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1、第1章原子结构元素周期律了 第1章 原子结构 元素周期律第1节 原子结构与元素性质第1课时原子结构核心素养发展重点学业要求通过宏观辨识与微观探析,深化对原子 结构的认识。.认识原子核的结构,明确质量数和AX 的含义。.掌握构成原子的微粒间的关系。.知道兀素、核素、同位素的含义。学生自主学习口原子核.原子的构成原子原子核质子 带1个单位正电荷 中子不带电决定原子质量核外电子 带1个单位负电荷,质量很小.原子中各微粒间的数量关系(1)原子序数=P1核电荷数=质子数=核外电子数(2)质量数(A)=乎_质子数(Z) + 国中子数(N)。.原子构成的表示方法质子数/:X元索符号如1f0表示质量数为画46
2、,质子数为卫5&的氧原子。核素同位素.核素具有相同数目的 国 质子和相同数目的 匹中子的一类原子氢兀素有气、笊、瓶三种核素,分别用03 1H、?H、3H表示。.同位素图 质子数相同而 幽中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。例如1H与些1h、3H互为同位素。同位素分为四.稳定同位素和明放射性同位素。课堂互动探究一、原子的构成8交流研讨8.离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和?提示:是。因为离子是通过得失核外电子形成的,而质量数只与核内质子数 和中子数有关,与核外电子数无关。.任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗?提示:不一定。1h中含有一个质子和一个电子,不含有中子。点拨提升8一原
3、子质量 一 一, 一 一 , 一.原子的相对质量(M)= m 126c2质量数=质子数+中子数。12-2.原子、离子组成中的数量关系(1)核电荷数=质子数=原子核外电子数。(2)质量数(A)=质子数(Z) +中子数(N)。(3)阳离子中:质子数=核电荷数=核外电子数十离子电荷数。(4)阴离子中:质子数=核电荷数=核外电子数一离子电荷数。知识拓展核力是使核子组成原子核的作用力,属于强相互作用力的一类。原子核中有 中子、质子,质子是带正电的,所以质子之间会互相排斥。是非常强大的核力将 它们吸引在一起,使它们在非常小的区域形成原子核。核力是短程力,只有在原 子核尺度上才显现出来。公题组小练6.已知R
4、2+核外有a个电子,核内有b个中子,表示R原子符号正确的是()A. bRB. aab22RD.a+b2qa 2 Rca+b+2C. a+2 R答案 C解析 对于阳离子,质子数=核外电子数十2 = a + 2,质量数=质子数+中子数=2+ 2+ b,因此R的原子符号为a+b2组。2.某元素的一种核素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是a(A N) mol A. a TOC o 1-5 h z A .(AN+m) molB.A+ m7a-(AN + m) molAC.流6-N) molD.答案 A 解析、值版业软a中子救.71H MJ子
5、式.恒对*子/手子状=4-1物质时, Iin.ll A +*F|I j殖 rJLX 中击.子的物质的 i = 7(4= Y+m)imi|规律方法(1)原子中不一定含有中子,且中子数不一定等于质子数,如 1H(2)任何微粒中,质量数=质子数+中子数,但质子数与核外电子数不一定相(3)质子数相同的微粒不一定属于同一元素,如Ne和H2O。二、核素 交流研I寸8.所有的元素都有两种或两种以上核素吗?提示:不一定。如钠只有一种核素23Na。. 16O2与图O2是同位素吗?它们的物理性质和化学性质是否相同?18。与目O之间的转化是化学变化吗?提示:18。2与18。2不是同位素,同位素是对原子而言的,两种分
6、子不是同位素;168O2与188O2的化学性质相同,物理性质不同,因为1fO与18O的化学性质由原子的最外层电子数决定,而物理性质与核素的质量数有关;原子是化学变化中的最小微粒,原子核发生变化,则原子种类发生变化,故 意0与筲O之间的转化不 属于化学变化公点拨提升8.元素、核素、同位素和同素异形体的区别与联系(1)区别名内 为 、容称项目元素核素同位素同素异形体本质质子数相 同的一类 原子质子数、中了,数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素 形成的不 同单质名 内容称 项目元素核素同位素同索异形体决定因索质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构H、C、N 三 种元素三种核素
7、互为同位素石墨与金刚石(2)联系同位素同索异形体t互称互称属于12 3 索素素-索核核核一核一种单质可由不同的核素构成,一种核素可以构成不同的单质。一种元素可以有若干种不同的核素,也可以只有一种核素,有多少种核素,就有多少种原子。.同位素之间的性质(1)同一种元素的各种核素化学性质几乎相同,物理性质有一定的差异。(2)天然存在的某元素的核素,不论是游离态还是化合态,各种核素所占的原 子个数百分比一般是不变的。知识拓展核素(或原子)的相对原子质量(1)核素(或原子)的相对原子质量:是用某种元素的某种核素(或原子)的绝对质 1量与12c原子绝对质量的12比较而得出的比值。(2)核素(或原子)的近似
8、相对原子质量在数值上近似等于其质量数。题组小练63.下列有关说法正确的是()A. WC、13C、SC三种核素的中子数均为6B.旨C、C、14C的物理性质相同C.相、H H +均属于氢元素D. 1H、H、M的化学性质相同答案 C解析 WC、9C、SC的质子数均为6,中子数不同,A错误;C、C、C 的质量数不同,物理性质不同,B错误;3H、H-、H +的质子数相同,故均属于 氢元素,C正确;1H具有氧化性、还原性,H-只有还原性,H +只有氧化性,D 错误。1913年汤姆逊(J.J.Thomson和阿斯通(F.W.Aston)发现了 20Ne,当时已经发 现了 20Ne(最早发现的Ne元素的稳定同
