高中化學(xué) 專題一 微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的多樣性 第一單元 核外電子排布與元素周期律（第1課時）原子核外電子排布與元素周期律 蘇教版必修

1、第一單元第一單元 原子原子核外電子排布與元素周期律核外電子排布與元素周期律1、原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)問題問題1：原子是怎樣構(gòu)成的：原子是怎樣構(gòu)成的?一、原子核外電子排布一、原子核外電子排布原子原子XAZ原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子ZN質(zhì)子：質(zhì)子：決定決定元素的種類元素的種類， 與中子共同決定原子的與中子共同決定原子的相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量 中子：中子：決定決定同位素的種類同位素的種類， 與質(zhì)子共同決定原子的與質(zhì)子共同決定原子的相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量電子：電子：核外電子的排布，尤其是最外層電子數(shù)決定核外電子的排布，尤其是最外層電子數(shù)決定元素的元素的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)問題問題2： 質(zhì)

2、子、中子、電子的電性和電量怎樣？質(zhì)子、中子、電子的電性和電量怎樣？1個質(zhì)子帶一個單位正電荷個質(zhì)子帶一個單位正電荷1個電子帶一個單位負(fù)電荷個電子帶一個單位負(fù)電荷中子不帶電中子不帶電1、原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子排布一、原子核外電子排布()(不帶電不帶電)()()(不帶電不帶電)原子原子XAZ原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子ZN含義：含義：質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)中子數(shù)N原子：原子：Z=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)=原子序數(shù)原子序數(shù) =原子原子核外電子數(shù)核外電子數(shù)1、原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)一、原子核外電子排布一、原子核外電子排布陽離子陽離子ZMn+：離子：離子：Z=

3、質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)=原子序數(shù)原子序數(shù) =原子的核外電子數(shù)原子的核外電子數(shù)離子所帶電荷數(shù)離子所帶電荷數(shù)核外電子數(shù)核外電子數(shù)=Z-n陰離子陰離子ZMm-：核外電子數(shù)核外電子數(shù)=Z+m 問題問題3： 中各個字母的含義、關(guān)系是什么？中各個字母的含義、關(guān)系是什么？AZpXm+- n-+A：代表質(zhì)量數(shù)；：代表質(zhì)量數(shù)； Z：代表核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù)；：代表核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù)；P：代表離子的價態(tài)；：代表離子的價態(tài)；m：代表化合價：代表化合價 n：代表原子個數(shù)：代表原子個數(shù)關(guān)系：關(guān)系：2、原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子結(jié)構(gòu)示意圖一、原子核外電子排布一、原子核外電子排布各電子層排布的電子數(shù)各電子層排布的電子數(shù)電子層電

4、子層(從里到外依次為從里到外依次為K、L、M層層)原子核原子核核電荷數(shù)核電荷數(shù)118號原子結(jié)構(gòu)示意圖號原子結(jié)構(gòu)示意圖你能由上述原子結(jié)構(gòu)示意圖總結(jié)出原你能由上述原子結(jié)構(gòu)示意圖總結(jié)出原子核外電子排布的規(guī)律嗎？子核外電子排布的規(guī)律嗎？(1)核外電子按能量高低分層排布（運動）核外電子按能量高低分層排布（運動）電子層數(shù)電子層數(shù)n 1 2 3 4 5 6 7電子層符號電子層符號 K L M N O P Q電子能量電子能量 低低 高高2、原子核外電子排布、原子核外電子排布一、原子核外電子排布一、原子核外電子排布電子層電子層:根據(jù)電子的能量差異和通常運動區(qū)域離根據(jù)電子的能量差異和通常運動區(qū)域離核的遠(yuǎn)近不同，核

