1、灿若寒星整理制作灿若寒星整理制作第第二二节节元元素素周周期期律律第第1 1课课时时原原子子核核外外电电子子的的排排布布物质结构元素周期律情情境境导导入入课课标标点点击击典典例例精精析析课课时时训训练练知知识识导导学学第第1课课时时原原子子核核外外电电子子的的排排布布电子是在研究阴极射线的本质过程中得到的，阴极射线究竟是什么？物理学家汤姆逊设计了一个巧妙的实验装置，证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，并推算出其质量和电荷比值。得出来源于各种不同物质的阴极射线粒子都是一样的，而且是比原子小得多的粒子，其质量只是氢离子的千分之一。汤姆逊认定这种粒子必定是“建造一切化学元素的物质”，也就是一切化学
2、原子所共有的组成部分。期间，物理学家佩兰利用当时刚问世的借助于散射光分辨率比普通显微镜高20倍的超显微镜，开展了一系列检验布朗运动理论的实验，于1909年发表了布朗运动和分子实在性的论文，引起强烈的反响，并于1926年获诺贝尔物理学奖。至此，各国科学家一致认为，分子和原子的实在性已没有怀疑的余地了。正如爱因斯坦所说的那样“分子和原子是否存在的问题是他在大学时代关心和讨论的一个重大问题，而今天再也没有物理学家为这个问题而操心了”。原子中的核外电子是如何运动的呢？1了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。2了解核外电子分层排布的规律。原子核外电子的排布1核外电子的能量(1)在多电子原子中，电子
3、的能量_。(2)电子能量与运动区域的关系：电子能量较低运动区域离核_。电子能量较高运动区域离核_。不同较近较远2电子层区域不同的区域不连续KLMNOPQ较低较高3电子分层排布电子总是尽可能先从_排起，当一层_后再填充下一层。内层充满应用思考：1.讨论分析元素的化学性质主要取决于原子结构的哪部分？提示：原子核外电子离核越远，能量越高，活泼性越强，故原子发生化学反应时，主要是最外层电子发生变化。所以元素原子的化学性质主要取决于原子核外的电子层数和最外层电子数。2.前20号元素与稀有气体原子电子层结构相同的离子：(1)与He原子电子层结构相同的离子有：。(2)与Ne原子电子层结构相同的离子有：。(3
4、)与Ar原子电子层结构相同的离子有：。提示：(1)Li、Be2、H(2)F、O2、N3、Na、Mg2、Al3(3)Cl、S2、P3、K、Ca2一、核外电子分层排布的规律1能量最低原理原子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，即排满了K层才排L层，排满了L层才排M层。2各电子层的电子分布规律以n表示原子核外电子层的序号。(1)各电子层最多容纳电子数为2n2。(2)当n为最外层时，最多容纳8个电子(n1时最多容纳2个电子)。(3)当n为次外层时，最多容纳18个电子。特别关注：(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
5、多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。(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、核外电子排布的表示方法表示方法具体示例原子结构示意图用小圆圈表示原子核，圆圈内的数字表示核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，这样的图示称为原子结构示意图离子结构示意图圆圈内的核电荷数等于原子序数；阳离子的核外电子数小于核电荷数；阴离子的核外电子数大于核电荷数特别关注：质子数与核外电子数的关系：原子：核内质子数核外电子数。阳离子：核内质子数核外电子数离子所带电荷数。阴离子：核内质子数核外电子数离子所带电荷数。1下列叙述正确的是()A
6、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B2从某微粒的原子结构示意图反映出()A质子数和中子数B中子数和电子数C核电荷数和核外电子层排布的电子数D质量数和核外电子层排布的电子数C3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()C一、原子核外电子排布规律(2011年山东临沂模拟)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：K层即是第一层，只有1
7、个电子的是氢原子，A项正确；原子M层上有电子，说明L层已排满8个电子，此时M层上电子数为L层的4倍，为32个，与最多有2n2即18个相矛盾，B项错误；M层、L层上的电子数均为K层上的4倍，即为“2、8、8”电子排布，则S2、Cl、K、Ca2均满足，C项正确；氢原子的核电荷数与最外层电子数相等，D项正确。答案：B名师点睛：120号元素原子核外电子排布的特点：(1)最外层电子数和次外层电子数相等的原子有Be、Ar。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原
8、子是Li、Si。(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。(7)电子层数和最外层电子数相等的原子是H、Be、Al。(8)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li、Ca。(9)最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。(10)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。1已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为ABC，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)三种元素的名称和符号。A_，B_，C_。(2)画出三种元素的原子结构示意图。A_，B_，C_。解析：由A元
