高三化学教案：原子结构

1、高三化学教案：原子构造【】鉴于大家对查字典化学网非常关注，小编在此为大家搜集整理了此文高三化学教案：原子构造，供大家参考!本文题目：高三化学教案：原子构造第8讲 原子构造1、理解元素、核素、同位素含义;知道核素在医疗、新能源开发等方面的应用。2、理解原子的构成，理解质量数、质子数、中子数、核电荷数、核外电子数之间的互相关系，理解AZX 的含义。3、从原子构造示意图的角度理解前18号元素的原子核外电子的排布规律。中子N不带电荷 同位素 核素原子核 质量数A=N+Z 近似相对原子质量质子Z带正电荷 核电荷数 元素 元素符号原子构造 最外层电子数决定主族元素的 决定原子呈电中性电子数Z个化学性质及最

2、高正价和族序数体积小，运动速率高近光速，无固定轨道核外电子 运动特征电子云比喻 小黑点的意义、小黑点密度的意义。排布规律 电子层数 周期序数及原子半径表示方法 原子离子的电子式、原子构造示意图第1课时 原子构造1. 三个根本关系1数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数原子中2电性关系：原子中：质子数=核电荷数=核外电子数阳离子中：质子数核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数阴离子中：质子数核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数3质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数2. 对于公式：质量数A=质子数Z+中子数N，无论原子还是离子，该公式均适应。原子可用 表示，质量数A写在原子的

3、右上角，质子数Z写在原子的左下角，上下两数值的差值即为中子数。原子周围右上角以及右下角或上面均可出现标注，注意不同位置标注的含义，右上角为离子的电性和电荷数，写作n ;右下角为微粒中所含X原子的个数，上面标注的是化合价，写作 n形式，注意与电荷的标注进展正确区分，如由氧的一种同位素形成的过氧根离子，可写作 O-1 。原子构造及离子构造中各种根本微粒间的关系原子种类 微粒之间的关系中性原子 AZ 原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数 质量数=质子数+中子数阳离子 A n+原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数+n阴离子 A m-Z 原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数-m3.核外

4、电子核外电子的运动状态1.原子构造理论的开展。经历了以下五个开展阶段：1803年英国化学家道尔顿家建立了原子学说;1903年汤姆逊发现了电子建立了葡萄干布丁模型;1911年英国物理学家卢瑟福根据粒子散射实验提出原子构造的核式模型;1913年丹麦科学家玻尔建立了核外电子分层排布的原子构造模型;20世纪20年代建立了现代量子力学模型。2.核外电子运动特征：在很小的空间内作高速运动，没有确定的轨道。3.电子运动与宏观物体运动的描绘方法的区别描绘宏观物质的运动：计算某时刻的位置、画出运动轨迹等。描绘电子的运动：指出它在空间某区域出现的时机的多少。4.核外电子运动状态的形象化描绘电子云：电子在原子核外高

5、速运动，像带负电的云雾覆盖在原子核的周围，人们形象地把它叫做电子云。电子云实际上是对电子在原子核外空间某处出现的概率多少的形象化描绘，图中的小黑点不表示电子的个数，而是表示电子在该空间出现的时机多少。参见上页氢原子基态电子云图。5.核外电子运动状态的详细化描绘核外电子的运动状态，由能层、能级、电子云的空间伸展方向、电子的自旋状态四个方面来描绘，换言之，用原子轨道或轨道和电子的自旋状态来描绘。能层电子层、用主量子数n表示：按核外电子能量的上下及离核平均间隔 的远近，把核外电子的运动区域分为不同的能层电子层。目前n的取值为1、2、3、4、5、6、7，对应的符号是英文字母K、L、M、N、O、P、Q。

6、一般地说：n值越大，电子离核的平均间隔 越远、能量越高，即En=1能级电子亚层、用角量子数l表示：在多电子原子中，同一能层电子层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分为不同的能级或电子亚层因为这些不同的能量状态的能量是不连续的，像楼梯的台阶一样，因为称为能级。用角量子数l来描绘这些不同的能量状态。对于确定的n值，角量子数l的取值有n个：0、1、2、3、n-1，分别用s、p、d、f表示。Ens电子云的空间伸展方向用磁量子数m表示：对于确定的能层和能级n、l，能级的能量一样，但电子云在空间的伸展方向不一定一样，每一个空间伸展方向称为一个轨道，用磁量子数m来描绘。不同能层的一样能级，其空间伸展方向数

