2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律1.2.1原子核外电子的排布原子核外电子的排布学案新人教版必修2

PAGEPAGE1第1课时原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布规律1．电子的能量(1)在多电子原子里，电子的能量不同。(2)在离核近的区域内运动的电子的能量较低，在离核远的区域内运动的电子的能量较高。2．电子层(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。(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KLMNOPQ离核远近由近到远能量凹凸由低到高3.原子核外电子排布的一般规律(1)能量最低原理：核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步上升的电子层里，即按K→L→M→N……依次排列。(2)电子层最多容纳的电子数①各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。例如，当M层是最外层时，最多可排8个电子，当M层不是最外层时，最多可排18个电子。例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()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．①④B．②③C．①③D．②④考点原子核外电子的排布规律题点电子层及其电子的能量答案A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。例2下列说法中肯定错误的是()A．某原子K层上只有一个电子B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D．某原子的核电荷数与最外层电子数相等考点原子核外电子的排布规律题点核外电子排布的基本规律答案B解析K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上肯定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18＜8×4，所以B项肯定是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即存在M层和L层都为8个电子的离子，K＋、Ca2＋等均有可能；H、He的核电荷数分别与它们的最外层电子数相等，所以D项有可能。二、微粒(原子或离子)的结构1．微粒核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。②弧线表示电子层。③弧线内数字表示该层中的电子数。(2)离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层全部电子变为离子时，电子层数削减一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。②非金属元素的原子得电子形成简洁离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。2．短周期元素原子结构的特别性(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar；最外层电子数是次外层电子数2倍、3倍、4倍的原子分别是C、O、Ne。(3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。(4)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al；电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S；最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。3．等电子粒子(1)常见“10电子”粒子①一核10电子：Ne、N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋；②二核10电子：HF、OH－；③三核10电子：H2O、NHeq\o\al(－,2)；④四核10电子：NH3、H3O＋；⑤五核10电子：CH4、NHeq\o\al(＋,4)。(2)常见“18电子”粒子①分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4；②阳离子：K＋、Ca2＋；③阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－。原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。阳离子：核外电子数小于核电荷数。阴离子：核外电子数大于核电荷数。例3下列微粒结构示意图中，不正确的是()考点微粒结构示意图题点微粒结构示意图的正误推断答案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－的结构示意图，正确。例4与OH－具有相同质子数和电子数的粒子是()A．H2O B．F－C．Na＋ D．NH3考点原子核外电子排布的综合应用题点10e－、18e－微粒的相关综合答案B1．推断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)电子的能量越低，运动区域离核越远()(2)原子核外电子的排布就是核外电子的分层运动()(3)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子()(4)某元素的＋1价阳离子电子排布与氖原子相同，则它的原子序数是11()(5)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子()(6)多电子原子中，核外电子先排内层再排外层，由内到外电子的能量越来越低()(7)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个()(8)19号元素K的原子结构示意图为()(9)单核阳离子的核外电子排布肯定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同()(10)S2－、Cl－、K＋、Ca2＋具有相同的核外电子排布()考点原子核外电子排布题点核外电子排布与表示方法的综合答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)×(10)√2．下列关于原子结构的叙述中正确的是()A．全部的原子核都由质子和中子构成B．原子的最外层电子数不超过8个C．稀有气体原子的最外层电子数均为8个D．原子的次外层电子数都是8个考点原子核外电子排布题点核外电子排布基本规律答案B解析A项，eq\o\al(1,1)H不含有中子；C项，He最外层电子数为2个；D项，其次周期元素原子的次外层电子数为2个。3．从某微粒的结构示意图反映出()A．质子数和中子数B．中子数和电子数C．核电荷数和核外电子层排布的电子数D．质量数和核外电子层排布的电子数考点微粒结构示意图题点微粒结构示意图的表示方法答案C4．下列叙述中正确的是()A．核外电子排布完全相同的两种粒子，其化学性质肯定相同B．凡主族元素单原子形成的离子，肯定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C．核外电子排布相同的两原子肯定属于同种元素D．单核阴离子的核外电子排布肯定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同考点核外电子排布的综合应用题点相关学问的综合答案C解析Na＋与Ne的粒子结构示意图分别为和，核外电子排布相同，但二者化学性质不同，A项错误；主族元素单原子形成的离子不肯定达到8电子或2电子稳定结构，如H＋，B项错误；核外电子排布相同的两原子肯定属于同种元素，C项正确；阴离子是非金属元素原子得电子之后形成的，比上一周期稀有气体元素原子多一个电子层，与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。5．下列是几种粒子的结构示意图，有关说法正确的是()A．①和②两种粒子的化学性质相像B．③和④均属于离子结构示意图C．粒子②在化学反应中简洁失去电子D．①②③④共表示四种元素的粒子考点微粒结构示意图题点由微粒结构推想其性质答案C解析①是He原子结构示意图，是稀有气体元素，原子达到稳定结构，而②是Mg原子结构示意图，最外层有2个电子，简洁失去电子，化学性质活泼，故两种粒子的化学性质不相像，A错误，C正确；③是Mg2＋结构示意图，④是Ne原子结构示意图，不都属于离子结构示意图，B错误；①表示He元素的原子，②③表示Mg元素的粒子，④表示Ne元素的原子，共表示三种元素的粒子，D错误。6．(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是________________________。(2)已知某粒子的结构示意图为。试回答：①当x－y＝10时，该粒子为____________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)；②当y＝8时，粒子可能为(填名称)______________、______________、________________、______________、______________；③写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式________________________________________________________________________。