4.1原子结构与元素周期表高一化学课件人教版2019

4.1原子结构与元素周期表-2024-2025学年高一化学课件人教版2019必修第一册学习目标：1.了解原子的结构及原子核外电子的排布。2.了解原子序数、核电荷数、质子数、电子数、核外电子数及它们之间的相互关系。情境微课堂

从英国化学家和物理学家道尔顿（J.JohnDalton，1766～1844）创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。

从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆生（JosephJohnThomson）发现了电子的存在。通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。1.原子的构成一、原子结构2.质量数(1)概念：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，所得的数值叫作质量数，常用A表示。(2)质量关系：

。质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)3.核外电子排布(1)电子层：在多电子原子里，把电子运动的

的区域简化为

，称作电子层。不连续的壳层能量不同质子数(Z)质量数(N)(2)电子层划分电子层（n）1234567符号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高LMKNO能量逐渐增高(3)排布规律核外电子总是先排布能量

的电子层，然后由内到外依次排布在能量逐渐升高的电子层上。每层分别最多容纳

个(K、L、M、N层分别容纳2、8、18、32个电子。最外层电子数目不超过

个。次外层电子数目不超过

个。倒数第三层电子数目不超过32个。注：K层为最外层或次外层时不超过2个。较低2n2818重难点剖析1

原子、离子、分子中微粒间的数量关系钠原子钠离子(1)电中性微粒(分子或原子)：质子数＝核外电子数=核电荷数。(2)阳离子Xm＋：质子数＝

。(3)阴离子Xm－：质子数＝

。【微点拨】电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。核外电子数＋m核外电子数－m重难点剖析2

1-20号元素的原子特点特殊关系对应元素最外层电子数为1的原子最外层电子数为2的原子最外层电子数与次外层电子数相等的原子最外层电子数是次外层电子数2倍的原子最外层电子数是次外层电子数3倍的原子最外层电子数是次外层电子数4倍的原子次外层电子数是最外层电子数2倍的原子内层电子总数是最外层电子数2倍的原子电子层数与最外层电子数相等的原子电子层数是最外层电子数2倍的原子最外层电子数是电子层数2倍的原子最外层电子数是电子层数3倍的原子核外电子数等于核外电子层的原子核内无中子的原子H、Li、Na、KHe、Be、Mg、CaBe、ArCONeLi、SiLi、PH、Be、AlLi、CaHe、C、SOHH1.周期(1)数目：元素周期表有7个横行，即有7个周期。(2)分类①短周期：第一、二、三周期，每周期所含元素的种类数分别为2、8、8。②长周期：第四、五、六、七周期，每周期所含元素的种类数分别为18、18、32、32。(3)周期数＝

。电子层数二、元素周期表的结构2.族(1)数目：元素周期表有18个纵行，但只有16个族。(2)分类①主族，共7个(由长、短周期元素构成，族序数后标A)。②副族，共7个(只由长周期元素构成，族序数后标B)。③第Ⅷ族，包括8、9、10三个纵行。④0族，最外层电子数是8(He是2)。(3)主族序数＝

。最外层电子数二、元素周期表的结构3.过渡元素元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为

元素，统称为过渡元素。金属二、元素周期表的结构(1)元素周期表的结构(2)列序数与族序数的关系①列序数＜8，主族和副族的族序数＝列序数；②列序数＝8或9或10，为第Ⅷ族；③列序数＞10，主族和副族的族序数＝列序数－10(0族除外)。二、元素周期表的结构【归纳总结】例3下列关于元素周期表的说法正确的是A.在元素周期表中，每一纵行就是一个族B.主族元素都是短周期元素C.副族元素都是金属元素D.元素周期表中每个长周期均包含32种元素解析A项，第8、9、10三个纵行为第Ⅷ族；B项，主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成。√二、元素周期表的结构例4若把元素周期表原先的主副族及族号取消，由左至右改为18列，如碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按此规定，下列说法错误的是A.只有第2列元素的原子最外层有2个电子B.第14列元素形成的化合物种数最多C.第3列元素种类最多D.第18列元素都是非金属元素√二、元素周期表的结构解析周期表中各族元素的排列顺序为ⅠA、ⅡA、ⅢB→ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB、ⅢA→ⅦA、0族，18列元素与以上对应，所以A项中为ⅡA族，最外层有2个电子，但He及多数过渡元素的最外层也是2个电子，故A项错误；第14列为碳族元素，形成化合物种类最多，故B项正确；第3列包括镧系和锕系元素，种类最多，故C项正确；第18列为稀有气体元素，全部为非金属元素，故D项正确。二、元素周期表的结构二、核素1.概念：把具有一定数目

