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第1章原子结构与元素周期律第1节原子结构课时2核外电子排布目标与素养：1.了解1～18号元素原子的核外电子排布。(微观探析)2.了解核外电子的排布规律。(微观探析)3.了解原子的最外层电子数与元素原子得失电子的能力和化合价的关系。(证据推理)自主预习探新知一、核外电子的分层排布1．电子层与电子能量的关系电子层数1234567电子层符号KLMNOPQ电子能量―――――――――――――――――――→电子离核________、电子能量________由近及远由低到高2．核外电子排布规律微点拨：核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解。3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图二、原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系元素结构与性质金属元素非金属元素稀有气体元素最外层电子数一般小于__一般大于或等于____(He为__)稳定性不稳定不稳定稳定得失电子能力易___电子易___电子____得、失电子化合价只显____既有_____，又有_________4482失得不易正价正价负价0价微点拨：原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。[答案](1)×(2)×(3)×(4)×(5)√1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)最外层电子数为2的原子一定是金属元素。()(2)最外层电子数大于4的原子一定是非金属元素。()(3)不容易得电子的原子一定容易失电子。()(4)氧原子的最外层电子数为6，故其最高正价为＋6。()(5)金属原子只有还原性。()[答案]A2．下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是()A．核外电子是分层运动的B．所有电子在同一区域里运动C．能量高的电子在离核近的区域运动D．能量低的电子在离核远的区域绕核旋转3．下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是()D[A.K层排满才能排L层，K层最多排2个电子，故A错误；B.最外层最多排8个电子，故B错误；C.S2－得到2个电子后，最外层为8个电子，故C错误；D.Mg2＋失去2个电子后，最外层为8个电子，D正确。]核心突破攻重难原子核外电子排布规律1.“一低”——原子核外电子首先排布在能量最低的电子层上。2．“三不超”——最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子)；次外层不超过18个电子；倒数第3层不超过32个电子。3．“一稳定”其他电子层结构――――→一定条件下变为最外电子层中排满8个电子He为2个相对不稳定结构相对稳定结构【典例1】根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。信息元素名称原子结构示意图A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同D元素原子次外层电子数是最外层电子数的13[解析]L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。[答案](从左到右，从上到下)硅硼钠氧1～20号元素原子结构特点(1)原子核中无中子的原子是11H。(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。(3)最外层有2个电子的元素：He、Be、Mg、Ca。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：C。(6)最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素：O。(7)最外层电子数是次外层电子数的4倍的元素：Ne。(8)最外层电子数是内层电子总数的一半的元素：Li、P。(9)最外层电子数是次外层电子数的一半的元素：Li、Si。(10)最外层电子数等于电子层数的元素：H、Be、Al。1．下列说法中肯定错误的是()A．某原子K层上只有1个电子B．某原子M层上电子数为L上层电子数的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B[K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于188×4，故B错；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋均属于这种情况，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，故D正确。]原子结构与元素性质、元素化合价的关系原子类别与元素性质的关系与元素化合价的关系稀有气体最外层电子数为8(He为2)，结构稳定，性质不活泼原子结构为稳定结构，常见化合价为零金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子易失去最外层电子，达到稳定结构，其最高正价为＋m(m为最外层电子数)非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，形成8电子稳定结构得到一定数目的电子，达到稳定结构，其最低负价为m－8(H为m－2)【典例2】核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是()A．原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素B．核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同C．原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素D．核电荷数为17的元素容易获得1个电子D[在核电荷数为1～18的元素中，最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H为非金属元素，最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He为稀有气体元素，A项错误；核外电子排布完全相同的微粒O2－与Na＋化学性质不相同，B项错误；原子核外各层电子数相等的只有Be，它是金属元素，C项错误；核电荷数为17的元素的原子结构示意图为，其最外层有7个电子，很容易获得1个电子而成为8个电子的稳定结构，D项正确。]