2024新教材高中化学第四章第一节第一课时原子结构教案新人教版必修第一册

PAGE10-第一课时原子结构[明确学习目标]1.了解原子构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。2.了解原子的核外电子能量凹凸与分层排布的关系。3.了解核外电子分层排布的规律，会画1～18号元素的原子结构示意图。学生自主学习原子的构成质量数1.原子的构成2.质量数原子核外电子排布1.电子层的含义多电子原子里，电子分别在eq\o(□,\s\up4(01))能量不同的区域内运动，人们把不同的区域简化为eq\o(□,\s\up4(02))不连续的壳层，称之为电子层。2.电子层表示方法3.电子的能量与运动区域(1)在离核较近的区域运动的电子能量eq\o(□,\s\up4(10))较低。(2)在离核较远的区域运动的电子能量eq\o(□,\s\up4(11))较高。(3)离核最近的电子层是eq\o(□,\s\up4(12))K层，该电子层上的电子的能量最低。4.原子核外电子的排布规律(1)电子总是尽可能先从eq\o(□,\s\up4(13))内层排起，当一层eq\o(□,\s\up4(14))充溢后再填充下一层。(2)原子核外各电子层最多容纳eq\o(□,\s\up4(15))2n2个电子。(3)原子最外层电子数不能超过eq\o(□,\s\up4(16))8(K层为最外层时不能超过eq\o(□,\s\up4(17))2)。5.原子结构示意图以Na原子为例：1.为什么说原子的质量主要集中在原子核上？提示：原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的，而一个电子的质量仅相当于1个质子(或中子)质量的eq\f(1,1836)，所以原子的质量主要集中在原子核上。2.钙的原子结构示意图可画为，对吗？提示：不对，最外层电子数不超过8个，所以应画为。课堂互动探究学问点一组成原子的有关粒子间的关系1.核电荷数取决于元素的种类，核电荷数(即质子数)和中子数共同确定原子的种类。2.有关粒子间的关系(1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(2)中性原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。(3)阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。(4)阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。1法国科学家发觉一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是()A.该粒子不显电性B.该粒子的质量数为4C.该粒子为4号元素D.该粒子的质量比氢原子大[批注点拨][解析]“四中子”粒子中没有带电荷的微粒，所以该粒子不显电性，A正确；中子的相对质量是1，所以“四中子”的质量数为4，B正确；“四中子”粒子中没有质子，所以不能说是几号元素，C错误；质量数反映了微粒的相对质量大小，由于“四中子”质量数比氢原子大，所以该粒子的质量比氢原子大，D正确。[答案]C[练1]依据元素的原子序数可推知原子的()①质子数②中子数③质量数④核电荷数⑤核外电子数A.①②③B．①④⑤C．②③④D．①③⑤答案B解析元素的原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，所以由原子序数可以推知原子的质子数、核电荷数、核外电子数，B正确。[练2]某公司原安排放射77颗卫星，以实现全球卫星通信，这一数字与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星安排”。已知铱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解析依据题中信息可知，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＝114－77＝37，C正确。学问点二核外电子的排布规律1.原子核外电子排布规律——“四最”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。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。2．最外层8个电子(K层为最外层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式(得或失电子或形成共用电子对)使其结构趋于稳定。2元素X的离子结构示意图为，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．XY B．XY2C．X2Y2 D．XY3[批注点拨][解析]元素X的离子结构示意图为，即Na＋，元素Y的原子结构示意图为，即O原子，则X是Na，Y是O，Na与O可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故C正确。[答案]C[练3]下列微粒的结构示意图中，错误的是()A．②③④⑥ B．①④⑤⑥C．①②⑤⑥ D．①②④⑤答案D解析①错误，K层最多只能容纳2个电子；②错误，Cl的核电荷数为17；④错误，最外层电子不能超过8个；⑤错误，M层上电子数应为5个。[练4]按要求填空。(1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是________。(2)某元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，该元素的元素名称是________。(3)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的原子结构示意图是______________。答案(1)Mg(2)氧(3)解析(1)K层最多容纳2个电子，M层的电子数和K层相同，则M层上有2个电子。该元素的原子结构示意图为，为镁元素。(2)L层电子数为2×3＝6，其原子结构示意图为，为氧元素。(3)最外层电子不超过8个，则最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子结构示意图应为。方法规律短周期元素原子结构的几个特别特别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、Aleq\a\vs4\al([学问拓展])1.离子结构示意图(1)非金属元素的原子得电子形成简洁离子时，电子层数不变，一般最外层达8e－稳定结构。如(2)1～20号元素中的金属原子失电子形成简洁的离子时，电子层数比原子少一个，次外层变为最外层达8e－(或2e－)稳定结构。如2．常见“10电子”粒子分子离子一核10电子NeN3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋二核10电子HFOH－三核10电子H2ONHeq\o\al(－,2)四核10电子NH3H3O＋五核10电子CH4NHeq\o\al(＋,4)

