2022-2023学年人教版新教材必修第一册 第4章第1节 原子结构与元素周期表（第1课时） 学案

1、第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构课程标准核心素养1.认识原子结构，能画出120号元素的原子结构示意图。2.了解原子核外电子的排布。1.微观探析：能从元素和原子水平上认识物质的组成和结构。2.证据推理：能用原子(或离子)结构示意图描述粒子，并能归纳原子核外电子的排布规律。知识点一原子结构1原子的构成原子 eq blc(avs4alco1(原子核blc(avs4alco1(质子（相对质量近似为1，每个质子带1个单位正电荷）,中子（相对质量近似为1，不带电）),核外电子相对质量为一个质子（中子）的f(1,1 836)，每,个电子带1个单位负电荷)2质量数(1)概念：忽略电子的质量，将核内所

2、有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。(2)质量数、质子数和中子数间的关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。1“钛厉害”！“奋斗者”号潜水器成功下潜10 058米，创造了中国载人深潜的新纪录。中国科学院自主发明的Ti62A 钛合金新材料，为“奋斗者”号建造了世界最大的潜水器载人舱球壳。(1)构成钛原子的粒子有哪几种？这些粒子是如何构成原子的？(2)Ti4的核外电子数为18，中子数为26，则其质量数为多少？提示：(1)构成钛原子的粒子有质子、中子和核外电子。质子和中子构成原子核，原子核和核外电子构成原子。(2)Ti4的核外电子数为18，则钛原子的核外电子数

3、、质子数均为18422，其质量数为222648。2R2核外有18个电子，则元素R的名称是什么？m g R的氢化物分子中含质子的物质的量是多少？提示：硫。S的氢化物为H2S，一个H2S分子中含有18个质子，H2S的摩尔质量为34 gmol1，则可求出m g H2S分子中含质子的物质的量为 eq f(m g,34 gmol1)18 eq f(9m,17) mol。原子中微粒间的数量关系(1)电中性微粒(分子或原子)：质子数核外电子数。(2)阳离子Xm：质子数核外电子数m。(3)阴离子Xm：质子数核外电子数m。1(2021上海新场中学高一期末)元素W的核电荷数为18，它的某个原子的质量数为40，则该

4、原子有()A18个质子、22个中子和18个电子B22个质子、18个中子和18个电子C18个质子、22个中子和22个电子D18个质子、22个中子和40个电子解析：选A。原子的质量数质子数中子数，且核外电子数质子数核电荷数，所以元素W的核电荷数为18，即核外电子数质子数18，它的某个原子的质量数为40，则该原子的中子数为401822，即该原子有18个质子、22个中子和18个电子，A正确。2(2021抚顺高一月考)X原子的质子数为m，X2和Y3的核外电子数相等，则Y原子的核电荷数是()Am2 Bm3Cm5 Dm5解析：选D。阳离子核外电子数质子数所带电荷数，X原子的核电荷数是m，所以X2的核外电子数

5、为m2；阴离子核外电子数质子数所带电荷数，设元素Y的核电荷数是b，所以Y3的核外电子数为b3，因为X2与Y3的核外电子数相同，所以m2b3，即bm5。知识点二核外电子排布1电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。(2)表示方法电子层n1234567字母KLMNOPQ离核远近 eq o(,sup7( ),sdo5(由近到远)能量高低 eq o(,sup7( ),sdo5(由低到高)2.电子分层排布的规律(1)电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。(3)原

6、子最外层中的电子数最多只有8个(最外层为K层时，最多只有2个)，次外层电子数最多有18个。3原子结构示意图1下图为某原子核外电子运动的三维立体图(图中所有电子均已画出)。该图描述的是哪种元素的原子？请用原子结构示意图表示该元素原子的核外电子排布。提示：该原子的原子核外共8个电子，故为氧元素的原子；其原子结构示意图为2K的原子结构能否写成？请利用原子核外电子的排布规律做出解释。提示：不能。写成违反了最外层中的电子数不超过8个的规律。核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。1粒子核外电子排布的结构示意图原子质子数核外电子数阳离子质子数阳离子的核外电子数失去的电子数阴离子质子数阴

7、离子的核外电子数得到的电子数2.118号元素原子核外电子排布中的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最外层有1个电子H、Li、Na最外层有2个电子He、Be、Mg1(双选)下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述中，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内运动C能量高的电子在离核近的区域内运动D能量低的电子在离核近的区域内运动解析：选AD。核外电子是分层运动的，能

