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第二节元素周期律第1课时原子核外电子的排布基础梳理一、核外电子的分层排布1．电子的能量(1)在多电子原子里，电子的能量。(2)在离核较近的区域内运动的电子的能量，在离核较远的区域内运动的电子的能量。不同较低较高2．电子层(1)概念：在多电子的原子里，电子运动的的区域简化为的壳层，称作电子层。(2)不同电子层的表示方法及能量关系不同不连续电子层序数1234567……电子层符号KLMNOPQ……电子离核距离电子能量近远低高3.电子层的排布原理核外电子的排布一般总是尽先从排起，当一层后再填充下层。内层排满思维拓展1．能量较高的电子为什么易失去？答案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。4．核外电子的排布规律分析下表和课本表1－2，填写下列空白：稀有气体元素原子的核外电子排布各电子层的电子数KLMNOP2He(氦)210Ne(氖)2818Ar(氩)28836Kr(氪)2818854Xe(氙)281818886Rn(氡)281832188(1)观察上表可知：除氦元素外，各稀有气体元素原子中最外电子层所能容纳的电子数最多是；次外层所能容纳的电子数最多是；K、L、M、N各电子层所能容纳的电子数最多依次是、、、。(2)在元素周期表中，随着元素核电荷数的增加，在族元素之后，增加了新的电子层并出现了新的周期，该元素最外层电子数是。81828183210研究各元素原子核外电子排布(课本表1－2)可以发现，稀有气体元素的原子各电子层电子数已达到最多所能容纳的电子数。原子核外各电子层最多容纳的电子数(电子层数为n)是。2n2思维拓展2．根据上述数据，概括原子核外电子的排布规律。答案核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有：(1)原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层即排满了K层才排L层，排满了L层才排M层。(2)原子核外每个电子层最多容纳2n2个电子。(3)原子最外层电子数不超过8个电子(K层为最外层不能超过2个电子)。(4)原子次外层电子数不超过18个电子(K层为次外层不能超过2个电子。)二、核外电子排布的表示方法——结构示意图1．原子结构示意图用小圆圈表示原子核，圆圈内的数字表示核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，这样的图示称为原子结构示意图。例如，钠原子的结构示意图为：电子层层内电子数粒子符号原子核质子数或核电荷数2．离子结构示意图离子结构示意图与原子结构示意图写法相同，只是在原子结构示意图中，核内质子数等于；离子结构示意图中，二者相等。请写出Mg2＋、Cl－的结构示意图：核外电子数不Mg2＋：，Cl－：。思维拓展3．钾的原子结构示意图为什么不能写成？答案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。4．分析离子结构示意图，概括离子的核电荷数与核外电子数的关系。答案阳离子核外电子数小于核电荷数，阴离子核外电子数大于核电荷数，其差值均为它们所带的电荷数。5．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？答案原子形成阳离子后，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。6．电子的排布与元素的性质有什么关系？答案最外层电子数排满8个(He为2个)形成稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定。最外层电子较少的(4)易失去电子，达到稳定结构，表现出金属性；最外层电子较多的(4)易得电子或形成共用电子对，从而形成稳定结构，表现出非金属性。通常，我们把最外层8个电子(只有K层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素原子的最外层电子数小于8(K层时小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式使自己的结构趋向于稳定结构。随堂训练1．核电荷数分别是16和4的元素原子相比较，前者的下列数据是后者4倍的是()①质子数②最外层电子数③电子层数④电子总数A．①②B．①④C．②③D．③④解析写出二者的原子结构示意图、对比可知，①、④正确。B2．有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰好是A原子L层电子数的2倍，A和B分别是()A．硅原子和钠原子B．硼原子和氢原子C．氯原子和碳原子D．碳原子和铝原子解析根据题意可知，B原子M层上有电子，A原子的M层上可能有电子，也可能没有电子，若A原子的M层上有电子，则A、B两原子L层上的电子数应该相等，均为8，据此可知A原子的M层上没有电子，则A原子的L层为最外层，且电子数为4，故A的原子序数为6，B的原子序数为13，答案为D。D3．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__________。解析(1)该微粒为中性微粒，即核电荷数等于核外电子数，为18号元素氩。(2)该微粒能使溴水褪色，即为还原性微粒，且出现浑浊，即有难溶性的非金属单质。