資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
【核心素養(yǎng)分析】
1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析元素周期律的遞變性。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識(shí),基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律;基于元素周期律理解元素周期表的編排方法,能運(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。
3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):發(fā)現(xiàn)和提出有探索價(jià)值的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的問題,如核外電子排布、元素的特殊性等,面對(duì)異常現(xiàn)象敢于提出自己的見解。
【目標(biāo)導(dǎo)航】
1.認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出1～20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
2.能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解元素周期表的編排原則，能進(jìn)行元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)之間的相互推導(dǎo)。
3.了解元素周期表的發(fā)展歷程及現(xiàn)行元素周期表的結(jié)構(gòu)。
4.知道元素、核素、同位素、X的含義，并能比較它們的不同。
5.知道堿金屬元素、鹵族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，能從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
6.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究同主族元素性質(zhì)的遞變性
7.鞏固原子的構(gòu)成，加深對(duì)核素、同位素概念的理解，熟練掌握核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系。
8.熟練掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)，能用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。
【重難點(diǎn)精講】
一、原子結(jié)構(gòu)
1.原子構(gòu)成
(1)構(gòu)成原子的微粒及作用
原子(X)
(2)質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用A表示。
(3)微粒之間的關(guān)系
①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(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陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；
④陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。
(4)微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義
2.核外電子排布
(1)電子層：在含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖：
(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系
各電子層由內(nèi)到外 電子層數(shù) 1 2 3 4 5 6 7
字母代號(hào) K L M N O P Q
離核遠(yuǎn)近 由近到遠(yuǎn)
能量高低 由低到高
(3)核外電子排布規(guī)律
核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號(hào) 各電子層的電子數(shù)
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
(4)核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖
(5)核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系
①金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失去電子，形成陽離子，表現(xiàn)出還原性，在化合物中顯正化合價(jià)。
②非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得到電子，活潑非金屬原子易形成陰離子，在化合物中主要顯負(fù)化合價(jià)。
③稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價(jià)。
(6)常見“10電子”“18電子”微粒
①“10電子”的微粒：
②常見的“18電子”的微粒：
③其他等電子數(shù)的粒子
a.“2電子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
b.“9電子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。
c.“14電子”的粒子：Si、N2、CO、C、CN－。
d.“16電子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。
④質(zhì)子數(shù)及核外電子總數(shù)均相等的粒子
a.Na＋、NH、H3O＋；b.HS－、Cl－；c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。
【思考與討論】參考答案：
根據(jù)稀有氣體元素原子的電子層排布，發(fā)現(xiàn)的規(guī)律如下：
(1)當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為2；除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為8。
(2)當(dāng)K層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為2；當(dāng)L層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為8；當(dāng)M層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18；當(dāng)N層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18。
(3)第n層最多能容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。
（4）
二、元素周期表
1.門捷列夫與周期表：
1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫在前人研究的基礎(chǔ)上，將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一起，編制出了第一張?jiān)刂芷诒怼?br/>2.原子序數(shù)：
(1)定義：按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，稱之為原子序數(shù)，原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。
(2)元素周期表中原子序數(shù)的有關(guān)規(guī)律
①同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差：a.元素周期表中左側(cè)元素(ⅠA、ⅡA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目；b.元素周期表中右側(cè)元素(ⅢA～ⅦA族)：
同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目。
②同周期的ⅡA和ⅢA的原子序數(shù)差可能為1,11,25。
③應(yīng)用關(guān)系：
a．電子層數(shù)＝周期序數(shù)。
b．質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。
c．最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。
d．主族元素的最高正價(jià)＝最外層電子數(shù)。最低負(fù)價(jià)＝－|8－最外層電子數(shù)|。
3.編排原則
(1)周期：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。
(2)族：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱行。
4.周期表的結(jié)構(gòu)
（1）周期:7個(gè)周期，除第一周期外，其余各周期均從堿金屬開始過渡到鹵素，最后以稀有氣體元素結(jié)束。
