PAGEPAGEPAGE5第一節(jié)元素周期表一、元素周期表概述1、門捷列夫周期表按由小到大依次排列，將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個(gè)縱行，通過分類、歸納制出的第一張?jiān)刂芷诒怼?、現(xiàn)行常用元素周期表⑴周期表的編排原則①按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列②將電子層數(shù)相同的元素排成一個(gè)橫行③把最外層電子數(shù)相同的元素(個(gè)別例外)按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成縱行⑵周期表的結(jié)構(gòu)七個(gè)橫行；7個(gè)周期[三短（2、8、8）、四長（18、18、32、32）、]18個(gè)縱行（列），16個(gè)族：7個(gè)主族(ⅠA～ⅦA)；（1、2、13～17列）7個(gè)副族(ⅠB～ⅦB)；（3～12列）Ⅷ族：3個(gè)縱行；（8、9、10列）零族：稀有氣體（18列）周期表中有些族有特殊的名稱：第ⅠA族：堿金屬元素（不包括氫元素）第ⅦA族：鹵族元素0族：稀有氣體元素3、元素周期表的結(jié)構(gòu)與原子結(jié)構(gòu)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)周期序數(shù)==原子的電子層數(shù)主族序數(shù)==最外層電子數(shù)==最高正價(jià)數(shù)（O、F除外）==價(jià)電子數(shù)非金屬的負(fù)價(jià)==主族序數(shù)－8（限ⅣA～ⅦA）4、由原子序數(shù)確定元素位置的方法：稀有氣體定位法例：37號和114號元素的推導(dǎo)。5、同主族元素上、下相鄰元素原子序數(shù)推導(dǎo)規(guī)律：數(shù)元素法⑴ⅠA、ⅡA族元素：元素的原子序數(shù)==上一周期的元素的原子序數(shù)+上一周期的元素總數(shù)⑵ⅢA～ⅦA、0族元素：元素的原子序數(shù)==上一周期的元素的原子序數(shù)+本周期的元素總數(shù)例1：甲、乙是周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數(shù)為x，則乙的原子序數(shù)不可能是A.x+2B.x+4C.x+8D.x+18例2：X、Y、Z是周期表中相鄰的三種短周期元素，X和Y同周期，Y和X同主族，三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)之和為31，則X、Y、Z分別是()A.Mg、Al、SiB.Li、Be、MgC.N、O、SD.P、S、OC方法一：常規(guī)解法。由A、B、C三種元素為元素周期表中的相鄰元素以及它們的平均質(zhì)子數(shù)31/3<18可知，A、B、C三種元素為短周期元素。又因?yàn)锳、B同周期，B、C同主族，則A、B、C三種元素在元素周期表中的位置可能有四的質(zhì)子數(shù)為x，則A的質(zhì)子數(shù)為x－1，C的質(zhì)子數(shù)為x－8，由三種元素原子質(zhì)子數(shù)之和為31可得：x＋(x－1)＋(x－8)＝31，x＝40/3為非整數(shù)，不合理，舍去。同理，對于②有：x＋(x＋1)＋(x－8)＝31，x＝38/3為非整數(shù)，不合理，舍去。對于③有：x＋(x－1)＋(x＋8)＝31，x＝8，即B為O，A為N，C為S。它們?nèi)咦钔鈱与娮訑?shù)之和為17，符合題意。對于④有：x＋(x＋1)＋(x＋8)＝31，x＝22/3為非整數(shù)，不合理，舍去。故A、B、C分別是N、O、S，答案為C項(xiàng)。方法二：代入驗(yàn)證法。A項(xiàng)中，Mg、Al同周期且相鄰，但Si與Al不同主族，可排除；B項(xiàng)中，三種元素的最外層電子數(shù)之和為1＋2＋2＝5，也可排除；D項(xiàng)中，三種元素的質(zhì)子數(shù)之和為15＋16＋8＝39，也可排除。故僅有C項(xiàng)符合題目要求。Ex1．若把周期表原先的主、副族號取消，由左到右按原順序編為18列。如堿金屬為第1列，稀有氣體為第18列，按這個(gè)規(guī)定，下列說法不正確的是()A．計(jì)算機(jī)芯片的組成元素位于第14列B．第10列元素全部是金屬元素C．第18列元素單質(zhì)全部是氣體D．只有第2列元素的原子最外層有2個(gè)電子答案：D解析：本題實(shí)際上考查了對元素周期表結(jié)構(gòu)的掌握狀況。芯片的組成元素為硅，位于ⅣA族，為第14列，A項(xiàng)正確；第10列為過渡金屬，所以B項(xiàng)也正確；第18列元素為稀有氣體元素，單質(zhì)全部為氣體，所以C項(xiàng)正確；D項(xiàng)中除第2列元素的原子最外層有2個(gè)電子外，其他如He、部分過渡金屬元素最外層也是2個(gè)電子。