第一节　元素周期表
⒈了解元素周期表(长式)的结构及其应用。
⒉了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数、质量数以及它们之间的相互关系。
⒊以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律及与原子结构的关系。
⒋了解核素、同位素的概念及性质。
知识要点
相似性质的元素重复性出现
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纷繁复杂的物质世界是由元素构成的，那么构成物质的元素间是否有联系呢？
元素周期表的发展历程
俄国化学家门捷列夫的最大 贡献是发现了化学元素周期律。 他在前人研究的基础上，总结出 一条规律：元素（以及由它所形 成的单质和化合物）的性质随着 原子量（相对原子质量）的递增 呈现周期性的变化,这就是元素周期律。
（1834－1907）
为了纪念门捷列夫的成就，人们将美国化学家希伯格在1955年发现的第101号新元素命名为Mendelevium，即“钔”。
他根据元素周期律于1869年编制出了世界上第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。
元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮，元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑，人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。
1869年，门捷列夫将元素按照 由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个 ，制出了第一张元素周期表。
相对原子质量
纵行
1869年2月 门捷列夫(俄)的第一张周期表
门捷列夫的第一张周期表
1871年门捷列夫(俄)的第二张周期表
一、元素周期表
按照元素在周期表中的顺序给元素编号，这种序号
⒈原子序数
原子序数 ＝ ＝ ＝ 核外电子数
核电荷数
质子数
什么叫原子序数?
根据原子序数的规定方法，原子序数与构成原子的哪些粒子数有关系?有什么关系?
把 相同的元素….排成横行，每一横行叫做周期；把不同横行中 相同的元素…..排成纵行，叫做族。
电子层数
最外层电子数
⒉元素周期表的编排原则
1
2
3
4
5
6
7
2
8
8
18
18
32
26
周期序数 = 电子层数
短周期
长周期
第7周期：26种元素（未排满）
周期
（横行）
第1周期：2 种元素
第2周期：8 种元素
第3周期：8 种元素
第4周期：18 种元素
第5周期：18 种元素
第6周期：32 种元素
周期序数 = 电子层数
1、周期：元素周期表共有　 个横行，每一横行称为一个　　 ，故元素周期表共有　　个周期。　　　　　　
周期的分类：元素周期表中，我们把1、2、3周期称为 ， 周期称为长周期，第 周期又称为不完全周期，因为一直有未知元素在发现。
7
周期
7
短周期
4、5、6、7
7
2、族：
元素周期表共有 个纵行，除了第 。 三个纵行称为第Ⅷ外，其余每一个纵行称为一 ，故元素周期表共有　 个族。族的序号一般用罗马数字表示。
18
8、9、10
族
16
⑴族的分类
①主族：由 元素和 元素共同构成的族 。
短周期
长周期
用A表示：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
②副族：完全由 元素构成的族。
长周期
用B表示：ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
③第Ⅷ族： 三个纵行。
8、9、10
④0 族：第 纵行，即稀有气体元素。也是由短周期元素和 长周期 元素构成。
18
共7个主族，7个副族，1个0族，1个Ⅷ族。
主族序数 = 最外层电子数
族的别称
ⅠA称为 元素
ⅡA称为 元素
ⅣA称为 元素
ⅤA称为 元素
ⅥA称为 元素
ⅦA称为 元素
零族称为 元素
碱金属
碱土金属
碳族元素
氮族元素
氧族元素
卤族元素
稀有气体元素
元素周
期
表
周期
7个副族：仅由长周期构成的族（ⅠB～ⅦB）
Ⅷ族（3个纵行）：Fe、Co、Ni等9种元素
零族：稀有气体元素
3．元素周期表的结构
—
短周期（1.2.3）
长周期（4.5.6.7）
—
族
1
2
3
4
5
6
7
短周期
长周期
种类
2
8
8
18
18
1、周期
三、周期表的结构
电子层数相同，原子序数递增
32
21
不完全周期

VIII
零族 0
副族
IA 主族
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
7个
IB
IIB
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
第八族
7个
2、族
用罗马数字表示序数
镧系与锕系
镧系元素:57—71号，共15种
锕系元素:89—103号，共15种
超铀元素:92号以后（由人工合成之故）
过渡元素：第Ⅷ族和全部副族元素
锕系元素:89—103号，共15种
它们的电子层结构和性质十分相似
小结
元素周期表的结构：
周期：三短四长含一不完全
族：　七主七副一零一八
练习：
推算原子序数为34,53,88, 的元素在周期表中的位置。
其它周期表
棱台型元素周期表
立式周期表
螺旋型周期表
U
看颜色区分金属、非金属、过渡元素
元素符号、红色为放射元素
92
原子序数
铀
元素名称、
有﹡是人造元素
5f6d7s
3 1 1
外围电子排布
238.0
相对原子量
电子层数=周期序数
最外层电子数=主族序数
课堂练习P11 7T
应用元素周期表
例1：X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期的元素，XY同周期，YZ同主族，三种元素原子的最外层电子数之和17核内质子数之和为31，则X、Y、Z分别是
X Y

