高考化学经典复习3.1原子结构元素周期表含答案完美

第三单元 物质结构 元素周期律 第 1 节 原子结构 元素周期表 考纲点击：1.掌握原子结构示意图表示方法。2.了解元素、 核素和同位素的含义。3.了解原子的构成。了解原子序数、核 电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关 系。4.了解原子核外电子排布规律。5.了解元素周期表(长式)的 结构(周期、族)及其应用。 回归教材 一、原子的构成 元素 原子 化学 1.构成原子的微粒及作用 2.微粒之间的关系 核外电子数 质子数 中子数 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝____________； 电荷数 ②质量数(A)＝________(Z)＋________(N)； ③阳离子的核外电子数＝质子数－________； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋________。 3.符号 aX 中各数字的含义 电荷数 b 4.元素、核素与同位素 几乎完全相同 不同 不变 (1)“三素”概念辨析 (2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质________________， 物理性质______。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般 _____。 (3)常见的重要核素及其应用 有一个质子，没有中子。 (2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素， 因此，核素的种类大于元素的种类。 (3)1H2 和2H2 既不是同位素，也不是同素异形体，而是同种 物质。 [特别提醒](1)并非所有的原子都含有中子，1H 原子核中只1 6C14 核燃料 氢弹 (7)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学变化。 5.“四量”比较 6C12 原子质量 质子数 中子数 二、核外电子排布 低 高 2n2 2 18 1.核外电子排布规律 电子层的表示方法 1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q 能量规律 电子能量由____到____ 排布规律 ①每层最多容纳的电子数为____个； ②最外层电子数不超过____个(K层为最外 层时电子数不超过____个)； ③次外层电子数不超过____个。 8 2.原子结构示意图 镁离子结构示意图为： 氯离子结构示意图为： 原子核 核电荷数 电子层 层内电子数 失去 还原 得到 3.核外电子排布与元素性质的关系 (1)金属元素原子的最外层电子数一般小于 4，较易____电 子，形成阳离子，表现出____性，在化合物中显正化合价。 (2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于 4，较 易____电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要 显负化合价。 (3)稀有气体元素的原子最外层为 8 电子(氦为 2 电子)稳定 结构，不易失去或得到电子，通常表现为 0 价。 三、元素周期表 原子序数 原子序数 1.原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称 之为________，________＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 2.编排原则 电子层数 原子序数递增(1)周期：把___________相同的元素，按______________ 的顺序，从左至右排成的横行。 (2)族：把______________相同的元素，按_____________最外层电子数 的顺序，从上至下排成的纵行。 电子层数递增 周期 短周期 长周期 序号 1 2 3 4 5 6 7 元素种数 __ __ __ __ __ __ __ 0 族元素原子 序数 __ __ __ __ __ 86 118 2 8 8 18 18 32 32 3.元素周期表的结构 (1)周期(7 个横行，7 个周期) 2 10 18 36 54 主族 列序 1 2 13 14 15 16 17 族序 ____ ____ ____ ___ ___ ____ ____ 副族 列序 3 4 5 6 7 11 12 族序 ____ ____ ____ ____ ____ _____ ____ 第Ⅷ族 第__________共 3 个纵行 0 族 第____纵行 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA (2)族(18 个纵行，16 个族) ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 8、9、10 18 4.元素周期表中的特殊位置 (1)分区 铝、锗、锑、钋 硼、硅、砷、碲、砹 ①分界线 ： 沿着元素期表中 ___________________ 与 _____________________的交界处画一条虚线，即为金属元素区 和非金属元素区的分界线。 金属元素区 非金属元素区 ②各区位置：分界线左下方为____________，分界线右上 方为_________________。 金属元素 非金属元素 ③分界线附近元素的性质：既表现____________的性质， 又表现_______________的性质。 (2)过渡元素：元素周期表中部从__________族 10 个纵列 共六十多种元素，这些元素都是金属元素。 (3)镧系：元素周期表第六周期中，57 号元素镧到 71 号元 素镥共 15 种元素。 ⅢB～ⅡB (4)锕系：元素周期表第七周期中，89 号元素锕到 103 号元 素铹共 15 种元素。 (5)超铀元素：在锕系元素中 92 号元素铀(U)以后的各种元 素。 基础测评 答案：B 2.下列原子序数所代表的元素中，全部属于主族元素的一 组是( )。 A.22、26、11 C.29、34、16 B.13、15、35 D.18、12、14 解析：A 项中 22、26 号元素和 C 项中的 29 号元素均为过 渡元素；D 项中的 18 号元素为 0 族元素。 答案：B 3.最近医学界通过用放射性 14C 标记 C60，发现一种 C60 的 羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂 DNA 杀死细胞，从而抑 )。制艾滋病(AIDS)。下列有关 14C 的叙述正确的是( A.14C 与 C60 中普通碳原子的化学性质不同 B.14C 与 14N 含的中子数相同 C.14C 是 C60 的同素异形体 D.14C 与 12C 互为同位素 答案：D 4.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比 相等，则在周期表的前 10 号元素中，满足上述关系的元素共有 ( )。 A.1 对 B.2 对 C.3 对 D.4 对 解析：前 10 号元素的核外电子层数之比与最外层电子数之 比相同的为 H 和 Be(1∶ 2)与 He 和 C(1∶ 2)，共 2 对，B 项符合 题意。 答案：B 5.在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确 的是( )。 A.铂是非金属元素，在常温下呈固态 C.“195.1”是铂的质量数 D.由 78 可以推出 Pt 为第五周期元素 解析：铂为金属元素，A 错误； 的质子数相同， 中子数不同，是两种不同核素, 二者互为同位素, B正确；“195.1” 是铂元素的相对原子质量，C 错误；由 78 可推出 Pt 为第六周 期元素，D 错误。 答案：B 考点一 原子结构 核素 考向1 以同位素为核心的概念辨析 [典例1]重水(D2O)主要用于核反应堆中中子的减速剂和冷 却剂，在化学和生物学中，重水常用作示踪物质来研究反应机 理等。下列说法正确的是( )。 A.D 是氢的一种核素，原子核内有 2 个中子 D.通过化学变化可以直接实现普通水向重水转化 [方法技巧] 同位素的“六同三不同” 考向2 原子中各种微粒数目之间的关系及计算 【拓展演练】 解析：Pd 原子核外有 46 个电子，则 Pd2＋核外有 44 个电子。 答案：C 2.下列指定微粒的个数比为 2∶ 1 的是( )。 A.Be2＋中的质子和电子 B. H 原子中的中子和质子 C.NaHCO3 晶体中的阳离子和阴离子 D.BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子 2 1 考点二 考向1 原子核外电子排布 核外电子排布规律 [典例3]在第 n 电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳 电子数最多与(n－1)层相同；当它作为原子的次外层时，其电 子数比(n－1)层多 10 个，则此电子层是( )。 A.K 层 B.L 层 C.M 层 D.N 层 解析：原子最外层(第 n 电子层)最多容纳电子数是 8 个， 即第(n－1)层容纳 8 个电子，那么第(n－1)层为 L 层，第 n 电子 层为 M 层；再对照 M 层作为次外层时最多可容纳 18 个电子， 比 L 层多 10 个电子。 答案：C [规律总结] 1～20 号元素原子核外电子排布的特点与规 律 (1)原子核中无中子的原子：1H。 (2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K； 最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca。 (3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar； 最外层电子数是次外层电子数 2 倍的原子：C； 最外层电子数是次外层电子数 3 倍的原子：O。 1 (4)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al； 最外层电子数是电子层数2 倍的原子：He、C、S； 最外层电子数是电子层数3 倍的原子：O。 (5)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子：Li、Si。 (6)内层电子总数是最外层电子数 2 倍的原子：Li、P。 考向2 等电子粒子的判断和应用 [思维建模] 寻找“10 电子”微粒和“18 电子”微粒的思 维方法 (1)“10 电子”微粒 (2)“18 电子”微粒 考向3 根据核外电子排布推断元素 [典例5](2018 年山东滨州检测)两种元素原子 X 和 Y，X 原 子的 M 层比 Y 原子的 M 层少 3 个电子，Y 原子的 L 层电子数 )。恰好是 X 原子 L 层电子数的两倍，则 X、Y 分别是( A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氮原子 C.氮原子和碳原子 D.碳原子和铝原子 解析：由于 Y 原子的 M 层电子比 X 原子的 M 层电子多 3 个电子，说明 Y 的 M 层电子数至少有 3 个，那么 Y 的 L 层必 定有 8 个电子，则 X 的 L 层只有 4 个电子，M 层无电子。由此 推出 Y 的核外电子总数为 13，X 的核外电子总数为 6，所以 X、 Y 的核电荷数分别是 6 和 13，即为碳原子和铝原子，D 正确。 答案：D [方法技巧]质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系 【拓展演练】 3.