9、位素)。下列有关说法正确的是()20Ne和20Ne的质量数相同20Ne和20Ne属于不同的核素22Ne和20Ne的性质完全相同20Ne转变为20Ne是化学变化答案 B解析 两者的质量数分别为22、20, A错误;两者的中子数与质量数不同,属于不同的核素,B正确;两者的化学性质几乎相同,物理性质有差异,C错误;化学反应遵循原子守恒,20Ne转变为20Ne时,原子核发生了变化,故该转化不是 化学变化,D错误。规律方法(1)元素的种类由原子核内的质子数决定,因此划分元素种类的唯一标准是质子数(即核电荷数)。(2) “同一类”指质子数相同的各种不同原子,以及各种状态(即游离态或化合 态)下的原子或离子
10、,是广义的原子。(3)元素只分种类,不能称个数,只能说某物质由几种元素组成,不能说由几 个元素组成。(4)核电荷数相等的“微粒”不一定是同种元素,因为 “微粒”可能是原子 团,如NH4和Na+的核电荷数均为11。本课小结课时作业学习理解.下列有关原子的说法正确的是()原子是由核外电子和原子核构成的 原子不能再分 原子在化学变化 中不能再分原子在化学变化中不发生变化 原子的质量主要集中在原子核 上A.B.C.D.答案 D解析 所有原子都是由原子核和核外电子构成的,正确;原子是由原子核和核外电子构成的,可以再分,错误;原子是化学变化中的最小微粒,所以原 子在化学变化中不能再分,正确;原子在化学变化
11、中可以通过得失电子变为离 子,错误;由于电子的质量很小,所以原子的质量主要集中在原子核上,正 确。.某公司原计划发射 77颗卫星,以实现全球卫星通信,这一数字与钺 (Ir) 元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“钺星计划”。已知钺的一种同位素 的质量数为191,则其核内中子数与质子数之差是()A. 77B. 114C. 37D. 268答案 C解析 根据题中信息可知,核外电子数=质子数= 77,中子数=质量数-质 子数=191 77=114,所以中子数与质子数之差=11477= 37, C正确。13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析,15N-NMR可用于测定 蛋白质、核酸等生物
12、大分子的空间结构,下列有关13c、15n的叙述正确的是()13C与15N具有相同的中子数13C与C60是同一种物质15N与14N互为同位素15N的核外电子数与中子数相同答案 C解析13C与15N的中子数分别是7和8, A不正确;具有一定数目质子和一 定数目中子的一种原子是核素,即13C是一种核素,而C60是一种单质,B不正 确;质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素,C正确;15N的核外电子数与中子数分别是 7和8, D不正确。4,已知元素R有某种核素的氯化物RCIx,该氯化物中R微粒的核内中子数 为Y,核外电子数为Z,则该核素的符号为()A. YRB. YzZRC. X;z
13、RD. XXYZZR答案 D解析 该氯化物中R微粒的核外电子数为Z,又由于该氯化物化学式为RClx, 所以该核素白质子数为(X+ Z),又因为该核素的中子数为 Y,质量数=质子数十中子数,所以该核素的符号为XXYZZR,故D正确。5.下列各组中互为同位素的是()A. 48K 与40CaB. T2O 与 H2OC. 49K与渴KD.金刚石与石墨答案 C解析40K与40Ca是不同种元素,因此不互为同位素,A错误;T2O与H2O是由不同的H原子构成的水分子,物质的化学性质相同,但是二者不是原子,因 此不互为同位素,B错误;40K与39K属于同一种元素,质子数相同而中子数不同, 因此二者互为同位素,C
14、正确;金刚石与石墨是由同种元素组成的结构不同的两 种单质,二者互为同素异形体,D错误。.意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子。4,下列说法正确的是()A . O4和O2互为同位素O4转化为O2是物理变化18O是氧元素的一种核素,它的中子数是 8D.同温同压下,等体积的O4气体和O2气体含有相同的分子数答案 D解析 O4和O2是氧元素的两种单质,互为同素异形体, A错误;O4转化为 O2是化学变化,B错误;18O是氧元素的一种核素,它的中子数是 188=10, C 错误;依据阿伏加德罗定律,同温同压下,等体积的 O4气体和O2气体应含有相 同的分子数,D正
15、确。.某元素原子核内的质子数为 m、中子数为n,则下列论断正确的是()A.不能由此确定该元素的相对原子质量.该元素的相对原子质量为m+ nC.若碳原子质量为w g,此原子的质量为(m+n)w gD.核内中子的总质量小于质子的总质量答案 A解析元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度的乘积的加和,因此不能确定该元素的相对原子质量,A正确,B错误;若碳原子质量为 w g,碳的相对原子质量近似为12,则此原子的质量约m+ n w为 12 g, c错误;原子核内质子数和中子数之间没有必然关系,而且质子的总质量和中子的总质量之间也无必然关系,质子的总质量大于、等于或小于
16、中 子的总质量的情况都有可能存在,D错误。应用实践 .简单原子的原子结构可用下图形象地表示其中表示质子或电子,表示中子,则下列有关的叙述正 确的是()A.互为同位素互为同素异形体C.是三种化学性质不同的微粒D.具有相同的质量数答案 A解析该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成,三种原子的 质子数、电子数均为1,而中子数分别为0、1、2,因此三者是氢元素的三种核素, 互为同位素。同位素化学性质相同,物理性质不同。医学上通过研究并实现了利用含放射性元素32P的“纸贴”治疗疤痕疙瘩。下列有关32P和31P的叙述正确的是()32P和31P属于同一种核素32P原子中所含的质子数为1631P原子
17、中所含的中子数为1632P的摩尔质量为32答案 C解析32P和31P的中子数不同,属于不同的核素,故 A错误;32P原子中所 含的质子数为15,故B错误;31P原子中所含的中子数为31 15= 16,故C正确; 32P的摩尔质量为32 g/mol,故D错误。16O和18O是不同的核素,下列说法正确的是()A. 16O2和18O2的物理性质、化学性质均相同B . 4.48 L 18O2含有4Na个中子(Na表示阿伏加彳惠罗常数的值)16O2和18O2互为同位素36 g18O2含有 16 mol 电子答案 D解析16O2和18O2的物理性质不同,化学性质相似,A错误;没有指明是否 为标准状况,4.