1最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如Po等。2活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；氢元素可以形成H＋和H－。2．X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式可能是()A．XYZB．X3YZC．XYZ2D．X2YZ3D[元素组成的化合物分子中正负化合价的代数和为0。X元素原子的最外层电子数为1，则其在化合物中的化合价为＋1价；Y元素原子的最外层电子数为4，则其在化合物中的化合价为＋4价；Z元素原子的最外层电子数为6，则其在化合物中的化合价为－2价；所以根据化合物中的正负化合价的代数和为0的原则可知这三种元素组成的化学式可能是X2YZ3。如H2CO3、Na2SiO3等。]巧记10电子、18电子微粒1．10电子微粒2．18电子微粒【典例3】A＋、B＋、C－、D、E五种微粒(分子或离子)中，每个微粒均有10个电子，已知：①A＋＋C－=====△D＋E↑；②B＋＋C－===2D。请回答：(1)C－的离子符号是________。(2)分别写出A＋和C－反应、B＋和E反应的离子方程式：________________________、_______________________。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式________________。[解析]因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－=====△D＋E↑，则通过排查10电子微粒的性质可知，该反应为NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2O，即A＋为NH＋4、C－为OH－、D为H2O、E为NH3；由B＋＋C－===2D可知B＋为H3O＋。[答案](1)OH－(2)NH＋4＋OH－=====△NH3↑＋H2OH3O＋＋NH3===NH＋4＋H2O(3)CH4、HF、Ne(其中的两种即可)B[各微粒电子数分别为A中Na＋：10，K＋：18；B中：CH4：10，NH＋4：10；C中：NH－2：10，Cl－：18；D中：O2－：10，168O：8。]3．下列微粒电子数相同的一组是()A．Na＋和K＋B．CH4和NH＋4C．NH－2和Cl－D．O2－和168O当堂达标提素养1．不符合原子核外电子排布基本规律的是()A．核外电子总是优先排在能量最低的电子层上B．K层是能量最低的电子层C．N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18D．各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2D[A项为能量最低原理，正确；K层离核最近，能量最低，B项正确；次外层电子数不超过18，C项正确；各电子层最多容纳电子数为2n2，D项错误。]2．下列微粒结构示意图中，不正确的是()B[电子在排布时先排能量低的电子层(K层)，排满后再排能量较高的L层、M层，K层最多只能排2个，L层最多能排8个，M层最多能排18个，但如果是作为最外层，则最多只能排8个，B不正确；D表示的是Cl－的结构示意图。]A[分析各微粒的核外电子排布情况即可。A项各微粒都含10个电子，核外电子排布相同。]3．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是()A．Mg2＋、O2－、Na＋、F－B．Na＋、F－、S2－、ArC．K＋、Ca2＋、S2－、Ba2＋D．Mg2＋、S2－、Na＋、F－4．下列说法中正确的是()A．某单核微粒的核外电子排布为，则该微粒一定是氩原子B．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素C．NH＋4与H3O＋具有相同的质子数和电子数D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子C[核外电子排布为的微粒可以是S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋等，A不正确；硼(B)最外层有3个电子，但硼元素属于非金属元素，B不正确；NH＋4和H3O＋质子数和电子数都分别是11和10，C正确；最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是碳原子，最外层电子数是4，既不易失去电子，又不易得到电子，D不正确。]5．以下是4种微粒的结构示意图。(1)上述微粒中氧化性最强的是________(填字母)，写出一个它表现氧化性的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。(2)上述微粒中还原性最强的是________(填字母)，写出一个它表现还原性的化学方程式：___________________________________________________________________________________________。(3)电子层结构与D相同、化学性质最稳定的元素，原子的核电荷数是________，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因___________________________________________________________________________________________________________。(4)A的一种同位素可用于考古断代，这种同位素的符号是________，这种用途取决于它的________性。[解析]A→D四种微粒依次为C、F、Na、Al3＋。微粒氧化性最强即得电子能力最强，微粒还原性最强即失电子能力最强。[答案](1)B2F2＋2H2O===4HF＋O2(合理即可)(2)C2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(3)10原子最外层为8电子稳定结构，不易得、失电子，性质稳定(4)146C放射