（2）族:周期表中有十八個(gè)縱行，但第8、9、10三個(gè)縱行為一族，所以共十六個(gè)族。7個(gè)主族，7個(gè)副族，1個(gè)第Ⅷ族，1個(gè)0族。
（3）
（4）元素周期表中方格里的符號(hào)的意義
【易混易錯(cuò)提醒】
（1）主族和副族的區(qū)分：主族是由長周期元素和短周期元素共同構(gòu)成的族，但由長周期和短周期構(gòu)成的族也不一定是主族元素，如0族元素。只由長周期元素構(gòu)成的族為副族和第Ⅷ族。
(2)最外層只有1個(gè)電子的元素，不一定是lA族元素、可能是副族元素，如Cu，也不一定是金屬元素，如H.最外層電子數(shù)有2個(gè)電子的元素不一定是主族元素，如He、Fe等。最外層電子是3~7個(gè)電子的元素一定是主族元素。
(3)過渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族為過渡元素，這些元素都是金屬元素，所以又稱它們?yōu)檫^渡金屬。
(4)鑭系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，從57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共有15種元素，統(tǒng)稱為鑭系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。
(5)錒系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，從89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共有15種元素，統(tǒng)稱為錒系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。
(6)113～118號(hào)元素的中文名稱依次為、、鏌、、、。
5.元素周期表的應(yīng)用
(1)根據(jù)元素周期表中的位置尋找未知元素
(2)預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測(cè))
①比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)
如：金屬性：Mg＞Al、Ca＞Mg，則堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，則Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推測(cè)未知元素的某些性質(zhì)
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶；再如：已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)應(yīng)為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)啟發(fā)人們?cè)谝欢▍^(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)
①半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。
②農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【思考與討論】參考答案：
周期序數(shù) 起止元素 包括元素種數(shù) 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
結(jié)論：周期序數(shù)=原子核外電子層數(shù)
三、核素
1.元素、核素、同位素
(1)概念：
①元素：具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的一類原子的總稱。
②核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。
③同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素（即同一元素的不同核素互稱為同位素）。
(2)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系
2.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外電子排布一樣）
② 同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大；
③ 同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。
3.氫元素的三種核素
H：名稱為氕，不含中子；
H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；
H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。
4.幾種重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古斷代 制氫彈 示蹤原子
5.兩種相對(duì)原子質(zhì)量
①原子(即核素)的相對(duì)原子質(zhì)量：一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。
②元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
四、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
1.堿金屬元素
【思考與討論】參考答案：
(1)從上到下，堿金屬元素原子的核電荷數(shù)依次增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)核外電子的引力逐漸減弱，原子半徑依次增大。
(2)堿金屬原子核外電子排布的特點(diǎn)：①相似性：最外層都只有1個(gè)電子；②遞變性：電子層數(shù)逐漸增多。
從它們?cè)雍送怆娮优挪嫉南嗨菩酝茢喑觯瑝A金屬元素都容易失去電子，有較強(qiáng)的金屬
(1)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
元素符號(hào) Li Na K Rb Cs
電子層結(jié)構(gòu)
原子半徑變化趨勢(shì)/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
從Li到Cs隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑越來越大
相同點(diǎn) 最外層均有1個(gè)電子，均易失電子，有較強(qiáng)還原性，因此堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性
原子核對(duì)核外電子的吸引力的變化趨勢(shì) 原子核對(duì)核外電子吸引力越來越小
原子失去電子難易的變化趨勢(shì) 原子失去電子越來越容易
元素金屬性強(qiáng)弱的變化趨勢(shì) 元素的金屬性越來越強(qiáng)
(2)堿金屬單質(zhì)主要物理性質(zhì)變化的規(guī)律
單質(zhì)名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
主要物理性質(zhì)變化趨勢(shì) 密度逐漸增大（鉀除外） 熔點(diǎn)逐漸降低 沸點(diǎn)逐漸降低硬度逐漸減小
【探究——堿金屬化學(xué)性質(zhì)的比較】
【問題預(yù)測(cè)】參考答案：
（1）鈉的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，易與氧氣和水等發(fā)生反應(yīng)；
（2）鋰、鈉、鉀都處于IA族，原子核外最外層都有1個(gè)電子，易失去電子，推測(cè)它們都能與氧氣、水反應(yīng)；隨著鋰、鈉、鉀原子核外電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑由小到大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，因而失電子能力由弱到強(qiáng)，預(yù)測(cè)其與氧氣、水反應(yīng)越來越劇烈。
【實(shí)驗(yàn)和觀察】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
(1)，鉀在空氣中燃燒比鈉燃燒還要?jiǎng)×遥鹧鏋樽仙?br/>(2)，鉀浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃燒，火焰呈紫紅色，四處游動(dòng)，并發(fā)出輕微爆炸聲，燒杯中滴有酚酞的水變?yōu)榧t色，鉀迅速反應(yīng)后消失。
【分析和結(jié)論】參考答案：
(1)鈉、鉀化學(xué)性質(zhì)的相似性：都易與氧氣反應(yīng)，能在氧氣中劇烈燃燒；都能與水劇烈反應(yīng)，生成的物質(zhì)都為堿和氫氣。
(2)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出，鉀與水的反應(yīng)比鈉劇烈。根據(jù)鋰、鈉、鉀原子結(jié)構(gòu)的遞變，可以預(yù)測(cè)鋰與水的反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈。