18、48 L 18O2的物质的量不一定是0.2 mol,故不能计算其中含有的中 子数,B错误;16O2和18O2均是氧气单质,不互为同位素,C错误;36 g 18O2的 物质的量是1 mol,其中含有16 mol电子,D正确。11.某元素的离子Am核内有n个中子,核外有x个电子。该原子的质量数 是()A . x m+nB. x+m+nC. m+n xD. xn+m答案 A解析 某元素的离子Am-核内有n个中子,核外有x个电子,则该元素原子 的核内质子数为x m,因此该原子的质量数=质子数+中子数= x m+ n。.已知阳离子R2+的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则w g R2B. wmn
19、 moln+所含电子的物质的量是()A .碍T mol wmw,m(m n 2) molm(m n + 2) mol答案 C解析 已知阳离子R2+的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则R 的质子数是m-n,所以该阳离子核外电子数是 m-n-2,所以w g R2+所含电子w一 ,的物质的量是m(mn2) mol, C正确。.用以下微粒的化学式回答下列问题:6Li、3Li、华N、164C、段。、C6。、C7。、21Na、 24Mg(1)上述微粒共涉及 种元素(填数字)。(2)互为同位素的核素是 o(3)上述核素中,中子数相同的核素为 ?口, 和答案(1)6 (2)Li、7Li(3)考C 16
20、0(两者可互换位置)23Na 24Mg(两者可互换位置)解析(1)质子数决定元素的种类,上述微粒中含Li、C、N、0、Na、Mg 6种元素。(2)6Li、7Li的质子数均为3,中子数不同,二者互为同位素。(3)题给微粒中为核素的是6Li、7Li、V4N、1(4C、段0、23Na和24Mg,中子数为8的核素为164C和段0,中子数为12的核素为23Na和24Mg。.请用符号表示下列核素或同位素。(1)质子数为a,中子数为b的X原子: (2)质子数和中子数者B为 9 的氟原子: (3)中子数为2的氢原子:(4)中子数分别为8、9、10的氧原子: (5)质量数分别为35、37的氯原子:答案(1)a
21、baX 鸵(3)1H 配、2。、18O(5)37Cl 17Cl迁移创新. (1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号:(2)根据下列微粒回答问题:1H、2H、汩、14C、14N、160、35Cl2、37Cl2以上8种微粒中共有 种核素,共种元素。互为同位素的是 o质量数相等的是 和,中子数相等的是 和(3)相同物质的量的14C02与S1802的质量之比为;中子数之比为 ;电子数之比为 o(4)质量相同的H20和D20与足量钠反应,放出的气体在标准状况下的体积之比为 o答案(1)180(2)6 5 1H、2H、3H 14C 14N 14C 16023 : 34 2 : 3 11 :
22、1610 : 9解析(1)含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为 目0。(3)14CO2的摩尔质量为46 g/mol, S18O2的摩尔质量为68 g/mol,根据公式m =nM判断相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为23 : 34; 14CO2的中子数 为24,电子数为22, S18O2的中子数为36,电子数为32,等物质的量的14CO2 与S18O2的中子数之比为2 : 3,电子数之比为11 : 16。(4)H2O的摩尔质量为18 g/mol, D2O的摩尔质量为20 g/mol,根据n = 知质 量相同的H2O和D2O的物质的量之比为10 :9,根据阿伏加德罗定律知,与足
23、量 钠反应,放出的气体在标准状况下的体积之比为10 : 9。第2课时原子结构与元素原子得失电子能力核心素养发展重点学业要求建立原子结构与元素性质,元素性 质与物质性质之间的关系。.了解原子核外电子排布规律,能回出120号兀素的原子结构示意图。.了解原子的最外层电子排布与元素原 子得、失电子能力口化合价的关系。学生自主学习口核外电子排布核外电子的运动特征具有“广阔”的运动空间。(2)运动速率很快。(3)所处位置和运动速率不能同时准确测定。核外电子的排布规律依据:电子能量高低,运动区域离核远近。(2)电子层与电子能量的关系 二 三 四 五六七圜 K圜 LEJM 囤 K () P Q电子商核由近及远
24、”电子能晶位由低到高电子层序数电子层符号电了能量(3)排布规律各层最多能容纳的电子数是 2n2(n表示电子层数)0各原子最外电子层上能容纳的电子数不超过 图8_个(第一层为最外层时不 超过取2_个)。核外电子排布的表示方法一一结构示意图:人们常用原子结构示意图来简 明地表示电子在原子核外的分层排布情况。如钠原子的结构示意图如图所示。、一恒I电子层血原子核 2 X 1该电子层上的回电子数因核电核数物的原子结构示意图,原子结构与元素原子得失电子能力.元素的性质与原子的 吗最外层电子数密切相关、比如,稀有气体元素原 子最外层电子数为但28(氯原子除外,它的最外层只有2个电子),原子结构稳定, 原子既
25、不容易获得电子也不容易失去电子;金属元素原子最外层电子数一般小于 4,原子较易 画失太电子形成阳离子;非金属元素原子最外层电子数一般大于或 等于4,原子较易场电电子形成阴离子。元素的化合价也与原子的电子层结构 特别是 画最外层电子数有关。.元素原子得失电子的能力与原子的 嘴 最外层电子数、与 核电荷数和 阐电子层数均有关系。若原子的电子层数相同,则 但9核电荷数越大,里最外层电 上离核越近,原子越难失电子而越容易得电子;若原子的最外层电子数相同,则 座电子层数越多, 置最外层电子离核越远,原子越容易失电子而越难得电子。.在多数情况下,可以通过比较元素的单质与 但水(或酸)反应置换出氢气 的难易