Z
Z

X Y
Y X

Z
Z

Y X
N 、O 、S
二、 元 素的性质与原子结构
⒈碱金属元素
Na
K
Rb
Li
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
1.查阅元素周期表中的有关信息,填写下表
科学探究
通过观察碱金属的原子结构示意图,你能发现碱金属元素的原子结构有什么共同之处吗?
碱金属元素原子结构特点:
①共同点: 最外层都只有 个电子。
②递变性:随核电荷数递增，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 。
1
增多
增大
⑴碱金属元素的原子结构
⑴钾与O2的反应；
现象：金属钾被加热后慢慢熔成金属小球，并且剧烈燃烧，发出紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)。
⑵钾与H2O的反应；
现象：金属钾浮在水面上，剧烈反应，听到微弱的爆鸣声，并且出现紫色的火焰(透过蓝色钴玻璃) 。
⑴钠、钾与O2反应进行对比：
⑵钠、钾与H2O反应进行对比：
2.实验：
⑵碱金属元素的化学性质
钠、钾化学性质比较
淡黄色
紫
浮
浮
熔
熔化
游动
游动
红
红
根据实验现象填写下表：
剧烈燃烧，紫色火焰
剧烈燃烧，黄色火焰
反应剧烈，轻微爆炸
反应剧烈，熔成小球
结论
⑴碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似 。
①与O2反应
4Li + O2 ＝ 2Li2O
Δ
2Na + O2 ＝ Na2O2
②与水反应
Δ
2Na + 2H2O ＝ 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O ＝ 2KOH + H2↑
通式：2R+2H2O=2ROH+H2↑
生成物中化合价为+1
⑵随着核电荷数的递增，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐——----- ,原子核对最外层电子的引力逐渐 。这使得碱金属元素的化学性质并不完全相同，具有差异性及递变性。
增多
增大
减弱
本质:气态原子越容易失去电子、元素金属性越强
元素原子失去电子能力强弱的判断方法
P7
⒈元素的单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度．反应越容易发生，元素的原子失电子能力越强．元素的金属性越强
⑵随着核电荷数的递增，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐——----- ,原子核对最外层电子的引力逐渐 。这使得碱金属元素的化学性质并不完全相同，具有差异性及递变性。
增多
增大
减弱
碱金属元素的性质也有差异，从锂到铯金属性逐渐 ，如它们与氧气或水反应时，钾比钠反应 ，铷、铯的反应 。
增强
剧烈
更剧烈
⒊单质的还原性强弱。单质的还原性越强，元素的金属性越强。
⒉元素最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。一般来说，碱性越强，元素的原子失电子能力越强．元素的金属性越强
Li Na K Rb Cs
1.相似性:
小结: 碱金属元素
2.递变性:
最外层上都只有一个电子
碱金属元素单质：
⑶碱金属单质的物理性质
有延展性，强的导电性、导热性
碱金属的物理性质的比较
相
似
点
递变性
颜色
硬度
密度
熔沸点
导电导热性
密度变化
熔沸点变化
Li Na K Rb Cs
均为银白色（Cs略带金色）
柔软
较小
较低
强
逐渐增大ρNa﹥ρK
单质的熔沸点逐渐降低
较小
有延展性，强的导电性、导热性
1.锂电池是一种高能电池。
锂有机化学中重要的催化剂。
锂制造氢弹不可缺少的材料。
锂是优质的高能燃料（已经
用于宇宙飞船、人造卫星和
超声速飞机）。
3．铷、铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
2．钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
⑷碱金属元素单质的用途：
（1）卤族元素的原子结构
卤族元素的原子结构如下所示：
学 与 问
⒉卤族元素
最外层都有7个电子，化学性质相似；
随着核电荷数的增加，原子的电子层数逐渐增多,原子核对最外层电子的引力逐渐减弱,得电子的能力逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
推测卤素的化学性质：
（2）卤素单质的物理性质
资 料 卡 片
卤族元素单质在物理性质上的变化规律
结论：
（1）颜色
（2）状态
（3）密度
（4）熔沸点
逐渐增大（自上而下）
逐渐升高（自上而下）
（5）水溶性 逐渐减小
（1）卤素单质与氢气的反应
（3）卤素的化学性质
见P8
光
500℃
卤素单质与氢气反应规律：
剧烈程度：F2>Cl2>Br2>I2