(3)可以發(fā)現(xiàn)堿金屬與水反應(yīng)的難易程度與它們的原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：由于堿金屬元素原子核外最外層電子數(shù)相同，都是1個(gè)電子，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與水反應(yīng)；隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，即金屬性逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)在與水的反應(yīng)中，從鋰到銫會(huì)越來越劇烈。
(3)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)
堿金屬性質(zhì) 鋰 鈉 鉀
與氧氣反應(yīng) 現(xiàn)象 劇烈反應(yīng)(次于Na)生成固體Li2O 加熱劇烈反應(yīng)，生成淡黃色固體 稍加熱劇烈反應(yīng)，生成固體KO2
化學(xué)方程式 4Li+O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 K+O2KO2
小結(jié) 堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒一般生成過氧化物或超氧化物，Li卻只生成Li2O，但與氧氣反應(yīng)的速率是不同的，Li緩慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常溫下自燃。
與水反應(yīng) 現(xiàn)象 浮在水面，緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生氣體 浮在水面上，劇烈反應(yīng)，熔成小球、迅速游動(dòng)、產(chǎn)生氣體 浮在水面上，劇烈反應(yīng)且燃燒
化學(xué)方程式 2Li+2H2O=2LiOH+H2? 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2K+2H2O=2KOH+H2
小結(jié) 都能與水反應(yīng)，但劇烈程度不同，從左→右依次增強(qiáng)，都生成堿和H2
（4）堿金屬元素單質(zhì)物理性質(zhì)的相似性和遞變性
(5)特殊性
①堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。
②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
③堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價(jià)，堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。
2、鹵族元素
鹵素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五種元素，其單質(zhì)均為雙原子分子。
(1)原子結(jié)構(gòu)
元素名稱 氟 氯 溴 碘
元素符號(hào) F Cl Br I
原子結(jié)構(gòu)示意圖
原子半徑/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①結(jié)構(gòu)相似性:最外層都是7個(gè)電子，易得電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的陰離子X－，故都具有較強(qiáng)的氧化性，其最低價(jià)為-1價(jià)。最高價(jià)為+7價(jià)（F例外）。
②結(jié)構(gòu)遞變性:從F到I，隨核電荷數(shù)的增多，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。鹵素原子得電子能力越來越弱，其元素的非金屬性越來越弱。
(2)鹵素單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
①分子結(jié)構(gòu)：
相同點(diǎn)：均為雙原子分子，其結(jié)構(gòu)式為X－X，鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，其晶體均為分子晶體
不同點(diǎn)：式量不同，從F2到I2依次增大（分子間力依次增強(qiáng)）
②鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)：
單質(zhì) 顏色 狀態(tài)（常態(tài)） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黃綠色 氣體 1.69g/L -219.6 -188.1 與水反應(yīng) 劇毒
Cl2 黃綠色 氣體 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深紅棕色 液體 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固體 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同點(diǎn)：由于鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，所以鹵素單質(zhì)均易溶于有機(jī)溶劑；由于鹵素單質(zhì)的晶體均為分子晶體，所以它們的熔沸點(diǎn)都較低（其中氯氣易液化，液溴易揮發(fā)，碘易升華）
b.鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性
單質(zhì) 顏色變化 密度變化 熔點(diǎn)變化 沸點(diǎn)變化 溶解度變化
F2
Cl2
Br2
I2
c.鹵素單質(zhì)在不同溶劑中的顏色
水中 CCl4 汽油 C2H5OH
F2 強(qiáng)烈反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng)
Cl2 黃綠色 黃綠色 黃綠色 黃綠色
Br2 黃→橙 橙→橙紅 橙→橙紅 橙→橙紅
I2 深黃→褐 紫→深紫 淺紫紅→紫紅 褐色
d.鹵素單質(zhì)物理特性
(1)液溴易揮發(fā)，應(yīng)密閉保存，試劑瓶中的溴常加水液封，盛溴的試劑瓶不可選用橡膠塞。常溫下惟一的液態(tài)非金屬。
(2)碘易升華，這是物理變化。可用于分離提純I2。
(3)鹵素單質(zhì)不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有機(jī)溶劑。
(4)氟（F2）：氟是最活潑的非金屬元素（氟元素只有0價(jià)、－1價(jià)，無正價(jià)，美國科學(xué)家在冰末表面發(fā)現(xiàn)的氟元素的含氧酸——次氟酸（HFO），其中氟仍為－1價(jià)），F(xiàn)2單質(zhì)是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)。
【思考與討論】參考答案：
(1)①化學(xué)性質(zhì)的相似性：鹵素的原子結(jié)構(gòu)示意圖中，最外層電子數(shù)相同，均為7個(gè)電子，推測(cè)鹵素的原子都易得到1個(gè)電子，達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素都有較強(qiáng)的非金屬性；②化學(xué)性質(zhì)的遞變性：隨著核電荷數(shù)的增加，從F~I鹵素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，因此原子核對(duì)最外層的電子的吸引能力依次減弱，從外界獲得電子的能力依次減弱，元素的非金屬性依次減弱。
(2)①與氫氣反應(yīng)的難易程度：越來越難。
②生成的氫化物的穩(wěn)定性：HF>HC1>HBr>HI(逐漸減弱)。
③鹵素的非金屬性強(qiáng)弱：F>CI>Br>I
【實(shí)驗(yàn)4-1】
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
實(shí)驗(yàn)用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；試管、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟 ①分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與氯水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。②向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與溴水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比第一個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的溶液顏色深。氯水為淺黃綠色，上述溶液的顏色都與氯水顏色不同，且比氯水顏色深。②向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色。溴水為橙黃色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 非金屬性Cl>Br>I