26、程度来判断元素原子失电子能力的强弱。课堂互动探究一、核外电子排布规律公交流研讨8原子第4层上有电子时,第3层上的电子是否已经排满?提示:不一定。第3层排满时是18个电子,当第3层为最外层时不能超过8 个电子,故当第3层排布8个电子后,如果还有电子,就排布在第4层上,例如, 钙原子,第1、2、3、4层的电子数分别为2、8、8、2。公点拨提升8.核外电子排布规律(1)核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由里向外,依次排布在能 量逐步升高的电子层。(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个(K层为最外层时不能超过2个);次外层 电子数不超过18个(当K层或L
27、层为次外层时分别为2个和8个),倒数第三层电 子数最多不超过32个。.离子结构示意图原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子,原子核不发生改变, 只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此,简单离子可用离子结逛。构示意图表示其核外电子排布,如Mg2+和C的结构示意图分别为1,和(1)离子结构示意图中,阳离子:核内质子数 核外电子数,阴离子:核内质 子数 核外电子数,且差值为离子所带的电荷数。(2)离子结构示意图中最外层电子一般为 8电子稳定结构。知识拓展原子核外电子排布特征(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、Ko(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。(
28、3)原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是Co最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。最外层电子数是次外层电子数 4倍的原子是Ne。次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。4题组小练61.下列说法中肯定错误的是()A.某原子K层上只有一个电子B.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍C.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍D.存在核电荷数与最外层电子数相等的离子答案 C解析 每个电子层上最多容纳2n2个电子,如K层最多容纳2个电子,但可以不排满,如H/, A正确;如K+ B正确;电子首先
29、占据能量低的电子层,若M层上有电子则L层上必有8个电子,M层上不可能有32个电子,C错误;离子的最外层电子数常为 2或8,存在核电荷数和最外层电子数都为 8的离子,如O 一二D正确。2.根据下列叙述,写出粒子符号并画出相应的结构示意图 (1)A元素原子的M层电子数是L层电子数的一半:(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍: (3)C元素的+ 1价离子与Ne原子电子层排布相同: 1D兀素原子的一2价离子次外层电子数是最外层电子数的彳:答案 (1)S (2)B 1 (3)Na+万(4)。2创解析(1)L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅(Si)。 GO 2 3(2)当次外层为
30、K层时,最外层电子数为3,是硼(B), 5匕 当次外层为L 层时,最外层电子数为1.5X8=12,违背了排布规律,故不可能。(3)C元素原子的质子数为10+ 1 = 11,故为钠,故+ 1价离子是Na+o1 (4) 2价离子次外层电子数是最外层电子数的 4,当次外层为K层时,其核 触Vi外电子排布为2、8,与Ne电子层排布相同,则其原子的质子数为102=8,为氧元素,写出。2-结构示意图即可;当次外层为 L层时,最外层则有32个电 子,故不可能。规律方法(1)核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当 M层不是最外层时,最多可以排18个电子,而当它是最外层时,最多可以排 8个电子。(
31、2)电子不一定排满M层才排N层,如K和Ca的核外电子排布情况分别为二、原子结构与元素原子得失电子能力8交流研讨8你能由钠、镁、钾三种元素原子的核外电子排布规律推测出三者失电子能力 的强弱吗?提示:从钾到钠再到镁,元素原子的半径逐渐减小,原子核对外层电子的吸 引力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱公点拨提升8元素原子失电子能力强弱的实验探究钠、镁、钾与水反应实验方案实验操作实验现象实验结论钠与水剧烈钠与冷水反应,反应方程式为酚猷钠2Na+2H.O2Na()fI+H. fI钠、镁,钾与水镁与水无现象镁与冷水不反应钾与冷水反应*反卜酚配1-钾 鎏一水应的化学方程式为反应,钾瞬间熔化并燃烧2K+2H.O2K
