期表中的位置判断，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
[对点演练]
3．（2016·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强
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－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。
卤化氢的热稳定性顺序为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．（2016·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S ⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子
A．②⑤ B．①② C．①②④ D．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判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，元素的非金属性不一定强，如非金属性：
O>Cl，但最外层电子数：
O[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）
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）同位素讨论的范围与同素异形体有何区别？
提示：
同位素和同素异形体讨论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：
按照该元素各种核素所占的一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、工农业生产和科学研究中的用途。
提示：
①考古中用
C测定文物的年代。
②
H和
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、同素异形体的区别和联系
（1）区别
（2）联系
[对点演练]
5．（2016·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.
B B.
R C.
R D.
R
解析：
选C R2＋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．（2016·南昌高一检测）下列说法错误的是（ ）
A.
H、
H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子
B.
Ca和
Ca、石墨和金刚石均为同位素
C.
H和
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；
H和
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剧烈
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>K
D．碱性：
LiOH解析：
选B 锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，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、沸点逐渐降低，即Li>Na>K>Rb>Cs，C正确。
从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强，即碱性：
LiOH2．钠和锂有相似的化学性质，下列说法中，能较好地解释这个事实的是（ ）
A．都是金属元素 B．原子半径相差不大
C．最外层电子数相同D．化合价相同
解析：
选C 钠和锂是同主族元素，在原子结构上都具有相同的最外层电子数，结构的相似性导致
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