第1章 第1节 第3课时 原子结构与元素原子得失电子能力 学案 （教师版）2022-2023学年高一化学鲁科版（2019）必修第二册.docx

第3课时原子结构与元素原子得失电子能力自主学习一、原子的最外层电子数与元素的化学性质的关系稀有气体元素金属元素非金属元素最外层电子数8(He为2)一般小于4一般大于或等于4得失电子能力既不易得电子也不易失电子较易失去电子较易得到电子化合价0价0价和正价一般为0价和负价,有的也显正价构成的简单离子不能形成简单离子阳离子一般为简单阴离子二、原子结构与元素原子得失电子能力(1)比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度。置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强。(2)通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原子的失电子能力和得电子能力相对应。(3)元素原子得失电子的能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。核电荷数为120的元素(除He、Ne、Ar外)，若原子的电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子、越容易得电子；若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子、越难得电子。1判断下列说法是否正确：(1)最外层只有2个电子的元素一定是金属元素。(×)提示：如稀有气体：氦。(2)非金属元素原子的最外层电子数一定大于或等于4。(×)提示：如氢原子就是非金属，最外层电子数为1。(3)非金属元素原子不能形成简单阳离子。(×)提示：如H能形成简单阳离子。2教材中叙述“若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子、越难得电子。”判断金属Li、Na与水反应时谁更剧烈？提示：Na更剧烈。因为Li、Na原子的最外层电子数均为1，而Na原子的电子层数为3，Li的电子层数为2，故Na更容易失电子，与水反应时更剧烈。合作探究学习任务 原子结构与元素原子得失电子能力 不但我们生活的世界是由元素构成的，我们的人体也是由元素构成的。组成人体的元素中，含量最高的是氧，为65%，碳在人体中含量为18%，居第二位。人体内所含有的元素，目前已知的达到60多种。现在认为，维持生命的必需元素为氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁、铁、硅、锌、铜、锰、钴、碘、钼共19种。人体中含量较多的元素分析表 原子结构与得失电子能力(1)从原子结构角度预测钠、镁与水反应的难易程度不同的原因。提示：根据钠、镁的原子结构可以看出他们具有相同的电子层数，但镁的核电荷数比钠大，钠的最外层电子数比镁少，故镁的最外层电子离核近，故预计钠比镁更容易失去电子，则钠与水反应比镁与水反应更容易。(2)从实验角度，对比钠、镁与水反应的现象，说明钠、镁失电子能力强弱。(3)从原子结构角度预测钠、钾与水反应的难易程度不同的原因。提示：根据钾、钠的原子结构可以看出它们的最外层电子数都是1，但钾的电子层数为4，钠的电子层数为3，故钾的最外层电子离核远，则预计钾比钠更容易失去最外层电子，则钾与水反应比钠与水反应更容易。(4)从实验角度，对比钠、钾与水反应的现象，说明钠、钾失电子能力强弱。如图所示，分别向烧杯中投入一小块绿豆大的钠和钾，能观察到的共同现象有金属浮在水面上，熔化成小球，小球四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后的溶液呈红色。不同现象是K与水反应更剧烈。说明金属活泼性：K>Na。1金属性强弱的判断(1)据元素周期表判断。同一主族，从上到下：元素的金属性逐渐增强。(2)据金属活动性顺序判断。金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱。(3)据单质及其化合物的性质判断。金属单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强。最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，元素的金属性越强。