32、OII+H. f由上述实验可知:KNaMg。钠、镁、钾置换出水中的氢时,由易到难的顺序是 知识拓展元素原子得失电子能力的理解:“元素的金属性、非金属性”不同于“金属 活动性”,金属的活动性指的是金属单质在水溶液中失电子的能力;原子的得失 电子能力在某些特定的条件下,能体现元素的金属性、非金属性。R题组小练63.能说明钠比铝活泼的是()A.最外层电子数钠原子比铝原子少B,相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应,钠产生的气体少C.钠与铝的电子层数相等D.常温下钠能与水剧烈反应,而铝不能答案 D解析 能说明失电子能力NaAl,取决于其失电子难易程度,不决定于其失 电子多少。4,下列叙述中能证明A比B的金
33、属性强的是()A. A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B. A原子的电子层数比B原子的电子层数多C. 1 mol A与足量的酸反应生成的 H2比1 mol B与足量的酸反应生成的 H2 多D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能答案 D解析AX判断金属性和非金属性强弱的方法很多,但最根本的是看其得失电子 的难易程度。而只有当电子层数相同时,最外层电子数越少,金属性 才越强BX电子层数的多少不能作为判断元素金属性和非金属性强弱的依据CX金属与同浓度的酸反应的剧烈程度能说明金属性的强弱,产生氢气的 多少与金属性强弱无关DV常温时,A能从水中置换出氢,而B不能,说明A比B的金属性强规律方法
34、(1)决定元素金属性强弱的是元素原子失电子的难易程度,而不是失电子的多少。如镁原子比钠原子失电子数多,但钠原子比镁原子失电子容易,故钠的金属 性比钱强。(2)元素原子得失电子能力与元素单质的活泼性是不同的两个概念,二者变化规律基本相符,但有特例。如非金属性:NP,但活泼性:PN2。再如金属性:SnPbo本课小结儿点的性质决定决定电子运动区岫课时作业学习理解1.下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是()答案 C解析 A项,不符合能量最低原理,应先排满 K层再排L层;B项,不符合 各层最多排2n2个电子的原则,K层最多排2个电子;D项,不符合最外层最多 只能排8个电子的原则。2.下列叙
35、述正确的是()A.电子的能量越低,运动区域离核越远B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动C.稀有气体元素原子的最外层都排有 8个电子D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子答案 B解析 电子能量越低,运动区域离核越近,A错误;电子的分层排布即是电 子的分层运动,B正确;稀有气体元素中He的原子最外层只有2个电子,C错误; M层为最外层时,最多只能排 8个电子,D错误。3.下列关于核外电子排布的说法中不正确的是 ()A.第二电子层最多可容纳的电子数为 8B.次外层最多可容纳的电子数为18C.最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层D.最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层答案 D解
36、析 根据核外电子排布规律可知,第二电子层最多可容纳的电子数为 8, A 正确;次外层最多可容纳的电子数为 18, B正确;最多可容纳2个电子的电子层 一定是第一电子层,即 K层,C正确;由于最外层电子数不超过 8,因此最多可 容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层, D错误。4.某元素原子的最外层电子数是次外层的 a彳t(a1),则该原子的核内质子数是()A. 2a+ 2B. 2a+10C. a+2D. 2a答案 A解析 原子核外电子排布规律:最外层不能超过 8个电子,次外层不能超过 18个电子。某元素的最外层电子数是次外层的 a倍(a1),所以该元素的次外层只 能是K层,为2个电子;最外层是
37、L层,该层电子数是2a,所以该元素原子的 核外电子数是2a+2;再根据原子核内质子数=核外电子数,所以核内质子数是 2a+ 2。5,已知A的原子序数是x, B2与A3+具有相同的电子层结构,则 B元素的 原子序数为()A. x+ 5B. x-5C. x+ 1D, x-1答案 B解析 设B的原子序数为y,则x 3=y+2, y= x- 5, B项正确。.对于原子序数为118的元素,下列叙述正确的是()A.原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B.原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素C.原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素D.原子最外层电子数等于电子层数的元素只有 2种答案 C解
38、析 在原子序数为118的元素中,原子最外层只有1个电子的元素有H、 Li、Na,其中H是非金属元素,故A项错误;原子最外层只有2个电子的元素有 He、Be、Mg,其中He是非金属元素,故B项错误;B原子的最外层电子数小于 4,它是非金属元素,故C项正确;原子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al 3种,D项错误.下列结构示意图所代表的微粒中,最难发生化学反应的是 ()+ 1() 2 KB.A.Ml) 2 * KkIN 2 H KC. 5D答案 A解析 A项表示的是Ne原子,B项表示的是Al3+, C项表示的是Cl, D 项表示的是S2-o Ne是稀有气体元素,它及其他的稀有气体原子具有
