元素周期律教案5388.pdf

元素周期律 第 1 课时 原子核外电子的排布 学习目标定位 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。一 电子层 1电子的能量(1)在多电子原子里，电子的能量不同。(2)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：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。(2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 3.电子层的表示方法(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：(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核电荷数等于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 Cl：、Na：归纳总结 构成原子或离子的粒子间的数量关系(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。活学活用 1下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是()核外电子是分层运动的 所有电子在同一区域里运动 能量高的电子在离核近的区域内运动 能量低的电子在离核近的区域内运动 ABCD 答案 A 解析 原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核越远。2排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是()AK 层 BL 层 CM 层 DN 层 答案 A 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 K L M N 1 氢 H 1 8 氧 O 2 6 11 钠 Na 2 8 1 17 氯 Cl 2 8 7 18 氩 Ar 2 8 8 19 钾 K 2 8 8 1 2.观察分析上表，元素原子核外电子排布的规律特点：(1)原子核外电子分层排布。(2)K 层最多容纳电子数为 2。(3)L 层最多排 8 个电子。(4)最外层电子数不超过 8 个等。归纳总结 在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同而分层排布，其主要规律是(1)核外电子总是先排布在能量较低的电子层，然后由内向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。(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。活学活用 3下列关于原子结构的叙述中正确的是()A所有的原子核都由质子和中子构成 B原子的最外层电子数不超过 8 个 C稀有气体原子的最外层电子数均为 8 个 D原子的次外层电子数都是 8 个 答案 B 解析 A 项，H 不含有中子；C 项，He 最外层电子为 2 个；D 项，第二周期元素原子的次外层电子数为 2 个。4在第 n 电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n1)层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比(n1)层最多能多 10 个，则此电子层是()AK 层 BL 层 CM 层 DN 层 答案 C 解析 n 作为最外层时，最多只能容纳 8 个电子，所以(n1)层应为 8 个电子，为 L 层，则 n应为 M 层；若 n 为次外层，则(n1)为最外层，则次外层电子数最多为 10818，则进一步证明 n 为 M 层。理解感悟(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当 M 层不是最外层时，最多可以排 18 个电子，而当它是最外层时，最多可以排 8 个电子。(2)电子不一定排满 M 层才排 N 层，如 K 和 Ca 的核外电子排布情况分别为。当堂检测 1下列叙述正确的是()A电子的能量越低，运动区域离核越远 B核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动 C稀有气体元素原子的最外层都排有 8 个电子 D当 M 层是最外层时，最多可排布 18 个电子 答案 B 解析 电子能量越低，运动区域离核越近，A 错；电子的分层排布即是电子的分层运动，B正确；稀有气体元素中 He 原子最外层只有 2 个电子，C 项错；M 层为最外层时，最多只能排 8 个电子，D 错。2 已知 A 的原子序数是 x，B2与 A3具有相同的电子层结构，则 B 元素的原子序数为()Ax5Bx5Cx1Dx1 答案 B 解析 设 B 的原子序数为 y，则 x3y2，yx5，B 项正确。3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 元素原子核外 M 层电子数是 L 层电子数的一半 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13 答案(从左到右，从上到下)硅 硼 钠 氧 解析 L 层有 8 个电子，则 M 层有 4 个电子，故 A 为硅。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 1.5812，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。4已知元素 X 和 Y 的核电荷数均小于 18，最外层电子数分别为 n 和(m5)，次外层分别有(n2)个和 m 个电子，据此推断元素 X 和 Y，其名称为 X_，Y_。答案 硫 铝 解析 元素 X 和 Y 的核电荷数均小于 18，元素 X 次外层有(n2)个电子，此层为 L 层，n28，n6，元素 X 为硫；元素 Y 最外层电子数为(m5)，m 大于或等于 5，而次外层有 m个电子，则 m 等于 8，元素 Y 为铝。5某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意 图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示做出自己的判断。(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_。(2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是_。(3)该微粒的氧化性很弱，得到 1 个电子后变为原子，原子的还原性很强，这种微粒的符号是_。(4)该微粒的还原性很弱，失去 1 个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒的符号是_。答案(1)Ar(2)S2(3)K(4)Cl 解析 由微粒结构示意图的各部分含义，可知该微粒共有 3 个电子层，共 18 个电子。根据题意结合组成原子的各微粒之间的关系，可判断该微粒为中性时或分别带正、负电荷时，原子核内质子的数值。