和一定数目

的一种原子叫做核素。2.核素属于

概念，核素界定的是一种原子，由质子数和中子数共同确定的，即原子核内质子数

，中子数

的原子是同一种核素。3.同一元素的不同核素，中子数不同、质量数不同，但质子数一定相同。4.除少数元素只有一种核素外，大多数元素都包含多种核素，即一种元素可以有多种核素，如

、

、

为氢元素的3种的核素。质子中子微观相同相同1H2H【微点拨】质量数相同的原子是否为同种元素？3H提示：不能根据质量数来确定元素的种类，如14C和14N的质量数相同，但它们属于两种不同的元素。01碱金属元素元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm锂0.152钠0.186钾0.227铷0.248铯0.265Li◕填写课本P93页表中的信息，并思考和讨论下列问题。NaKRbCs3111937551111123456

（1）在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？

核电荷数从Li到Cs逐渐增多；原子半径逐渐增大。（2）观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？

电子层数依次增多，从2层增大到6层；最外层电子数都相同为1。

【思考与讨论】

【思考与讨论】一、碱金属元素

1、碱金属元素的原子结构（1）碱金属元素包括：锂(

)、钠(

)、钾(

)、铷(

)、铯(

)、钫(

)(写元素符号)。（2）原子结构特点如下：①相似性：最外层电子数都是

。②递变性：Li→Cs，核电荷数

，电子层数

，原子半径

。LiNaKFrCsRb1增大增多增大◕阅读下表（教材P95），总结归纳碱金属单质的物理性质表1：碱金属单质的主要物理性质银白色较小增大降低

2、碱金属单质的物理性质化学性质Na、K与氧气反应

【实验･探究】（1）钠、钾与氧气的反应钾钠实验操作实验现象

原理结论金属活动性：K

Na先熔化成小球，后燃烧，反应比钠更剧烈先熔化成小球，后燃烧，反应剧烈，火焰呈黄色，生成淡黄色固体＞总结▶相同条件下，碱金属从Li到Cs,与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。

【实验･探究】

3、碱金属单质的化学性质化学性质Na、K与水反应

【实验･探究】钾钠实验操作实验现象钾浮于水面；迅速熔化成银色小球；四处游动；反应剧烈；有轻微爆炸声并着火燃烧

；反应后滴入酚酞；溶液变红。

钠浮在水面上；熔成光亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后滴入酚酞；溶液变红。

原理2K+2H2O=2KOH+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑结论金属活动性：K

Na＞总结▶碱金属都能与水反应，生成氢氧化物并放出氢气；由锂到铯与水反应越来越剧烈。

【实验･探究】（2）钠、钾与水的反应

【归纳･总结】（3）碱金属元素结构与性质的相似性和递变性氧化还原还原性钾钠(1)互为同位素的是______(填序号，下同)；(2)互为同素异形体的是____；(3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物分子，这些化合物中相对分子质量最大的是______(填化学式)。深度思考①④③1.下列关于碱金属单质性质的叙述正确的是（）A.在空气中加热反应的生成物都是过氧化物