39、非常稳定的 电子层结构,极难发生化学反应。应用实践8.某元素的原子L层电子数比M层电子数多5个,该元素的最高正化合价 为()A. +3B. +4C. +5D. +6答案 A解析 根据M层有电子可知L电子层已经填充满,即L层的电子数为8个, 则M层的电子数为3个。M层是该元素原子的最外层,该元素的最高正化合价 为+ 3。 TOC o 1-5 h z 9.下列离子的核外电子排布与三原子的核外电子排布不同的是()2+_2A. Mg2B. O2C. K+D, Al3+答案 C解析 式原子的结构示意图为, Mg2+的结构示意图为的核外电子排布相同,A不符合题意;O2-的结构示意图为与三原子的核也)2 H
40、 h外电子排布相同,B不符合题意;K +的结构示意图为”一与三原子的核外电子排布不相同,C符合题意;Al3+的结构示意图为,与式原子的核外电子排 布相同,D不符合题意10.元素X的离子结构示意图为 1 元素Y的原子结构示意图为 则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为()A. XYXY2X2YD. XY3答案 C一士 一二 fil)?) 一 , 解析 兀素X的离子结构小意图为、九即Na+,元素Y的原子结构示意图为 ,儿 即O原子,Na与O可形成Na2O和Na2O2两种化合物,故C正确。.有关短周期元素原子的说法正确的是()A.当原子形成简单离子后,其最外层电子数可超过 8B .原子最外层电子数
41、少于4时,电子数越多,还原性越强C.原子核外电子中,位于最外层上的电子能量最高D.当最外层电子数变为4时粒子达稳定结构答案 C解析 当原子形成简单离子后,其最外层电子数不可能超过8, A错误;原子电子层数相同且最外层电子数少于 4时,电子数越多,失去电子的能力越弱, 还原性越弱,B错误;根据核外电子排布规律可知,原子核外电子中,离核越远 的电子能量越高,则最外层上的电子能量最高,C正确;当最外层电子数变为 2或8时粒子达稳定结构,D错误。. X、Y、Z、R是118号元素中的4种元素,它们的原子结构有以下特 点:元素X原子的M层比L层少3个电子;元素Y的一2价阴离子的核外 电子排布与三原子相同;
42、元素 Z原子的L层比M层多5个电子;元素R原 子的L层比K层多3个电子,其中金属性最强的是()A. XB. YC. ZD. R答案 C解析 由题给信息分析可知X、Y、Z、R分别为P、O、Al、N四种元素。 其中只有Al为金属元素,金属性最强,故 C正确。Ml K13.某粒子结构示意图为若该粒子为离子,则它所带的电荷数可能为() 8-n n-8 10-n n-10A .B.C.D.答案 C解析 若为阳离子,电荷数为n28=n10;若为阴离子,电荷数为2 + 8 n 10 n o14.根据下列叙述,画出对应微粒的结构示意图。(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍: 。(2)与Ar原子电子层
43、结构相同的一1价阴离子: 。(3)质量数为23、中子数为12的原子:。答案5(2) (3)解析(1)根据核外电子排布规律可知,原子的最外层电子数不超过 8, A元 素原子的最外层电子数为电子层数的 3倍,则A只能是O元素,其原子结构示意 图为产”(2)与Ar原子的电子层结构相同的一1价阴离子为Cl, Cl-的结构示意图为1。(3)质量数为23、中子数为12的原子,质子数为23- 12=11,即为Na原子,2 H 1其原子结构示意图为迁移创新15.某微粒的结构示意图为,请回答下列问题。(1)该微粒呈电中性,一般不与其他元素的原子反应,则该微粒的符号是(2)该微粒的盐溶液能使滨水褪色,并出现浑浊,
44、则该微粒的符号是 。(3)该微粒的氧化性很弱,但得到电子后形成的微粒的还原性很强,且构成该微粒的元素的原子最外层只有1个电子,则该微粒的符号是。(4)该微粒的还原性虽弱,但失去电子后形成的微粒的氧化性很强,且构成该微粒的元素的原子得到1个电子即达到稳定结构,则该微粒的符号是 。答案 (1)Ar (2)S2(3)K+ (4)Cl解析 常见的18电子结构的微粒:Ca2+、K +、Ar、CL、S2-等,其中Ar呈电中性且不活泼,不易发生化学反应,故 (1)中微粒为Ar。在这几种微粒中, S2-能被滨水氧化为硫单质,出现浑浊,故(2)中微粒为S2-o氧化性很弱的微粒 有Ca2+和K+,得到电子后形成的
45、原子的还原性都很强,但最外层只有 1个电子 的原子为K,故(3)中微粒为K+o具有还原性的微粒有S2-和CL ,氯原子得到1 个电子即达到稳定结构,氯原子的氧化性很强,故 (4)中微粒为Cl-。第2节元素周期律和元素周期表 第1课时元素周期律核心素养发展重点学业要求结合有关数据(半径、化合价)认识原子 结构、元素性质呈周期性变化的规律, 建构元素周期律。能用原子结构解释元素性质(半径、化合 价)及其递变规律。学生自主学习.原子序数元素在元素周期表中的序号,其数值等于原子核内的 内 质子数或原子核 外的置电子数。.元素周期律元素的性质随着元素原子序数的递增而呈 固同助性变化的规律。(1)元素原子
46、最外层电子的排布呈现 周期性变化:最外层电子数由1递增 到四(若K层为最外层,则由1递增到凹2)。(2)随着原子序数的递增,元素的原子半径呈凹周期性变化。在核外电子层 数相同的情况下,随着原子序数的递增原子半径逐渐 屿 减小。(3)随着原子序数的递增,元素的化合价呈现 四周期性变化。最高正化合价 从+ 1到囚+7 (O无最高正价、F无正价),最低负化合价从图:4到一1(H、He除外).元素周期律的实质元素性质的周期性变化是元素原子理核外电子排布呈周期性变化的必然结 果。课堂互动探究一、原子核外电子排布、原子半径的变化规律交流研i寸8对于电子层数相同的原子,为什么其核电荷数越多,原子半径越小?提