考点核外电子排布的综合应用题点相关学问的综合答案(1)＋=Al3＋＋3H2O解析(1)设：核电荷数＝质子数＝a，元素原子的电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝eq\f(3y,5)。因原子的最外层电子数不超过8，即y为1～8的正整数，故仅当y＝5，x＝3时合理，该元素的核电荷数为15。(2)①当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子；③y＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。[对点训练]题组一原子核外电子排布规律1．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是()A．K层是能量最低的电子层B．原子失电子时先失去能量低的电子C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18考点核外电子排布规律题点电子层及其电子能量答案B解析距原子核由近到远，电子的能量由低到高，即离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，则K层是能量最低的电子层，A正确；原子最先失去最外层电子，最外层电子的能量最高，所以原子失电子时先失去能量高的电子，B错误；核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上，C正确；电子层的次外层最多容纳18个电子，所以N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，D正确。2．(2024·邯郸高一检测)核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，前者下列数据是后者4倍的是()①电子数②最外层电子数③电子层数④次外层电子数A．①④ B．①③④C．①②④ D．①②③④考点核外电子排布规律题点核外电子排布基本规律答案A解析核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的电子数分别是16和4，最外层电子数分别是6和2，电子层数分别是3和2，次外层电子数分别为8和2，A项正确。3．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n＋1)层最多能多10个，则此电子层是()A．K层B．L层C．M层D．N层考点核外电子排布规律题点核外电子排布基本规律答案C解析n作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以(n－1)层应为8个电子，为L层，则n应为M层；若n为次外层，则(n＋1)为最外层，则次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明n为M层。题组二核外电子排布表示方法4．某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，那么该原子()A．有3个电子层 B．有2个电子层C．最外层电子数是8 D．核电荷数是10考点微粒结构示意图题点短周期元素结构的特别性答案B解析第一层排满为2个电子，其次层排满为8个电子，第三层为最外层时，最多排8个电子，若该原子有3个电子层，依题意可知最外层(第3层)要排到24个电子，这不行能，则该原子只有2个电子层，第一层为2个电子，其次层为6个电子。5．下列微粒的结构示意图，正确的是()A．Mg2＋： B．Cl：C．Ar： D．K：考点微粒结构示意图题点微粒结构示意图的正误推断答案A解析Mg2＋是镁原子失去最外层两个电子后生成的，A选项正确；Cl原子的最外层应当只有7个电子，B选项错误；Ar原子的次外层与最外层应当有8个电子，C选项错误；K原子的结构示意图应当是，故D选项错误。6．依据下列微粒结构示意图的共同特征，可把、、三种微粒归为一类，下列微粒可以归为此类的是()A. B.C. D.考点微粒结构示意图题点原子或离子结构示意图的推断答案C7．已知一般状况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相像的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相像的是()考点微粒结构示意图题点由微粒结构推想其性质答案D解析氟元素原子核外最外层电子数为7个，D元素原子核外最外层电子数也为7个，故二者原子的化学性质相像。题组三原子核外电子排布的综合应用8．某元素原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍，则该元素原子核内质子数为()A．3B．7C．8D．10考点核外电子排布的综合应用题点由核外电子排布确定质子数答案C解析依据原子核外电子排布规律可知，该元素的原子结构示意图为，在原子中，质子数＝核外电子数＝8。9．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(a－b)，L层电子数是(a＋b)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为()A．B3A2B．BA2C．A3B2D．AB2考点核外电子排布的综合应用题点由核外电子排布确定化合物的化学式答案B解析因为B的L层电子数为(a＋b)且有M层，所以a＋b＝8，又因A原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，且满意a＋b＝8，所以A原子有两个电子层，且K层为2个电子，L层为6个电子，所以a＝6，b＝2。进而推知B的各电子层上的电子数分别为2、8、4。即A为O，B为Si。10．A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是()A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子 D．碳原子和铝原子考点核外电子排布的综合应用题点多种元素的推断答案D解析A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明A、B为其次、第三周期元素；L层最多排8个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝。11．甲、乙两元素原子的第2层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是()A．甲与乙处于同一周期B．甲与乙处于同一主族C．甲与乙指的是碳和铝D．甲与乙的原子序数之和是偶数考点核外电子排布的综合应用题点元素在周期表中位置的推断答案D解析L层最多可有8个电子，当其他层共有4个电子时符合题意，依据核外电子排布规律，Mg符合条件；当L层未填满电子时，K层的2个电子已填入，此时L层应有4个电子，碳符合条件。则甲、乙指的是碳和镁，D项符合题意。12．依据中学化学教材所附元素周期表推断，下列叙述不正确的是()A．K层电子数为奇数的全部元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子数为奇数的全部元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子数为偶数的全部元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．M层电子数为奇数的全部主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等考点核外电子排布的综合应用题点相关学问的综合答案C解析K层电子数为奇数的元素只有氢元素，氢元素所在族的序数与原子的K层电子数相等，A正确；L层电子数为奇数的元素有锂、氮、硼、氟，这些元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，B正确；L层电子数为偶数的主族元素如镁元素，所在族的序数为第ⅡA族，但镁元素原子的L层电子数为8，所在族的序数与镁元素原子的L层电子数不相等，C错误；M层电子数为奇数的主族元素有钠、铝、磷、氯，元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等，D正确。[综合强化]13．依据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。信息元素名称原子结构示意图A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同D元素原子次外层电子数是最外层电子数的eq\f(1,3)题点核外电子排布的综合应用题点相关学问的综合答案(从左到右，从上到下)硅硼钠氧解析L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。当次外层为K层时，B元素原子最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为1.5×8＝12，违反了排布规律，故不行能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不行能。14．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒(离子或分子)，请回答：(1)A元素是___