5、的遠(yuǎn)近不同，將核外電子運動的不同將核外電子運動的不同區(qū)域稱為電子層。區(qū)域稱為電子層。離核距離離核距離 近近 遠(yuǎn)遠(yuǎn)n越大，電子離核越遠(yuǎn)，越大，電子離核越遠(yuǎn)， 其能量也越高！其能量也越高！表表11 稀有氣體元素原子核外電子排布稀有氣體元素原子核外電子排布元素元素各電子層的電子數(shù)各電子層的電子數(shù)KLMNOP2He（氦）（氦）210Ne（氖）（氖）2818Ar（氬）（氬）28836Kr（氪）（氪）2818854Xe（氙）（氙）281818886Rn（氡）（氡）281832188稀有氣體最外層都已達(dá)稀有氣體最外層都已達(dá)8電子電子(或或He 2電子電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)!b.各層最多容納各層最多容納2n2

6、 個電子個電子c. 最外層不超過最外層不超過8個（個（K層不超過層不超過2個）個） 次外層不超過次外層不超過18個，個， 倒數(shù)第三層不超過倒數(shù)第三層不超過32個。個。上述規(guī)律相互制約，相互聯(lián)系上述規(guī)律相互制約，相互聯(lián)系! (2)核外電子排布規(guī)律核外電子排布規(guī)律（一低四不超）（一低四不超）a.能量最低原理能量最低原理電子一般總是盡先排布在能量最低的電子層電子一般總是盡先排布在能量最低的電子層 里，里，即最先排布即最先排布K層；當(dāng)層；當(dāng)K層排滿后，再排布層排滿后，再排布L層；當(dāng)層；當(dāng)L層排滿后，再排布層排滿后，再排布M層；層；2、原子核外電子排布、原子核外電子排布一、原子核外電子排布一、原子核外電

7、子排布（5）最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的）最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍的元素：倍的元素：_ 是次外層是次外層3倍的是：倍的是：_ _;是次外層是次外層4倍的是：倍的是：_.（9）內(nèi)層電子數(shù)之和是最外層電子數(shù)）內(nèi)層電子數(shù)之和是最外層電子數(shù)2倍的元素倍的元素:_（8）次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的）次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍的元素：倍的元素：_（7）電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的）電子總數(shù)為最外層電子數(shù)的2倍的是：倍的是：_（6）電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：）電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：_（4）最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：）最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：_ （3）最外層

8、有）最外層有2個電子的元素：個電子的元素：_（2）最外層有）最外層有1個電子的元素：個電子的元素：_（1）原子核中無中子的原子：）原子核中無中子的原子：_H11前前20號元素的原子結(jié)構(gòu)的特殊性號元素的原子結(jié)構(gòu)的特殊性Li 、Na 、K 、 HBe、Mg、Ca、HeBe、ArCNeH、Be、AlBeSi、LiLi、PO隨堂練習(xí)：1、根據(jù)核外電子排布規(guī)律，畫出下列微粒的結(jié)構(gòu)、根據(jù)核外電子排布規(guī)律，畫出下列微粒的結(jié)構(gòu)示意圖。示意圖。（1）3Li、55Cs（2）9F、53I（3）11Na+ 16S2-2、與、與OH-具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的微粒是（具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的微粒是（ ） A、F- B、N

9、H3 C、H2O D、Na+ A3、核電荷數(shù)分別為、核電荷數(shù)分別為16的元素和的元素和4的元素的原子相比的元素的原子相比較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者的較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者的4倍的是倍的是( )A 電子數(shù)電子數(shù) B 最外層電子數(shù)最外層電子數(shù) C 電子層數(shù)電子層數(shù) D 次外層電子數(shù)次外層電子數(shù) AD4、已知、已知R2+核內(nèi)共有核內(nèi)共有N個中子，個中子，R的質(zhì)量數(shù)為的質(zhì)量數(shù)為A， m g R2+中含電子的物質(zhì)的量為中含電子的物質(zhì)的量為( ) A. mol B. mol C. mol D. molAN N) )m m( (A A A2 2) )N Nm m( (A AmA 2 2) )N N( (A