7、一样，即轨道数一样。S能级亚层是球形，只有1个伸展方向;p能级亚层是亚铃形，有3个伸展方向三维坐标的三个方向;d、f能级亚层形状比较复杂，分别有5、7个伸展方向。原子轨道或轨道：电子在原子核外出现的空间区域，称为原子轨道。在量子力学中，由能层电子层、主量子数n、能级电子亚层、角量子数l和电子云的空间伸展方向磁量子数m来共同描绘。由于原子轨道由n、l、m决定，由此可以推算出：s、p、d、f能级亚层分别有1、3、5、7个轨道;n=1、2、3、4、时，其对应电子层包含的轨道数分别为1、4、9、16，即对于主量子数为n的电子层，其轨道数为n2。电子的自旋状态：电子只有顺时针和逆时针两种自旋方向，用自旋

8、量子数ms表示。【例1】2019江苏卷，2水是最珍贵的资源之一。以下表述正确的选项是A.H2O的电子式为B.4时，纯水的pH=7C. 中，质量数之和是质子数之和的两倍D.273K、101kPa，水分子间的平均间隔 ： 气态 液态 固态【答案】C【解析】此题主要考察的是有关水的化学根本用语。A项，水是共价化合物，其分子的电子式为 ;B项，温度升高，水的电离程度增大， C项，一个 分子中，其质量数为20，质子数为10，D项，在温度压强一定时，它只能呈一种状态。综上分析可知，此题选C项【例2】河南省方城五高2019届高三上学期期中考试以下表达正确的 A. 14N和15N具有一样的质量数 B. 14N

9、和15N所含的电子数不同C.N4和N2是同素异形体 D. 14N和N4互为同位素答案 C第2课时 原子核外电子排布规律1.构造原理构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道能级，叫做构造原理。能级交织：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交织。说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低实际上4s能级比3d能级能量高，而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。2.能量最低原理现代物质构造理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于

10、最低状态，简称能量最低原理。构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量上下，而不局限于某个能级。3.泡利原理和洪特规那么泡利不相容原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全一样的电子。换言之，一个轨道里最多只能包容两个电子，且电旋方向相反用表示，这个原理称为泡利Pauli原理。洪特规那么：当电子排布在同一能级的不同轨道能量一样时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向一样，这个规那么叫洪特Hund规那么。比方，p3的轨道式为 或 ，而不是 。洪特规那么特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d

11、10、f14时，是较稳定状态。前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0;半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3;全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。4.原子光谱基态：电子按构造原理的顺序进入原子核外的轨道，此时整个原子的能量最低，称之为基态。基态原子是处于最低能量状态的原子。激发态：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，此时原子的能量较基

12、态高，叫激发态。基态和激发态间、不同激发态间能量是不连续的，像楼梯的台阶一样。电子的跃迁：电子由较高能量的激发态可有多个激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，会放出能量，发光是释放能量的主要形式之一。反之，电子由较低能量的基态或激发态跃迁到激发态或能量较高的激发态时，会吸收能量，吸收光是吸收能量的形式之一。原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时，会吸收或释放不同波长的光，可以用光谱仪来记录、鉴别，称之为原子光谱。在现代化学中，利用不同元素的原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。5.核外电子排布的一般规那么每个电子层主量子数为n所能包容的电子数最多为2n2个泡利原理。原子最外层电子数目不

13、能超过8个K层为最外层时不能超过2个;能级交织。原子次外层电子数目不能超过18个K层为次外层时不能超过2个。能级交织。6.核外电子排布的表示方法原子构造简示意图： 圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层电子层，弧线内数字表示该能层电子层中的电子数。如镁原子的原子构造简图为见右图：电子排布式：在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子。有原子的电子排布式、原子最外层的电子排布式、离子的电子排布式等不同的用法。例如，氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;氯离子Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6;氯原子最外层的电子排布式3s23p5。为防止电子构造过长，通常把

14、内层已到达稀有气体的电子层写成原子芯原子实，并以稀有气体符号加方括号表示。例如： 氯 Ne3s23p5 钪 Ar 3d14s2轨道表示式：表示电子所处轨道及自旋状态的式子。如7N的轨道表示式为 1s 2s 2p【例1】2019山东卷，32碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。1碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其构造类似于石墨晶体，每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠结合在一起。2CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，那么C、Si、H的电负性由大到小的顺序为。3用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中SnBr的键角 120填或=。4铅、钡、氧

