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物质结构元素周期律第四章第一节原子结构与元素周期表第一课时原子结构学习目标：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。3.知道元素、质量数的含义。课前自主预习1．原子的构成质量数(1)原子的构成①原子的构成如碳原子的原子结构模型②原子的表示方法(2)质量数①概念原子核内所有和的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。②构成原子的微粒间的两个关系a．质量数(A)＝(Z)＋(N)。b．质子数＝＝＝。质子中子质子数中子数核外电子数核电荷数原子序数(3)原子和离子中微粒间的数量关系①原子：核外电子数＝＝，如N原子：。②阳离子：核外电子数＝质子数所带电荷数，如Na＋：。③阴离子：核外电子数＝质子数所带电荷数，如S2－：。质子数核电荷数－＋2．电子层(1)电子的能量①在多电子原子里，电子的能量。②在离核近的区域运动的电子的能量，在离核远的区域运动的电子的能量。(2)电子层①概念：在多电子的原子里，把电子运动的的区域简化为的壳层，称作电子层。不同低高不同不连续②不同电子层的表示及能量关系(3)原子核外电子的排布规律①电子总是尽可能先从排起，当一层后再填充下一层。②原子核外各电子层最多容纳个电子。③原子最外层电子数不能超过(K层为最外层时不能超过)，次外层电子数不能超过。K层排满2n28个2个18个3．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：1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高()(2)稀有气体元素的原子最外层都有8个电子()(3)M层为最外层时容纳的最多电子数不超过8个()(4)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个()(5)中子数＝质量数－质子数()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)√2．根据硅原子的结构示意图可知，在硅原子的核外电子层中，电子没有出现的电子层为()A．K层B．L层C．M层D．N层[解析]从硅原子的结构示意图可知，核外有三个电子层，依次为K、L、M层，电子没有在N层出现，D项符合题意。[答案]D3．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是()A．K层是能量最低的电子层B．原子失电子时先失去能量低的电子C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18[解析]离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，则K层是能量最低的电子层，A正确；原子最先失去最外层电子，最外层电子的能量最高，所以原子失电子时先失去能量高的电子，B错误；核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上，C正确；电子层的次外层最多容纳18个电子，所以N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，D正确。[答案]B课堂互动探究知识点一原子的构成质量数1.原子的构成微粒2．有关粒子间的关系(1)质量关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②原子的相对原子质量近似等于质量数。(2)电性关系①电中性微粒(原子或分子)：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。②带电离子：质子数≠电子数，具体如下表：阳离子(Rm＋)质子数电子数质子数＝电子数＋m阴离子(Rm－)质子数电子数质子数＝电子数－m(3)数量关系：原子序数＝质子数。3．符号AZX±cm±n中各个字母的含义：【典例1】已知R2＋核外有a个电子，b个中子。表示R原子符号正确的是()A.baRB.a＋b－2a＋2RC.a＋b＋2a＋2RD.a＋ba－2R[思路启迪]解决此类问题应熟练掌握微粒各种物理量之间的定量关系及微粒的表示方法：A＝Z＋N；阳离子(Z)＝电子数＋电荷数。[解析]R2＋核外有a个电子，则R原子核外有(a＋2)个电子，即核内有(a＋2)个质子，R的质量数为a＋2＋b。[答案]C组成原子、离子的各种微粒及相互关系[针对训练1]下列有关钯原子(10646Pd)的说法错误的是()A．原子序数为46B．质子数为46C．电子数为46D．中子数为46[解析]由10646Pd可知，钯的原子序数为46，核外电子数＝原子序数＝质子数＝46；核内中子数为106－46＝60，D选项错误。[答案]D知识点二原子核外电子的排布规律1.原子核外电子的排布规律2．核外电子排布的表示方法——结构示意图(1)原子结构示意图①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。②用弧线表示电子层。③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。如钠的原子结构示意图：(2)离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如Mg：――→－2e－Mg2＋：。②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如F：――→＋e－F－：③离子结构示意图中，阳离子核内质子数大于核外电子数，阴离子核内质子数小于核外电子数，且差值为离子所带电荷数。④单个原子形成简单离子时，其最外层可形成8电子稳定结构(K层为最外层时可形成2电子稳定结构)。【典例2】下列说法正确的是()A．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素B．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素C．最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期D．某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期[思路启迪]熟练掌握1～20号元素原子的核外电子排布，找出符合上述要求的元素，从而判断选项是否正确。[解析]原子核外各层电子数相等的不一定是非金属元素，如铍元素原子有两个电子层，每层上都是2个电子，但铍元素是金属元素，故A错误；B中原子最外层只有1个电子的元素不一定是金属元素，如H。D中如K＋最外层电子数与次外层电子数相同，但K位于第四周期，故A、B、D错误。[答案]C短周期元素原子结构的几个特殊关系特殊关系元素最外层电子数等于次外层电子数的一半Li、Si最外层电子数等于次外层电子数Be、Ar最外层电子数等于次外层电子数的2倍C最外层电子数等于次外层电子数的3倍O最外层电子数等于次外层电子数的4倍Ne最外层电子数等于电子层数H、Be、Al[针对训练2]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．CDBAB．DBACC．ADCBD．BACD[解析]A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；D的阳离子与B的阴离子(即O2－)电子层结构相同，D为Na，原子序数为11；故原子序数CDBA。[答案]A知识点三常见的等电子微粒1.常见的“10电子”粒子分子离子一核10电子NeN3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋二核10电子HFOH－三核10电子H2ONH－2四核10电子NH3H3O＋五核10电子CH4NH＋42.常见的“18电子”粒子(1)分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4等。(2)阳离子：K＋、Ca2＋。(3)阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－。【典例3】A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)，它们都分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：①A＋＋C－――→△D＋E↑②B＋＋C－―→2D(1)写出①的离子方程式：_____________________；写出②的离子方程式：_______________________。(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：________。(3)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_________________________________________________。[思路启迪]解决涉及“10电子”微粒的相关题目时，既要熟练记忆常见的“10电子”微粒，又要重点掌握相互间发生的反应，最后结合题干信息做出准确判断。[解析]先列出常见的10电子粒子，对照分析找出其转化关系。①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4②阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4、H3O＋③阴离子：F－、O2－、OH－、N3－、NH－2。其中发生题给模式的反应分别为NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O，H3O＋＋OH－===2H2O，故A＋为NH＋4，B＋为H3O＋，C－为OH－，D为H2O，E为NH3。[答案](1)NH＋4＋OH－=====△H2O＋NH3↑H3O＋＋OH－===2H2O(2)Ne、CH4(合理即可)(3)Na＋、Mg2＋(合理即可)A、B、C、D均为10电子粒子，其转化关系如下：该转化一定为NH＋4＋OH－===NH3＋H2O，即A为NH＋4、B为OH－、C为NH3、D为H2O。[针对训练3]与OH－具有相同质子数和电子数的粒子是()A．H2OB．F－C．Na＋D．NH3[解析]OH－有9个质子，10个电子，与F－的质子数和电子数完全相同。[答案]B课堂归纳小结[知识脉络][核心要点]1．常见的“10电子”粒子(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋4、H3O＋(3)阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH－2