47、示:原子核带正电荷,电子带负电荷,核电荷数越多,原子核对核外电子的引力越大,原子半径越小。点拨提升8微粒半径大小的比较微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。(1)同周期一一“序大径小”(稀有气体元素除外)同周期,从左到右,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小:r(Na)r(Mg)r(Al) r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)同主族一一“序大径大”同主族,从上到下,随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大:r(Li) r(Na)r(K) r(Rb)r(Cs),r(Li )r(Na+)r(K )r(Rb )r(Cs+ )。(3)同元素同种元素的粒子一一电子数越多,粒子半径
48、越大:r(Na )r(Cl);r(Fe3 )r(Fe2 )r(F )r(Na )r(Mg2+)r(Al3+)0知识拓展(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同,数据没有比较的价值。公题组小练0.下列有关原子序数的说法不正确的是()A.原子序数=原子核内的质子数=原子核外的电子数B.简单阳离子的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数C.简单阴离子的原子序数=阴离子核外电子数一电荷数D.原子序数=相对原子质量中子数答案 D解析 根据原子序数白定义可知,A正确;原子失去电子形成阳离子,故简 单阳离子的原子序数=阳离子核外电子数+电荷数,B正
49、确;原子得到电子形成阴离子,故简单阴离子的原子序数=阴离子核外电子数一电荷数,C正确;原子序数=质子数=质量数中子数,D错误。2,已知120号元素的离子aA2+ bB cC2 dD一都具有相同的电子层结构, 则下列叙述正确的是()A.原子半径:ABCDB,离子半径:C2 D B A2+C.原子序数:dcbaD.原子最外层电子数:ABDC答案 B解析 原子序数=核电荷数=原子核外电子数,aA2+、bB+、cC2-、dD-的电 子层结构相同,即核外电子数相同,根据离子电荷的多少及正负,推知原子电子 层数:A = BC = D,原子序数:abdc,原子最外层电子数:BACC = D,所以原子半径:B
50、ACD 0当电子层结构相同时,核电荷数越多,离子半径越小, 推知离子半径C2-D-B+A2+o综上可知只有B正确。规律方法微粒半径比较要三看:首先看层,层少半径小;同层看核,核大半径小;同 核看价,价高半径小。、元素化合价的变化规律8交流研讨8分析118号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别是什么元素?提示:最高正化合价=原子最外层电子数(O、F除外),最高正化合价+最低负化合价的绝对值=8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P元素。点拨提升61.元素化合价与原子结构的关系(1)随着原子序数的递增,主族元素的主要化合价呈
51、现周期性的变化(正价+一+7,负价一4一一1)。(2)主族元素最高正化合价数=原子最外层电子数 (O、F除外)。(3)非金属元素:最低负化合价=原子最外层电子数8(H、稀有气体除外)。(4)非金属元素:最高正化合价+ |最低负化合价| = 8(氢元素是2,稀有气体、 O、F除外)。. 一些典型元素的化合价(1)H元素的化合价有+ 1、一1、0价。如H2O、NaH、H2。(2)F元素、O元素没有正价。(3)金属元素只有正价,无负价;非金属元素既有正价,又有负价(F、O除外)。(4)若主族元素原子白最外层电子数(元素族序数)为奇数,则变价元素的化合 价一般为一系列的奇数,如: Cl有一1、+1、+
52、3、+5、+7; N有一3、+1、 + 3、+5,但还有 + 2、+4。(5)若主族元素原子白最外层电子数(元素族序数)为偶数,则变价元素的化合 价一般为一系列的偶数,如:S有一2、+4、+6; C有一4、+2、+4。(6)多数非金属有变价,如 O元素常见化合价为2、1、0价。.元素周期律的实质(1)除原子半径和元素的化合价以外,元素的其他性质,如金属单质的还原性、 非金属单质的氧化性、气态氢化物的稳定性等也呈现周期性变化。(2)原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化,即元素周期律的实质是元素性质周期性变化,是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。题组小练63.某主族元素的最高
53、正价与最低负价的代数和为 4,则该元素原子的最外层 电子数为()B. 5A. 4C. 6D. 7答案 Cx + y 4解析 设该元素的最高正价为x,最低负价为y,则,解得x= 6,x+|y|=8y= 2,因此该原子的最外层电子数为 6。4.某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是 H2XO3,则X的简单气 态氢化物的分子式为()A. HXB. H2XC. XH3D. XH4答案 D解析 X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3,则X的最高正化合价为+ 4,说明X原子最外层有4个电子,最低负化合价为一4,形成的简单气态氢化物的分子式为XH4本课小结军子的最外层盥子半转.主15元章性