本课归纳总结1.原子结构记忆口诀原子构成三子(质子、中子、电子)奇(奇异)，质子正电擎大旗。电子抗衡带负电，中子无电为中立。2．质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。3．原子核外电子排布规律(1)各层最多容纳的电子数目为2n2个(n为电子层序数)。(2)最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时，不超过2个)，次外层电子数目不超过18个。(3)核外电子总是尽可能先排布在能量较低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量渐渐上升的电子层里，即按K、L、M、N…依次排列。4．常见“10电子”粒子(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。(3)阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)。学习效果检测1．某种元素的原子核内有161个中子，质量数为272。该元素的原子序数与原子核内中子数的关系是()A．大于 B．小于C．等于 D．不能确定答案B解析依据质量数和质子数、中子数，原子序数和质子数之间的关系，可得该元素的质子数为272－161＝111，因此质子数小于中子数，即原子序数小于中子数。2．下列有关原子或离子的结构示意图正确的是()答案D解析锂为3号元素，最内层有2个电子，最外层有1个电子，故A错误；最外层不能超过8个电子，故B错误；硫离子最外层为8个电子，故C错误；镁元素为12号元素，失去2个电子变成镁离子，核外电子排布正确，故D正确。3．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是()A．K层是能量最低的电子层B．原子失电子时先失去能量低的电子C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18答案B解析距原子核由近到远，电子的能量由低到高，即离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，则K层是能量最低的电子层，A正确；原子最先失去最外层电子，最外层电子的能量最高，所以原子失电子时先失去能量高的电子，B错误；核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上，C正确；电子层的次外层最多容纳18个电子，所以N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，D正确。4．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，则该原子核内的质子数为()A．14B．15C．16D．17答案A解析该原子核外各个电子层上的电子数分别为2、8、4，所以其核内质子数为14。5．下列说法中正确的是()A．锂的原子结构示意图是B．某原子M层电子数为L层电子数的4倍C．某离子M层和L层电子数均为K层的4倍D．离子的核电荷数确定等于其核外电子数答案C解析K层电子数最多是2，故锂原子的原子结构示意图是，A错误；元素M层有电子，其L层确定有8个电子，M层上电子数为L层上电子数的4倍，则M层上电子数为32，而M层最多容纳18个电子，B项错误；K层电子数填满是2，某离子M层和L层电子数均为K层的4倍，即均是8，故该离子的核外电子数是18，C正确；原子得失电子后成为离子，因此该离子的核外电子数确定不等于其核电荷数，D错误。6．对于核电荷数1～18的元素，依据核外电子排布规律填空：(1)最外层电子数为1的原子有________、________、________。(2)最外层电子数为2的原子有________、________、________。(3)最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有________、________。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是________。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是________。(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是________。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________、________。(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有________、________。(9)电子层数跟最外层电子数相等的原子有________、________、________。(10)电子层数是最外层电子数2倍的原子是________。(11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________、________、________。(12)最外层电子数是电子层数3倍的原子是________。答案(1)HLiNa(2)HeBeMg(3)BeAr(4)C(5)O(6)Ne(7)LiSi(8)LiP(9)HBeAl(10)Li(11)HeCS(12)O解析画出1～18号元素的原子结构图，分析其题目要求的量的关系可得答案。7．依据下列叙述，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