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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第二课时 元素周期表 核素、同位素
【学习目标】1.通过阅读教材、讨论交流，了解核素、同位素的含义，认识同位素在生产、生活中的
应用，初步学会利用各概念之间的关系解答有关问题。
2．通过对元素周期表发现史资料的收集整理、交流汇报，了解元素周期表的形成过程，并能运用归
纳、概括等方法对信息进行加工，体验科学探究的过程，进一步学习科学探究的方法。
3．通过阅读教材、归纳总结，知道周期和族的概念，会描述元素周期表的结构，知道元素在周期表
中的位置与原子结构的关系，初步学会推导元素在周期表中的位置的基本方法。
【学习重点】元素周期表的结构，核素、同位素的概念
【学习难点】元素周期表中元素的排列与原子核外电子排布的关系
【课前预习】
旧知回顾：1.原子序数是元素在元素周期表中的顺序，原子序数与元素的原子结构之间存在如下的关
系： 。
2.在多电子的原子里，原子的核外电子在不同的区域运动，将这些不同的区域简化为 。离核
较近的 中的电子能量 ，由内向外分别用 来表
示。
新知预习：1.元素周期表的编排原则：按 递增的顺序从左到右排列，把 相
同的元素排成一横行。把不同横行中 相等的元素，按 递增
的顺序从上到下排成一纵行。
2.元素周期表的结构：周期表中有 个横行，叫做周期。周期的序数就是该周期元素的原子具
有的 。第一、二、三周期称为 ；四、五、六、七周期称为 。周
期表有 个纵行，称为族，主族元素的族序数后标 ，副族元素的族序数后标 。第8、9、
10三纵行称为第Ⅷ族，第18纵行称为0族。
【课中探究】
情景导入：历史上，为了寻求各种元素及其化合物间的内在联系核规律性，人们进行了许多尝试。
1869年俄国化学家门捷列夫绘制出第一张元素周期表是化学科学发展中一个重要的里程碑。118号元素发
现之后，科学界一直在讨论一个问题，元素周期表第七周期已经被填满，是否证明所有化学元素已经被集
齐了呢？（见PPT视频）
一、元素周期表
活动一、元素周期表的发展历程任务一、阅读教材P98页“科学史话”，思考元素周期表的发展历程有哪些？完成表格内容。
诞生
编制
意义
演变
现行
任务二、讨论交流：阅读教材P94页内容，思考现行元素周期表的编排原则是什么？
【对应练习】1．下列说法中不正确的是（ ）
A．元素的原子序数等于核电荷数
B．元素所在周期序数等于该元素原子的电子层数
C．元素原子的质子数等于核外电子数
D．元素所在周期序数等于该元素原子的最外层电子数
2．任何科学真理的发现，都不是一帆风顺的，门捷列夫的元素周期表奠定了现代化学和物理学的理
论基础。下列关于元素周期表的叙述正确的是（ ）
A．周期表中有7个主族、8个副族
B．目前使用的元素周期表中，最长的周期含有32种元素
C．短周期元素是指1~20号元素
D．原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数
活动二、探究元素周期表的结构
任务一、观察元素周期表，结合教材P95页“思考与讨论”，思考周期序数与原子核外电子排布有何
关系？完成表格内容。
周期序数与原子核外电子排布的关系：
周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数
1 H～He 2
2
3
4
56
7 Fr～Og 7
结论：
任务二、讨论交流：观察元素周期表，思考元素周期表的结构（周期、族）有何特点？完成表格内
容。
①周期(7个横行→7个周期)：
周期分类 短周期 长周期
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2
周期序数与原子
结构的关系
②族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)：
族 主族 0族 副族 Ⅷ族
构成周期 由长周期元素和短周期元素共同构成 仅由长周期元素构成
列序
族序数
族序数与原子
结构关系
常见族的别称
③同周期相邻主族元素的原子序数之差:
周期 ⅡA ⅢA
2、3 n
4、5 n
6、7 n
任务三、问题探究：元素周期表还有哪些其它表现特征？
【对应练习】1．下列关于元素周期表的叙述正确的是（ ）
A．元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，是化学发展史上的重要里程碑之一B．元素所在的周期数等于它的电子层数，所在的族序数等于它的最外层电子数
C．元素周期表有7个横行即7个周期，18个纵列即18个族
D．某种元素的相对原子质量取整数值，就是其原子序数
2．2018年IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)制作了新版周期表，包含118种元素。下列有关元素周
期表说法正确的是（ ）
A．元素周期表中只有第ⅡA元素原子最外层电子数为2
B．元素周期表有18个族
C．第ⅠA族的元素全部是金属元素
D．元素周期表中含元素种类最多的族是第ⅢB族