核外电子排布为 2、8、8 构型的单核微粒主要有 Ar、S2、Cl、K、Ca2。(1)单核中性微粒为原子，原子的核电荷数核外电子数，因此，此微粒为核电荷数为 18 的氩原子；(2)具有还原性能被溴水氧化的是硫离子；(3)氧化性很弱的1 价的是钾离子；(4)还原性很弱的1 价的是氯离子。理解感悟 不论是原子还是离子，核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。40 分钟课时作业 基础过关 一、核外电子排布表示方法 1下列微粒的结构示意图，正确的是()AMg2BCl CArDK 答案 A 解析 Mg2是镁原子失去最外层两个电子后生成的，A 选项正确；Cl 的最外层应该只有 7个电子，B 选项错误；Ar 的次外层与最外层应该有 8 个电子，C 选项错误；K 原子的结构示意图应该是，故 D 选项错误。2具有下列结构示意图的微粒，既可以是原子又可以是阴离子和阳离子的是()答案 C 解析 A 项中 x13，为 Al 原子，错误；B 项中，只能为氮原子，x7，错误；C 项中，若x18，为 Ar 原子，若 x17，为 Cl，若 x19，为 K，正确；D 项中只能为氯原子，x17，错误。3某粒子结构示意图为，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为()8n n8 10n n10 ABCD 答案 C 解析 若为阳离子，电荷数为 n28n10；若为阴离子，电荷数为 28n10n。二、核外电子排布规律 4某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍，那么该原子()A有 3 个电子层 B有 2 个电子层 C最外层电子数是 8D核电荷数是 10 答案 B 解析 第一层排满为 2 个电子，第二层排满为 8 个电子，第三层为最外层时，最多排 8 个电子，若该原子有 3 个电子层，依题意可知最外层(第 3 层)要排到 24 个电子，这不可能，则该原子只有 2 个电子层，第一层为 2 个电子，第二层为 6 个电子。5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()A2mB2m10 C2m2Dm2 答案 C 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)。6在 118 号元素中，最外层电子数等于电子层数的元素有()A1 种 B2 种 C3 种 D4 种 答案 C 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元素有 H、Be、Al 三种。7某元素的原子核外有三个电子层，最外层有 4 个电子，该原子核内的质子数为()A14B15C16D17 答案 A 解析 该原子核外有三个电子层，即 K、L、M 三层，K 层最多容纳 2 个电子，L 层最多容纳 8 个电子，最外层有 4 个电子，故该原子核外电子数为 28414，质子数核外电子数，故质子数为 14。三、由原子核外电子排布推断元素 8A、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 答案 D 解析 设 x、y 分别为 A 的 L 层和 M 层的电子数。依题意有 K L M A 2 x y B 2 2x y3 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。9X、Y 均为短周期元素，X 原子的最外层有 2 个电子，Y 原子的最外层有 6 个电子，这两种元素形成的化合物的化学式是()AXY2BX2Y3CX2YDXY 答案 D 解析 X 为 Be 或 Mg，Y 为 O 或 S，所以这两种元素组成的化合物的化学式为 XY。能力提升 10(1)画出下列元素的原子结构示意图。核电荷数为 13 的元素：_；某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数：_ _；L 层电子数是 M 层电子数 2 倍的元素：_；某原子核内没有中子的元素：_。(2)写出 118 号元素中符合下列条件的原子(离子)的微粒符号和结构示意图。某元素原子 L 层上的电子数为 K 层的 3 倍：_；某元素原子 L 层上的电子数为 K 层的一半：_；得到 2 个电子后，电子总数与氩原子的电子总数相同的离子：_；某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的 2 倍：_。答案(1)、(2)O Li S2 C 11有 A、B、C、D 四种元素，A 的最高正价与其负价的绝对值之差为 6；A、D 次外层都是 8 个电子，A 与 D 的化合物 DA 在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子；B 有两个电子层，其最高正价与最低负价的代数和为零；C2与氩原子具有相同的电子层结构。(1)试写出上述各元素的符号：A_，B_，C_，D_。(2)画出下列粒子的结构示意图：A_，C2_。(3)写 出A、D的 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 反 应 的 化 学 方 程 式：_ _。答案(1)Cl C S K(2)(3)HClO4KOH=KClO4H2O 解析 因为“A 的最高正价与负价的绝对值之差为 6”，最外层都是 8 个电子，确定 A 为氯(Cl)；“B 有两个电子层，最高正价与最低负价的代数和为 0”，确定 B 为碳(C)；C2的结构示意图为，确定 C 为硫(S)；再由 A 推出 D 为钾(K)。拓展探究 12(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的 5 倍，其质子数是最外层电子数的 3 倍，该元素的原子结构示意图是 _。(2)已知某粒子的结构示意图为 试回答：当 xy10 时，该粒子为_(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)；当 y8 时，粒子可能为(填名称)_、_、_、_、_；写出 y3 与 y7 的元素最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式_。答案(1)(2)原子 氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子 Al(OH)33H=Al33H2O 解析(1)设：核电荷数质子数a，元素原子的电子层数为 x，最外层电子数为 y，依题意：a5x，a3y，则 5x3y，x3y/5。因原子的最外层电子数不超过 8，即 y 为 18 的正整数，故仅当 y5，x3 时合理，该元素的核电荷数为 15。(2)当 xy10 时，x10y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子；当y8 时，应为有 18 个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子；y3 时为铝原子、y7 时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为 Al(OH)33H=Al33H2O。