化学 第1章 原子结构与元素周期律 1.1.2 核外电子排布 鲁科版必修2 .ppt

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1、第第2课时课时核外核外电电子排布子排布目标导航预习导引目标导航预习导引1.核外电子的分层排布(1)依据在含有多个电子的原子里,能量低的电子通常在离核较近的区域内运动,能量高的电子通常在离核较远的区域内运动,也就是说核外电子是分层排布的。(2)电子层与能量的关系目标导航预习导引(3)核外电子排布规律由里向外,依次排布在能量逐渐升高的电子层里。第n电子层最多可容纳的电子数为2n2。最外层电子数不超过8个(第一层为最外层时,电子数不超过2个)。(4)核外电子排布的表示方法结构示意图原子结构示意图离子结构示意图目标导航预习导引预习预习交流交流1根据已有知识,你认为相对于宏观物体的运动,电子的运动有什么

2、特点?答案:电子具有区别于宏观物体的几大特征:(1)质量很小(9.10910-31kg);(2)带负电荷;(3)运动空间范围小(直径约10-10m);(4)运动速度快,因此电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同它没有确定的轨道。目标导航预习导引2.原子最外层电子排布与元素化学性质的关系 目标导航预习导引预习预习交流交流2请你用原子结构的知识解释:为什么Na、Mg在化学反应中表现出还原性,而O2、Cl2在化学反应中表现出氧化性?答案:钠、镁原子最外电子层上分别有1个、2个电子,次外电子层上都有8个电子。钠、镁原子分别失去1个、2个电子就都形成了最外电子层为8个电子的稳定的电子层结构。因此

3、,金属钠、金属镁在化学反应中常表现出还原性。氧原子和氯原子,最外电子层上的电子数分别是6、7,它们分别得到2个、1个电子就都形成了最外电子层为8个电子的稳定的电子层结构。因此,氧气和氯气在化学反应中常表现出氧化性。问题导学即时检测一二一、核外电子的排布规律活活动动与探究与探究1.请你分析以下几种原子的结构示意图是否正确,不正确的违背了什么规律?答案:正确;违背了电子按能量由低到高的顺序排布的规律,L层应排222=8(个);违背了各电子层最多能容纳2n2个电子的规律;违背了最外层电子数不超过8个及各电子层最多能容纳2n2个电子的规律。三问题导学即时检测一二2.当N层上有电子时,M层上的电子是否一

4、定排满?答案:不一定。因M层排满时是18个电子,但当M层为最外层时不能超过8个电子,故M层电子数多于8个电子时,就会先排布在N层上。例如,钙原子:三问题导学即时检测一二迁移与迁移与应应用用例例1已知A、B、C、D、E都是前18号元素,且原子序数依次增大,其中A原子和D原子的最外层电子数都是各自电子层数的2倍;B和C能组成C2B或C2B2型化合物;在C2B中C的阳离子和B的阴离子电子层结构相同;E原子的质子数是A与C原子的质子数之和。请回答:(1)A元素的名称为。(2)C2B的化学式为。(3)E形成的单质为色。(4)C2B2与AB2反应的化学方程式为。思路点拨解答本题应注意以下三点:(1)C的阳

5、离子和B的阴离子电子层结构相同,即二者的电子总数相等;(2)前18号元素的电子层数只可能为1、2、3;(3)A、B、C、D、E的原子序数依次增大。三问题导学即时检测一二解析:A、D原子的最外层电子数都是各自电子层数的2倍,故A、D分别可能为氦、碳和硫。B和C能组成C2B或C2B2型化合物,且在C2B中C的阳离子和B的阴离子电子层结构相同,则B和C分别为氧和钠,D为硫。根据“E原子的质子数是A与C原子的质子数之和”,可知E为氯,A为碳。答案:(1)碳(2)Na2O(3)黄绿(4)2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2三问题导学即时检测一二迁移迁移训练训练1下列表示式书写正确的是()答案:B三

6、问题导学即时检测一二解析:A项,第二电子层有9个电子,违背了各电子层最多容纳电子数为2n2的规律;C项,最外层有9个电子,违背了最外层电子数不超过8及各电子层最多能容纳2n2个电子的规律;D项,第一电子层只有1个电子,违背了电子按能量由低到高的顺序排布的规律。三问题导学即时检测一二1.核外电子排布规律(1)“一低”电子首先排布在能量最低的电子层里。并尽量由能量低的电子层,依次排入能量高的电子层。2.几点说明(1)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。(2)熟练掌握120号元素的原子结构示意图是顺利解答推断题的基础。(3)注意原子结构示意图与离子结构示意图的区别。(4)最外电子

