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第1讲原子结构2017级教学指导意见核心素养1.掌握原子结构示意图、电子式的表示方法。2.了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数之间的关系。了解元素、核素、同位素的概念。3.了解原子核外电子排布规律——核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子排布式、轨道表示式。4.了解电离能、电负性的概念，能用此说明元素的性质。5.了解原子模型、电子在原子轨道间的跃迁及简单应用。1.变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析核外电子的运动状态及原子结构的变化规律、认识元素性质的变化规律。2.证据推理与模型认知：能运用原子结构模型揭示化学现象的本质及规律，能运用构造原理和能量最低原理，揭示元素原子核外电子排布的规律。3.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题，如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出自己的见解。考点一原子结构与核素、同位素[学在课内]1.原子结构(1)原子的构成原子元素化学(2)原子内的等量关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；②质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数；图示：元素中子数质子数(3)原子符号③阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数；④阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。2．元素、核素、同位素(1)“三素”概念的辨析：质子数质子中子(2)几种重要的核素及其应用[名师点拨]①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。制氢弹核素23592U21H31H188O用途核燃料用于考古断代示踪原子3．特征电子数粒子(1)2e－微粒H2←H－←→Li＋→Be2＋(2)10e－微粒(3)18e－微粒[考在课外]教材延伸判断正误(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。()(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。()(3)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。()(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素。()(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。()√√×××(6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同。()(7)21H＋核外电子数为2。()(8)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同。()(9)13C与C60互为同素异形体。()(10)所有的原子中都含有质子和中子。()×××××拓展应用(1)①11H、21H、31H分别是氢元素的三种____________，它们互称为________。②5626Fe2＋的质子数为________，中子数为________，核外电子数为________。(2)某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子，在agHmX中所含原子的物质的量为______________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。(2)aA＋m(m＋1)NAaA＋mNaA＋m×(m＋A－N)NAaA＋m(m＋A－N)NA答案(1)①核素(原子)同位素②263024思维探究两种质子数相同的微粒一定是同位素吗？答案不一定。其中关系有：①如Na、Na＋同种元素的原子和离子②如23Na、25Na同位素③NaNH＋4不同物质的原子和离子考点二原子核外电子排布[学在课内]1．能层与能级(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。(2)能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。(3)能层与能级的关系能层一二三四五…符号KLMNO…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p…最多电子数226261026101426…281818电子离核远近近→远电子能量高低低→高2.原子轨道的形状、数目与能量关系原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状s电子的原子轨道呈对称p电子的原子轨道呈形各能级上的原子轨道数目s能级个p能级个d能级5个f能级7个……能量关系①相同能层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf②形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量，如2px、2py、2pz轨道的能量球形哑铃13相等相等3．基态原子核外电子排布(1)排布原则最低2相反相同全满半满全空(2)填充顺序——构造原理如图为构造原理示意图——书写基态原子核外电子排布的依据(3)电子排布式和电子排布图(或轨道表达式)以硫原子为例电子排布式简化电子排布式电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p43s23p4书写基态原子核外电子式（图）时警示点(1)①(违反能量最低原理)②(违反泡利原理)③(违反洪特规则)④(违反洪特规则)(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6;nd5、nd10Cr:3d54s1Mn:3d54s2Cu:3d104s1Zn:3d104s2(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n-1)d放在ns前。名师点拨4．原子状态与原子光谱(1)原子的状态。①基态原子：处于____________的原子。②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从________跃迁到________状态的原子。