8、量越低离核越近，能量越高离核越远。2(2021大庆高一检测)核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据前者是后者4倍的是()电子数 最外层电子数电子层数 次外层电子数A BC D解析：选A。核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子中电子数分别是16和4，最外层电子数分别是6和2，电子层数分别是3和2，次外层电子数分别是8和2，A项正确。3X、Y、Z为118号元素的三种元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍，Z原子的次外层电子数是最外层电子数的4倍。则X、Y、Z三种元素可能的组合是()AC、Si、Mg BLi、C、MgC

9、C、Mg、Li DC、O、Mg解析：选A。短周期元素中，最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素是C，次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li和Si，次外层电子数是最外层电子数4倍的元素是Mg，故A项正确。1科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是()A质子数为116 B中子数为177C电子数为116 D质子数比中子数多61解析：选D。该元素原子的核电荷数质子数核外电子数116，该元素原子的中子数质量数质子数293116177，故A、B、C项正确；该元素原子中的中子数比质子数多61，故D项错误。2(2021大连高一检测)原子的质量主

10、要由原子核决定。已知质量数为A的某阳离子Rn，核外有X个电子，则核内中子数为()AAX BAXnCAXn DAXn解析：选B。阳离子Rn核外有X个电子，则R原子的质子数为Xn，故Rn核内中子数为AXn，故B项正确。3(2021兰州一中高一期末)下列数字为几种元素原子的核电荷数，其中原子核外最外层电子数最多的是()A8 B19C16 D9解析：选D。核电荷数为8的元素原子核外电子排布为2、6；核电荷数为19的元素原子核外电子排布为2、8、8、1；核电荷数为16的元素原子核外电子排布为2、8、6；核电荷数为9的元素原子核外电子排布为2、7。4(2021日照高一月考)下列关于核外电子排布的说法中不正

11、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解析：选D。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。5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

12、价离子C的电子层排布与Ne相同D元素原子最外层电子数是次外层电子数的3倍解析：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，B元素原子最外层电子数为3，是硼；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为1.5812，违背了核外电子的排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10111，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)硅硼钠氧合格考检测1(2021天津第九十五中学高一月考)下列关于原子结构的叙述正确的是()A所有的原子核都是由质子和中子组成的B原子的最外层电子数不超过8个(K层为最外层时，不超过2个)C稀

13、有气体元素原子的最外层电子数均为8D原子的次外层电子数都是8解析：选B。A不是所有的原子核都是由质子和中子组成的，如 eq oal(sup1(1),sdo1(1)H中无中子，故A错误；B原子结构中最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个，故B正确；C稀有气体元素原子的最外层电子数大多为8，但He原子的最外层电子数只有2个，故C错误；D110号的原子，原子的次外层电子数是0或2，故D错误。2(2021成都高一检测)粒子结构示意图是表示原子核电荷数和核外电子排布的图示形式。根据粒子结构示意图：，判断下列说法正确的是()A它们都带有电荷B它们的原子的核外电子数相同C它们都具

14、有稳定结构D它们表示同一种元素解析：选C。分析比较三种粒子结构示意图可知，的核内质子数等于核外电子数，表示氖原子，A错误；它们的原子核内质子数不同，所以元素种类不同，原子的核外电子数也不同，B、D错误；它们的最外层电子数都是8个，所以它们都具有稳定结构，C正确。3某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为()A2m B2m10C2m2 Dm2解析：选C。按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8。最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，则该原子的核外电子总数为

15、2m2，C正确。4(2021长沙高一检测)原子核外电子分层排布遵循一定数量规律并相互制约。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某原子M层上电子数为L层上电子数的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某原子的核电荷数与最外层电子数相等解析：选B。K、L、M电子层上最多可容纳的电子数分别为2、8、18。K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项正确；当M层上排有电子时，L层上一定排了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又1884，所以B项错误；K层上最多只能排2个电子，248，即存在M层和L层都为8，所以C项正确；当K层作为最外电子层时，原子的核电荷数与最外层电

16、子数相等，如H、He，所以D项正确。5A、B两种原子，A的M层电子数比B的M层电子数少3个，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍。A和B分别是()A硅原子和钠原子 B硼原子和氦原子C氯原子和碳原子 D碳原子和铝原子解析：选D。A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子的L层电子数的2倍，L层最多排8个电子，说明B原子的L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝原子。6核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有()A1种 B2种C3种 D4种解析：选B。在118号元素中，符合

