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第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律
第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
課時(shí)2 元素周期表 核素
課堂學(xué)習(xí)
元素周期表
1789年，法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫在其寫(xiě)就的《化學(xué)概要》里，列出了第一張化學(xué)元素表，元素被分為簡(jiǎn)單金屬物質(zhì)、非金屬物質(zhì)等四大類(lèi)。
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元素周期表
1829年，德國(guó)化學(xué)家德貝萊納根據(jù)元素性質(zhì)的相似性提出了“三素組”學(xué)說(shuō)，將當(dāng)時(shí)已知的54種元素中的15種分成5組，如鋰、鈉、鉀；氯、溴、碘；鈣、鍶、鋇。
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元素周期表
1869年，俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫總結(jié)前人的研究經(jīng)驗(yàn)，對(duì)當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的63種化學(xué)元素，按照相對(duì)原子質(zhì)量從小到大排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在了同一個(gè)縱行，制出了第一張?jiān)刂芷诒?，成為了化學(xué)發(fā)展史上的重要里程牌之一。
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課堂學(xué)習(xí)
觀察現(xiàn)在的元素周期表，你能發(fā)現(xiàn)其中的排布規(guī)律嗎？
元素周期表
按照原子的核電荷數(shù)遞增的順序從左到右排列；
電子層數(shù)相同的元素排在同一行，每一行稱(chēng)為一個(gè)周期，共有七個(gè)周期；
最外層電子數(shù)相同的元素排在同一列，每一列(或三列)稱(chēng)為一個(gè)族，共有十六個(gè)族。
原子序數(shù)：按照元素在周期表中的順序給元素編的序號(hào)。
故：原子序數(shù) = 核電荷數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù)
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元素周期表
補(bǔ)充下表，從表中你能發(fā)現(xiàn)周期序數(shù)與原子核外電子層數(shù)有什么關(guān)系嗎？
周期序數(shù) 起止元素 包括元素種類(lèi) 核外電子層數(shù)
1 H - He 2 1
2 Li - Ne 8 2
3 Na - Ar 8 3
4 K - Kr 18 4
5 Rb - Xe 18 5
6 Cs - Rn 32 6
7 Fr - Og 32 7
周期序數(shù) 起止元素 包括元素種類(lèi) 核外電子層數(shù)
周期序數(shù) = 核外電子層數(shù) 主族序數(shù) = 最外層電子數(shù)
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元素周期表
短周期：第一、二、三周期，分別有2、8、8種元素；
長(zhǎng)周期：第四、五、六、七周期，分別有18、18、32、32種元素。
主族：由短周期和長(zhǎng)周期元素共同構(gòu)成，表示方法應(yīng)在族序數(shù)后標(biāo)A，包括第IA族-第VIIA族，共七個(gè)主族；
副族：完全由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成，表示方法應(yīng)在族序數(shù)后標(biāo)B(除了第VIII族)，包括第IB族-第VIIB族和第VIII族，共八個(gè)副族；
0族：元素周期表的第18縱列，最外層電子數(shù)為8(He的最外層電子為2)。
第IA族(除H外)：堿金屬元素
第VIIA族：鹵族元素(鹵素)
第0族：稀有氣體元素
課堂鞏固
正誤判斷
1. 元素周期表中每一列為一族。
4. 堿金屬一族只包含金屬元素，不包含非金屬元素。
2. O元素位于第二周期第VI族。
3. 元素周期表第8、9、10三列稱(chēng)為第VIIIB族。
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元素周期表
元素周期表中每一個(gè)元素的方格內(nèi)都會(huì)標(biāo)有元素的基本信息，如原子序數(shù)、元素符號(hào)、元素名稱(chēng)、相對(duì)原子質(zhì)量等信息。
在有需要的情況下，有的元素周期表還會(huì)提供該元素的質(zhì)量數(shù)，如右圖所示一個(gè)方格內(nèi)的質(zhì)量數(shù)為什么會(huì)標(biāo)有1、2、3三種，其相對(duì)質(zhì)量的具體數(shù)值(1.008)又是怎么樣得到的呢？
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核素
我們將具有相同質(zhì)子數(shù)的一類(lèi)原子總稱(chēng)為元素，根據(jù)所提供的質(zhì)量數(shù)不難推出不同的質(zhì)量數(shù)對(duì)應(yīng)的H原子具有不同的中子數(shù)，這意味著H元素的原子種類(lèi)并不只有一種，那我們?cè)趺磪^(qū)分呢？