實(shí)驗(yàn)說明 根據(jù)鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性：由F2~I2,鹵素單質(zhì)的顏色由淺變深。向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色，且比氯水顏色深，說明生成了溴單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。該反應(yīng)說明氧化性Cl2>Br2,元素的非金屬性C1>Br；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比氯水顏色深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+C12=2KC1+I2,該反應(yīng)說明氧化性C12>I2,元素的非金屬性Cl>I;向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+Br2=2KBr+I2,該反應(yīng)說明氧化性Br2>I2,元素的非金屬性Br>I。綜合三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以得到非金屬性Cl>Br>I。
3.鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性
(1)鹵素是典型的非金屬元素，其元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎＞Cl＞Br＞I。
(2)鹵素單質(zhì)均是氧化劑，其氧化能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎2＞Cl2＞Br2＞I2。
(3)鹵離子均具有還原性，其還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒-＞Br-＞Cl-＞F-。
(4)鹵素單質(zhì)均能與氫化合，但反應(yīng)條件不同，生成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性亦不同。氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性大小順序?yàn)椋篐F＞HCl＞HBr＞HI。
鹵素單質(zhì) 反應(yīng)條件 化學(xué)方程式 產(chǎn)物穩(wěn)定性
F2 在暗處劇烈化合并發(fā)生爆炸 H2＋F2===2HF 很穩(wěn)定
Cl2 光照或點(diǎn)燃 H2＋Cl22HCl 較穩(wěn)定
Br2 加熱 H2＋Br22HBr 不如氯化氫穩(wěn)定
I2 不斷加熱 H2＋I(xiàn)22HI 不穩(wěn)定，同一條件下同時(shí)分解
結(jié)論 從F2到I2，與H2化合越來越難，生成的氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱。
(5)鹵素單質(zhì)均可與水反應(yīng)，但反應(yīng)難易程度不同。
2F2+2H2O=4HF+O2(劇烈反應(yīng))
Cl2+H2O=HCl+HClO(反應(yīng)較慢) 2HClO2HCl+O2↑ Br2+H2OH=Br+HBrO(反應(yīng)微弱)
I2與H2O只有很微弱的反應(yīng)。
(6)鹵素單質(zhì)可與堿溶液發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成-1價(jià)鹵化物和+1價(jià)或+5價(jià)鹵酸鹽。
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2H2O
3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O
(7)AgX除AgF外均不溶于水，不溶于酸。
(8)AgCl、AgBr、AgI均不穩(wěn)定，見光發(fā)生分解反應(yīng)，生成鹵素單質(zhì)及銀2AgX2Ag+X2。
(9)氫鹵酸的水溶液均呈酸性，除HF是弱酸外，其余均為強(qiáng)酸，其酸性相對(duì)強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐I＞HBr＞HCl＞HF。
4.鹵素離子的檢驗(yàn)方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置換——萃取法
未知液　
有機(jī)層呈
(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－
未知液　藍(lán)色溶液，表明有I－
【典題精練】
考點(diǎn)1、考查原子的表示方法及各微粒數(shù)目之間的關(guān)系
例1．金屬鈦有“生物金屬”之稱。下列有關(guān)Ti和Ti的說法正確的是
A．Ti和Ti原子中均含有22個(gè)中子
B．Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4縱行
C．Ti和Ti的物理性質(zhì)相同
D．Ti和Ti為同一核素
【答案】B
【解析】A．和均含有22個(gè)質(zhì)子，它們的中子數(shù)分別為27和28，A錯(cuò)誤；B．和互稱為同位素，在周期表中位置相同，都處于第四周期 IV B族，即周期表第4縱行，B正確；C．和互稱為同位素，物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相似，C錯(cuò)誤；D．和是鈦元素的不同核素，D錯(cuò)誤；故選B。
【易錯(cuò)警示】原子結(jié)構(gòu)與同位素的認(rèn)識(shí)誤區(qū)
(1)原子不一定都有中子，如H。
(2)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F與OH－。
(3)核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如Al3＋與Na＋、F－等，NH與OH－等。
(4)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如H與H；也可能具有相同的中子數(shù)，如C與O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如C與N；也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同，如H與C。
(5)同位素的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。
(6)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng)，不屬于化學(xué)反應(yīng)。
考點(diǎn)2、考查元素、核素、同位素概念的辨析
例2．氧元素有三種核素、、，下列說法正確的是
A．和互為同位素 B．和互為同素異形體
C．等質(zhì)量的和中含有相同的質(zhì)子數(shù) D．、和屬于同一種物質(zhì)
【解析】A．同位素為質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類原子，如、、互為同位素，和為O元素的同素異形體，A錯(cuò)誤；B．同素異形體為同種元素組成結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，和為同一物質(zhì)，B錯(cuò)誤；C．和為質(zhì)子數(shù)相同但相對(duì)分子質(zhì)量不同的兩種分子，故等質(zhì)量的和所含質(zhì)子數(shù)不同，C錯(cuò)誤；D．、和均為2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的水分子，為同一種物質(zhì)，D正確。故選D。
【答案】D
【名師歸納】“同位素”的特點(diǎn)
(1)在元素周期表中處于同一位置一般使用同一元素符號(hào)。但如氕、氘、氚在周期表中都處于同一位置，氫的同位素一般可用不同的符號(hào)來表示，如H、D(H)、T(H)。
(2)同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，原因是核外電子排布相同。
(3)同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學(xué)變化，是核反應(yīng)。
(4)同位素是指同一元素的不同“原子”間的關(guān)系，同素異形體是指同一元素的不同“單質(zhì)”間的關(guān)系。
(5)同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫分子有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T與16O、17O、18O可形成3×6＝18種水分子，相對(duì)分子質(zhì)量不同。它們的物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。
考點(diǎn)3、考查核外電子排布規(guī)律判斷及其應(yīng)用
例3．下列說法肯定錯(cuò)誤的是(　　)
A．某原子K層上只有一個(gè)電子
B．某原子M層上的電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍
C．某離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍
D．某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等
【解析】A. 氫原子K層上只有一個(gè)電子，A正確；B. 若某原子M層上的電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍，則M層上的電子有32個(gè)，因M層最多有18個(gè)電子，B錯(cuò)誤；C. 離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍，則M、L層均有8個(gè)電子，符合電子排布規(guī)律，C正確；D. O2-最外層電子數(shù)和核電荷數(shù)均為8，D正確；答案選B。
