新教材高中化学第四章第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构元素周期表课件人教版必修一

第1课时 原子结构 元素周期表
1.回顾初中所学原子结构知识,结合电子层模型示意图,了解 核外电子能量高低与分层排布的关系。依据稀有气体元素 原子的电子层排布,思考并总结出核外电子排布规律,并学会 书写常见简单原子的原子结构示意图。培养微观探析、证 据推理与模型认知的意识和习惯。 2.结合原子结构示意图,讨论归纳出元素周期表的编排原则 及结构,并能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。培 养证据推理与模型认知的能力。 3.通过阅读“科学史话”,了解“原子结构模型的演变”“元素周 期表的发展”,培养创新意识,增强科学探究精神和社会责任 感。
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3.常见含2e-、10e-、18e-的粒子
(1)含有2个电子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。 (2)含有10个电子的粒子
分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne 阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、N H4+ 、H3O+ 阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、N H2(3)含有18个电子的粒子
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答案:B 解析:原子核外区域能量不同,离核越近能量越低,离核越远能量 越高,所以在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核远的区域 内活动,故A项错误;核外电子总是先排在能量低的、离核最近的电 子层里,例如一般先排满了L层后才排M层,故B项正确;两种微粒,若 核外电子排布完全相同,其化学性质不一定相同,如Na+和Ne核外都 有10个电子,电子排布相同,但是二者化学性质不同,故C项错误;通 常认为最外层有8个电子的结构是一种稳定结构,而最外层是第一 电子层时,有2个电子也为稳定结构,故D项错误。
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变式训练1-2(2020湖北襄阳五中高一检测)对第n电子层,若它作 为原子的最外层,则容纳的电子数最多与(n-1)层的相同;当它作为 次外层,则容纳的电子数比(n+1)层上电子数最多能多10个,则第n层 为( )
A.L层 B.M层 C.N层 D.任意层
答案:B 解析:根据核外电子排布规律可知,核外电子分层排布,各电子层 分别编号为K、L、M、N、O、P、Q,各层n值依次为1、2、3、4、 5、6、7,每层最多可容纳电子2n2个,因此,L层n值为2,无论作最外 层还是次外层,最多只能排布8个电子;而M层n值为3,当它作为最外 层时,最多只能排满8个电子,若作为次外层时,最多可排18个电子, 比最外层最多可多10个电子。
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判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 1.核外电子的能量不同,能量高的在离核近的区域运动。( ) 2.钾原子的M层可以排9个电子。( ) 3.第ⅠA族元素全部是金属元素。( ) 4.原子及离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数。( ) 5.原子最外层电子数等于或大于3(小于8)的元素一定是主族元素 。( ) 6.原子的最外层有1个或2个电子,则可能是ⅠA、ⅡA族元素,也 可能是副族、Ⅷ族元素或0族元素。( ) 7.原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周 期。( ) 8.两短周期元素原子序数相差8,则周期数一定相差1。( )
答案:1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.√
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核外电子排布规律及表示方法 问题探究
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。 把不同的区域简化为不连续的壳层,也称为电子层,有人把这种电 子层模型比拟为洋葱式结构:
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方Leabharlann Baidu规律1~18号元素原子结构特点
①原子核内无中子的原子:11 H。 ②原子最外层有1个电子的元素:H、Li、Na。 ③原子最外层有2个电子的元素:Be、Mg、He。 ④原子最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar。 ⑤原子最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C;最外层电子 数是次外层电子数3倍的元素:O;最外层电子数是次外层电子数4倍 的元素:Ne。 ⑥原子电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。 ⑦原子电子总数为最外层电子数2倍的元素:Be。 ⑧原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si。 ⑨原子内层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、P。
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2.原子或离子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图:表示原子的核电荷数和核外电子在原子核外 各电子层排布的图示。 如Na原子的原子结构示意图为
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(2)离子结构示意图 离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原 子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子 数与核外电子数不相等。如
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5.原子结构模型的演变 人类对原子结构认识经历了如下演变过程:道尔顿模型→汤姆孙 原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型等。
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二、元素周期表 1.元素周期表的发展历程
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2.原子序数 (1)含义:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编号,得到原子 序数。 (2)原子序数与原子结构的关系 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 3.编排原则
原子核 原子
①每个质子带一个单位正电荷 质子
②相对质量约为1
中子 ①中子不带电 ②相对质量约为1
①围绕原子核做高速运动
核外电子 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
1
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2.质量数
(1)质量数:将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,
所得的数值叫做质量数。
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1.元素是具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。 2.原子中的质子数=核电荷数=核外电子数。 3.镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为