⑶最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)弱；H2SO4＞H3PO4⑷單質(zhì)的氧化性或陰離子的還原性的強(qiáng)弱。Cl2＞S(氧化性)；S2－＞Cl－(還原性)Ex1．下列說法正確的是()A．F、Cl、Br的最外層電子數(shù)都是7，次外層電子數(shù)都是8B．從HF、HCl、HBr、HI酸性遞增的事實(shí)，推出F、Cl、Br、I的非金屬性遞增規(guī)律C．鹵素按F、Cl、Br、I的順序其非金屬性逐漸減弱的原因是隨著核電荷數(shù)增加電子層數(shù)增大起主要作用D．砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律，砹易溶于水，難溶于CCl4．CF的次外層電子數(shù)為2，Br的次外層電子數(shù)為18，A項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的非金屬性強(qiáng)弱可以根據(jù)其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物(最高價(jià)含氧酸而不是無氧酸)的酸性強(qiáng)弱比較，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由碘微溶于水，易溶于四氯化碳，可推知，砹微溶于水，易溶于CCl4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。Ex2．下列關(guān)于堿金屬元素和鹵素的說法中，錯(cuò)誤的是()A．隨核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素和鹵素的原子半徑都逐漸增大B．堿金屬元素中，鋰原子失去最外層電子的能力最弱；鹵素中，氟原子得電子的能力最強(qiáng)C．鈉與水的反應(yīng)不如鉀與水的反應(yīng)劇烈D．溴單質(zhì)與水的反應(yīng)比氯單質(zhì)與水的反應(yīng)更劇烈D從上到下，鹵素單質(zhì)的氧化性逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱，所以溴單質(zhì)與水反應(yīng)不如氯單質(zhì)與水反應(yīng)劇烈，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。Ex3．以下關(guān)于鋰、鈉、鉀、銣、銫的敘述中不正確的是()①氫氧化物中堿性最強(qiáng)的是CsOH②單質(zhì)熔點(diǎn)最高的是銫③它們都是熱和電的良導(dǎo)體④它們的密度依次增大，且都比水輕⑤它們的還原性依次增強(qiáng)⑥對應(yīng)陽離子的氧化性也依次增強(qiáng)A．①③ B．②⑤C．②④⑥ D．①③⑤11．C三、原子結(jié)構(gòu)1、構(gòu)成原子的三種基本微粒是質(zhì)子、中子、核外電子。⑴、原子的具體表示：eq\o(\s\up6(A),\s\do2(Z))X⑵、構(gòu)成原子的各種微粒存在下列定量關(guān)系：①核電荷數(shù)==質(zhì)子數(shù)==核外電子數(shù)②質(zhì)量數(shù)（A）==質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）③質(zhì)量數(shù)（A）≈原子的相對原子質(zhì)量⑶、構(gòu)成離子的各種微粒的定量關(guān)系①核電荷數(shù)==質(zhì)子數(shù)②陽離子：質(zhì)子數(shù)＞電子數(shù)③陰離子：質(zhì)子數(shù)＜電子數(shù)例：核內(nèi)中子數(shù)為N的R2+離子，質(zhì)量數(shù)為A，則ng它的氧化物中所含質(zhì)子數(shù)的物質(zhì)的量為和含電子數(shù)的物質(zhì)的量為。Ex1．下列各組粒子：①H3O＋，NHeq\o\al(＋,4)，Na＋；②OH－，NHeq\o\al(－,2)，F(xiàn)－；③O2－，Na＋，Mg2＋；④CH4，NH3，H2O。具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的正確組合是()A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④答案：．C①中三種離子均為10個(gè)電子，11個(gè)質(zhì)子。②中均為10個(gè)電子，9個(gè)質(zhì)子。③中三種離子均為10個(gè)電子，質(zhì)子數(shù)分別為8,11,12。