【答案】B
【特別提醒】1、核外電子的排布規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必須同時(shí)滿足各項(xiàng)要求，如M層不是最外層時(shí)，最多能容納18個(gè)電子，當(dāng)M層為最外層時(shí)，最多容納8個(gè)電子。2．核外電子排布相同的微粒，其化學(xué)性質(zhì)不一定相同，如S2－、Cl－。若屬于同位素的不同核素，其化學(xué)性質(zhì)是相同的，如H、H、H
考點(diǎn)4、考查元素周期表的結(jié)構(gòu)
例4．下列有關(guān)元素周期表的說法中錯(cuò)誤的是
A．元素原子的最外層電子數(shù)等于該元素所在的族序數(shù)
B．元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素
C．除He外的所有稀有氣體元素原子的最外層電子數(shù)都是8
D．ⅡA族與ⅢA族之間隔著10個(gè)縱列
【解析】A．只有主族元素原子的最外層電子數(shù)等于該元素所在的族序數(shù)，過渡元素的族序數(shù)大多等于其價(jià)電子數(shù)，不是最外層電子數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．元素周期表中從IIIB族到IIB族10個(gè)縱行的元素都是過渡元素，過渡元素全部為金屬元素，選項(xiàng)B正確；C．稀有氣體元素原子中，只有氦原子的最外層電子數(shù)為2，其余的均為8，選項(xiàng)C正確；D．ⅡA族、ⅢA族分別位于元素周期表的第2縱列和第13縱列，即ⅡA族與ⅢA族之間隔著10個(gè)縱列(第3列第12列)，選項(xiàng)D正確；答案選A。
【答案】A
【特別提醒】1．周期表18個(gè)縱行是16個(gè)族，第8、9、10縱行為一族，稱為Ⅷ族，既不是主族，也不是副族，所以，在描述元素在Ⅷ族時(shí)，不要寫成ⅧA或ⅧB。
2．最外層電子數(shù)相同的元素不一定在同一主族，如K、Cr、Cu。
3．含元素種數(shù)最多的周期是第六周期，有32種元素；形成元素種類最多的族是ⅢB族，共有32種元素，形成化合物種類最多為ⅣA族。
4．氫化物有兩種書寫形式，ⅥA～ⅦA族元素為HnR形式，ⅣA～ⅤA族元素為RHn形式。
5．最高正價(jià)＝原子最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)，但一般氧元素、氟元素?zé)o正化合價(jià)。
考點(diǎn)5、考查元素的推斷
例5．某核素 下列判斷不正確的是
A．該原子中子數(shù)為136 B．該原子核外有87個(gè)電子
C．該原子的摩爾質(zhì)量為223 D．該元素位于第七周期IA族
【分析】核素表示方法中，A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)。
【解析】A．根據(jù)上述分析可知，該原子中子數(shù)為223-87=136，A正確；B．核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=87，所以該原子核外有87個(gè)電子，B正確；C．原子的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上等于該原子的相對(duì)原子質(zhì)量，單位為g/mol，即該原子的摩爾質(zhì)量為223g/mol，C錯(cuò)誤；D．該元素的核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，為87，根據(jù) “零族定位法”可知，該元素位于第七周期IA族，D正確；故選C。
【答案】C
【方法技巧】利用稀有氣體元素確定主族元素在周期表的位置方法：
原子序數(shù)－最鄰近的稀有氣體元素的原子序數(shù)＝ΔZ。
　例如，(1)35號(hào)元素(相鄰近的是36Kr)，則35－36＝－1，故周期數(shù)為四，族序數(shù)為8－|－1|＝7，即第四周期第ⅦA族，即溴元素。
(2)87號(hào)元素(相鄰近的是86Rn)，則87－86＝1，故周期數(shù)為七，族序數(shù)為1，即第七周期第ⅠA族，即鈁元素。
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原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
【核心素養(yǎng)分析】
1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從元素和原子、分子水平認(rèn)識(shí)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析元素周期律的遞變性。
2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識(shí),基于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和事實(shí)對(duì)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其變化分析得出元素周期律;基于元素周期律理解元素周期表的編排方法,能運(yùn)用元素周期表揭示元素周期律。
3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):發(fā)現(xiàn)和提出有探索價(jià)值的原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的問題,如核外電子排布、元素的特殊性等,面對(duì)異常現(xiàn)象敢于提出自己的見解。
【目標(biāo)導(dǎo)航】
1.認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出1～20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。
2.能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解元素周期表的編排原則，能進(jìn)行元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)之間的相互推導(dǎo)。
3.了解元素周期表的發(fā)展歷程及現(xiàn)行元素周期表的結(jié)構(gòu)。
4.知道元素、核素、同位素、X的含義，并能比較它們的不同。
5.知道堿金屬元素、鹵族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，能從原子結(jié)構(gòu)角度解釋同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。
6.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究同主族元素性質(zhì)的遞變性
7.鞏固原子的構(gòu)成，加深對(duì)核素、同位素概念的理解，熟練掌握核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系。
8.熟練掌握元素周期表的結(jié)構(gòu)，能用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同族元素性質(zhì)的相似性和遞變性。
【重難點(diǎn)精講】
一、原子結(jié)構(gòu)
1.原子構(gòu)成
(1)構(gòu)成原子的微粒及作用
原子(X)
(2)質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用A表示。
(3)微粒之間的關(guān)系
①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(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陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；
④陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。
(4)微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義
2.核外電子排布
(1)電子層：在含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖：
(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系
各電子層由內(nèi)到外 電子層數(shù) 1 2 3 4 5 6 7
字母代號(hào) K L M N O P Q
離核遠(yuǎn)近 由近到遠(yuǎn)
能量高低 由低到高
(3)核外電子排布規(guī)律
核電荷數(shù) 元素名稱 元素符號(hào) 各電子層的電子數(shù)
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
(4)核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖
(5)核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系
①金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失去電子，形成陽離子，表現(xiàn)出還原性，在化合物中顯正化合價(jià)。
②非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得到電子，活潑非金屬原子易形成陰離子，在化合物中主要顯負(fù)化合價(jià)。
③稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價(jià)。
(6)常見“10電子”“18電子”微粒
①“10電子”的微粒：
②常見的“18電子”的微粒：
③其他等電子數(shù)的粒子
a.“2電子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
b.“9電子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。
c.“14電子”的粒子：Si、N2、CO、C、CN－。
d.“16電子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。
④質(zhì)子數(shù)及核外電子總數(shù)均相等的粒子
a.Na＋、NH、H3O＋；b.HS－、Cl－；c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。
【思考與討論】參考答案：
根據(jù)稀有氣體元素原子的電子層排布，發(fā)現(xiàn)的規(guī)律如下：
(1)當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為2；除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為8。
(2)當(dāng)K層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為2；當(dāng)L層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為8；當(dāng)M層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18；當(dāng)N層為次外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為18。
(3)第n層最多能容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。
（4）
二、元素周期表
1.門捷列夫與周期表：
1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫在前人研究的基礎(chǔ)上，將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一起，編制出了第一張?jiān)刂芷诒怼?br/>2.原子序數(shù)：
(1)定義：按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，稱之為原子序數(shù)，原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。
(2)元素周期表中原子序數(shù)的有關(guān)規(guī)律
①同主族、鄰周期元素的原子序數(shù)差：a.元素周期表中左側(cè)元素(ⅠA、ⅡA族)：同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目；b.元素周期表中右側(cè)元素(ⅢA～ⅦA族)：
同主族相鄰兩元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素種類數(shù)目。
②同周期的ⅡA和ⅢA的原子序數(shù)差可能為1,11,25。
③應(yīng)用關(guān)系：
a．電子層數(shù)＝周期序數(shù)。
b．質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。
c．最外層電子數(shù)＝主族序數(shù)。
d．主族元素的最高正價(jià)＝最外層電子數(shù)。最低負(fù)價(jià)＝－|8－最外層電子數(shù)|。
3.編排原則
(1)周期：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行。
(2)族：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱行。
4.周期表的結(jié)構(gòu)
（1）周期:7個(gè)周期，除第一周期外，其余各周期均從堿金屬開始過渡到鹵素，最后以稀有氣體元素結(jié)束。
（2）族:周期表中有十八個(gè)縱行，但第8、9、10三個(gè)縱行為一族，所以共十六個(gè)族。7個(gè)主族，7個(gè)副族，1個(gè)第Ⅷ族，1個(gè)0族。
（3）
（4）元素周期表中方格里的符號(hào)的意義
【易混易錯(cuò)提醒】
（1）主族和副族的區(qū)分：主族是由長周期元素和短周期元素共同構(gòu)成的族，但由長周期和短周期構(gòu)成的族也不一定是主族元素，如0族元素。只由長周期元素構(gòu)成的族為副族和第Ⅷ族。
(2)最外層只有1個(gè)電子的元素，不一定是lA族元素、可能是副族元素，如Cu，也不一定是金屬元素，如H.最外層電子數(shù)有2個(gè)電子的元素不一定是主族元素，如He、Fe等。最外層電子是3~7個(gè)電子的元素一定是主族元素。
(3)過渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族為過渡元素，這些元素都是金屬元素，所以又稱它們?yōu)檫^渡金屬。
(4)鑭系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，從57號(hào)元素鑭到71號(hào)元素镥共有15種元素，統(tǒng)稱為鑭系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。
(5)錒系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，從89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒共有15種元素，統(tǒng)稱為錒系元素，它們的化學(xué)性質(zhì)相似。
(6)113～118號(hào)元素的中文名稱依次為、、鏌、、、。
5.元素周期表的應(yīng)用
(1)根據(jù)元素周期表中的位置尋找未知元素
(2)預(yù)測(cè)元素的性質(zhì)(由遞變規(guī)律推測(cè))
①比較不同周期、不同主族元素的性質(zhì)
如：金屬性：Mg＞Al、Ca＞Mg，則堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，則Ca(OH)2＞Al(OH)3(填“＞”“＜”或“＝”)。
②推測(cè)未知元素的某些性質(zhì)
如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2難溶，可推知Be(OH)2難溶；再如：已知鹵族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可推知元素砹(At)應(yīng)為有色固體，與氫難化合，HAt不穩(wěn)定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。
(3)啟發(fā)人們?cè)谝欢▍^(qū)域內(nèi)尋找新物質(zhì)
①半導(dǎo)體元素在金屬與非金屬分界線附近，如：Si、Ge、Ga等。
②農(nóng)藥中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。
③催化劑和耐高溫、耐腐蝕合金材料主要在過渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。
【思考與討論】參考答案：
周期序數(shù) 起止元素 包括元素種數(shù) 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
結(jié)論：周期序數(shù)=原子核外電子層數(shù)
三、核素
1.元素、核素、同位素
(1)概念：
①元素：具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的一類原子的總稱。
②核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。
③同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素（即同一元素的不同核素互稱為同位素）。
(2)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系
2.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外電子排布一樣）
② 同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大；
③ 同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。
3.氫元素的三種核素
H：名稱為氕，不含中子；
H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；
H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。
4.幾種重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古斷代 制氫彈 示蹤原子
5.兩種相對(duì)原子質(zhì)量
①原子(即核素)的相對(duì)原子質(zhì)量：一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。