9、素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，可知C应为氯元素。答案：(1)碳C硅Si氯Cl(2)二、10电子微粒的考查A、B、C、D、E五种微粒(分子或离子)，它们都分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：BC2D。(1)写出的离子方程式：_；写出的离子方程式：_。(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：_。(3)除A+、B+外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_。(2)Ne、CH4(合理即可)(3)Na、Mg2(合理即可)名师点睛：判断10电子微粒的方法：10
10、电子微粒是高考的热点，因此高一就要夯实基础，但死记硬背不利于知识的灵活应用。以下是快速确定10电子微粒的有效方法。(1)(2)H电子数为零，故与其他粒子结合，原粒子的电子数不增也不减。则：2下列微粒中，核外电子数相同的是()解析：F中含10个e，Na中含10个e，Ne中含10个e，K中含18个e，为Mg2，含10个e。故中电子数相同。答案：A1下列关于核外电子排布的说法中不正确的是()A第n电子层中最多可容纳的电子数为2n2B第二电子层中最多可容纳的电子数为8C最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层D最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层解析：当第三、四、五、六、七等电子层作为最外电子
11、层时，其最多能容纳的电子数目也是8。答案：C2下列各组微粒中，核外电子总数相等的是()AK和NaBCO2和NO2CCO和CO2DN2和COD3.与氢氧根离子具有相同的质子数和电子数的微粒是（）A.CH4B.NH+4C.NH-2D.Cl-C4下列叙述中，正确的是()A核外电子排布完全相同的两种微粒，其化学性质一定相同B凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素D阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同解析：Na与Ne的原子结构示意图分别为和，核外电子排布相同，但二者化学性质迥然不同，A错；主族元素单原子形成的离
12、子不一定达到8电子或2电子稳定结构，如氢原子转化成氢离子之后原子核外的电子数为零，B错；核外电子排布相同的两原子其电子数必然相等，质子数也相等，核电荷数相等，故一定属于同种元素，C正确；阴离子的核外电子排布是非金属原子得电子之后形成的，比上一周期稀有气体元素原子多一个电子层，如氯离子其离子结构示意图为，与上一周期的氖元素原子的核外电子排布不同，D错。答案：C5某短周期元素R，R原子最外层电子数为(2n1)，n为电子层数。下列关于R元素及其化合物推断正确的是()AR含氧酸可能具有强氧化性，弱酸性BR单质在常温下一定易溶于水CR可能是金属元素DR不能与氧气反应解析：依据题意，n1、2、3，最外层电
13、子数分别为3、5、7，第一层不可能排3个电子，所以，R可能是氮或氯。次氯酸具有杀菌、消毒作用。答案：A6已知某粒子的结构示意图为。试回答：(1)当xy10时，该粒子为_(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y8时，粒子可能为(填粒子符号)_、_、_、_、_。(3)写出y3与y7的元素最高价氧化物对应水化物间发生反应的离子方程式：_。解析：(1)当xy10时，x10y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y3时为铝原子、y7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和
14、高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2O。答案：(1)原子(2)ArClS2KCa2(合理即可)(3)Al(OH)33H=Al33H2O7已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm和Yn的核外电子层结构相同，则下列关系正确的是()AabmnBabmnCabmnDabmn解析：由ambn求出abn+m。答案：A8下列说法正确的是()A某单核粒子的核外电子排布为，则该微粒一定是氩原子B最外层只有3个电子的元素一定是金属元素CNH与H3O具有相同的质子数和电子数D最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子变成阳离子解析：A选项，该微粒可能是阴离子或阳离子，所
15、以A错；B选项，最外层只有3个电子的元素不一定是金属元素，如硼元素，B错；C选项，NH和H3O的质子数均为11，电子数均为10，C对；D选项，最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C原子，较稳定，不容易失去电子，D错。答案：C9A、B、C、D、E是五种元素，它们的核外电子排布如下表所示：元素各电子层的电子数KLMNA27B281C28187D282E287(1)属于同一周期的元素是_。(2)属于同一主族的元素是_。(3)B单质与水反应的化学方程式是_。(4)E单质与水反应的化学方程式是_。解析：原子电子层数相同的元素位于同一周期，故B、D、E为同周期；同一主族元素原子最外层电子数相等，故A、C
16、、E为同主族；B为Na，与水反应为2Na2H2O=2NaOHH2；E为Cl2，与水反应为Cl2H2O=HClHClO。答案：(1)B、D、E(2)A、C、E(3)2Na2H2O=2NaOHH2(4)Cl2H2O=HClHClO10现有A、B、C三种14电子粒子，根据下列信息推断其组成并回答相关问题：A晶体是太阳能电池的常见材料。B、C在常温常压下呈气态，B化学性质稳定，不能在氧气中燃烧，而C是一种燃料。工业上，利用石英砂与焦炭在高温下反应得到A和C。(1)A的名称：_；B的化学式为：_。(2)写出反应的化学方程式：_。(3)D是一种10电子粒子，其水溶液与A的氧化物发生反应生成物为气体和液体，写出化学方程式：_。(4)用化学方程式表示CO在工业上的重要应用：_。解析：本题考查等电子粒子的推断与性质。依题意，硅晶体是太阳能电池的重要材料，A为硅；氮气在氧气中不能燃烧，CO能在氧气中燃烧，硅原子、氮气分子、一氧化碳分子属于等电子(14电子)粒子，故B为N2，C为CO。二氧化硅溶于氢氟酸生成四氟化硅和水。CO在工业上主要用于冶炼铁。答案：(1)硅N2(2)SiO22CSi2CO(3)SiO24HF=SiF42H2O(4)Fe2O33CO2Fe3CO2