7、层中排满8个电子(He为2个)时,这种电子层结构为相对稳定结构。不稳定的电子层结构在一定条件下会变为稳定的电子层结构,所以,原子通过得失电子变成离子。三问题导学即时检测一二二、元素的性质与原子结构的关系活活动动与探究与探究(1)元素的化学性质与原子的最外层电子排布有什么关系?答案:元素的性质与原子的最外层电子排布密切相关。例如:稀有气体元素原子核外最外层电子数为8(氦除外,它的最外层只有2个电子),是相对稳定的结构,既不容易获得电子,也不容易失去电子;金属元素原子最外层电子数一般小于4,较易失去电子成为阳离子;非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4,有较强的获得电子的倾向,活泼非金属元素的

8、原子较容易得到电子形成阴离子。三问题导学即时检测一二(2)稀有气体的化合价为什么通常为0价,钠在化合物中通常显+1价,而氯在化合物中常显-1价?通过讨论你能发现什么规律?答案:稀有气体元素原子核外电子排布已达稳定结构,既不容易获得电子也不容易失去电子,所以稀有气体元素的常见化合价为0价;钠原子的最外层电子数为1,容易失去这个电子而达到8电子稳定结构,因此钠元素在化合物中显+1价;氯原子最外层有7个电子,容易得到1个电子达到8电子稳定结构,因此氯元素在化合物中常显-1价。化合价是元素的一种重要性质。元素化合价的正负及数值与原子的电子层结构,特别是原子的最外层电子数有密切的关系。三问题导学即时检测

9、一二迁移与迁移与应应用用例例2某元素原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍。(1)该元素原子的简单离子的结构示意图为。(2)该元素原子在化学反应中容易电子,通常显性。解析:若该元素原子核外有3个或3个以上的电子层,则最外层电子数必大于8,这与“原子最外层电子数不能超过8个”相矛盾,故该元素原子核外应该有2个电子层。由此可确定其原子结构示意图为,该元素为氧元素,氧离子的结构示意图为。氧原子最外层有6个电子,在反应中容易得到电子,显氧化性。答案:(1)(2)得到氧化三问题导学即时检测一二迁移迁移训练训练2化合价一般取决于原子的()A.核内质子数B.核外电子总数C.核外电子层数D.最外层电子数答案:

10、D解析:化合价是元素原子与其他原子化合时所表现出来的性质。反应时主要是最外层电子发生得失,故化合价主要取决于最外层电子数。三问题导学即时检测一二“组成与结构决定性质”是在研究物质性质当中被普遍采用的规律。物质在化学反应中的表现,与物质所含元素的原子结构有着密切的关系,其中与原子最外层电子数联系最为密切。例如,根据原子核外电子的排布情况可以判断物质的氧化性、还原性和化合价等,根据元素的化合价又能判断物质的组成与性质等。特别提示(1)金属元素呈现正化合价而没有负化合价。(2)非金属元素(F、O除外)既有正化合价又有负化合价,若最外层电子数为n,则其最高正化合价为n,负化合价的绝对值为8-n。(3)

11、金属元素只有正化合价不能说明金属元素不能形成阴离子,如Al(OH)4-等,但在这些离子中,金属元素的化合价仍为正化合价。三问题导学即时检测一二三三、常见的10电子微粒和18电子微粒活动与探究结构示意图为的微粒,当n取不同值时,将相对应的微粒名称和符号填入下表。答案:问题导学即时检测一二三迁移与迁移与应应用用例例3下列各组微粒,具有相同质子数和电子数的是()A.OH-、H2O、F-D.HCl、F2、H2S思路点拨解决该题应抓住“质子数和电子数均相同的两种微粒不可能是一种原子(或分子)与另一种离子”这一关键点。问题导学即时检测一二三解析:以OH-为例,O原子中有8个质子,H原子中有1个质子,OH-

12、中的质子数为8+1=9,因为OH-带1个负电荷,电子数比质子数多1,电子数为9+1=10。同样方法可得这些微粒中的质子数和电子数如下:答案:D易错警示两种核外电子总数相等的微粒,它们的质子数可能相同,也可能不同。如CH4、NH3、H2O、HF等质子数、电子数均为10;但CH4、NH3、H2O、HF等与Na+、Mg2+、Al3+等离子所含的质子数不同、电子数相同。问题导学即时检测一二三迁移迁移训练训练3某带电微粒的结构示意图为,则它可以代表的金属阳离子共有()A.1种 B.3种 C.4种D.5种答案:B解析:该题的突破口为常见的10电子微粒。阳离子是原子失去电子形成的,所以该结构示意图可以代表的