②元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
四、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
1.堿金屬元素
【思考與討論】參考答案：
(1)從上到下，堿金屬元素原子的核電荷數(shù)依次增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子核對(duì)核外電子的引力逐漸減弱，原子半徑依次增大。
(2)堿金屬原子核外電子排布的特點(diǎn)：①相似性：最外層都只有1個(gè)電子；②遞變性：電子層數(shù)逐漸增多。
從它們?cè)雍送怆娮优挪嫉南嗨菩酝茢喑觯瑝A金屬元素都容易失去電子，有較強(qiáng)的金屬
(1)堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系
元素名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
元素符號(hào) Li Na K Rb Cs
電子層結(jié)構(gòu)
原子半徑變化趨勢(shì)/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265
從Li到Cs隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑越來越大
相同點(diǎn) 最外層均有1個(gè)電子，均易失電子，有較強(qiáng)還原性，因此堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)具有相似性
原子核對(duì)核外電子的吸引力的變化趨勢(shì) 原子核對(duì)核外電子吸引力越來越小
原子失去電子難易的變化趨勢(shì) 原子失去電子越來越容易
元素金屬性強(qiáng)弱的變化趨勢(shì) 元素的金屬性越來越強(qiáng)
(2)堿金屬單質(zhì)主要物理性質(zhì)變化的規(guī)律
單質(zhì)名稱 鋰 鈉 鉀 銣 銫
主要物理性質(zhì)變化趨勢(shì) 密度逐漸增大（鉀除外） 熔點(diǎn)逐漸降低 沸點(diǎn)逐漸降低硬度逐漸減小
【探究——堿金屬化學(xué)性質(zhì)的比較】
【問題預(yù)測(cè)】參考答案：
（1）鈉的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，易與氧氣和水等發(fā)生反應(yīng)；
（2）鋰、鈉、鉀都處于IA族，原子核外最外層都有1個(gè)電子，易失去電子，推測(cè)它們都能與氧氣、水反應(yīng)；隨著鋰、鈉、鉀原子核外電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑由小到大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，因而失電子能力由弱到強(qiáng)，預(yù)測(cè)其與氧氣、水反應(yīng)越來越劇烈。
【實(shí)驗(yàn)和觀察】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
(1)，鉀在空氣中燃燒比鈉燃燒還要?jiǎng)×遥鹧鏋樽仙?br/>(2)，鉀浮在水面上，迅速熔化成一小球并燃燒，火焰呈紫紅色，四處游動(dòng)，并發(fā)出輕微爆炸聲，燒杯中滴有酚酞的水變?yōu)榧t色，鉀迅速反應(yīng)后消失。
【分析和結(jié)論】參考答案：
(1)鈉、鉀化學(xué)性質(zhì)的相似性：都易與氧氣反應(yīng)，能在氧氣中劇烈燃燒；都能與水劇烈反應(yīng)，生成的物質(zhì)都為堿和氫氣。
(2)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出，鉀與水的反應(yīng)比鈉劇烈。根據(jù)鋰、鈉、鉀原子結(jié)構(gòu)的遞變，可以預(yù)測(cè)鋰與水的反應(yīng)不如鈉與水反應(yīng)劇烈。
(3)可以發(fā)現(xiàn)堿金屬與水反應(yīng)的難易程度與它們的原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：由于堿金屬元素原子核外最外層電子數(shù)相同，都是1個(gè)電子，它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能與水反應(yīng)；隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的引力逐漸減弱，原子失去最外層電子的能力逐漸增強(qiáng)，即金屬性逐漸增強(qiáng)，表現(xiàn)在與水的反應(yīng)中，從鋰到銫會(huì)越來越劇烈。
(3)堿金屬的化學(xué)性質(zhì)
堿金屬性質(zhì) 鋰 鈉 鉀
與氧氣反應(yīng) 現(xiàn)象 劇烈反應(yīng)(次于Na)生成固體Li2O 加熱劇烈反應(yīng)，生成淡黃色固體 稍加熱劇烈反應(yīng)，生成固體KO2
化學(xué)方程式 4Li+O22Li2O 2Na＋O2Na2O2 K+O2KO2
小結(jié) 堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒一般生成過氧化物或超氧化物，Li卻只生成Li2O，但與氧氣反應(yīng)的速率是不同的，Li緩慢氧化，Na、K易被氧化，Cs常溫下自燃。
與水反應(yīng) 現(xiàn)象 浮在水面，緩慢反應(yīng)，產(chǎn)生氣體 浮在水面上，劇烈反應(yīng)，熔成小球、迅速游動(dòng)、產(chǎn)生氣體 浮在水面上，劇烈反應(yīng)且燃燒
化學(xué)方程式 2Li+2H2O=2LiOH+H2? 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2K+2H2O=2KOH+H2
小結(jié) 都能與水反應(yīng)，但劇烈程度不同，從左→右依次增強(qiáng)，都生成堿和H2
（4）堿金屬元素單質(zhì)物理性質(zhì)的相似性和遞變性
(5)特殊性
①堿金屬的密度一般隨核電荷數(shù)的增大而增大，但鉀的密度比鈉的小。
②堿金屬一般都保存在煤油中，但由于鋰的密度小于煤油的密度而將鋰保存在石蠟中。
③堿金屬跟氫氣反應(yīng)生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，顯－1價(jià)，堿金屬氫化物是強(qiáng)還原劑。
2、鹵族元素
鹵素包括F、Cl、Bｒ、I、Aｔ五種元素，其單質(zhì)均為雙原子分子。
(1)原子結(jié)構(gòu)
元素名稱 氟 氯 溴 碘
元素符號(hào) F Cl Br I
原子結(jié)構(gòu)示意圖
原子半徑/nm 0.071 0.099 1.12 1.32
①結(jié)構(gòu)相似性:最外層都是7個(gè)電子，易得電子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的陰離子X－，故都具有較強(qiáng)的氧化性，其最低價(jià)為-1價(jià)。最高價(jià)為+7價(jià)（F例外）。
②結(jié)構(gòu)遞變性:從F到I，隨核電荷數(shù)的增多，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。鹵素原子得電子能力越來越弱，其元素的非金屬性越來越弱。
(2)鹵素單質(zhì)分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)
①分子結(jié)構(gòu)：
相同點(diǎn)：均為雙原子分子，其結(jié)構(gòu)式為X－X，鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，其晶體均為分子晶體
不同點(diǎn)：式量不同，從F2到I2依次增大（分子間力依次增強(qiáng)）
②鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)：
單質(zhì) 顏色 狀態(tài)（常態(tài)） 密度 溶解度（100g水中） 毒性
F2 淡黃綠色 氣體 1.69g/L -219.6 -188.1 與水反應(yīng) 劇毒
Cl2 黃綠色 氣體 3.214g/L -101 -34.6 226cm3 有毒
Br2 深紅棕色 液體 3.119g/cm3 -7.2 58.78 4.16g 有毒
I2 紫黑色 固體 4.93g/cm3 113.5 184.4 0.029g 有毒
a.相同點(diǎn)：由于鹵素單質(zhì)分子為非極性分子，所以鹵素單質(zhì)均易溶于有機(jī)溶劑；由于鹵素單質(zhì)的晶體均為分子晶體，所以它們的熔沸點(diǎn)都較低（其中氯氣易液化，液溴易揮發(fā)，碘易升華）
b.鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性
單質(zhì) 顏色變化 密度變化 熔點(diǎn)變化 沸點(diǎn)變化 溶解度變化
F2
Cl2
Br2
I2
c.鹵素單質(zhì)在不同溶劑中的顏色
水中 CCl4 汽油 C2H5OH
F2 強(qiáng)烈反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng)
Cl2 黃綠色 黃綠色 黃綠色 黃綠色
Br2 黃→橙 橙→橙紅 橙→橙紅 橙→橙紅
I2 深黃→褐 紫→深紫 淺紫紅→紫紅 褐色
d.鹵素單質(zhì)物理特性
(1)液溴易揮發(fā)，應(yīng)密閉保存，試劑瓶中的溴常加水液封，盛溴的試劑瓶不可選用橡膠塞。常溫下惟一的液態(tài)非金屬。
(2)碘易升華，這是物理變化。可用于分離提純I2。
(3)鹵素單質(zhì)不易溶于水，易溶于酒精、汽油、四氯化碳等有機(jī)溶劑。
