4.1原子结构与元素周期表 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

原子结构与元素周期表

第一课时

原子结构原子结构探究史现代电子云模型道尔顿实心球模型汤姆孙“枣糕”模型卢瑟福行星模型玻尔量子轨道模型原子结构原子原子核核外电子质子中子质量大，体积小质量近似相等质量可以忽略电子中子质子质量数相对原子质量≈质子数+中子数思考：原子都具有中子和质子吗？1H原子中没有中子原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数1原子的表示方法XAZ—元素符号质量数—质子数—粒子符号质子数(Z)质量数(A)中子数(N）电荷数核外电子数

结论①阳离子：②阴离子：Na+1123Cl-1737核外电子数＝质子数-电荷数核外电子数＝质子数+电荷数Na1123Cl1737112312011173720017112312110173720118X2-3216【例题】判断正误(1)原子呈电中性是因为中子不带电(

)(2)质子数和中子数决定原子的质量(

)(3)原子的质量数就是原子的相对原子质量(

)(4)微粒中的质子数与核外电子数一定相等(

)(5)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17(

)×√××√核外电子排布电子层数1234567字母代号KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高①分层排布②离核近能量低，离核远能量高③电子由内向外排列，尽可能先排布在能量最低的电子层上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，人们把不同区域简化为不连续的壳层，称之为电子层。电子层模型示意图KLNM核外电子排布规律①K层为最外层时不超过_____个，

其余最外层电子数不超过____个②次外层电子数不超过____个（当K层为次外层时不超过___个）③各电子层最多容纳______个电子④倒数第三层电子数不超过____个核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188281822n2321.能量最低原理2.数量规律核外电子排布规律理解核外电子排布规律应注意的问题：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。2.电子不是排满M层再排N层，如K和Ca。原子结构示意图Mg元素符号原子核核电荷数或质子数KLM电子层M层电子数失去2e-得到e-【例题】画出下列原子或离子的结构示意图①S：

，S2－：

；②Ca：

，Ca2＋：

。阴离子：质子数<电子数阳离子：质子数>电子数与Ne电子层结构相同的阳离子有：______________________

阴离子有：______________________Na＋、Mg2＋、Al3＋F－、O2－、N3－(1)最外层电子数为1的原子有______________；最外层电子数为2的原子有________________。(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有___________。(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有_____，3倍的原子有_____。H、Li、NaHe、Be、MgBe、ArCO(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有

。(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有

。(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有

。Li、SiH、Be、AlHe、C、S课堂小结原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)核外电子分层排布规律能量最低原理核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上由内向外依次排布在能量较高的电子层上数量规律每层最多容纳2n2个电子最外层不能超过8个电子(第一层为最外层时不超过2个)次外层不能超过18个电子原子原子核核外电子质子中子质量大，体积小1.下列关于电子排布的说法正确的是（

）A．氧离子(O2-)的核电荷数与最外层电子数相等B．在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核近的区域内运动C．核外电子总是先排在能量高的电子层上D．某原子M层电子数为L层电子数的4倍A2.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－12A3.已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：(1)三种元素的元素符号：A________；B________；C________。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A________；B________；C_________。CSiCl原子结构与元素周期表

第二课时

元素周期表

核素元素周期表元素周期表的发展历程诞生依据意义1869年，俄国化学家

门捷列夫

编制出第一张元素周期表揭示了元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一发展元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满现行编排依据：相对原子质量→核电荷数，形成现行的元素周期表按相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵列元素周期表的编排原则横行原则：把

电子层数目

相同的元素，按

原子序数递增

的顺序从左到右排列。纵行原则：把不同横行中

最外层电子数

相同的元素，按

电子层数递增

的顺序由上而下排列。原子序数、电子层数、最外层电子数元素周期表的结构元素周期表的结构7个周期7个主族：由短周期和长周期元素共同构成的族（IA～VIIA）7个副族：仅由长周期构成的族（ⅠB～ⅦB）VIII族（3个纵行）：包括Fe、Co、Ni等元素7个横行18个纵行0族：稀有气体元素一二三四五六七2种元素8种元素8种元素18种元素18种元素32种元素32种元素短周期长周期16个族元素周期表-周期短周期长周期周期序数=原子核外电子层数元素周期表-族1.7个主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。