13、金属阳离子有Na+、Mg2+、Al3+三种。问题导学即时检测一二三常见核外电子数相等的微粒1.核外电子总数为10的微粒(1)分子Ne及Ne之前元素的氢化物CH4、NH3、H2O、HF。(2)单核离子Ne前后元素形成的阴、阳离子:N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+。(3)多核离子NH3、H2O得失H+形成的阴、阳离子:H3O+、2.核外电子总数为18的微粒(1)分子Ar及Ar之前元素的气态氢化物HCl、H2S、PH3、SiH4。(2)离子Ar前后元素形成的阴、阳离子:Cl-、S2-、HS-、K+、Ca2+。(3)182=9“双九”微粒:F2、H2O2、N2H4(NH2NH2)、C2

14、H6(CH3CH3)等。问题导学即时检测一二三技巧点拨寻找等电子微粒时不能盲目猜测,应注意思维的顺序性。(1)若为10电子微粒,首先找到Ne,以Ne为分界,原子序数比Ne小的非金属元素的氢化物及这些元素的简单阴离子;原子序数比Ne大的金属元素形成的简单阳离子。(2)若为18电子微粒,思维方法与10电子微粒相似。而对于“双九”微粒,首先找到F2,以F2为标准,原子序数比F小的O、N、C的氢化物,用H的个数补齐。如原子序数O比F小1则电子数O2比F2少2则补2个H为H2O2。(3)据此技巧,容易找出核外电子总数为2的微粒有He、H2、Li+、Be2+、H-等。问题导学即时检测12345671.下列

15、叙述中正确的是()A.在多电子原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内运动B.核外电子总是先排在能量低的电子层上C.两种微粒,若核外电子排布相同,则其化学性质一定相同D.微粒的最外层只有达到8个电子才稳定答案:B解析:现代物质结构理论认为,在含有多个电子的原子里,能量低的电子通常在离核较近的区域运动,电子是在由近及远,能量由低到高的不同电子层上分层排布的。通常把能量最低、离核最近的电子层叫做第一层,所以B项对,A项错。核外电子排布相同的微粒可以是阴离子、阳离子和原子,所以性质可能不同,C项错。最外层有2个电子的微粒也可能是稳定结构,如He,因此D项错。问题导学即时检测12345672.(201

16、7陕西黄陵校级期末)关于原子结构的叙述正确的是()A.所有的原子核都是由质子和中子构成的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8D.原子的次外层电子数都是8答案:B解析:A项的原子核中只含有质子,不含有中子,A项错误;C项,稀有气体中氦的最外层电子数为2,C项错误;D项,第2周期元素原子的次外层电子数为2,D项错误。问题导学即时检测12345673.下列说法中肯定错误的是()A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等答案:B解析:H原子核外只有一个电子,分

17、布在K层上,A对;L层最多可以排布8电子,M层最多只能排布18电子,B错;K+、Ca2+、Cl-等离子结构示意图中,M层上和L层上的电子数均为K层的4倍,C对;O2-最外层有8电子,氧元素的核电荷数为8,D对。问题导学即时检测12345674.下列说法中正确的是()A.原子的最外电子层上只有1个电子的元素一定是活泼的金属元素B.原子的最外电子层上只有1个电子的元素一定有+1的化合价C.核电荷数为11的单核粒子,最外电子层上一定只有1个电子D.核电荷数为11的单核粒子,次外电子层上一定有8个电子答案:B解析:由氢的原子结构和性质可知A项是错误的;B项是正确的;Na+是核电荷数为11的单核粒子,该

18、实例能说明C项和D项都是错误的。123456问题导学即时检测75.用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空:(1)电子层排布相同的是。(2)属于同种元素的是。(3)属于金属元素的是。(4)属于稀有气体元素的是。答案:(1)BC(2)AB(3)D(4)C解析:电子层排布相同是指电子层数相同,各层上的电子数相同;同种元素是指核内质子数相同;金属元素的最外层电子数一般小于4;稀有气体元素的最外层电子数为8(He为2)。123456问题导学即时检测76.根据下列叙述,写出相对应的微粒符号和结构示意图。(1)原子核外有2个电子层、10个电子的原子:。(2)原子核外有3个电子层,最外层有6

19、个电子的原子:。(3)质量数为28,质子数等于中子数的原子:。(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的-2价阴离子:。(5)电子总数为10的+1价单核阳离子:。123456问题导学即时检测7解析:(1)原子中:核外电子数=质子数,10个质子的原子为Ne;(2)电子排布为2、8、6,应是S原子;(3)质子数为=14,是Si原子;(4)此-2价阴离子的次外层电子数应为2,为O2-;(5)该+1价阳离子的质子数为10+1=11,为Na+。123456问题导学即时检测77.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图所示转化关系:(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,请写出:A的化学式;D的化学式。(2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒,请写出A与B在溶液中反应的离子方程式:。123456问题导学即时检测7