10、AA2 2) )N Nm m( (A A隨堂練習(xí)：D5、已知、已知A2、B、C、D2、E3五種簡單離子的核五種簡單離子的核外電子數(shù)相等，與它們對應(yīng)的原子的核電荷數(shù)由大外電子數(shù)相等，與它們對應(yīng)的原子的核電荷數(shù)由大到小的順序是到小的順序是 。EDCBA觀察思考觀察思考1觀察下表，請說出隨著核電荷數(shù)的遞觀察下表，請說出隨著核電荷數(shù)的遞增，核電荷數(shù)為增，核電荷數(shù)為118的元素原子最外層電子的排布呈的元素原子最外層電子的排布呈現(xiàn)了怎樣的周期性的變化？現(xiàn)了怎樣的周期性的變化？二、元素周期律二、元素周期律結(jié)論結(jié)論1：隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子最外層電隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子最外層電子數(shù)子數(shù)從從1到到8

11、（或（或2）依次遞增）依次遞增，呈周期性變化。，呈周期性變化。觀察思考觀察思考2觀察下表：原子序數(shù)為觀察下表：原子序數(shù)為39、1117的的元素的原子半徑。用橫坐標(biāo)表示元素原子核外最外層元素的原子半徑。用橫坐標(biāo)表示元素原子核外最外層電子數(shù)，以縱坐標(biāo)表示原子半徑，根據(jù)數(shù)據(jù)表作圖，電子數(shù)，以縱坐標(biāo)表示原子半徑，根據(jù)數(shù)據(jù)表作圖，表示出表示出39、1117的元素的原子最外層電子數(shù)與原的元素的原子最外層電子數(shù)與原子半徑的函數(shù)圖像。子半徑的函數(shù)圖像。39號元素Li（鋰）Be（鈹）B（硼）C（碳）N（氮）O（氧）F（氟）Ne（氖）原子半徑/pm15211188777066641117號元素Na（鈉）Mg（鎂）

12、Al（鋁） Si（硅）P（磷）S（硫）Cl（氯） Ar（氬）原子半徑/pm18616014311711010499提示：（提示：（1）稀有氣體元素原子半徑的測定依據(jù)與其它元素不同，沒有可比性。）稀有氣體元素原子半徑的測定依據(jù)與其它元素不同，沒有可比性。 （2）表中數(shù)據(jù)的單位是）表中數(shù)據(jù)的單位是pm（皮米），（皮米），1pm=10-12m。二、元素周期律二、元素周期律交流與討論：交流與討論：根據(jù)圖像思考隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑有什么樣根據(jù)圖像思考隨著核電荷數(shù)的遞增，原子半徑有什么樣的變化規(guī)律？與最外層電子數(shù)和電子層數(shù)有什么關(guān)系？的變化規(guī)律？與最外層電子數(shù)和電子層數(shù)有什么關(guān)系？結(jié)論結(jié)論2：隨著

13、核電荷數(shù)的遞增，隨著核電荷數(shù)的遞增，元素原子半徑呈周期性變化，元素原子半徑呈周期性變化，每隔一定數(shù)目，元素原子半徑每隔一定數(shù)目，元素原子半徑重復(fù)由大到小的變化趨勢重復(fù)由大到小的變化趨勢（?。ㄏ∮袣怏w元素除外）有氣體元素除外）原子半徑的比較方法：原子半徑的比較方法：從左到右，逐漸減??；從左到右，逐漸減?。粡纳系较?，逐漸增大。從上到下，逐漸增大。（稀有氣體元素除外）（稀有氣體元素除外）在在118號元素原子中半徑最小的原子和半號元素原子中半徑最小的原子和半徑最大的原子分別是什么？徑最大的原子分別是什么？118號元素原子中號元素原子中半徑最小半徑最小的原子是的原子是氫原子氫原子， 半徑最大半徑最大的原

14、子為的原子為鈉原子鈉原子。原子半徑的比較方法：原子半徑的比較方法：從左到右，逐漸減?。粡纳系较?，從左到右，逐漸減小；從上到下，逐漸增大。逐漸增大。（稀有氣體元素除外）（稀有氣體元素除外）練習(xí)練習(xí) 比較原子半徑的大?。ㄌ畋容^原子半徑的大?。ㄌ睢啊被蚧颉啊保?K Cs，O F，Na Mg，Na Cl，Na F你能否比較下列微粒半徑的大小呢？你能否比較下列微粒半徑的大小呢？K Cs，O2- F-， Na Mg2 ，Na Cl- Na Na，Cl Cl-, Na F- 觀察思考觀察思考3觀察下表：觀察下表：39、1117號元素的最高號元素的最高正化合價與最低化合價。正化合價與最低化合價。 39號號元素