表示方法：在族序数后面标“A”，ⅠA~ⅦA2.7个

副族：完全由长周期元素构成的族

表示方法：在族序数后标“B”，ⅠB~ⅦB3.第VⅢ族：8、9、10三个纵行4.0族：稀有气体元素七主七副三八一零18列纵行16个族元素周期表-族主族副族第VⅢ族0族主族序数=最外层电子数碱金属元素卤族元素过渡金属元素稀有气体元素副族最外层电子数一般不等于族序数，ⅠB、ⅡB除外元素周期表中原子序数的特点第二、三周期元素，原子序数差为1第四、五周期元素，原子序数差为11第六、七周期元素，原子序数差为251.同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差元素周期表中原子序数的特点2.同主族相邻两元素原子序数差2881818328818321832对于ⅠA、ⅡA，相差上一周期元素种数元素种数2种8种8种18种18种32种32种对于ⅢA~ⅦA和零族，相差下一周期元素种数根据元素周期表确定原子位置1.元素的位置与原子结构的互相推断则该元素原子有___个电子层，最外层电子数是___，即___元素。②Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是其在周期表中的位置是_____________________。

①X元素是第三周期第ⅠA族元素31钠第三周期第ⅥA族根据元素周期表确定原子位置2.零族定位法①第

17

号元素位于第____周期第______族。②

第56号元素位于第____周期第______族。0族元素周期序数原子序数He一2Ne二10Ar三18Kr四36Xe五54Rn六86Og七118根据0族元素原子序数判断周期数根据差值确定族序数三VIIA六IIA根据元素周期表确定原子位置3.十字定位法XYZX、Y、Z

均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z

三种元素的质子数之和为40，则X、Y、Z分别是（

）

A．N、S、Cl

B．B、Si、PC．C、P、S

D．Be、Al、SiA元素、核素、同位素、同素异形体（1）元素：具有相同核电荷数（即核内质子数）的同一类原子的总称。（2）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。氢元素的原子核原子名称原子符号(

)质子数(Z)中子数(N)10氕（piē）11氘（dāo）或D12氚（chuān）或T1.概念元素、核素、同位素、同素异形体（3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为

同位素，如：

互为同位素。（4）同素异形体：由同种元素形成的不同单质，互称为同素异形体。如：氧气和臭氧、石墨和金刚石、红磷和白磷。1H氢1.008123质量数①在周期表里占据同一位置，质子数相同，属于同种元素。②化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异。③天然存在的同位素，相互之间保持固定的比率。元素、核素、同位素、同素异形体总结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、中子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范畴同类原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同元素相同性质不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素1H11H21H3三种核素1H11H21H3互称同位素O2、O3互为同素异形体几种重要的同位素及应用1H16C121H21H392U2341.氢有三种同位素：氘和氚是制造氢弹的材料2.铀有三种同位素：92U23592U238铀235

是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料3.碳有三种同位素：6C136C14碳12

作为原子量及阿伏加德罗常数的标准碳14

在考古学中测定生物死亡年代、医学上检测幽门螺旋杆菌几种重要的同位素及应用示踪原子18O5.利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、治疗癌症和肿瘤等4.同位素示踪法1.2019年1月3日上午10时26分，嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有Sr(锶)、Pu(钚)、Po(钋)。通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是(

)A．位于周期表中同一周期同一族的不同的核素，一定互为同位素B．氧有三种核素16O、17O、18O，所以自然界中的氧气分子共有6种C．同位素是指质子数相同中子数不同的微粒间的互称D．温差发动机使用时没有发生化学变化D2.在元素周期表中前四周期的五种元素的位置关系如图所示。若B元素的核电荷数为Z，则五种元素的原子序数之和为(

)A.5ZB.5Z＋18C.5Z＋10D.5Z＋83.原子序数为31的元素R，在周期表中的位置为(

)A.第三周期ⅤA族B.第四周期ⅢA族C.第五周期ⅢA族D.第四周期ⅤA族BC4.X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素，X和Y同周期，Y和Z同主族，三种元素原子的最外层电子数之和为17，原子序数之和为31，则X、Y、Z是(

)

A.Mg、Al、SiB.Li、Be、MgC.N、O、SD.P、S、OC原子结构与元素周期表

第三课时

原子结构与元素的性质

（碱金属元素

卤族元素）碱金属元素的结构元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm锂Li

1

20.152钠Na

30.186钾K

40.227铷Rb3750.248铯Cs5560.26531119从Li到Cs，核电荷数增加，电子层数增大，原子半径增大，最外层电子数均为1碱金属元素的物理性质元素名称核电荷数颜色和状态密度g/cm3熔点℃沸点℃锂3

银白色0.534180.51347钠11

银白色0.9797.81882.9钾19

银白色0.8663.65774铷37

银白色

1.53238.89688铯55

略带金色1.87928.40678.4从Li到Cs，密度增大（Na、K反常，Rb、Cs大于水），熔沸点降低碱金属元素的化学性质比较回忆第二章学过的知识，钠有哪些化学性质？1.与氧气反应：2.与水反应：4Na+O2=2Na2O2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2Na+O2Na2O2Δ请你预测锂、钠、钾、铷、铯的化学性质碱金属元素的化学性质比较单质与氧气反应与水反应反应程度氢氧化物碱性结论LiNaKRbCs反应越来越剧烈产物越来越复杂遇水燃烧，甚至爆炸4Li+O2