(4)氟（F2）：氟是最活潑的非金屬元素（氟元素只有0價(jià)、－1價(jià)，無正價(jià)，美國科學(xué)家在冰末表面發(fā)現(xiàn)的氟元素的含氧酸——次氟酸（HFO），其中氟仍為－1價(jià)），F(xiàn)2單質(zhì)是氧化性最強(qiáng)的單質(zhì)。
【思考與討論】參考答案：
(1)①化學(xué)性質(zhì)的相似性：鹵素的原子結(jié)構(gòu)示意圖中，最外層電子數(shù)相同，均為7個(gè)電子，推測(cè)鹵素的原子都易得到1個(gè)電子，達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此鹵素都有較強(qiáng)的非金屬性；②化學(xué)性質(zhì)的遞變性：隨著核電荷數(shù)的增加，從F~I鹵素原子的電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，因此原子核對(duì)最外層的電子的吸引能力依次減弱，從外界獲得電子的能力依次減弱，元素的非金屬性依次減弱。
(2)①與氫氣反應(yīng)的難易程度：越來越難。
②生成的氫化物的穩(wěn)定性：HF>HC1>HBr>HI(逐漸減弱)。
③鹵素的非金屬性強(qiáng)弱：F>CI>Br>I
【實(shí)驗(yàn)4-1】
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)原理 2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，2KI+Cl2=2KCl+I2，2KI+Br2=2KBr+I2
實(shí)驗(yàn)用品 新制氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液；試管、膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟 ①分別向盛有4mLKBr溶液和4mLKI溶液的兩支試管中加入1mL氯水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與氯水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。②向盛有4mLKI溶液的試管中加入1mL溴水，振蕩，觀察溶液顏色的變化，并與溴水的顏色比較。寫出反應(yīng)的化學(xué)程式。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比第一個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的溶液顏色深。氯水為淺黃綠色，上述溶液的顏色都與氯水顏色不同，且比氯水顏色深。②向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色。溴水為橙黃色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 非金屬性Cl>Br>I
實(shí)驗(yàn)說明 根據(jù)鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的遞變性：由F2~I2,鹵素單質(zhì)的顏色由淺變深。向溴化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)槌赛S色，且比氯水顏色深，說明生成了溴單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KBr+Cl2=2KC1+Br2。該反應(yīng)說明氧化性Cl2>Br2,元素的非金屬性C1>Br；向碘化鉀溶液中滴入氯水，溶液變?yōu)樽攸S色，且比氯水顏色深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+C12=2KC1+I2,該反應(yīng)說明氧化性C12>I2,元素的非金屬性Cl>I;向碘化鉀溶液中滴加溴水，溶液變?yōu)樽攸S色，反應(yīng)后的溶液與溴水比較，顏色更深，說明生成了碘單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KI+Br2=2KBr+I2,該反應(yīng)說明氧化性Br2>I2,元素的非金屬性Br>I。綜合三個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以得到非金屬性Cl>Br>I。
3.鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性
(1)鹵素是典型的非金屬元素，其元素的非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎＞Cl＞Br＞I。
(2)鹵素單質(zhì)均是氧化劑，其氧化能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篎2＞Cl2＞Br2＞I2。
(3)鹵離子均具有還原性，其還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篒-＞Br-＞Cl-＞F-。
(4)鹵素單質(zhì)均能與氫化合，但反應(yīng)條件不同，生成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性亦不同。氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性大小順序?yàn)椋篐F＞HCl＞HBr＞HI。
鹵素單質(zhì) 反應(yīng)條件 化學(xué)方程式 產(chǎn)物穩(wěn)定性
F2 在暗處劇烈化合并發(fā)生爆炸 H2＋F2===2HF 很穩(wěn)定
Cl2 光照或點(diǎn)燃 H2＋Cl22HCl 較穩(wěn)定
Br2 加熱 H2＋Br22HBr 不如氯化氫穩(wěn)定
I2 不斷加熱 H2＋I(xiàn)22HI 不穩(wěn)定，同一條件下同時(shí)分解
結(jié)論 從F2到I2，與H2化合越來越難，生成的氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸減弱。
(5)鹵素單質(zhì)均可與水反應(yīng)，但反應(yīng)難易程度不同。
2F2+2H2O=4HF+O2(劇烈反應(yīng))
Cl2+H2O=HCl+HClO(反應(yīng)較慢) 2HClO2HCl+O2↑ Br2+H2OH=Br+HBrO(反應(yīng)微弱)
I2與H2O只有很微弱的反應(yīng)。
(6)鹵素單質(zhì)可與堿溶液發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成-1價(jià)鹵化物和+1價(jià)或+5價(jià)鹵酸鹽。
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2（漂白粉）+2H2O
3Br2+6NaOH5NaBr+NaBrO3+3H2O
(7)AgX除AgF外均不溶于水，不溶于酸。
(8)AgCl、AgBr、AgI均不穩(wěn)定，見光發(fā)生分解反應(yīng)，生成鹵素單質(zhì)及銀2AgX2Ag+X2。
(9)氫鹵酸的水溶液均呈酸性，除HF是弱酸外，其余均為強(qiáng)酸，其酸性相對(duì)強(qiáng)弱順序?yàn)椋篐I＞HBr＞HCl＞HF。
4.鹵素離子的檢驗(yàn)方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置換——萃取法
未知液　
有機(jī)層呈
(3)氧化——淀粉法檢驗(yàn)I－
未知液　藍(lán)色溶液，表明有I－
【典題精練】
考點(diǎn)1、考查原子的表示方法及各微粒數(shù)目之間的關(guān)系
例1．金屬鈦有“生物金屬”之稱。下列有關(guān)Ti和Ti的說法正確的是
A．Ti和Ti原子中均含有22個(gè)中子
B．Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4縱行
C．Ti和Ti的物理性質(zhì)相同
D．Ti和Ti為同一核素
考點(diǎn)2、考查元素、核素、同位素概念的辨析
例2．氧元素有三種核素、、，下列說法正確的是
A．和互為同位素 B．和互為同素異形體
C．等質(zhì)量的和中含有相同的質(zhì)子數(shù) D．、和屬于同一種物質(zhì)
考點(diǎn)3、考查核外電子排布規(guī)律判斷及其應(yīng)用
例3．下列說法肯定錯(cuò)誤的是(　　)
A．某原子K層上只有一個(gè)電子
B．某原子M層上的電子數(shù)為L層上電子數(shù)的4倍
C．某離子M層上和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍
D．某離子的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等
考點(diǎn)4、考查元素周期表的結(jié)構(gòu)
例4．下列有關(guān)元素周期表的說法中錯(cuò)誤的是
A．元素原子的最外層電子數(shù)等于該元素所在的族序數(shù)
B．元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素
C．除He外的所有稀有氣體元素原子的最外層電子數(shù)都是8
D．ⅡA族與ⅢA族之間隔著10個(gè)縱列
考點(diǎn)5、考查元素的推斷
例5．某核素 下列判斷不正確的是
A．該原子中子數(shù)為136 B．該原子核外有87個(gè)電子
C．該原子的摩爾質(zhì)量為223 D．該元素位于第七周期IA族
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