15、元素Li（鋰）（鋰）Be（鈹）（鈹）B（硼）（硼）C（碳）（碳）N（氮）（氮）O（氧）（氧）F（氟）（氟）Ne（氖）（氖）最高正價最高正價最低負(fù)價最低負(fù)價+1+2+3+4-4+5-3-2-101117號號元素元素Na（鈉）（鈉）Mg（鎂）（鎂）Al（鋁）（鋁） Si（硅）（硅）P（磷）（磷）S（硫）（硫）Cl（氯）（氯） Ar（氬）（氬）最高正價最高正價最低負(fù)價最低負(fù)價+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-10結(jié)論結(jié)論3：隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的主要化合價呈周隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的主要化合價呈周期性變化，每隔一定數(shù)目，元素的期性變化，每隔一定數(shù)目，元素的最高正化合價重復(fù)最高正化合價重

16、復(fù)出現(xiàn)由出現(xiàn)由+1到到+7遞增，最低負(fù)化合價由遞增，最低負(fù)化合價由-4到到-1遞增的變遞增的變化化。（稀有氣體元素除外）。（稀有氣體元素除外） 結(jié)論：結(jié)論：（1）元素最高正化合價）元素最高正化合價=元素原子最外層電子數(shù)元素原子最外層電子數(shù) （2）元素最高正化合價）元素最高正化合價+|元素最低負(fù)化合價元素最低負(fù)化合價|=8 觀察元素最高正化合價與最低負(fù)化合價，結(jié)觀察元素最高正化合價與最低負(fù)化合價，結(jié)合元素原子的核外電子排布，思考它們之間合元素原子的核外電子排布，思考它們之間是否存在一定的聯(lián)系？是否存在一定的聯(lián)系？ 觀察思考觀察思考3觀察下表：觀察下表：39、1117號元素的最高正化合價號元素的最

17、高正化合價與最低化合價。與最低化合價。 39號號元素元素Li（鋰）（鋰）Be（鈹）（鈹）B（硼）（硼）C（碳）（碳）N（氮）（氮）O（氧）（氧）F（氟）（氟）Ne（氖）（氖）最高正價最高正價最低負(fù)價最低負(fù)價+1+2+3+4-4+5-3-2-101117號號元素元素Na（鈉）（鈉）Mg（鎂）（鎂）Al（鋁）（鋁） Si（硅）（硅）P（磷）（磷）S（硫）（硫）Cl（氯）（氯） Ar（氬）（氬）最高正價最高正價最低負(fù)價最低負(fù)價+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-10O和和F無最高正價！無最高正價！1、元素金屬性強弱的判斷依據(jù)：、元素金屬性強弱的判斷依據(jù)：金屬性越強金屬性越強非金屬性越非金屬性越

18、強強單質(zhì)還原性越強單質(zhì)還原性越強與水或酸置換氫氣越容易與水或酸置換氫氣越容易最高價氧化物水化物堿性越強最高價氧化物水化物堿性越強單質(zhì)氧化性越強單質(zhì)氧化性越強與氫氣反應(yīng)越容易與氫氣反應(yīng)越容易氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定最高價氧化物水化物酸性越強最高價氧化物水化物酸性越強隨著原子序數(shù)遞增，元素的化學(xué)性質(zhì)是否隨著原子序數(shù)遞增，元素的化學(xué)性質(zhì)是否也會有相應(yīng)的周期性變化規(guī)律呢？也會有相應(yīng)的周期性變化規(guī)律呢？信息提示！信息提示！2、元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)：、元素非金屬性強弱的判斷依據(jù)：11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 與水反應(yīng)的劇烈程度與水反應(yīng)的劇烈程度與酸反應(yīng)的劇烈程度與酸反應(yīng)的劇烈程度NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 強堿強堿 中強堿中強堿 兩性兩性 金屬性金屬性與與H2反應(yīng)難易程度反應(yīng)難易程度氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性非金屬性非金屬性H4SiO4 H3PO4