符合条件的为硫元素。(3)该微粒得到一个电子可变成原子，故为19号元素钾。(4)该微粒失去一个电子可变成原子，故为17号元素氯。答案(1)Ar(2)S2－(3)K＋(4)Cl－课时作业1．下列关于多电子原子的核外电子运动规律的叙述正确的是()①核外电子是分层运动的②所有电子在同一区域里运动③能量高的电子在离核近的区域里运动④能量低的电子在离核近的区域里运动A．①②B．①④C．②③D．③④解析在多电子原子里，各电子具有的能量不尽相同，导致电子的运动区域也不尽相同。通常能量低的电子在离核近的区域里运动，而能量高的电子在离核远的区域里运动。答案B2．下列三种微粒可以归为一类，请选择一项可以归入此类的结构示意图()A.B.C.D.解析题给三种微粒的结构示意图均表示阳离子，即核电荷数大于核外电子数，符合此特点的只有C项。C3．在下列所表示的微粒中，得电子能力最强的是()解析四个选项的示意图分别表示碳原子、氟原子、钠离子、铝离子。钠离子和铝离子都形成最外电子层为8个电子的稳定结构，则它们很难得到电子。氟原子比碳原子的核电荷数大，最外层电子数多，原子半径小，原子核对核外电子的吸引力大，因此氟原子比碳原子更易得电子。B4．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在元素周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有()A．1对B．2对C．3对D．4对解析题中的两种元素不可能在同一周期，前10号元素只在前两个周期中，符合条件的只有2对。B5．短周期元素中，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其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元素原子序数关系中正确的是()A．C＞D＞B＞AB．D＞B＞A＞CC．A＞D＞C＞BD．B＞A＞C＞D解析根据原子核外电子排布规律可知：A元素只有两个电子层，且最外层电子数为4，则A为6号元素；同理B为8号元素。C元素的最外层为M层，且电子数为4，可推知其原子序数为14；B元素形成的阴离子核外电子数为10，故D元素的核电荷数为11。故原子序数的大小顺序为C＞D＞B＞A。答案A6．根据教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是()A．K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等解析逐项判断。A项：K层电子数为奇数，只能是1，这是氢元素所独有，它确实属于ⅠA族，叙述正确；B项：L层电子数为奇数者，可以是1、3、5、7，对应于Li、B、N、F，它们确实属于ⅠA、ⅢA、ⅤA和ⅦA族，叙述也正确；C项：L层电子数为偶数者，可以是2、4、6、8，它们当然可以是Be、C、O、Ne，但8电子填满后，还可以在M层上有1～8个电子，这是题目未曾界定的，它们可以属于Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl等的ⅠA～ⅦA各族，所以本项叙述不正确；D项：M层电子数为奇数的情况，类似于B项中L层电子数为奇数的情况，也是正确的。答案C7．A、B为两短周期元素，A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5，则A和B形成的化合物的化学式为()A．A2B3B．BA2C．AB4D．B3A2解析由题意知：A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，A原子核外电子总数比B原子核外电子总数少5个，那么肯定是B原子M层上多了2个电子，而且A元素原子的L层未排满，所以得两者的原子结构示意图为A：、B：，即A为N，B为Mg，A、B构成Mg3N2，即B3A2。答案D8．有A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中C、E是金属元素；A和E元素原子的最外电子层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半。(1)据此推断这五种元素的元素符号。A．________B．________C．________D．________E．________(2)分别写出C的最高价氧化物对应水化物与D、E最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式：_______________________________________、_______________________________________。解析由B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，知B为O，D为S；它们的核电荷数依次增大，C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半，知C为Al；A和E元素原子的最外电子层都只有一个电子，且核电荷数都小于20，知A为H，E为K。根据各元素的性质可解决(2)题。答案(1)A：HB：OC：AlD：SE：K(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O