新教材化學人教版學案第四章第一節(jié)第1課時原子結(jié)構(gòu)

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時原子結(jié)構(gòu)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標核心素養(yǎng)形成脈絡(luò)1.了解原子的構(gòu)成，了解原子序數(shù)、質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)之間的關(guān)系(證據(jù)推理與模型認知)2．了解原子核外電子分層排布規(guī)律(科學探究與創(chuàng)新意識)一原子結(jié)構(gòu)1．原子的構(gòu)成原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子：帶1個單位正電荷,中子：不帶電)),核外電子：帶1個單位負電荷))2．質(zhì)量數(shù)(1)概念：將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值。(2)構(gòu)成原子的微粒間的兩個關(guān)系①質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)；②電性關(guān)系：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝核電荷數(shù)＝原子序數(shù)。3．原子的表示方法如作為相對原子質(zhì)量標準的eq\o\al(12,6)C表示質(zhì)子數(shù)為6，質(zhì)量數(shù)為12的碳原子。二核外電子排布1．電子層根據(jù)電子的能量差別和通常運動的區(qū)域離核遠近不同，把核外電子通常運動的不同區(qū)域看成不同的電子層。各電子層的序號、能量見下表：2.核外電子排布的一般規(guī)律①核外電子總是盡可能排布在能量最低的電子層里，然后再排布在能量較高的電子層里。即電子層最先排滿K層，當K層排滿時再排布在L層中等等。②各核外電子層最多容納的電子數(shù)目是2n2個(n為電子層序數(shù))。③最外層電子數(shù)目不超過8個(K層為最外層時不超過2個)。④次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。說明：以上規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。例如：當M層是最外層時，最多可排8個電子，當M層不是最外層時，最多可排18個電子。3．畫出下列微粒的結(jié)構(gòu)示意圖COAl3＋SiCl－ArKCa知識點一：原子結(jié)構(gòu)的理解(1)粒子組成符號及其含義eq\o\al(A,Z)Xeq\o\al(a±,b)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(X——元素符號或原子,A——質(zhì)量數(shù),Z——核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù),a±——離子所帶電荷數(shù)及電性,b——化學式中原子的個數(shù)))例如，eq\o\al(16,8)O2－表示的是O元素中質(zhì)量數(shù)為16、質(zhì)子數(shù)為8、中子數(shù)為8、帶2個單位負電荷的陰離子。(2)構(gòu)成原子或離子的微粒間的數(shù)值關(guān)系(3)求質(zhì)子數(shù)的公式：①質(zhì)子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－中子數(shù)；②質(zhì)子數(shù)＝陰離子電子數(shù)－陰離子電荷數(shù)；③質(zhì)子數(shù)＝陽離子電子數(shù)＋陽離子電荷數(shù)。知識點二：核外電子排布(1)原子核外電子排布規(guī)律的“四最”(2)原子核外電子排布的表示方法①原子結(jié)構(gòu)示意圖a．小圓圈和圓圈內(nèi)的符號及數(shù)字表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù)。b．弧線表示電子層。c．弧線內(nèi)數(shù)字表示該層中的電子數(shù)。②離子結(jié)構(gòu)示意圖a．當主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減少一層，形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。如：b．非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。特別提醒：(1)核外電子排布的規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，如當M層不是最外層時，最多可以排布18個電子，而當它是最外層時，最多可以排布8個電子。(2)電子不一定排滿M層才排N層，如K和Ca的核外電子排布情況分別為；。知識點三：等電子粒子(1)常見“10電子”粒子①一核10電子：Ne、N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋；②二核10電子：HF、OH－；③三核10電子：H2O、NHeq\o\al(－,2)；④四核10電子：NH3、H3O＋；⑤五核10電子：CH4、NHeq\o\al(＋,4)。(2)常見“18電子”粒子①分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4；②陽離子：K＋、Ca2＋；③陰離子：P3－、S2－、HS－、Cl－。題組一原子結(jié)構(gòu)所含微粒的關(guān)系1．下列說法正確的是(A)A．同種元素的質(zhì)子數(shù)必定相同B．不同元素原子的質(zhì)量數(shù)必定不同C．原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的D．凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素解析：元素是具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱，A正確。一種元素可能含有幾種同位素，不同元素原子的質(zhì)量數(shù)可能相同，原子eq\o\al(1,1)H的原子核內(nèi)只有質(zhì)子而無中子。2.eq\o\al(A,Z)X與eq\o\al(A＋1,Z)X＋兩種微粒，下列敘述正確的是(B)A．質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)一定相同B．化學性質(zhì)不相同C．一定都由質(zhì)子、中子、電子組成D．核電荷數(shù)、核外電子數(shù)一定相同解析：在eq\o\al(A,Z)X、eq\o\al(A＋1,Z)X＋中，當A＝1，Z＝1時，微粒為eq\o\al(1,1)X(即eq\o\al(1,1)H)、eq\o\al(2,1)X＋(即D＋或eq\o\al(2,1)H＋)，eq\o\al(1,1)H無中子，D＋無電子，故C不正確；又因中子數(shù)分別為A－Z，A＋1－Z，二者一定不相等，eq\o\al(A,Z)X與eq\o\al(A＋1,Z)X＋為同種元素的原子與離子，所以A、D不正確。