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，如H、D、T就各為一種核素。
同位素：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同原子(即同一元素的不同核素互稱(chēng)為同位素，如H、D、T互為同位素)。
核素1
核素n
同位素
元 素
…
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核素
元素 核素 同位素 同素異形體
本質(zhì) 質(zhì)子數(shù)相同的一類(lèi)原子 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子 質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素 同種元素形成的不同單質(zhì)
范疇 同類(lèi)原子 原子 原子 單質(zhì)
特性 只有種類(lèi)，沒(méi)有個(gè)數(shù) 化學(xué)反應(yīng)中的最小微粒 化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，物理性質(zhì)不同 元素相同，性質(zhì)不同
決定因素 質(zhì)子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 組成元素、結(jié)構(gòu)
舉例 H、C、O H、D、T H、D、T互為同位素 O2、O3
元素 核素 同位素 同素異形體
本質(zhì)
范疇
特性
決定因素
舉例
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核素
通過(guò)核素的概念，我們不難知道一種元素可以有幾種原子，如C、O、Cl、U等元素都具有多種核素，故元素種類(lèi)118種，而原子1800多種。
其中，除了天然存在的同位素外，科學(xué)家還利用核反應(yīng)制造出了很多種同位素。
元素的相對(duì)原子質(zhì)量是其各種核素的相對(duì)原子質(zhì)量分別與各種核素在自然界里的豐度(某種核素在這種元素的所有天然核素中所占的比例)的乘積之和。
例如，氫元素的三種核素: 氕，相對(duì)原子質(zhì)量為1.0079，其豐度為99.985%；氘相對(duì)原子質(zhì)量為2.014，其豐度為0.015%；氚，痕量(計(jì)算時(shí)忽略)。
因此，氫元素的相對(duì)原子質(zhì)量為1.0079×99.985% + 2.014×0.015% ≈ 1.008。
所以你能區(qū)分元素的相對(duì)質(zhì)量、元素的近似相對(duì)質(zhì)量、原子的相對(duì)質(zhì)量、原子的近似相對(duì)質(zhì)量四個(gè)概念嗎？
課堂學(xué)習(xí)
核素
作核燃料：作制造核武器的動(dòng)力性材料(235U)；
金屬探傷：利用γ射線(xiàn)的貫穿本領(lǐng)，可以檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有沙眼和裂紋；
輻射育種：利用放射性同位素的射線(xiàn)對(duì)遺傳物質(zhì)產(chǎn)生影響，提高基因突變頻率，從而選育出優(yōu)良品種；
臨床治癌：利用放射性同位素的射線(xiàn)殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂；
環(huán)保治污：利用放射性同位素的射線(xiàn)可消毒滅菌，殺死各種病原體從而能保護(hù)環(huán)境使其少受污染；
……
同位素中，有些原子具有放射性，因此稱(chēng)為放射性同位素，如元素周期表中標(biāo)紅的質(zhì)量數(shù)為3的T原子。
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正誤判斷
1. 16O2和18O3屬于同位素。
4. 任何原子都由質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成。
2. 16O2和18O2屬于同素異形體。
3. 1H轉(zhuǎn)變?yōu)?H屬于化學(xué)變化。
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課堂鞏固
原子序數(shù)為x的E元素在周期表中位于A、B、C、D四種元素中間(如圖所示)，則A、B、C、D四種元素(鑭系、錒系、0族元素除外)的原子序數(shù)之和不可能是 ( )
A.4x B.4x＋14
C.4x＋10 D.4x＋6
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(cuò)誤的是 ( )
A.n＝m＋1 B.n＝m＋11
C.n＝m＋25 D.n＝m＋10
D
D
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A、B、C、D為短周期元素，在元素周期表中所處的位置如圖所示，A、C兩元素的原子核外電子數(shù)之和等于B元素原子的質(zhì)子數(shù)。
(1)寫(xiě)出A元素的名稱(chēng)：_____。
(2)B位于周期表中第_____周期第_____族。
(3)C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)______。
(4)D的單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。
氮
三
ⅥA
Cl2 + H2O HCl +HClO
課堂小結(jié)
謝謝觀看
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