2020年高中化学专题1微观结构与物质的多样性第一单元原子核外电子排布与元素周期律第1课时原子核外电子排布讲义+素养练含解析苏教版必修2.doc

第1课时原子核外电子排布学习目标核心素养建构1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系2.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图知 识 梳 理一、原子结构1.原子的构成(1)(2)在多电子原子里，电子的能量不同。(3)在离核近的区域运动的电子的能量较低，在离核远的区域运动的电子的能量较高。2.电子层(1)概念：人们把核外电子运动的不同区域叫做不同的电子层。(2)分类电子层(n)1234567符号KLMNOPQ离核远近由近及远能量高低由低到高3.原子的表示方法钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：【自主思考】1.构成原子或离子的粒子(核外电子数与核电荷数)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：核电荷数(质子数)阳离子的核外电子数阳离子的电荷数。(3)阴离子：核电荷数(质子数)阴离子的核外电子数阴离子的电荷数。2.核外电子为什么是分层排布的？提示因为电子的能量不同，能量相近的电子在同一电子层。二、原子核外电子的排布规律1.完成下列表格核电荷数元素名称元素符号各层电子数KLMN1氢H18氧O2611钠Na28117氯Cl28718氩Ar28819钾K28812.核外电子排布规律【自主思考】3.最外层是不是一定最多排8个电子？M层一定容纳18个电子吗？提示不是，若K层为最外层，最多排2个电子；不一定，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。4.能量较高的电子为什么易失去？提示能量较高的电子排布在离原子核较远的电子层上，原子核对电子的吸引能力弱，故易失去。效 果 自 测1.判断正误，正确的打“”，错误的打“×”。(1)核外电子首先占据能量较高的电子层()(2)每个电子层排布2n2个电子()(3)某离子的核电荷数与最外电子层上的电子数相等()(4)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍()(5)Mg2的结构示意图是：()答案(1)×(2)×(3)(4)×(5)2.在含有多个电子的原子中，核外电子分层排布的主要原因是()A.电子的质量不同 B.电子的能量不同C.电子的数量不同 D.电子的大小不同解析在含有多个电子的原子中，电子的能量不同，离核的远近也不同，导致核外电子分层排布。答案B探究一、原子或离子结构示意图【合作交流】1.同一元素的原子和离子的原子构成有什么差异？提示核电荷数或质子数相同，核外电子数不相同。2.原子形成阳离子或阴离子后，其电子层结构发生了哪些变化？提示原子形成阳离子后，要减少一个电子层，形成阴离子后电子层数不变，但最外层电子数增多，它们都达到了稳定结构。【点拨提升】1.原子结构示意图的表示方法(以Na为例)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所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如Mg：Mg2： 。(2)非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体原子相同的电子层结构。如F：F：。 【典题例证1】在下列结构示意图表示的微粒中，属于原子的有_(填序号，下同)；属于阳离子的有_；属于阴离子的有_；属于同种元素的有_。分析以上各图，请总结出原子和离子的区别：(1)_；(2)_；(3)_。解析同种元素的微粒，质子数一定相同。原子呈电中性；对于阳离子而言，核电荷数必大于核外电子数；对于阴离子而言，核电荷数必小于核外电子数。原子和离子的区别可以从质子数与核外电子数大小关系、微粒电性等方面考虑。答案和(1)原子整体上不显电性，离子显电性(2)原子质子数等于核外电子数，离子质子数不等于核外电子数(3)离子的最外层一般是8e(只有一个电子层时为2e)的相对稳定结构【学以致用1】下列粒子的结构示意图中，错误的是()A. B.C. D.解析错误，K层最多只能容纳2个电子；错误，Cl的核电荷数为17，核外有17个电子；错误，最外层电子不能超过8个；错误，L层上电子为8个，M层上电子为5个。答案D探究二、由核外电子排布规律推断元素【合作交流】3.钾的原子结构示意图为什么不能写成？提示原子结构示意图中各电子层上的电子数目必须遵守核外电子的排布规律，该结构示意图中最外层电子数为9，不符合排布规律。【点拨提升】1.核外电子排布规律的理解核外电子的排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地理解，电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，即电子先排满K层，当K层排满再排L层，排满L层才排M层，但是不能继续向后推电子排满M层后，再排N层。如钾原子按这种排法，其原子结构就如图1所示，虽然M层排9个电子并不超过最多18个，但是与最外层不能超过8个电子相矛盾，所以钾的核外电子排布结构如图2所示：2.元素性质与原子核外电子排布的关系(1)当原子最外层电子数达到8(只有一个电子层时为2)时，该原子处于稳定结构，化学性质较稳定。(2)元素的化合价的数值与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。例如：钠原子最外层只有1个电子，容易失去这个电子而达到稳定结构，因此钠元素在化合物中通常显1价。氯原子最外层有7个电子，只需得到1个电子便可达到稳定结构，因此氯元素在化合物中常显1价。3.118号元素原子核外电子排布的特点(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。