(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会________或________不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。最低能级低能级高能级吸收放出(3)基态、激发态及光谱示意图。5．原子结构示意图电子层质子数[考在课外]教材延伸判断正误(1)p能级的能量一定比s能级的能量高。()(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。()(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。()(4)2px、2py、2pz的能量相等。()(5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。()(6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2。()×××√××(7)钾元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1。()(8)第4周期元素中，锰元素价电子层中未成对电子数最多。()(9)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。()(10)磷原子的基态电子排布图为(10)磷原子的基态电子排布图为()(11)氧原子和碳原子中未成对电子数均为2。()(12)节假日燃放的焰火与电子的跃迁有关。()(13)最外层电子排布式为4s1的元素一定是K元素。()(14)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。()(15)16O与18O是氧元素的两种核素，16O与18O核外电子排布方式相同。()××××√√××√拓展应用(1)Fe3＋的电子排布式_________________________________________，钒元素的价层电子排布图为_________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5√(2)写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式。原子电子排布式简化电子排布式NClCaFeCuAs答案1s22s22p3[He]2s22p31s22s22p63s23p5[Ne]3s23p51s22s22p63s23p64s2[Ar]4s21s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s21s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s11s22s22p63s23p63d104s24p3[Ar]3d104s24p3答案①原子②S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋(3)已知某粒子的结构示意图为试回答：①当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。②当y＝8时，粒子可能为________、________、________、________、________(填微粒符号)(4)核外电子排布与元素推断(在短周期元素中，请在相应的横线上填写相应的元素符号)BeArAlPSiLiCSONe思维探究金属元素焰色反应的实质是什么？答案灼烧时，电子吸收能量从低能级跃迁到高能级，高能状态不稳定又从高能级回到低能级释放出的能量形成发射光谱，落在可见光范围内即可产生焰色反应。化学用语的规范使用，培养学生严谨的科学态度与科学精神素养说明：正确书写与使用化学用语是高考对学生素养考查的一贯主题。考查内容包括元素名称、符号、离子符号、原子符号、原子结构示意图、分子式、电子式、结构式、结构简式、分子模型、核外电子排布式、价电子排布式、轨道表达式等，强化化学用语的规范使用是学生规范答题的一个重要环节，有助于培养严谨的科学态度与思想。[名师点拨]1.一图：原子结构示意图氯的原子结构示意图为：2.八式：分子式、结构式、结构简式、电子式、最简式、核外电子排布式、价电子排布式、轨道排布式(1)分子式：是用元素符号表示物质(单质、化合物)分子组成的化学式，有些物质确实由分子构成，在分子内原子间以共价键连结，这些物质就具有分子式，如氧分子用O2表示。(2)结构式：用元素符号和短线表示化合物(或单质)分子中原子的排列和结合方式的式子。结构式用—、===、≡分别表示1、2、3对共用电子对，结构式可以在一定程度上反映真正的分子结构和性质，但不能表示空间构型，如甲烷分子是正四面体，而结构式为：，所示的碳原子和四个氢原子却都在同一平面上。(3)结构简式：通常只适用于以分子形式存在的纯净物，一般使用于有机物，将有机物分子结构式中的C—C键和C—H键省略不写所得的一种简式。如乙醇的结构简式：CH3CH2OH。(4)最简式：最简式又叫实验式，它是仅能表示化合物组成中各元素原子数目的比例的化学式。一般用于两种情况：无机物中，表示在通常情况下，不以单一的真实分子形式存在的化合物的组成。如离子化合物氯化钠，通常用最简式NaCl表示。晶体以原子间的共价键结合形成的物质,(原子晶体)也常用最简式表示，如金刚石用C表示。有机物中，由于碳氢原子之间可以成键，种类很多，而因为最简式仅表示组成物质分子中原子的最简整数比，所以不同的化合物可以有相同的最简式。例如苯和乙炔的最简式均为CH；单烯烃(通式CnH2n)的最简式都为CH2。(5)电子式①定义：是表示微粒最外层电子结构的式子。通常是在元素符号的周围，用小黑点“·”(或“×”)等符号表示元素的原子或离子的最外层电子个数。②用电子式表示化合物的形成过程,离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“→”连接，相同的原子或离子不合并。,如NaCl：,共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“→”连接。如HCl：。③电子式书写的突破方法,首先，弄清楚研究对象是离子化合物还是共价化合物；其次，弄清楚元素原子最外层电子数，在此基础上结合稳定结构确定离子所带电荷数或原子形成的价键数(共用电子对数)；最后，遵循最稳性写出电子式。(6)核外电子排布式：结合能量最低原理、泡利原理及洪特规则等排布规律确定出的电子填充顺序的电子排布式。(7)轨道表示式：在核外电子排布式的基础上，表示出电子在轨道中的最稳状态。(8)价电子排布式：又称作特征电子构型，与化合价有关的电子排布式。主族元素的价电子即为最外层电子，副族元素的价电子除最外层电子外，还包括次外层电子，个别元素还包括倒数第三层电子。3.两种分子模型球棍模型和比例模型是