④中三種分子均為10個(gè)電子，10個(gè)質(zhì)子。Ex2．某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子組成HmX分子。在agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A.eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)molB.eq\f(a,A)(A－N)molC.eq\f(a,A＋m)(A－N)molD.eq\f(a,A)(A－N＋m)mol答案：．A根據(jù)題意，X原子的質(zhì)子數(shù)為(A－N)，1個(gè)HmX分子中所含質(zhì)子數(shù)為[m＋(A－N)]個(gè)，則agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為：eq\f(ag,A＋mg·mol－1)×[m＋(A－N)]＝eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)mol。Ex3．若NA為阿伏加德羅常數(shù)，已知某元素的陰離子Rn－的原子核中，中子數(shù)為A－x＋n，其中A為原子的質(zhì)量數(shù)，則mgRn－中電子總數(shù)為()A.eq\f(mA－xNA,A)B.eq\f(mA－nNA,A)C.eq\f(A－x－nNA,A－m)D.eq\f(mxNA,A)答案：DmgRn－的總物質(zhì)的量為eq\f(m,A)(mol)，所含的電子總數(shù)為：[A－(A－x＋n)＋n]＝x，∴mgRn－的電子總數(shù)為：eq\f(m,A)·NA·x＝meq\f(xNA,A)。2、核素和同位素⑴核素的定義和同位素的定義：核素的定義：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子，稱為核素。如H、D、T各為一種核素同位素的定義：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子之間互稱為同位素?！巴弧笔侵笌追N同位素質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占據(jù)相同的位置。⑵同位素的性質(zhì)①同位素屬于同種元素的不同核素②③天然存在的某種元素，無論是以游離態(tài)還是以化合態(tài)形式存在，各種同位素所占的原子個(gè)數(shù)百分比一般是不變的。⑶元素、核素、同位素與同素異形體概念的比較例：有關(guān)14C的正確敘述是A.與12C60中的碳原子化學(xué)性質(zhì)不同B.與14N含的中子數(shù)相同C.是12C60的同素異形體D.與12C、13C互為同位素Ex1：前不久，我國科學(xué)家在世界上首次合成3種新核素，其中一種新核素的名稱是鉿。關(guān)于鉿eq\o(\s\up6(185),\s\do2(72))Hf的說法正確的是()A.是一種新元素B.原子核內(nèi)有185個(gè)質(zhì)子C.原子核內(nèi)有185個(gè)中子D.是鉿eq\o(\s\up8(180),\s\do3(72))Hf的一種新的同位素Ex2：硼元素的平均相對原子質(zhì)量為10.8，則自然界中eq\o(\s\up6(10),\s\do2(5))B和eq\o(\s\up6(11),\s\do2(5))B的原子個(gè)數(shù)比為Ex3：硼元素有兩種天然同位素eq\o(\s\up6(10),\s\do2(5))B和eq\o(\s\up6(11),\s\do2(5))B，硼元素的近似相對原子質(zhì)量為10.8，則對硼元素中eq\o(\s\up6(10),\s\do2(5))B的質(zhì)量百分含量的判斷正確的是（）A.20%B.略大于20%C.略小于20%D.80%Ex4：一個(gè)12C原子的質(zhì)量為akg，一個(gè)12C16O2分子的質(zhì)量為bkg，若以12C16O2中的一個(gè)氧原子質(zhì)量的1/16作為相對原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，則12C16O2的相對分子質(zhì)量為（）A.32b/(a－b)B.32b/(b－a)C.16b/(b－a)D.8b/(b－a)Ex5：若某元素的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m，中子數(shù)為n，則以下論斷正確的是（）A.不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量B.這種元素的相對原子質(zhì)量為m+nC.若碳原子質(zhì)量為Wg，此原子的質(zhì)量為(m+n)WgD.核內(nèi)中子的總質(zhì)量總是小于質(zhì)子的總質(zhì)量Ex6．