(4)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。(5)内层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。【典题例证2】已知核电荷数118的A、B、C、D四种元素的原子中，质子数为B<C，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。D的原子核外K层、L层电子数之和等于M层电子数的2倍，试推断：(1)元素的名称：C_，D_。(2)原子结构示意图：A_，B_。解析根据核外电子排布规律，A元素的原子次外层只能排2个电子，核电荷数是246，是碳元素；B元素的原子M层上排有电子，则L层上排有8个电子，核电荷数为28414，是硅元素；核电荷数118元素中，次外层电子数是2个或8个，那么C的最外层电子数是1个或7个，核电荷数是213，是锂元素，或核电荷数是28717是氯元素，由于质子数B<C，故C是氯元素；D元素M层排有电子，说明K、L层已排满，核电荷数为28515，是磷元素。答案(1)氯磷(2)【学以致用2】对于核电荷数为118的元素，下列叙述正确的是()A.原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B.原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素C.原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素D.原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种解析在核电荷数为118的元素中，原子最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H是非金属元素，故A项错误；原子最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He是非金属元素，故B项错误；H、He、B原子的最外层电子数小于4，它们都属于非金属元素，故C项正确；原子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al 3种，D项错误。答案C1.下列微粒的结构示意图中，表示氟离子的是()A. B.C. D.解析氟元素的核电荷数为9。答案A2.下列叙述正确的是()A.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B.凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C.两种原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D.原子最外层电子数为6的元素，其最高化合价一定为6解析核外电子排布完全相同的微粒，可能是不同的离子，如F和Na，二者的化学性质不相同，A项错误；H不具有稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；两种原子，如果核外电子排布相同，则它们的质子数一定相同，所以一定属于同种元素，C项正确；O元素原子的最外层电子数是6，但O元素没有6价，D项错误。答案C3.某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为()A.2m B.2m10 C.2m2 D.m2解析按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8个，最外层电子数是次外层的m倍，所以次外层电子数<8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为2m2。答案C4.根据下列叙述，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元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍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解析次外层为K时，最外层电子数为4，是碳。当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×812，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10111，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，故不可能。答案(从左到右，从上到下)碳硼钠氧5.有几种元素的微粒的电子层结构如图所示：。其中：(1)某电中性微粒X一般不与其他元素的原子反应，X的化学符号是_。(2)某微粒Y的盐溶液，加入AgNO3溶液时会出现白色沉淀，则这种微粒的化学符号是_。(3)某微粒Z氧化性很弱，但得到电子后成为一种还原性强的中性原子，且这种原子有一个单电子，这种微粒的化学符号是_。(4)某微粒M具有还原性，且这种微粒失去2个电子即变为原子，这种微粒的化学符号是_。解析(1)电中性微粒中质子数和核外电子数相同，所以x28818，为氩原子；(2)Cl能够和Ag反应生成白色沉淀；(3)由题意知，Z得到1个电子后成为一种还原性强的原子，所以Z的原子序数为19，该微粒为K；(4)M失去2个电子即变为原子，则其原子序数为18216，该微粒为S2。答案(1)Ar(2)Cl(3)K(4)S2课时作业基础巩固1.下列原子结构示意图正确的是()解析A项中正确的原子结构示意图为；B项中正确的原子结构示意图为；D项中正确的原子结构示意图为。答案C2.表示某微粒的结构示意图，下列说法不正确的是()A.表示的原子只能为NeB.表示的金属阳离子有3种C.表示的微粒对应的元素一定为非金属元素D.