原子结构-高一化学同步(人教版2019必修第一册)(原卷版)

第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构一．原子的组成1.原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。2.构成原子的粒子及其性质质量/kg相对质量电性和电量/C质子1．673×10-271．007+1．602×10-19中子1．675×10-271．0080电子9．109×10-311/1836-1．602×10-19思考：（1）从表格得出原子的质量主要取决于哪些微粒？原子的质量主要集中在原子核，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的数目和叫做质量数。（2）质量数与质子数和中子数间的关系是：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）二．核外电子的分层排布在多电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层(如右图)。电子总是先从内层层排起，这又叫核外电子的分层排布。其关系如下表：电子层(n)1234567符号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高1．核外电子的排布规律（1）各电子层最多容纳__2n2__个电子；（2）最外层电子数不超过__8___个(K层为最外层时不超过__2__个)；（3）次外层电子数不超过__18__个；倒数第三层电子数不超过__32__个（4）核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步_升高_的电子层。[特别提醒]以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原子为而不能写成，因为尽管第三层最多可排2×32＝18个，但作为最外层不能超过8个。2．结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。在原子结构示意图中，“圈”表示原子核及核内质子数，“弧”表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，核内质子数与核外电子数相等。在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。思考题：试用原子结构示意图表示下列粒子：Na+、O、S2-、Cl－。3．核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。4．短周期常见原子的核外电子排布规律(1)原子核中无中子的原子：eq\o\al(1,1)H。(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。(3)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。(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2倍的元素：eq\a\vs4\al(C)；是次外层电子数3倍的元素：eq\a\vs4\al(O)；是次外层电子数4倍的元素：eq\a\vs4\al(Ne)。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：eq\a\vs4\al(Be)。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。【典例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n2答案：D解析：A项为能量最低原理，正确；K层离核最近，能量最低，B正确；次外层电子数不超过18，C正确；各电子层最多容纳电子数为2n2，D错误。【典例2】X、Y、Z三种短周期元素，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()A．C、Si、Mg B．Li、C、MgC．C、Mg、Li D．C、O、Mg答案：A解析：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倍的有Li和Si，次外层电子数是最外层电子数4倍的是Mg，故答案为A项。【典例3】主族元素X、Y，已知X的质子数为a，X2＋比Y2－核外少8个电子，若Y原子的质量数为b，则Y原子核内中子数为()A．b－a－4 B．b－a－8 C．b＋a＋8 D．b－a－12【答案】A【解析】已知X的质子数为a，X2+比Y2-核外少8个电子，所以X与Y同周期，所以Y的质子数为：a+4，则Y原子核内中子数为：b-a-4，故选A。基础练1．关于原子模型的演变过程，正确的是（）A．汤姆生模型—道尔顿模型—卢瑟福模型—玻尔模型—量子力学模型B．道尔顿模型—汤姆生模型—玻尔模型—量子力学模型—卢瑟福模型C．卢瑟福模型—道尔顿模型—汤姆生模型—玻尔模型—量子力学模型D．道尔顿模型—汤姆生模型—卢瑟福模型—玻尔模型—量子力学模型2．在元素周期表的前18号元素中，最外层电子数是其电子层数的2倍的元素共有()A．1种 B．2种C．3种 D．4种3．已知某元素的原子核外最外层电子数=最内层电子数=电子层数，则该元素是（）A．氦 B．锂 C．铍 D．镁4．具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是（）A．最外层只有1个电子B．最外层电子数为次外层电子数的一半C．M层电子数为K层电子数的D．K、L层电子数之和等于M、N层电子数之和5．下列说法正确的是（）A．在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核近的区域内运动B．核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有M层排满后才排N层C．某原子M层电子数为L层电子数的4倍D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等6．某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的m倍（m为大于1的整数），则该原子的核外电子总数为（）A．2m B．2m+10 C．2m+2 D．m+27．与具有相同的核外电子排布，则M元素原子的质子数为()A． B． C． D．8．同温同压下，等容积的两容器内分别充满和气体。下列说法正确的是（）A．所含分子数和质量均不相同 B．含有相同的分子数和电子数C．含有相同的质子数和中子数 D．含有相同数目的中子、原子和分子9．观察下列A、B、C、D、E五种粒子（原子或离子）的结构示意图，回答有关问题：（1）属于阴离子结构示意图的是_____________（填字母编号）。（2）性质最稳定的原子是_________（填字母编号）。（3）元素D的单质在B2中燃烧，该产物的化学式________。（4）在核电荷数1－18的元素内，列举一个与C原子的电子层结构相同的离子，写出离子的符号_________。（5）写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式_____。能力练10．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，下列前者是后者4倍的是（）①核外电子数②最外层电子数③电子层数④次外层电子数A．①④ B．①③④ C．①②④. D．①②③11．下列叙述中不正确的是()A．原子的核外M层电子数是L层电子数一半的元素是硅B．原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍的元素是硼C．原子的次外层电子数是最外层电子数1/3的元素是氧D．＋1价离子的电子层排布与氖原子相同的元素是氟12．化学变化中，可能发生改变的是()A．质子数 B．中子数 C．核外电子数 D．原子核13．两种元素的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在核电荷数1~10的元素中，满足上述关系的元素共有（）A．1对 B．2对 C．3对 D．4对14．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15．某元素的一个原子形成的离子可表示为n-，下列说法正确的是（）A．n-中含有的中子数为a+bB．n-中含有的电子数为a-nC．X原子的质量数为a+b+nD．一个X原子的质量约为g16．核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为（2a＋1）。下列有关元素X的说法中，不正确的是（）A．元素X的原子核内质子数为（2a2－1）B．元素X形成的单质既能作氧化剂又能作还原剂C．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2（n表示电子层数）D．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌、消毒的作用17．填表微粒核外电子数中子数质量数最外层电子数Cl________________________________________Al_________________________________________S2-_________________________________18．按要求完成下列填空：（1）画出原子结构示意图：____________。

（2）微粒中的电子数为___________。（3）由和组成的水分子，其中含中子的物质的量为_______。19．金属铝在生产生活中有着广泛的用途。回答下列问题：(1)铝元素在周期表中的位置是_______________。(2)比较原子结构示意图：它们的共同之处是___________选填编号，下同；不同之处是___________。a.电子层数

b.次外层电子数

c.最外层电子数

d.质子数(3)常温下铝制容器可以用来盛放浓硫酸而不被溶解，这种现象称为___________。氢氧化铝和盐酸反应的化学方程式为_________________________________。能把溶液中的铁离子和铝离子分离开的试剂是___________。选填编号a.盐酸

b.硫酸铜溶液

c.氨水

d.氢氧化钠溶液20．结合如图六种微粒的结构示意图，回答