4.什么样的核外电子排布结构是稳定的结构? 提示:最外层达到8电子(只有1层电子时是2电子)结构。
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一、原子结构 1.原子的构成
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4.元素周期表的结构 (1)周期(横行) ①个数:元素周期表中有7个周期。 ②特点:每一周期中元素的电子层数相同。 ③分类(3短4长) 短周期:包括一、二、三周期(3短)。 长周期:包括四、五、六、七周期(4长)。 (2)族(纵列) ①个数:元素周期表中有18个纵列,但只有16个族。 ②特点:元素周期表中主族元素的族序数等于其原子的最外层电 子数。
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答案:A 解析:根据核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最 外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2-1,假设n=1时,最外层电 子数为3,不符合题意;n=2时,最外层电子数为5,质子数为7,符合题 意;n=3时,最外层电子数为7,质子数为17,符合题意。由于元素X可 能为氮元素或氯元素,最高正价不可能为+3价,A项错误;若元素X为 氯元素,其最低负价为-1价,B项正确;元素X可能为氮元素或氯元素, 其氢化物为氨气或氯化氢,二者均易溶于水,C项正确;元素X可能为 氮元素或氯元素,二者均为活泼的非金属元素,D项正确。
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4.电子层的表示方法 钠原子的结构示意图如下,请注明其意义。
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【微思考1】构成原子或离子的粒子间的数量关系如何? 提示:(1)原子:核电荷数=质子数=核外电子数。 (2)阳离子:质子数=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数。 (3)阴离子:质子数=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数。
(2)等量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
3.原子核外电子的排布规律
(1)电子层的划分
①核外电子的能量及运动区域。
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②电子层及其与能量的关系。
序号(n)
1 234567
各电子层 符号
K L MN O P Q
(由内到外) 与原子核的距离 由近到远
能量
由低到高
(2)核外电子的排布规律 ①电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。 ②原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 ③原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2),次 外层电子数不能超过18,倒数第三层电子数不能超过32。
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变式训练1-1(2020天津双建中学高一检测)下列叙述中,正确的是
() A.在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内活动 B.核外电子总是先排在能量低的电子层上,例如只有排满了L层
后才排M层 C.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同 D.微粒的最外层只能是8个电子才稳定
分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4等 阳离子:K+、Ca2+
阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-
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素能应用 典例1核电荷数小于18的某元素X,其原子核外的电子层数为n,最 外层电子数为2n+1,原子核内质子数是2n2-1,则下列有关X的说法 中不正确的是( ) A.最高正价为+3价 B.其最低负价可能为-1价 C.氢化物易溶于水 D.是活泼的非金属元素
提示:不对,由长周期和短周期元素共同构成的族是主族和0族。
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深化拓展
1.周期的分类及各周期元素种数
周期 类别
周期名称
本周期 稀有气 体元素
起止元 素
第一周期 He 第二周期 Ne 第三周期 Ar 第四周期 Kr 第五周期 Xe 第六周期 Rn 第七周期 Og
H~He Li~Ne Na~Ar K~Kr Rb~Xe Cs~Rn Fr~Og
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元素周期表的结构 问题探究
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1.门捷列夫发现元素周期表也是几易其稿,现行元素周期表共有 多少个周期,多少个族?
提示:共有7个周期,16个族。 2.元素种类最多的族是第Ⅷ族吗? 提示:不是,是第ⅢB族,共32种元素。
3.主族元素是由长周期和短周期元素共同构成的,所以由长周期 和短周期元素共同构成的族一定是主族,对吗?
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③分类
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④常见族的特别名称 第ⅠA族(除H外):碱金属元素;第ⅦA族:卤族元素;0族:稀有气体 元素。
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【微思考4】依据现行元素周期表讨论,原子最外层电子数为2的 元素是否一定为第ⅡA族元素?
提示:原子最外层电子数为2的元素除第ⅡA族元素外,还有He元 素和过渡元素中的许多元素,如Fe等,而He属于0族元素,Fe属于第Ⅷ 族元素。
元素 种数
2 8 8 8 18 32 32
规律
①原子核外 电子层数= 周期数; ②每一周期 中从左到右 原子序数逐 渐增大
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2.族
元素周期表中共有l8个纵列,16个族,包括7个主族,7个副族,1个0
【微思考2】核外电子排布相同的微粒化学性质一定相同吗? 提示:核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同,如同位素 之间化学性质几乎完全相同,而Na+与Ne、F-与Mg2+化学性质不同。 【微思考3】原子最外层电子数为1的元素是否一定为金属元素?
提示:否,如氢原子的最外层只有1个电子。
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(1)M层最多可容纳18个电子,为什么钾原子的核外电子排布不是,
而是
?
提示:核外电子排布规律是相互联系的,不能孤立地应用其中的 一项。如当M层不是最外层时,最多可以排布18个电子,而当它是最 外层时,最多可以排布8个电子。
(2)钙的原子结构示意图可表示为,对吗?
提示:不对,最外层电子数不超过8个,所以应为
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深化拓展 1.原子核外电子排布规律——“四最” (1)“一个最低” 核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由内向外从能量 较低的电子层逐步向能量较高的电子层排布,即排满K层再排L层, 排满L层再排M层,依此类推。 (2)“三个最多” ①各电子层最多容纳的电子数是2n2。如K、L、M、N层最多容 纳的电子数分别为2、8、18、32。 ②最外层电子数最多是8(K层是最外层时,最多是2)。 ③次外层电子数最多是18。