原子結(jié)構(gòu)中幾個易錯1原子由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成，但微粒不一定含中子和電子，如eq\o\al(1,1)H不含中子，eq\o\al(1,1)H＋不含中子、電子。2微粒間關(guān)系恒等：質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)，但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等。題組三質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)的相關(guān)計算3．某元素R的陰離子R2－核外共有a個電子，核內(nèi)共有b個中子，則表示R原子的符號正確的是(D)A.eq\o\al(a,b)R B.eq\o\al(a＋b,a＋2)RC.eq\o\al(a＋b－2,a＋2)R D.eq\o\al(a＋b－2,a－2)R解析：R2－核外有a個電子，說明元素R的質(zhì)子數(shù)為(a－2)，結(jié)合核內(nèi)有b個中子，知R的質(zhì)量數(shù)為(a－2＋b)，故D項正確。4．某元素的一種同位素X的原子的質(zhì)量數(shù)為A，含N個中子，它與1H原子構(gòu)成HmX分子。在agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是(A)A.eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)molB.eq\f(a,A)(A－N)molC.eq\f(a,A＋m)(A－N)molD.eq\f(a,A)(A－N＋m)mol解析：根據(jù)題意，X原子的質(zhì)子數(shù)為(A－N)，1個HmX分子中所含質(zhì)子數(shù)為[m＋(A－N)]，則agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為：eq\f(ag,A＋mg·mol－1)×[m＋(A－N)]＝eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)mol。題組三核外電子排布規(guī)律5．在核電荷數(shù)為1～20的元素中，最外層電子數(shù)和電子層數(shù)相等的元素共有(A)A．3種B．4種C．5種D．6種解析：符合條件的有H、Be、Al。6．核電荷數(shù)為1～18的元素中，下列說法正確的是(C)A．最外層只有1個電子的元素一定是金屬元素B．最外層有2個電子的元素一定是金屬元素C．原子核外各層電子數(shù)相等的元素一定是金屬元素D．最外層電子數(shù)為7的原子，最高正價為＋7解析：A項中最外層只有1個電子的有H、Li、Na；B項中可以是He、Be、Mg；C項中只能是Be；D項中F無正化合價。題組四原子(離子)結(jié)構(gòu)示意圖7．下列微粒的結(jié)構(gòu)示意圖中，錯誤的是(D)A．②③④⑤B．①④⑤⑥C．①②⑤⑥D(zhuǎn)．①②④⑤解析：①錯誤，K層最多只能容納2個電子；②錯誤，Cl的核電荷數(shù)為17；④錯誤，最外層電子不能超過8個；⑤錯誤，M層上電子應(yīng)為5個。8．根據(jù)下列敘述，寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖：解析：L層有8個電子，則M層有4個電子，故A為硅。當次外層為K層時，最外層電子數(shù)則為3，是硼；當次外層為L層時，最外層電子數(shù)為1.5×8＝12，違背了排布規(guī)律，故不可能。C元素原子的質(zhì)子數(shù)為10＋1＝11，故為鈉。當次外層為K層時，D為氧；當次外層為L層時，最外層則有24個電子，故不可能。題組五8電子、18電子微粒9．下列各組粒子：①H3O＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋②OH－、NHeq\o\al(－,2)、F－③O2－、Na＋、Mg2＋④CH4、NH3、H2O。具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的正確組合是(C)A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④解析：①中三種離子均為10個電子、11個質(zhì)子。②中均為10個電子，9個質(zhì)子。③中三種離子均為10個電子，質(zhì)子數(shù)分別為8,11,12。④中三種分子均為10個電子，10個質(zhì)子。10．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G分別表示含有18個電子的微粒(離子或分子)，請回答：(1)A元素是K、B元素是Cl、C元素是S(用元素符號表示)。(2)D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是HCl。(3)E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強的分子，其分子式是F2。(4)F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式是H2S。(5)G分子中含有4個原子，其分子式是H2O2(或PH3)。解析：本題主要考查有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)問題，18e－微粒來源大體分三個部分：一是第三周期元素的氣態(tài)氫化物除去H＋的對應(yīng)離子；二是第四周期的金屬陽離子；三是由第二周期氣態(tài)氫化物去掉一個H＋后，兩兩結(jié)合得到的分子。陽離子有K＋、Ca2＋；陰離子有P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。題組六利用電子排布推斷元素11．短周期元素中，A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍；B元素原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍；C元素原子M層電子數(shù)等于其L層電子數(shù)的一半；D元素原子最外層有1個電子，D的陽離子與B的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同，則4種元素原子序數(shù)關(guān)系中正確的是(A)A．C>D>B>AB．D>B>A>CC．A>D>C>BD．B>A>C>D解析：A元素原子的次外層電子數(shù)只能是2，最外層電子數(shù)是4，A的原子序數(shù)為6；B元素的內(nèi)層電子總數(shù)只能是2，最外層電子數(shù)為6，B的原子序數(shù)為8；C元素原子有3個電子層，L層必有8個電子，M層有4個電子，C的原子序數(shù)為14；D的陽離子與B的陰離子(即O2－)電子層結(jié)構(gòu)相同，D為Na，原子序數(shù)為11，故原子序數(shù)：C>D>B>A。12．短周期的三種元素分別為X、Y和Z，已知X元素的原子最外層只有一個電子，Y元素原子的M電子層上的電子數(shù)是它的K層和L