(4)金属单质间的置换反应。较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，如ZnCu2=Zn2Cu，则金属性：Zn>Cu。(5)据离子的氧化性强弱判断。金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越弱，如氧化性：Cu2>Fe2，则金属性：Cu<Fe。2非金属性强弱的判断(1)据元素周期表判断。同一主族，从上到下：元素的非金属性逐渐减弱。(2)据单质及其化合物的性质判断。单质与氢气化合越容易(或氢化物越稳定)，元素的非金属性越强。最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。(3)非金属单质间的置换反应：活泼的非金属将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来，如Cl22Br=2ClBr2，则非金属性：Cl>Br。(4)据离子的还原性强弱判断：非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如还原性：Cl<I，非金属性：Cl>I。思考讨论:(1)尝试画出钙原子的结构示意图，分析为什么钙在化学反应中表现还原性？提示：钙原子的结构示意图为，其最外层有2个电子，容易失去电子形成Ca2，表现出还原性。(2)教材中叙述“通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原子的失电子能力和得电子能力相对应”。那么，请你用原子结构的知识解释：为什么Na、Mg在化学反应中表现还原性，而O2、Cl2在反应中容易表现氧化性？提示：Na、Mg原子最外层电子数分别为1个和2个，容易失去电子达到稳定结构，因而Na、Mg在化学反应中表现还原性，O原子、Cl原子最外层分别为6个和7个电子，容易得到电子达到稳定结构，因而O2、Cl2在反应中表现氧化性。【典例】下列说法错误的是()A将小块钠和镁分别放入冷水中，可判断钠原子和镁原子的失电子能力强弱B钠比铝的密度小，可判断钠的失电子能力比铝强C根据电子层数和核电荷数，可判断硫原子与氯原子得电子能力的强弱D元素的金属性、非金属性分别与元素原子失电子能力和得电子能力相对应【思维建模】判断金属失去电子能力强弱的依据：解析:选B。钠与冷水反应剧烈，镁与冷水几乎不反应，因此钠的失电子能力强于镁，A项正确；密度的大小是物理性质，而元素原子失电子能力是化学性质，无直接的因果关系，B项错误；根据电子层数和核电荷数，可判断原子得电子能力强弱，C项正确；元素的金属性、非金属性分别与元素原子失电子能力和得电子能力相对应，D项正确。(1)请预测镁和铝、钙和镁与水反应的剧烈程度，并说明理由。(关键能力分析与推测)提示：镁和铝具有相同的电子层数，而铝核电荷数大，最外层电子离核近，故铝比镁难失去电子，与水反应不如镁与水反应剧烈。钙和镁的最外层电子数都是2，而钙原子的电子层数多，最外层电子离核远，故钙原子比镁易失去电子，与水反应比镁剧烈。(2)元素原子失电子的性质与元素的金属性有什么关系？(关键能力分析与推测)提示：往往是一致的，一般情况下，原子越易失电子，则元素的金属性越强；原子越不易失电子，则元素的金属性越弱。1依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素金属性最强的是()ANaBOCAlDS解析:选A。氧和硫是非金属；钠和铝是金属，元素原子具有相同的电子层数，核电荷数：AlNa，所以金属性：NaAl。2下列叙述中一定能说明金属A比金属B的活泼性强的是()AA原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少BA原子电子层数比B原子的电子层数多C1 mol A从酸中置换H生成H2比1 mol B从酸中置换H生成的H2多D常温时，A能从水中置换出氢气，而B不能解析:选D。金属性强弱不取决于原子的最外层电子数多少或电子层数的多少，A、B错误；选项C未说明与酸反应的快慢。同等条件下，与酸反应越剧烈，放出H2越快，则金属越活泼，与放出H2的多少无关；选项D正确，因为只有很活泼的金属(如K、Ca、Na)才能在常温下与水反应放出H2，而较不活泼的金属在常温下与水不反应。