B.与水反应都能生成碱和氢气C.熔、沸点随原子序数增加而升高

D.还原性随原子电子层数增加而减弱2.钠和锂有相似的化学性质。下列说法中，能较好地解释这个事实的是（）A.都是金属元素B.原子半径相差不大

C.最外层电子数相同D.化合价相同3.下列叙述中正确的是（）A.在碱金属元素中，所有碱金属的氧化物均属于碱性氧化物B.由于活泼性Na<K，故金属钾可以从NaCl溶液中置换出钠单质C.碱金属在自然界中都以化合态存在.D.虽然自然界含钾的物质均易溶于水，但土壤中钾含量太少，故需施用钾肥4.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是（）A.卤素单质与水的反应均可用X2+H2O===HXO+HX表示B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而增强C.卤素单质的颜色从F2→I2随相对分子质量的增大而加深D.X-的还原性强弱依次为F-<Cl-<Br-<I-，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来5.将溴水滴入碘化钾溶液中，溶液由无色变为褐色；将碘水滴入硫化钠溶液中，溶液呈浑浊。由此可以得出的正确结论是（）A.离子的氧化性由强到弱的顺序是：I->S2->Br-B.原子的氧化性由强到弱的顺序是：Br>I>SC.离子的还原性由强到弱的顺序是：Br->I->S2-D.元素的非金属性由强到弱的顺序是：Br>S>I★6.为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持及加热仪器已略去，气密性已检验)。实验过程：Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸，A中产生黄绿色气体。Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。Ⅳ.……（1）能够证明氯气的氧化性强于碘的实验现象是

。

（2）B中溶液发生反应的离子方程式是

。

（3）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是

。

1.下列关于碱金属单质性质的叙述正确的是（）A.在空气中加热反应的生成物都是过氧化物

B.与水反应都能生成碱和氢气C.熔、沸点随原子序数增加而升高

D.还原性随原子电子层数增加而减弱【解析】碱金属单质在空气中加热反应的生成物是有区别的，如Li生成Li2O，Na生成Na2O2，A项错误；随核电荷数的增大，碱金属单质的熔、沸点逐渐降低，还原性逐渐增强，C、D两项均错误。B2.钠和锂有相似的化学性质。下列说法中，能较好地解释这个事实的是（）A.都是金属元素B.原子半径相差不大

C.最外层电子数相同D.化合价相同【解析】元素原子的最外层电子数决定该元素的化学性质。C3.下列叙述中正确的是（）A.在碱金属元素中，所有碱金属的氧化物均属于碱性氧化物B.由于活泼性Na<K，故金属钾可以从NaCl溶液中置换出钠单质C.碱金属在自然界中都以化合态存在.D.虽然自然界含钾的物质均易溶于水，但土壤中钾含量太少，故需施用钾肥D【解析】碱性氧化物是可以和酸反应生成盐和水的氧化物，过氧化钠可以和酸反应生成盐和水以及氧气，A错误；钠和钾都是活泼的金属，极易和水反应，所以B和C都错误。4.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是（）A.卤素单质与水的反应均可用X2+H2O===HXO+HX表示B.HX都极易溶于水，它们的热稳定性随X的核电荷数的增加而增强C.卤素单质的颜色从F2→I2随相对分子质量的增大而加深D.X-的还原性强弱依次为F-<Cl-<Br-<I-，因此相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来C【解析】A项，F2与H2O的反应为2F2+2H2O===4HF+O2，不可用X2+H2O===HXO+HX表示；B项，HX的热稳定性随核电荷数的增加而减弱；D项，F2性质极为活泼，遇盐溶液先和水反应，故不能将相对分子质量比其大的卤素单质从它的盐溶液里置换出来。5.将溴水滴入碘化钾溶液中，溶液由无色变为褐色；将碘水滴入硫化钠溶液中，溶液呈浑浊。由此可以得出的正确结论是（）A.离子的氧化性由强到弱的顺序是：I->S2->Br-B.原子的氧化性由强到弱的顺序是：Br>I>S