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第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构元素周期表1.回顾初中所学原子结构知识,结合电子层模型示意图,了解核外电子能量高低与分层排布的关系。依据稀有气体元素原子的电子层排布,思考并总结出核外电子排布规律,并学会书写常见简单原子的原子结构示意图。培养微观探析、证据推理与模型认知的意识和习惯。2.结合原子结构示意图,讨论归纳出元素周期表的编排原则及结构,并能根据原子序数确定元素在周期表中的位置。培养证据推理与模型认知的能力。3.通过阅读“科学史话”,了解“原子结构模型的演变”“元素周期表的发展”,培养创新意识,增强科学探究精神和社会责任感。知识铺垫新知预习自主测试1.元素是具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。2.原子中的质子数=核电荷数=核外电子数。3.镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为4.什么核外电子排布结构是稳定的结构?提示最外层达到8电子(只有1层电子时是2电子)结构。知识铺垫新知预习自主测试一、原子结构1.原子的构成原子原子核质子①每个质子带一个单位正电荷②相对质量约为1中子①中子不带电②相对质量约为1核外电子①围绕原子核做高速运动②每个电子带一个单位负电荷③相对质量为一个质子(中子)的11836知识铺垫新知预习自主测试2.质量数(1)质量数:将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数。(2)等量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。3.原子核外电子的排布规律(1)电子层的划分①核外电子的能量及运动区域。知识铺垫新知预习自主测试②电子层及其与能量的关系。各电子层(由内到外)序号(n)1234567符号KLMNOPQ与原子核的距离由近到远能量由低到高(2)核外电子的排布规律①电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。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。知识铺垫新知预习自主测试4.电子层的表示方法钠原子的结构示意图如下,请注明其意义。【微思考1】构成原子或离子的粒子间的数量关系如何?提示(1)原子:核电荷数=质子数=核外电子数。(2)阳离子: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。知识铺垫新知预习自主测试5.原子结构模型的演变人类对原子结构认识经历了如下演变过程:道尔顿模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型等。知识铺垫新知预习自主测试二、元素周期表1.元素周期表的发展历程知识铺垫新知预习自主测试2.原子序数(1)含义:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编号,得到原子序数。(2)原子序数与原子结构的关系原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数3.编排原则知识铺垫新知预习自主测试4.元素周期表的结构(1)周期(横行)①个数:元素周期表中有7个周期。②特点:每一周期中元素的电子层数相同。③分类(3短4长)短周期:包括一、二、三周期(3短)。长周期:包括四、五、六、七周期(4长)。(2)族(纵列)①个数:元素周期表中有18个纵列,但只有16个族。②特点:元素周期表中主族元素的族序数等于其最外层电子数。知识铺垫新知预习自主测试③分类④常见族的特别名称第ⅠA族(除H外):碱金属元素;第ⅦA族:卤族元素;0族:稀有气体元素。知识铺垫新知预习自主测试【微思考2】依据现行元素周期表讨论,最外层电子数为2的元素是否一定为第ⅡA族元素?提示最外层电子数为2的元素除第ⅡA族元素外,还有He元素和过渡元素中的许多元素,如Fe等,而He属于0族元素,Fe属于第Ⅷ族元素。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)核外电子的能量不同,能量高的在离核近的区域运动。()(2)钾原子的M层可以排9个电子。()(3)每一周期的最外层电子均是由1个至8个电子。()(4)同周期中元素电子层数一定相同。()(5)同族元素的最外层电子数一定等于族序数。()(6)0族元素的最外层电子数均为8。()(7)每一纵列一定为一族。()(8)元素周期表已发展成一个稳定的形式,它不可能再有新的变化了。()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×知识铺垫新知预习自主测试2.15号元素P在周期表中的位置为()A.第二周期第ⅤA族B.第二周期第ⅥA族C.第三周期第ⅥA族D.第三周期第ⅤA族答案D解析画出15号元素的原子结构示意图,即可确定P元素在周期表中的位置为第三周期第ⅤA族。知识铺垫新知预习自主测试3.下列各表为周期表的一部分(表中数字代表元素的原子序数),其中正确的是()答案D解析A项中2号元素应该位于周期表的最后一列,错误;B项中2号、3号、4号不应该在同一周期,因为第一周期只有两种元素H和He,错误;C项中6号、12号和24号元素不应在同一主族,因为相邻周期主族元素的原子序数之差只可能为2、8、18、32,不存在相差6或12的情况,错误;D项完全符合元素周期表的排列规则。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测核外电子排布规律及表示方法问题探究(1)核电荷数为1~20的元素的核外电子排布特点。(填元素符号)①原子最外层有1个电子的元素:。②原子最外层有2个电子的元素:。③原子最外层电子数等于次外层电子数的元素:。④原子最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:。原子最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:。原子最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:。⑤原子最外层电子数是电子层数2倍的元素:。原子最外层电子数是电子层数3倍的元素:。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测⑥原子电子层数与最外层电子数相等的元素:。⑦原子电子层数是最外层电子数2倍的元素:。⑧原子电子总数为最外层电子数2倍的元素:。⑨原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:。⑩原子内层电子数是最外层电子数2倍的元素:。原子核中无中子的原子:。提示①H、Li、Na、K②He、Be、Mg、Ca③Be、Ar④CONe⑤He、C、S、O⑥H、Be、Al⑦Li⑧Be⑨Li、Si⑩Li、P⑪11H探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(2)钾的原子结构示意图若画为它违背了核外电子排布的哪条规律?