生成氢化物稳定性：HF>HCl>HBr>HI
逐渐减弱
逐渐减弱
反应通式：
X2 + H2 === 2HX
还原性比较：Fe＞ Cu ＞ Ag
Fe + CuSO 4 =Cu + FeSO 4
Cu +2 AgNO 3 =2Ag + Cu(NO 3 ) 2
Fe＞ Cu
Cu ＞ Ag
置 换 反 应
K Ca Na 除 外
（2）卤素单质间的置换反应
氟气不能将氯、溴、碘从它的卤化物溶液中置换出来
2F2 +2H2O=4HF + O2
Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2
Cl2 + 2KI = 2KCl + l2
Br2 + 2KI = 2KBr + I2
卤素单质的氧化性：F2 ＞ Cl2 ＞ Br2＞ I2
Cl2 ＞ Br2
Cl2 ＞ Br2
Br2＞ I2
通过比较碱金属单质与氧气、水的反应，以及卤素单质与氢气的反应、卤素单质间的置换反应，我们可以看出，元素性质与原子结构有密切关系，主要与原子核外电子的排布，特别是 有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出 和 。
最外层电子数
相似性
递变性
2.最高价氧化物的水化物酸性越强，非金属性越强
1.单质与H2生成气态氢化物越容易，生成的气态氢化物越稳定，非金属性越强
本质：原子越容易得到电子，元素非金属性越强
元素原子得到电子能力强弱的判断方法
3.单质的氧化性强弱。单质的氧化性越强，元素的非金属性越强
P9
在元素周期表中，同主族元素从上到下原子核外电子层数依次 ，原子半径逐渐 ，失去电子的能力逐渐 ，得到电子的能力逐渐减弱，金属性逐渐 。非金属性逐渐减弱。
增多
增大
增强
增强
卤素单质的氧化性：F2 ＞ Cl2 ＞ Br2＞ I2
卤族元素的非金属性：F＞ Cl ＞ Br＞ I
总结：
至此我们可以看到同一主族元素，无论是金属还是非金属在性质方面都表现出一定的相似性和递变性。
失电子的能力逐渐增强
得电子的能力逐渐减弱
还原性逐渐增强
氧化性逐渐减弱
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
Li Na K Rb Cs
F Cl Br I
上 下 相 似 递 变 性
复习：
1、元素：
2、原子的构成:
具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称。
原子
原子核
核外电子
质子 每个质子带1个单位正
电荷
中子 不带电
核电荷数＝质子数＝核外电子数，
因此，原子 呈电中性
每个电子带1个单位负电荷
1个质子的质量
12
＝
1.6726×10－27kg
1.993×10－26kg
12
中子的相对质量＝１.008
如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做原子的质量数。用Ａ表示。
同一元素的原子中，质子数和中子数是否一定相等呢？
电子的相对质量＝1／1836
质子的相对质量＝１.007
质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）
——元素符号
质量数———
质子数———
原子的表示方法：
练习：
a b c d各代表什么
a——代表质量数；
b——代表核电荷数；
c——代表离子的电荷数；
d——代表化合价
三、核素
元素
具有相同的 的同一类原子的总称。 决定元素的种类。
1．核素
具有一定数目的 和一定数目的 的原子。 和 共同决定核素的种类。
质子数
质子数
中子

中子数
质子
质子数
—
2．同位素
(1)定义： 相同而 不同的同一元素的不同原子互称为同位素。例如，氧元素有 816O、 817O、 818O三种同位素。
质子数
中子数
即:同一元素的不同核素之间互称为同位素
Z同，N不同
不同的原子
例如
234
235
238
H.
C.
O.
U.
Cl.
(2)同位素的性质： ①当某种元素具有多种天然、稳定的核素时，无论是游离态还是化合态，其各种核素的原子数目百分比一般是 的。 ②同一元素的各种同位素，其 不同，但化学性质基本 。
不变
质量数
相同
③天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。元素的相对
原子质量，就是按照该元素的各种核素原子所占的一定百分比 算出的平均值。
1、作核燃料：作制造核武器的动力性材料（235U）
2、金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
3、辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
4、临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
5、环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境使其少受污染。
(3)同位素的应用：
原子
原子核
核外电子 核外电子的排布决定元素的性质
质子 质子数决定元素的种类
中子
质子数和中子数共同决定核素的种类
3、注意事项：
① 元素的种类由质子数决定，与中子数、核外电子数无关；
② 核素种类由质子数和中子数共同决定，与核外电子数无关；
③ 元素和核素只能论种类，不能论个数；而原子既论种类，又能论个数；
例2:镁有三种天然同位素:24Mg、25Mg、26Mg，其中24Mg原子占镁元素的原子百分数为78.70%，又知镁的相对原子质量是24.324，求26Mg在自然界镁元素中的原子百分数。
解:设26Mg的原子百分含量为x则:
24×78.70%+25(100%-78.70%-x)+26x=24.325
x=0.112=11.2%
答：26Mg原子占镁元素的原子百分数为11.2%。
1、以下为同位素的是（ ）
A. D2和H2 B. CO和CO2
C. 金刚石和石墨 D. 和
2、下列叙述正确的是（ ）
A. 所有元素的原子核均由质子和中子构成
B. 是一种同位素
C. 铀有三种同位素，即有三种铀原子
D. 核素就是元素
课堂练习
D
C
3. 16O、18O、O2-、O2、O3表示（ ）
A、氧的五种同素异形体
B、五种氧元素
C、氧元素的五种不同微粒
D、氧的五种同位素
4. 只含有一种元素的物质不可能是（ ）
A、混合物 B、化合物
C、纯净物 D、单质
C
B
6. 某粒子用 表示，下列关于该粒子的叙述
正确的是( )
A、所含质子数=A－n B、所含中子数=A－Z
C、所含电子数=Z+n D、质量数=Z+A
据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种
碘 治疗肿瘤。该碘原子的核内中子数与核外
电子数之差是( )
A、72 B、19 C、53 D、125
B
B