===

2Li2O2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2K+2H2O

===2KOH+H2↑2Li+2H2O===2LiOH+H2↑反应剧烈程度依次增强2Na+O2

===

Na2O2K+O2

===

KO2氢氧化物的碱性依次增强单质的还原性依次增强碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系元素符号原子结构示意图原子半径/nmLi0.152Na0.186K0.227Rb0.248Cs0.265碱金属元素原子最外层只有一个电子原子结构的相似性元素性质的相似性决定在化合物中化合价+1易失电子，表现金属性（还原性）随着核电荷数增加电子层数逐渐增大原子结构的递变性元素性质的递变性决定原子半径逐渐增大金属性（还原性）逐渐增强原子失电子能力逐渐增强元素金属性强弱的判断依据金属性金属活动顺序表②

单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度（易—强）金属单质间的置换反应（以强制弱）④

阳离子氧化性越强，元素的还原性越弱⑤根据元素在周期表中的位置，同主族从上到下，金属性逐渐增强⑥

最高价氧化物对应水化物的碱性强弱（强—强）金属性：元素原子失去电子的性质碱金属元素的用途钠钾合金可作为核反应堆的传热介质。铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。锂电池是一种高能电池；锂是有机化学中重要的催化剂；锂是制造氢弹不可缺少的材料；锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。

以下关于锂、钠、钾、铷、铯的叙述不正确的是（

）①氢氧化物中碱性最强的是CsOH；②单质熔点最高的是铯；③单质都是热的良导体；④单质的密度依次增大，且都比水小；⑤单质的还原性依次增强；⑥对应阳离子的氧化性依次增强。A.①③B.②⑤C.②④⑥D.①③⑤C卤族元素的结构元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm氟F9

7

20.071氯Cl1730.099溴Br3541.12碘I5351.32从F到I，核电荷数增加，电子层数增大，原子半径增大，最外层电子数均为7卤族元素的物理性质元素符号核电荷数单质颜色和状态（常态）密度熔点℃沸点℃F9F2

淡黄绿色气体1.69g/L-219.6-188.1Cl17Cl2

黄绿色气体3.124g/L-101-34.6Br35Br2

深红棕色液体3.119g/cm3-7.258.78I53I2

紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.4从F2到I2，颜色加深，状态由气态→液态→固态，密度增大，熔沸点升高卤族元素的物理性质①卤素单质都有毒，可溶于水，易溶于苯、CCl4、汽油等有机溶剂②溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。③液溴易挥发，保存时要加水液封；碘可升华，淀粉溶液遇碘变蓝。④氟是最活泼的非金属，没有正化合价，化合态只有负一价。相似性特性思考：回忆第二章学过的知识，思考氯气具有哪些化学性质？与金属，非金属单质(如H2)化合，与水、碱液、还原性物质反应等卤族元素的化学性质-与氢气反应卤素条件及现象方程式反应难易程度氢化物稳定性结论F2冷暗处爆炸H2+F2=2HFCl2光照或点燃H2+Cl2=2HClBr2高温500℃H2+Br2=2HBrI2高温、持续加热缓慢进行H2+I2

⇌

2HI反应条件逐渐苛刻氢化物稳定性逐渐减弱单质的氧化性逐渐减弱https://b23.tv/pDnPseL卤族元素的化学性质-置换反应实验现象离子方程式结论①4mlKBr+1ml氯水振荡②4mlKI+1ml氯水振荡③4mlKI+1ml溴水振荡无色变为橙黄色无色变为棕黄色无色变为棕黄色2Br－＋Cl2=2Cl－＋Br22I－＋Cl2=2Cl－＋I2

2I－＋Br2=2Br－＋I2

Cl2Br2I2氧化性减弱Cl-Br-I-还原性增强思考1.F2通入水中会剧烈反应，且有另一种单质气体生成，请根据氧化还原反应理论书写化学方程式：________________________。2.氟气的氧化性大于氯气，将氟气通入氯化钠溶液中可以置换出氯气吗？3.已知：2Fe3++2I-=2Fe2++I2,Cl2和Br2与铁反应均可以得到三价铁的化合物，那I2呢？2F2＋2H2O==4HF＋O2不可以，直接与水反应只能生成FeI2卤族元素的化学性质2F2

＋2H2O===

4HF＋O2

（反应剧烈）X2

＋H2OHX＋HXO（F除外）X2+2NaOH===

NaX+NaXO+H2O（F除外）3X2+6NaOH===5NaX+NaXO3+3H2O（F除外）卤素与水的反应卤素与碱的反应3X2

+2Fe===

2FeX3（X=F