15、形成的某化合物的晶胞构造是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为 ，每个Ba2+与个O2-配位。解析：1石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状构造，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状构造再以范德华力结合形成层状构造。因碳纳米管构造与石墨类似，可得答案。2共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：CSi。3 SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是4+2/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于1

16、20。4每个晶胞含有Pb4+：8 =1个，Ba2+：1个，O2-：12 =3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位答案：1 sp2 范德华力2 CSi3【例2】2019安徽卷，25X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：元素 相关信息X X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等Y 常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积Z Z和Y同周期,Z的电负性大于YW W的一种核素的质量数为63，中子数为341Y位于元素周期表第 周期表 族，Y和Z的最高价氧化

17、物对应的水化物的酸性较强的是写化学式。2XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在 个键。在HY、HZ两种共价键中，键的极性较强的是，键长较长的是 。3W的基态原子核外电子排布式是 。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是 。4处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。：XOg+ O2g=XO2g H=-283.0 kJmol-2Yg+ O2g=YO2g H=-296.0 kJmol-1此反响的热化学方程式是 。答案：13 VIA HClO422 H-Z H-Y3Ar3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO242COg+SO2g=Ss+2CO2

18、 g H=-270kJ/mol解析：由表中可知，X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu第3课时 相对原子质量同位素及相对原子质量同位素 定义 具有一样质子数和不同中子数的同一元素的原子互称同位素特性 1. 同一元素的各种同位素化学性质几乎完全一样.2. 天然存在的某种元素里,不管是游离态还是化合态,各种同位素的原子含量一般是不变的.断定方法 它反映的是同种元素的不同原子间的关系.故单质、化合物间不可能是同位素。如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数一样而中子数不同的原子才是同位素;如168O和188O是同位素，而且146C和147N不是同位素。注意 天然存在的元素中，许多

19、都有同位素但并非所有元素都有同位素。因此发现的原子种数多于元素的种数。相对原子质量和近似相对原子质量 同位素的相对原子质量和近似相对原子质量 按初中所学的相对原子质量的求算方式是：一个原子的质量与一个12C原子质量的 的比值。显然，所用原子质量是哪种同位素原子的质量，其结果只能是该同位素的相对原子质量。故该定义严格说应是同位素的相对原子质量。该比值的近似整值即为该同位素的近似相对原子质量，其数值等于该同位素的质量数。元素的相对原子质量和近似相对原子质量 因天然元素往往不只一种原子，因此用上述方法定义元素的相对原子质量就不适宜了。元素的相对原子质量是用天然元素的各种同位素的相对原子质量及其原子含

20、量算出来的平均值。数字表达式为 =M1a1%+M2a2%+。假设用同位素的质量数替代其相对原子量进展计算，其结果就是元素的近似相对原子质量计算结果通常取整数。我们通常采用元素的近似相对原子质量进展计算。【例1】汕头二模某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，那么以下说法正确的选项是 A.不能由此确定该元素的原子量B.这种元素的原子量为m+nC.假设碳原子质量为w g，此原子的质量为m+nw gD.核内中子的总质量小于质子的总质量解析元素的相对原子质量是各同位素相对原子质量的平均值，所以A正确，B不正确。由相对原子质量的概念，假设设该核素一个原子的质量为x，并且我们用该核素的质量数代替核

21、素的相对原子质量时，方有 ，即x= ，C不正确。在原子核内，一个中子的质量比一个质子的质量略大，但核内的质子数和中子数无法确定，因此D不正确。答案A规律总结分清相对原子质量、质量数的有关概念，切不可用核素的相对原子质量代替元素的相对原子质量。【例2】元素周期表中A族元素有R和R两种同位素， R和R的原子量分别为a和b，R元素中R和R原子的百分组成分别为 x 和 y ，那么R元素的碳酸盐的式量是A.2ax+by+60 B. ax+by+60 C.ax+by/2+60 D. ay+bx+60【 解析】此题考察元素平均相对原子质量的计算。根据题给信息，R元素有两种同位素，其平均相对原子质量为ax+b