试画出正确的钾的原子结构示意图。提示违背了最外层电子数不能超过8个的规律;(3)举例说明10e-原子、分子和离子。提示原子:Ne;分子:CH4、NH3、H2O、HF;离子:O2-、F-、、Na+、Mg2+、Al3+。N3-探究一探究二探究三素养脉络随堂检测深化拓展1.原子核外电子排布规律——“四最”(1)“一个最低”核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由内向外从能量较低的电子层逐步向能量较高的电子层排布,即排满K层再排L层,排满L层再排M层,依此类推。(2)“三个最多”①各电子层最多容纳的电子数是2n2。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。②最外层电子数最多是8(K层是最外层时,最多是2)。③次外层电子数最多是18。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.粒子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图:表示原子的核电荷数和核外电子在原子核外各电子层排布的图示。如Na原子的原子结构示意图为探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(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。如探究一探究二探究三素养脉络随堂检测3.常见含2e-、10e-、18e-的粒子(1)核外有2个电子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。(2)核外有10个电子的粒子分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、N、H3O+阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、N(3)核外有18个电子的粒子分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4等阳离子:K+、Ca2+阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-H4+H2-探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用典例1下列说法中正确的是()A.钾原子的结构示意图为B.某原子M层电子数为L层电子数的4倍C.某离子M层和L层电子数均为K层的4倍D.短周期元素中,内层电子总数是最外层电子数2倍的元素只有P答案C探究一探究二探究三素养脉络随堂检测解析钾原子的结构示意图为,A项错误;L层能容纳8个电子,M层最多容纳18个电子,不可能是L层电子数的4倍,B项错误;S2-、K+等L层、M层均有8个电子,是K层的4倍,C项正确;短周期元素中,内层电子总数是最外层电子数2倍的元素除P外,还有Li,D项错误。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测变式训练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,该元素的原子核外电子排布是()A.2、5B.2、7C.2、8、5D.2、8、7答案C解析第一层最多排2个电子,第二层最多排8个电子,第三层最多排18个电子,某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,则电子层数为2、3或4。若含有2个电子层,则电子数为10,不满足质子数是最外层电子数的3倍;若含有3个电子层,则电子数为15,满足质子数是最外层电子数的3倍,则该元素为P,其原子核外电子排布是2、8、5;若含有4个电子层,则电子数为20,不满足质子数是最外层电子数的3倍。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测元素周期表的结构问题探究1.同一周期第ⅡA族、第ⅢA族元素原子序数相差的数值可能是多少?提示1、11、25。2.元素周期表中最长的周期是什么周期?有多少种元素?提示第六、七周期,32种。3.元素周期表中元素最多的族是什么族?有多少种元素?提示ⅢB族,32种。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测深化拓展1.周期类别周期序数行数所含元素种类数每周期的起止元素及其原子序数短周期一121HHe二283LiNe三3811NaAr长周期四41819KKr五51837RbXe六63255CsRn七73287FrOg探究一探究二探究三素养脉络随堂检测2.族主族副族第Ⅷ族副族主族0族列序数123456789101112131415161718族序数ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0探究一探究二探究三素养脉络随堂检测3.过渡元素元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵列,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。4.关于元素周期表的几点说明(1)0族元素不是主族元素。(2)元素周期表的“两性”一是“残缺性”,即第一至第三周期缺少过渡元素,第一周期还缺少第ⅡA~ⅦA族的元素。二是“隐含性”,即第六、七周期第ⅢB族中分别隐含着镧系元素和锕系元素,这两系元素中各有15种元素,第Ⅷ族包括8、9、10三个纵列。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测素能应用典例2结合元素周期表回答下列问题:(1)表中的实线是元素周期表的部分边界,请在图中用实线补全元素周期表的边界。(2)表中所列元素,属于短周期元素的有种,属于主族元素的有种,g元素位于第周期族,i元素位于第周期第族。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测(3)元素f是第周期第族元素,请在右边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量(近似值)。(4)元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系是。探究一探究二探究三素养脉络随堂检测答案(1)(2)76三0四ⅡB(3)三ⅥA(4)①元素所在周期序数等于原子核外的电子层数,元素所在的主族序数等于原子的最外层电子数,由元素原子的电子层数和最外层电子数可确定元素在元素周期表中的位置;②同一周期元素原子的电子层数相同,同一主族元素原子的最外层电子数相同探究一探究二探究三素养脉络随堂检测解析(1)根据元素周期表的结构知:第一周期有2种元素,第二、三周期有8种元素,分别位于第1、2、13~18列,第四、五、六、七周期为长周期,包括1~18列,由此可画出周期表的边界。(2)画出周期表的边界,对照周