新教材适用2024-2025学年高中化学第4章物质结构元素周期律第1节原子结构与元素周期表第1课时原子结构学案新人教版必修第一册

第四章物质结构元素周期律情景切入第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构学习目标1．回顾初中所学原子结构学问，了解核外电子能量凹凸与分层排布的关系。2．依据稀有气体元素原子的电子排布，总结出核外电子排布规律，学会书写简洁原子的原子结构示意图。核心素养通过对“原子结构”的学习，培育微观探析、证据推理和模型认知的意识和习惯。一、原子的构成1．构成原子的微粒原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①每个质子带一个单位正电荷,②相对质量约为1)),中子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①中子不带电,②相对质量约为1)))),核外电子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①围绕原子核做高速运动,②每个电子带一个单位负电荷,③相对质量为一个质子(中子)的,\f(1,1836)))))2．质量数(1)概念：将原子核内全部_质子__和_中子__的相对质量取近似_整数值相加__，所得的数值叫做质量数，常用_A__表示。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝_质子数(Z)__＋_中子数(N)__。②质子数＝核电荷数＝_核外电子数__。3．原子的表示方法如作为相对原子质量标准的eq\o\al(12,6)C表示质子数为_6__、质量数为_12__的碳原子。正误推断(1)原子呈电中性是因为中子不带电。(×)(2)质子数和中子数确定原子的质量。(√)(3)原子的质量数就是原子的相对原子质量。(×)(4)微粒中的质子数与核外电子数肯定相等。(×)(5)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。(√)应用体验1．原子是化学变更中的最小微粒。在化学变更过程中，原子中的下列粒子数可能发生变更的是(D)A．质子数 B．中子数C．质量数 D．电子数解析：在化学变更过程中，原子中的质子数、中子数不变，所以质量数不变，原子变成阳离子，核外电子数削减，原子变成阴离子，核外电子数增多，故选D。2．用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)eq\o\al(A,Z)X原子的中子数N＝_A－Z__。(2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为_A－x－n__。(3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为_A－x＋n__。(4)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2－所含电子的物质的量为eq\f(n(m－x＋2),m)mol。(5)与阳离子eq\o\al(23,11)X＋核外电子数相等的原子是_Ne__(填元素符号)。解析：(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x个电子，中性原子X的质子数为x＋n，则N＝A－x－n。(3)AXn－共有x个电子，中性原子X的质子数为x－n，则N＝A－x＋n。(4)A2－所含电子数为m－x＋2，则ngA2－所含电子的物质的量为eq\f(n(m－x＋2),m)mol。(5)eq\o\al(23,11)X＋的核外电子数为10，含有10个核外电子的原子是Ne。归纳总结(1)一个信息丰富的符号解读eq\o\al(A,Z)Xeq\o\al(n±,b)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A——质量数,Z——核电荷数或质子数,n——离子所带的电荷数,b——化学式中原子的个数))(2)粒子中的电性关系①分子或原子：质子数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n二、原子核外电子排布1．电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在_能量不同__的区域内运动。我们把不同的区域简化为_不连续的壳层__，也称作电子层。如图为电子层模型示意图：(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号_K___L___M___N___O___P___Q__离核远近由_近__到_远__能量凹凸由_低__到_高__2.核外电子排布规律下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应的问题：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)电子总是尽可能先从_内层__排起，当一层_充溢__后再填充下一层，即按K→L→M……依次排列。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为_2n2__。(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为_2__，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为_8__。(4)K层为次外层时，所排电子数为_2__，L层为次外层时，所排电子数为8，除K层和L层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为_18__。3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图(1)钠的原子结构示意图：(2)画出下列原子或离子的结构示意图。①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。4．常见的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2正误推断(1)在多电子原子里，电子的能量不完全相同。(√)(2)能量高的电子在离核近的区域内运动。(×)(3)M层为最外层时，最多容纳18个电子。(×)(4)原子的次外层电子数都是8。(×)(5)Mg的原子结构示意图是。(×)应用体验1．原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法中错误的是(D)A．电子总是先排布在能量最低的电子层里B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2C．最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)D．S2－的M层电子数是K层电子数的3倍解析：S2－的M层电子数是8个，K层为2个，则S2－的M层电子数是K层电子数的4倍，故D错误。2．结构确定性质，性质体现结构，这是化学乃至自然科学的基本规律之一。下列粒子结构示意图中，表示具有稳定结构的原子是(B)解析：为阳离子，和都为原子，为阴离子，电子层为一层时2电子为稳定结构，多电子层时，最外层8e－为稳定结构，故选B。归纳总结(1)从两个角度看核外电子排布规律eq\x(能量规律)→离核由近到远，电子能量由低到高eq\x(\a\al(数量,规律))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(每层最多容纳的电子数为2n2,最外层不超过8个(K层为,最外层时不超过2个),次外层不超过18个(K层为,次外层时电子数为2)))(2)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。(3)通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。1．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是(A)①核外电子是分层运动的②全部电子在同一区域里运动③能量高的电子在离核近的区域内运动④能量低的电子在离核近的区域内运动A．①④ B．②③C．①③ D．②④解析：原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核越远。2．下列微粒结构示意图中，不正确的是(B)解析：A中核电荷数和核外电子数都是8，这是氧原子的结构示意图，正确；B中核电荷数为11，这是Na的原子核，钠原子的核外有11个电子，钠元素的最高化合价为＋1价，Na＋的核外应有10个电子，而图中核外只有9个电子，错误；C中核电荷数和核外电子数都是17，这是氯原子的结构示意图，正确；D中核电荷数和核外电子数分别是17和18，这是Cl－的结构示意图，正确。3．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电