3．下列关于过渡元素及其单质的说法正确的是（ ）
A．过渡元素包括12列元素
B．过渡元素中既含有金属元素，也含非金属元素
C．所有的过渡元素的单质都具有良好的导电性
D．过渡金属元素的单质比较稳定，与空气和水不发生反应
二、核素 同位素
活动一、元素和核素
任务一、阅读教材P96页内容，观察表4-1，思考核素和元素的定义是什么？
任务二、根据教材P96页表4-1，回答氢元素的三种核素有核特点？完成表格内容。
①氢元素的三种核素比较：
氢元素的原子核
原子名称 原子符号(X)
质子数(Z) 中子数(N)
②结论：
【对应练习】1．核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。下列说法错误的是( )
A．H、H、H＋和H 是氢元素的四种不同粒子
2
B．Ca和Ca、石墨和金刚石均为同素异形体
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
2．美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒，这种新粒子是由3个氢原子核(只含质子)和
2个电子构成，对于这种微粒，下列说法正确的是（ ）
A．该微粒为电中性 B．它是氢元素的一种新的核素
C．它的化学式为H D．它比一个普通H 分子多一个氢原子核
3 2
活动二、探究同位素的概念、特点及用途
任务一、阅读教材P96-97页内容，结合“化学与职业”栏目，回答同位素的定义、特点是什么？有何
用途？
任务二、讨论交流：元素、核素、同位素、同素异形体的区别与联系是什么，完成表格内容。
元素 核素 同位素 同素异形体
本质
范畴
特性
决定因
素
举例
联系
【对应训练】1.稀土有工业“黄金”之称。下列有关稀土元素 与 的说法不正确的是（ ）
A．元素Y的原子序数为39 B． 与 的性质相同
C．核素 的原子核内有52个中子 D． 与 互为同位素2．2021年，“中国天眼”正式对全球开放，其“眼镜片”主要成分是高性能碳化硅新型材料，它能
探测到宇宙边缘的中性氢，重现宇宙早期图像。下列有关说法正确的是（ ）
A．其塔架所用钢材的组成元素都是金属元素
B．其射电板所用铝合金具有较强的抗腐蚀性
C．中性氢原子构成的氢气有三种同素异形体
D．硅位于元素周期表第三周期ⅥA族
【课后巩固】1.下列有关元素周期表的说法中错误的是（ ）
A．元素原子的最外层电子数等于该元素所在的族序数
B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C．除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D．ⅡA族与ⅢA族之间隔着10个纵列
2．下列关于元素周期表的叙述正确的是（ ）
A．在元素周期表中共有18个纵行，18个族 B．同族元素的最外层电子数一定相同
C．同周期元素的电子层数相同 D．元素周期表有7个周期，8个主族
3.已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示。设 X的原子序数为a，则下列说法不
正确的是（ ）
Y
X
Z
A．Y的原子序数可能为a－17 B．Y与Z的原子序数之和可能为2a
C．Z的原子序数可能为a＋31 D．X、Y、Z可能均为短周期元素
4．元素M、R形成的简单离子M2-与R+的核外电子数之和为20，下列说法正确的是（ ）
A．M原子的质子数一定大于R原子的质子数B．M可能存在16M、18M两种核素
C．M2-与R+的电子层结构不可能相同 D．两种离子结合可形成MR型化合物
5．钷 广泛用于量规、光电池等。 的最外层电子数是2，下列说法不正确的是（ ）
A． 的原子核外有61个电子 B． 与 互为同位素
C． 属于金属元素 D． 的中子数为147
6．13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt等人由此
获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是（ ）
A．13C与15N有相同的中子数 B．13C 与12C 互为同素异形体
60 60
C．13C与14C的性质完全相同 D．14N与15N互为同位素7．某位同学为1～18号元素设计了一种扇形图(如下图)，其实就是目前仍在使用的扇形周期表的一部
分，下列有关说法不正确的是（ ）
A．每个小扇区就是长式周期表的一个族
B．此扇形周期表中只显示了三个周期
C．扇形周期表拆下扇子顶螺丝可以转换为现行的长式周期表
D．扇形周期表考虑镧系和锕系应有九个周期
8.下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：
(1)属于第二周期元素的有_______、__________、________ (填元素符号)， 属于第ⅢA 族的有
________(填元素符号)，属于第 IA 族的有__________ 、_______(填元素符号)。
(2)C 元素在元素周期表中的位置是第________周期第_______族。B 元素在元素周期表中的位置是第
_______周期第______族。