书法是中华文化之瑰宝，“无色而具画图的灿烂，无声而有音乐的和谐”，书法之美尽在笔墨纸砚之间(如图所示的是王羲之的平安帖)。墨汁的主要成分是碳，宣纸的主要成分是纤维素(由C、H、O元素组成)，制笔用的狼毫主要成分是蛋白质(主要由C、H、O、N元素组成)。请结合原子结构回答下列问题：(1)C、O、N的原子半径关系如何？得电子能力关系如何？提示：原子半径C、N 、O依次减小，得电子能力依次增强。(2)你能写出含有C、O、N 分别与H形成的10电子微粒和18电子微粒吗？提示：CH4、NH3、 H2O CH3CH3、NH2NH2、H2O2课堂测评1(水平1)下列元素的单质中，最易跟氢气反应生成氢化物的是()A硼B氮C氟D碳解析:选C。F、N、C、B元素原子具有相同的电子层数，核电荷数：F>N>C>B，所以非金属性：F>N>C>B，则最易与H2反应的为氟。2(水平1)已知钡的金属活动性介于钾和钠之间，则下述说法中可能实现的是()A钡可从氯化钾溶液中置换出钾B钡可从冷水中置换出氢气C钡可从氯化钠溶液中置换出钠D在溶液中，钡离子可氧化金属锌，使之成为锌离子解析:选B。由于金属活动性：K>Ba>Na，故金属钡与水剧烈反应：Ba2H2O=Ba(OH)2H2，则A、C、D三项不正确。3(水平1)对四种金属G、L、M、R进行如下实验：实验GLMR和冷水反应不反应慢慢反应未做实验未做实验和2 mol·L-1盐酸反应溶解并放出气体溶解并放出气体不反应不反应和Rn+的水溶液反应溶解并形成沉淀未做实验溶解并形成沉淀未做实验根据表中所给实验结果，判断这四种金属活泼性由强到弱的顺序正确的是()AL、G、R、MBG、L、M、RCL、G、M、R DL、R、G、M解析:选C。G和冷水不反应，L与冷水慢慢反应，可知L的活泼性比G强；G、L与盐酸反应并放出气体，M、R不反应，可知G、L的活泼性比M、R强；G、M与Rn的水溶液反应，可知G、M的活泼性比R强。由此可知，四种金属活泼性由强到弱的顺序为L、G、M、R。4(水平2)能够说明元素A的非金属性比元素B的非金属性强的理由是()AA、B两元素的原子具有相同的电子层数，且原子半径：A>BB通常条件下，元素A的单质是气态，元素B的单质是固态CA的气态氢化物比B的气态氢化物分解温度高DA的氢化物的毒性弱于B的氢化物解析:选C。A项，A、B电子层数相同且原子半径：A>B，说明得电子能力：B>A，即非金属性：B>A；B项，单质的状态属于物理性质，不能用于判断非金属性强弱；C项，气态氢化物稳定性：A>B，则非金属性：A>B；D项，氢化物的毒性与非金属性强弱没有必然联系，错误。5(水平2)X、Y元素原子具有相同的电子层数，如果X的原子半径大于Y的原子半径，则下列判断不正确的是()A若X、Y均为金属元素，则X失电子的能力强于YB若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强C若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定D若X、Y均为非金属元素，则X单质不能置换出Y单质解析:选B。X、Y元素原子具有相同的电子层数，如果X的原子半径大于Y的原子半径，则X的原子序数小于Y。若为金属，则X元素原子失电子能力强于Y，阳离子的氧化性：X<Y，故A正确、B不正确；若为非金属，其得电子能力：Y>X，故C、D项正确。6(水平2)有A、B、C、D四种元素， 它们的电子层数都不超过3，原子序数由A到D依次增大， 已知A和C原子最外层只有一个电子，C燃烧时的焰色试验是黄色，C的单质在高温下与B的单质充分反应可以生成淡黄色固态化合物，A单质与D单质可以发生化合反应，且反应条件可以是点燃或者光照，试根据以上叙述回答：(1)写出A、B、C、D的元素名称：A_，B_，C_，D_。(2)写出化学方程式：CB：_，AD：_。(3)结合O、S的原子结构，预测得电子能力强弱关系_。解析:原子最外层电子数只有1个的短周期元素为A族中的H、Li、Na，其中C的焰色试验为黄色，说明C是Na；Na在空气中燃烧生成淡黄色的Na2O2，则B为氧；点燃或光照条件下反应，且A是A族的，则是H2在Cl2中的燃烧，所以A是氢元素，D是氯元素。O、S最外层电子数相同，随着核电荷数的增大，原子得到电子的能力逐渐减弱。答案：(1)氢氧钠氯(2)2NaO2Na2O2H2Cl22HCl(3)得电子能力O大于S学科网（北京）股份有限公司