最近，我國某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所形成的單質(zhì)氣體。18O是一種穩(wěn)定的同位素，稱為重氧。下列有關(guān)說法不正確的是()A．1.8g18O形成的氣體的物質(zhì)的量是0.05molB．0.1mol重氧水H218O所含的中子數(shù)約為6.02×l023個(gè)C．0.2mol18O2氣體的體積約為4.48LD．18O2氣體的摩爾質(zhì)量為36g/mol答案：．CA中1.8g18O所形成的氣體為18O2，所以其物質(zhì)的量為eq\f(1.8,36)mol＝0.05mol。B中H218O中所含的中子數(shù)為18－8＝10，所以，0.1molH218O的中子數(shù)為0.1×10NA＝NA；C中0.2mol18O2氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下才能為4.48L。D中18O2的摩爾質(zhì)量為18×2g/mol＝36g/mol。Ex7．氧元素有三種核素16O、17O、18O，它們在自然界中所占的原子個(gè)數(shù)百分比分別為a%、b%、c%，則下列說法正確的是()A．一個(gè)16O原子的質(zhì)量為16gB．17O的相對原子質(zhì)量約為17C．氧元素的相對原子質(zhì)量為eq\f(16＋17＋18,3)D．氧元素的相對原子質(zhì)量為(16a%＋17b%＋18c%)答案：B1mol16O原子的質(zhì)量近似等于16g，A項(xiàng)錯(cuò)誤；某一核素原子的相對原子質(zhì)量在數(shù)值上近似等于其質(zhì)量數(shù)，所以B項(xiàng)正確；氧元素的相對原子質(zhì)量為16O、17O、18O的相對原子質(zhì)量與其含量乘積后加和，近似與(16a%＋17b%＋18c%)相等，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤。Ex8．36gH2O與80gD2O的物質(zhì)的量之比是________，分子中所含質(zhì)子數(shù)之比是________，所含中子數(shù)之比是________，它們分別與Na反應(yīng)時(shí)，所放出氣體體積之比(同條件)是________，質(zhì)量之比是________。答案：1:21:22:51:21:4解析：36gH2O的物質(zhì)的量是2mol,80gD2O的物質(zhì)的量是4mol，所以其物質(zhì)的量之比為1:2；H2O和D2O中質(zhì)子數(shù)都為8，中子數(shù)分別為8和10，所以質(zhì)子數(shù)之比為1:2，中子數(shù)之比為2:5；在相同的條件下物質(zhì)的量之比等于體積比，所以氣體體積之比為1:2，質(zhì)量之比為1:4。Ex9．同位素分為穩(wěn)定性同位素和放射性同位素兩種。放射性同位素最常見的應(yīng)用是作為放射源和進(jìn)行同位素示蹤。請回答關(guān)于同位素的有關(guān)問題：(1)在氫元素的三種同位素中，用于制造氫彈的原料是______。(2)在鈾元素的三種同位素中，用于制造原子彈和核反應(yīng)堆的原料是________。(3)在碳元素的三種同位素中，用作相對原子質(zhì)量規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的是________。(4)利用磷－32確定磷在植物中的作用部位和放射性同位素用于疾病的診斷主要是將放射性同位素作為______進(jìn)行運(yùn)用。(5)在“植物保鮮發(fā)芽控制、腫瘤治療”中，放射性同位素主要是被用作__________________。答案：(1)2H、3H(2)235U(3)12C(4)示蹤原子(5)放射源Ex10．已知同位素eq\o\al(12,)6C的質(zhì)量為Wg。某元素有兩種同位素eq\o\al(A,Z)X和eq\o\al(B,Z)X，原子的質(zhì)量分別為ag和bg，它們在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)分別為n%和m%。(1)eq\o\al(A,Z)X相對原子質(zhì)量為__________________________________。(2)eq\o\al(B,Z)X的中子數(shù)為_____________________________________。(3)元素X的相對原子質(zhì)量為________________________________________________________________________。(4)元素X的近似相對原子質(zhì)量為_____________________________________