17、要求的元素原子的核外电子排布依次为2、1和2、8、5。7A、B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c，它们的离子An、Bn、Cm具有相同的电子层结构，且nm，则下列关系正确的是()Aabc BacbCabmn Dacnm解析：选B。离子An、Bn、Cm具有相同的电子层结构，则有anbncm，又nm，可知acb，故A错误、B正确；由关系式可知ab2ncmn，故C、D错误。8(2021济南高一检测)A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(ab)，L层电子数是(ab)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为()AB3A2 BBA2CA3B2 DAB2解析：选B

18、。因为B元素的原子L层电子数是(ab)且有M层，所以ab8，又因A元素的原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，且满足ab8，所以A元素的原子有两个电子层，且K层为2个电子，L层为6个电子，所以a6，b2。进而推知B元素的原子各电子层上的电子数分别为2、8、4，即A为O，B为Si，A、B两元素形成化合物的化学式为SiO2。9(2020衡水高一检测)A、B元素为120号中的元素。(1)A元素原子的核电荷数为8，其原子核内质子数为_，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为_。(2)B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的中子数为_。(3)A、B形成11型化合物的化学式是

19、_。解析：(1)核电荷数质子数8，阴离子的核外电子数质子数所带电荷数10。(2)B元素原子的质子数是18119，质量数为40，该元素原子的中子数为401921。(3)A、B两元素形成11型的化合物是K2O2。答案：(1)810(2)21(3)K2O210(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是_。(2)已知某粒子的结构示意图为，请回答：当xy10时，该粒子为_(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)；当y8时，该粒子可能为_、_、_、_、_。(填名称)解析：(1)设该元素原子的核电荷数为a，电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a5x3y

20、，x eq f(3y,5)。因原子的最外层电子数不超过8，即y为18的正整数，故仅当y5，x3时合理，该元素的核电荷数为15。(2)当xy10时，x10y，说明核电荷数小于核外电子数，所以该粒子应为阴离子；当y8时，应为核外有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。答案：(1)(2)阴离子氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子等级考检测11(2021武汉高一检测)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()8nn810nn10A BC D解析：选C。若为阳离子，电荷数离子的质子数(n)离子的核外电子总数(28)，即n28n10；若为阴离子，电荷数离子的核外

21、电子总数(28)离子的质子数(n)，即28n10n。12原子核外电子是分层排布的，下列关于L层与M层的比较中，不正确的是()AL层离核比M层离核近B电子在M层上运动时所具有的能量高于L层C当L层上的电子数为奇数时，M层上不可能有电子D当L层上的电子数为偶数时，M层上一定有电子解析：选D。L层离原子核比M层近，A正确；离核越远，电子的能量越高，故M层电子的能量比L层高，B正确；L层最多可容纳8个电子，当L层上电子数为奇数时，说明L层上电子未排满，M层上不可能有电子，C正确；如氖原子的L层上有8个电子而其M层上无电子，D错误。13(双选)核电荷数小于18的两种元素X、Y，核电荷数：YX，两种元素原

22、子的核外电子层数不同，X元素原子的最外层与最内层电子数之比为31，Y元素原子的最外层只有1个电子。下列有关这两种元素形成的化合物的说法不正确的是()AX、Y形成的两种常见化合物中，并不是每个离子都能形成8电子稳定结构BX、Y形成的化合物均具有较强的氧化性CX、Y形成的两种常见化合物溶于水所形成的溶液均具有碱性DX、Y形成的两种常见化合物中，Y的化合价相同解析：选AB。根据题意可知，X为O，Y为Na，形成的两种常见化合物为Na2O、Na2O2，每个离子都形成8电子稳定结构，A项错误；Na2O无强氧化性，B项错误；二者溶于水均能生成NaOH，C项正确；Na2O、Na2O2中Na元素的化合价均为1价

23、，D项正确。14(双选)(2021济南一中高一期中)已知3.0 g AO2 eq oal(sup1( ),sdo1(3)中核外电子数比质子数多6.021022个，下列说法中正确的是()AA元素的相对原子质量为12BAO eq oal(sup1(2),sdo1(3)的摩尔质量为60C3.0 g AO eq oal(sup1(2),sdo1(3)的物质的量是0.05 molDA原子的摩尔质量为32 gmol1解析：选AC。因1 mol AO eq oal(sup1(2),sdo1(3)中，核外电子数比质子数多2 mol，则3.0 g AO eq oal(sup1(2),sdo1(3)的物质的量为 eq f(1,2) eq f(6.021022,6.021023 mol1)0.05 mol，则M(AO eq oal(sup1(2),sdo1(3) eq f(3.0 g,0.05 mol)60 gmol1，M(A)60 gmol148 gmol112 gmol1。AA元素的相对原子质量为12，故A正确；BAO eq oal(su