表示的微粒有2个电子层解析对于原子，质子数核外电子数10，故只能为Ne，A项正确；若为金属阳离子，可能为Na、Mg2Al33种，B项正确；该微粒还可能为非金属阴离子O2、F等，因此对应的元素可能为金属元素，也可能为非金属元素，C项错误；该微粒结构示意图表示微粒有2个电子层，D项正确。答案C3.在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，其最多容纳的电子数与第(n1)层相同；当它作为原子的次外层时，其最多容纳的电子数比(n1)层多10个，则对此电子层的判断正确的是()A.必为K层 B.必为L层C.必为M层 D.可为任意层解析根据核外电子排布规律，最外层不超过8个电子，而K层最多可容纳2个电子，L层最多可容纳8个电子，M层最多可容纳18个电子。当n层为最外层时，最多可容纳8个电子，而第(n1)层最多可容纳8个电子应为L层；当n为次外层时，其最多容纳的电子数比(n1)层多10个，则证明(n1)层不是K层，而是L层，则n层为M层。答案C4.下列叙述中错误的是()A.原子最外层电子数不超过8个B.原子中易失去的电子能量一定最低C.原子的次外层电子数不超过18个D.M层电子的能量比L层电子的能量高解析由核外电子排布规律可知，A、C正确；电子能量越高，离核越远，越易失去，故B错误，D正确。答案B5.某元素原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，该元素原子核内质子数为()A.6 B.8 C.14 D.16解析该元素的原子结构示意图为，故x268，即该元素原子核内质子数为8。答案B6.有X和AX两种粒子，下列叙述不正确的是()A.二者一定属于同一种元素B.二者的化学性质不同C.二者不一定都含有质子、中子和电子D.二者具有相同的核外电子排布解析A项，X、AX分别为同种元素的原子和离子。B项，同种元素的原子与离子的最外层电子数不同，所以化学性质不同。C项，当X是氢元素时，X中可能不存在中子，AX中不存在电子。D项，二者的电子数不同，因此核外电子排布不同。答案D7.下列各组微粒中，均具有10个电子的是()A.K和O2 B.Na和FC.H2O和NH D.OH和F2解析A中K、D中F2是18e微粒，B中Na是11e微粒，只有C符合题意。 答案C8.在118号元素中，最外层电子数等于电子层数的元素有()A.1种 B.2种C.3种 D.4种解析在118号元素中，电子层数可以为一层、二层、三层，所以最外层电子数为1、2、3，最外层电子数和电子层数相等的有H、Be、Al三种元素。答案C9.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.碳原子和铝原子解析设x、y分别为A的L层和M层的电子数。依题意有KLMA2xyB22xy3由于B的M层上有电子，故其L层肯定充满电子，2x8，x4。由于A的L层未充满电子，故其M层无电子，y0。所以A、B的核外电子数分别为6、13，是碳原子和铝原子。答案D10.根据下列原子某层的电子数，能确定该元素的原子序数的是()A.K层上有2个电子 B.L层上有3个电子C.次外层有8个电子 D.最外层有5个电子解析A、C、D均无法确定相应原子的电子层数，也就无法求其质子数，而B项对应原子结构为。答案B能力提升11.(1)写出符合下列条件的原子的元素符号并画出其原子结构示意图。核外有2个电子层、10个电子的原子_；质量数为23、中子数为12的原子_；电子总数是最外层电子数3倍的原子_。(2)用下列原子或离子的结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：电子层排布相同的是_；属于同一种元素的是_；属于金属元素的是_；属于稀有气体元素的是_。解析(1)核外有2个电子层、10个电子的原子为Ne，原子结构示意图为；质量数为23、中子数为12的原子为Na，原子结构示意图为；电子总数是最外层电子数3倍的原子为Li、P，原子结构示意图分别为、。(2)由结构示意图可知，B和C的电子层排布相同；核内质子数相等的A和B属于同一种元素；金属元素原子的最外层电子数一般少于4，D为Na，属于金属元素；稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8(He为2)。答案(1)Ne：Na：Li：、P：(2)B、CA、BDC12.有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子、D元素的原子失去1个电子所得到的微粒都具有与氖原子相同的电子层结构。回答下列问题：(1)上述四种元素中C的名称是_；(2)画出B元素原子的结构示意图_；(3)写出下列方程式：单质D在单质C中燃烧的化学方程式_；A的氢氧化物和D的氢氧化物反应的离子方程式_。解析地壳中含量最多的金属元素是Al，故A是Al元素；B元素的核电荷数是28717，是Cl元素；C2和D与氖原子有相同的电子层结构，故C的核电荷数是1028，是O元素；D的核电荷数是10111，是Na元素。答案(1)氧元素(2)(3)2NaO2Na2O2Al(OH)3OH=AlO2H2O13.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_，B元素是_，C元素是_(用元素符号表示)。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_，将其通入足量的NaOH溶液中，反应的离子方程式为_。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_。解析常见的18e微粒有：阳离子：K、Ca2；阴离子：P3、S2、HS、Cl；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件，不难确定答案。答案(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2SH2S2OH=S22H2O(5)H2O2(或PH3)- 13 -