54、质随春电子敏由i个化个卜h甲千得城怖钊憎和瞿电(准打、金(2个或属性与讣金属性的门定玷构原子存散的通 增而整现周期 性变化课时作业学习理解.以下关于原子序数的说法正确的是()A.原子序数与原子核电荷数一定相等B.原子序数与微粒的核外电子数一定相等C.原子序数相同的原子是同一种原子D.原子序数为16,核外电子数也为16的原子,其质量数为32 答案 A解析 A正确;B错误,微粒不一定是原子,它可以是阴离子、阳离子或原子团;C错误,有同位素存在;D错误,质量数是质子数和中子数之和。.下列关于元素周期律的叙述正确的是()A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现B .随着元素原子
55、序数的递增,同周期从左到右原子半径从小到大 (稀有气体 元素除外)发生周期性变化C.随着元素原子序数的递增,元素最高化合价从+ 1到+7、最低化合价从7到一1重复出现D.元素原子核外电子排布的周期性变化是导致原子半径、元素主要化合价和元素性质周期性变化的主要原因答案 D解析 从第2周期开始,随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数是从1到8重复出现,但在第一周期,随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数是从1到2, A错误;随着元素原子序数的递增,同周期从左到右原子半径从大 到小(稀有气体元素除外)发生周期性变化,B错误;随着元素原子序数的递增,一般情况下同周期主族元素的最高化合价从+1到+7
56、、最低化合价从4到1重复出现,C错误;元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化 的必然结果,D正确。3.已知N、O、Si、S四种元素原子的半径数据如下表:原子NSOSi半径/pm7010466117根据以上数据,试估计磷原子的半径可能是()A . 80 pmB. 110 pmC. 120 pmD. 70 pm答案 B解析 同周期主族元素随原子序数增大,原子半径减小,同主族元素自上而 下原子半径增大,故原子半径:SPBr, C错误;核外电子排布相同的简单离子,离子半径随原子序数的增大而减 小,即核电荷数越大,离子半径越小,D正确。5.图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排
57、列)与常见最高化 合价之间的关系,下列叙述不正确的是()A.、形成的化合物的摩尔质量可能是 44 g/molB.、可以按原子个数比1 : 1形成化合物C.、形成的化合物是两性物质D,简单离子半径大小为 A13+, D 错误。6,下列微粒半径大小顺序正确的是()Na Mg2 A13 C1 Na A13+NaMgAlS D. CsRbKNa 答案 B解析 A项,四种离子核外电子排布相同,随着核电荷数的增加,离子半径 依次减小,即Al 3+Mg2+Na+CrNa+Al3+ , B正确。.下列化合物中,阴离子和阳离子的半径之比最大的是()A. CsIB. NaFC KClD LiI答案 D解析 在这些
58、离子化合物中阳离子半径最小的是Li + ,阴离子半径最大的是I-,因此阴离子和阳离子的半径之比最大的是LiI。应用实践.元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的根本原因是()A.元素相对原子质量的递增,量变引起质变.元素的金属性和非金属性呈周期性变化C.元素化合价呈周期性变化D.元素原子核外电子排布呈周期性变化答案 D9,下列各组元素的原子随着原子序数的递增,有关递变规律不正确的是 ()A,原子半径:SiPSClB.金属性:NaKRbCsC.最高正价:CNOFD.非金属性:PS cC3 dD一都具有相同的电子层结构,下 列叙述正确的是()A.原子半径:ABDCB.原子序数:dcbaC.离子
59、半径:CDBAD.单质的还原性:ABDC答案 C解析 已知短周期元素的离子aA2+、bB +、cC3-、dD-都具有相同的电子层 结构,则离子核外电子数相同,即a 2=b1 = c+ 3=d+1,则原子序数:abdc, A、B处于同一周期,C、D处于同一周期,且 A、B处于C、D所在 周期的下一周期。同周期主族元素,原子序数越大,原子半径越小,所以原子半 径:BA, CD,电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径:BACD , A错误;原子序数:abdc, B错误;电子层结构相同,核电荷数越大,离子半 径越小,核电荷数:abdc,所以离子半径:CDBA , C正确;A、B处于 同一周期,A、B
60、形成阳离子,则A、B为金属元素,原子序数:AB,单质还原 性:BA, D 错误。.下列各组元素性质的递变情况错误的是()Li、Be、B原子最外层电子数依次增多P、S、Cl元素最高正价依次升高N、O、F原子半径依次增大Li、Na、K的电子层数逐渐增多答案 C解析 N、O、F三种原子具有相同的电子层数,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,即r(N)r(O)r(F)o.某元素R的最高价氧化物对应的水化物是 HnRO2n 2,则元素R在其最 低负价氢化物中的化合价是()A. 3n- 10B. 12-3nC. 3n 4D. 3n-12答案 D解析 设R的最高正价为+ x,由化合物中各元素正、负化合价代
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