(2016 年浙江卷)短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序 数依次增大，X 原子核外最外层电子数是其电子层数的 2 倍， X、Y 的核电荷数之比为 3∶ 4。W－的最外层为 8 电子结构。金 属单质 Z 在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反 应。下列说法正确的是( )。 A.X 与 Y 能形成多种化合物，一般条件下都能与 Z 的最高 价氧化物的水化物发生反应 B.原子半径大小：X＜Y，Z＞W C.化合物 Z2Y 和 ZWY3 都只存在离子键 D.Y、W 的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作 水的消毒剂 解析：结合四种元素的原子序数依次增大及 X 原子核外最 外层电子数是其电子层数的2倍，X、Y的核电荷数之比为3∶ 4， 可知 X 为碳元素，则 Y 为氧元素；金属单质 Z 在空气中燃烧生 成的化合物可与水发生氧化还原反应，则 Z 为钠元素；又因 W－的最外层为 8 电子结构，结合四种元素原子序数依次增大， 故 W 为氯元素。A 项，碳和氧形成的化合物主要为 CO、CO2， 其中 CO 不能与氢氧化钠反应，错误；B 项，原子半径：C>O， Na>Cl，错误；C 项，化合物 Na2O 中只存在离子键，而化合物 NaClO3 中存在离子键和共价键，错误；D 项，O3、Cl2、ClO2 等均可用作水的消毒剂，正确。 答案：D 4.(2018 年广东中山模拟) 有关化学用语表达正确的是 ( )。 A.聚丙烯的结构简式：CH2—CH2—CH2 B.Cl－的结构示意图： D.过氧化氢的电子式： 解析：A 项, 聚丙烯的结构简式为 ，错误； B 项，Cl－的结构示意图为 ，错误；C 项， 为 Pd 元素的两种不同原子，互为同位素，正确；D 项，过氧化 ，错误。氢为共价化合物，电子式为 答案：C 考点三 考向1 元素周期表 元素周期表的结构 [典例6]下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原 子序数，其中 M 为 37 的是( )。 A B C D 解析：根据元素周期表中每周期所含有的元素的种类数分 别为 2、8、8、18、18、32、32 或每周期稀有气体原子序数 2、 8、18、36、54、86，分析比较得出 C 符合题意。 答案：C 考向2 元素周期表中相邻元素的原子序数关系 [典例7](1)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种 元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为 x，则乙的原子序 数可能是__________。 (2)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA 族和ⅦA 族元素，原子 序数分别为 m 和 n，则 m 和 n 的关系为________。 解析：(1)因前七周期中元素的种数分别为 2、8、8、18、 18、32、32；同一主族中乙的原子序数可以是 x＋2、x＋8、x ＋18、x＋32、x＋32。(2)对于第一、二、三周期，同一周期的 ⅡA 族和ⅦA 族元素的原子序数只相差 5，而对于第四、五周 期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA 族和ⅦA 族元素 的原子序数则相差 15；而对于第六、七周期来说，由于存在镧 系和锕系元素，同一周期的ⅡA 族和ⅦA 族元素的原子序数则 相差 29。 答案：(1)x＋2、x＋8、x＋18、x＋32 (2)n＝m＋5、n＝m＋15、n＝m＋29 [方法技巧] 元素周期表中相邻元素的原子序数规律 (1)同主族相邻元素的“序数差值”规律 ①第二、三周期的同族元素原子序数相差 8。 ②第三、四周期的同族元素原子序数相差有两种情况：第 ⅠA 族、ⅡA 族相差 8，其他族相差 18。 ③第四、五周期的同族元素原子序数相差 18。 ④第五、六周期的同族元素原子序数镧系之前的相差 18， 镧系之后的相差 32。 ⑤第六、七周期的同族元素原子序数相差 32。 (2)同周期相邻主族元素的“序数差值”规律 ①除第ⅡA 族和第ⅢA 族外，其余同周期相邻元素原子序 数差为 1。 ②同周期第ⅡA 族和第ⅢA 族为相邻元素，其原子序数差： 第二、三周期相差 1；第四、五周期相差 11；第六、七周期相 差 25。 【拓展演练】 5.(2017 年北京卷)2016 年 IUPAC 命名 117 号元素为 Ts(中 文名“ ”，tián)，Ts 的原子核外最外层电子数是 7。下列说 A.Ts 是第七周期第ⅦA 族元素 B.Ts 的同位素原子具有相同的电子数 C.Ts 在同族元素中非金属性最弱 D.中子数为 176 的 Ts 核素符号是 176Ts 答案：D 117 6.(2018 年新课标Ⅱ卷)W、X、Y 和 Z 为原子序数依次增大 的四种短周期元素。W 与 X 可生成一种红棕色有刺激性气味的 气体；Y 的周期数是族序数的 3 倍；Z 原子最外层的电子数与 W 的电子总数相同。下列叙述正确的是( )。 A.X 与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合 物 B.Y 与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键 C.四种元素的简单离子具有相同的电子层结构 D.W 的氧化物对应的水化物均为强酸 解析：根据题意分析可知 W、X、Y 和 Z 分别是 N、O、 Na、Cl。A 项，氧元素与 N、Na、Cl 三种元素均可形成两种或 两种以上的二元化合物，例如 NO、NO2、Na2O、Na2O2、Cl2O7、 ClO2 等，正确；B 项，过氧化钠中含有离子键和共价键，错误； C 项，N、O、Na 三种元素的简单离子具有相同的电子层结构， 均是 10 电子微粒，Cl－是 18 电子微粒，错误；D 项，亚硝酸为 弱酸，错误。 答案：A