22、y。根据A族元素R的碳酸盐的化学式为R2CO3，求得其相对分子质量。答案：A。原子构造单元检测1、美国科学家将两种元素铅和氢的原子核对撞，获得了一种质子数为118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是A.57 B.47 C.61 D.2932、某元素阴离子Rn-的原子核内的中子数为A-x+n，其中A为原子的质量数。那么mg Rn-中的电子总数为A. B. C. D.3、在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，包容电子数最多与n-1层一样。当它作为电子的次外层时，其电子数比n-1层多10个，那么此电子层是A.K层 B.L层 C.M层 D.N层4、 以下说法正确的选项

23、是A.原子核都是由质子和中子构成B.质量数跟原子的相对原子质量相等C.质子数一样的粒子其化学性质不一定一样D.某种粒子最外层上有8个电子，那么一定是稀有气体元素的原子5、X、Y、Z和R分别代表四种元素，假如四种aXm+、bYn+、cZn-、dRm-离子的电子层构造一样a、b、c、d为元素的原子序数，那么以下关系正确的选项是A、a-c=m-n B、a-b=n-m C、c-d=m+n D、b-d=n+m6、硼有两种天然同位素510B、511B，硼元素的相对原子质量为10.80，那么对硼元素中510B质量百分含量即质量分数的判断正确的选项是A、20% B、略大于20% C、略小于20% D、80%7

24、、R为短周期元素，其原子所具有的电子层数为最外层电子数的1/2，它可能形成的常见的含氧酸根离子有：R2O42- RO42- R2O32- RO32-。以下判断正确的选项是A、假设它能形成时，那么不可能形成，B、假设它能形成时，那么还可以形成，C、假设它能形成时，那么不可能形成D、假设它能形成时，那么不可能形成8、第二主族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g，加足量水完全反响后蒸干，得到的固体16克，试推测该元素可能为 A.Mg B、Ca C、Sr D、Ba9、 -NMR核磁共振可以用于含碳化合物的构造分析。 表示的碳原子 A.核外有13个电子，其中4个能参与成键B.核内有6个质子，核外有7

25、个电子C.质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子D.质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子10、以下关于稀有气体的表达不正确的选项是 A.原子的最外电子层都有8个电子B.其原子与同周期IA、IIA族阳离子具有一样的核外电子排布C.化学性质非常不活泼D.原子半径比同周期A族元素原子的大11、甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，假设甲的原子序数为x，那么乙的原子序数不可能是 A.X+2 B.X+4 C.X+8 D.X+1812、以下说法中错误的选项是 A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B.元素周期表中从IIIB族到IIB族 10个纵行的元素都是金属元素C.除氦外的稀有气体

26、原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均一样13、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，那么在周期表的前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14、人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为将来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为 A 43He B 32He C 42He D 33He15、根据中学化学教材所附元素周期表判断，以下表达不正确的选项是 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

27、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16、32He可以作为核聚变材料。以下关于32He的表达正确的选项是 A.32He和31H互为同位素 B.32He原子核内中子数为2C.32He原子核外电子数为 D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子17、以下说法正确的选项是 A 含有一样氧原子数的SO2和CO的质量相等B 等物质的量浓度的NaOH溶液与氨水中的cOH- 相等C 乙酸分子与甲酸甲酯分子中的共价健数相等D 等温等压下，3mol C2H2g和1mol C6H6g的密度

28、相等18、同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是 A.16 B.26 C.36 D.4619、以下说法中正确的选项是 A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数B.非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子20.同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为A.6 B.12 C.26 D.3021、1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有一样的电子层构造，以下关系正确的选项是A、质子数cb B、离子的复原性Y2-Z-C、氢化物的稳定性H2YHZ D、原子半径XW参考答案：1、解析： 对原子而言，核外电子数等于质子数，故中子数与核外电子数之差为：175118。答案 A2、解析：R n-的原子核内的中子数为A-x+n，原子的质量数为A，故原子的质子数为： A-A-x+n=x-n，原子的电子数也为x-n，Rn-的电子数为x，mgR n-中的电子总数就是 。答案 D3、解析：由题意很容易排除A、B两项。M层作为最外层最多包容8个，与L层一样;而当M层作为次外层最多填18个，比L层多10个。故此题答案，为选项C。答案 C4、解析：由于 原子核中无中子，故A选项错误;原子的相对原子质量是某元素的一个原子的