1、元素周期律元素周期律 第第 1 课时课时 原子核外电子的排布原子核外电子的排布 学习目标定位 1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系。2.能够根据核外电子排布规律 写出常见简单原子的原子结构示意图。 一 电子层 1电子的能量 (1)在多电子原子里,电子的能量不同。 (2)在离核近的区域运动的电子的能量较低,在离核远的区域运动的电子的能量较高。 2电子层 (1)概念: 在多电子原子里, 把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层, 称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层 由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远
2、 能量高低 由低到高 3.电子层的表示方法 (1)钠原子的结构示意图如下,请注明其意义: (2)离子结构示意图 离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中核电荷数等 于质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。 如 Cl : 、Na : 归纳总结 构成原子或离子的粒子间的数量关系 (1)原子:核电荷数质子数核外电子数。 (2)阳离子:质子数阳离子的核外电子数阳离子的电荷数。 (3)阴离子:质子数阴离子的核外电子数阴离子的电荷数。 活学活用 1下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是( ) 核外电子是分层运动的 所有电子在同一区域里
3、运动 能量高的电子在离核近的区域 内运动 能量低的电子在离核近的区域内运动 ABCD 答案 A 解析 原子核外电子是分层运动的,能量越低离核越近,能量越高离核越远。 2排布在下列各电子层上的一个电子,所具有的能量最低的是( ) AK 层 BL 层 CM 层 DN 层 答案 A 二 原子核外电子的排布规律 1完成下列表格 核电荷数 元素名 称 元素符 号 各层电子数 K L M N 1 氢 H 1 8 氧 O 2 6 11 钠 Na 2 8 1 17 氯 Cl 2 8 7 18 氩 Ar 2 8 8 19 钾 K 2 8 8 1 2.观察分析上表,元素原子核外电子排布的规律特点:(1)原子核外电
4、子分层排布。(2)K 层最 多容纳电子数为 2。(3)L 层最多排 8 个电子。(4)最外层电子数不超过 8 个等。 归纳总结 在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同而分层排布,其主要规律是 (1)核外电子总是先排布在能量较低的电子层,然后由内向外,依次排布在能量逐步升高的电 子层。 (2)原子核外各电子层最多容纳 2n2个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过 8(K 层为最外层时不能超过 2),次外层电子数不能超过 18, 倒数第三层电子数不能超过 32。 活学活用 3下列关于原子结构的叙述中正确的是( ) A所有的原子核都由质子和中子构成 B原子的最外层电子数不超过 8 个 C稀有气体
5、原子的最外层电子数均为 8 个 D原子的次外层电子数都是 8 个 答案 B 解析 A 项,H 不含有中子;C 项,He 最外层电子为 2 个;D 项,第二周期元素原子的次外 层电子数为 2 个。 4在第 n 电子层中,当它作为原子的最外电子层时,最多容纳的电子数与(n1)层相同,当 它作为原子的次外层时,其电子数比(n1)层最多能多 10 个,则此电子层是( ) AK 层 BL 层 CM 层 DN 层 答案 C 解析 n 作为最外层时,最多只能容纳 8 个电子,所以(n1)层应为 8 个电子,为 L 层,则 n 应为 M 层;若 n 为次外层,则(n1)为最外层,则次外层电子数最多为 1081
6、8,则进一 步证明 n 为 M 层。 理解感悟 (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 。 当堂检测 1下列叙述正确的是( ) A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 答案 B 解析 电子能量越低,运动区域离核越近,A 错;电子的分层排布即是电子的分层运动,B 正确
7、;稀有气体元素中 He 原子最外层只有 2 个电子,C 项错;M 层为最外层时,最多只能 排 8 个电子,D 错。 2 已知 A 的原子序数是 x, B2 与 A3具有相同的电子层结构, 则 B 元素的原子序数为( ) Ax5Bx5Cx1Dx1 答案 B 解析 设 B 的原子序数为 y,则 x3y2,yx5,B 项正确。 3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 价离子 C 的电子层排布与 Ne 相同 D 元素原子次外层电子数是最外层
8、电子数的1 3 答案 (从左到右,从上到下)硅 硼 钠 氧 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,最外 层电子数则为 3,是硼 ;当次外层为 L 层时,最外层电子数为 1.5812,违背了排布规律,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。 4已知元素 X 和 Y 的核电荷数均小于 18,最外层电子数分别为 n 和(m5),次外层分别有 (n2)个和 m 个电子,据此推断元素 X 和 Y,其名称为 X_,Y_。 答案 硫 铝 解析 元素 X
9、和 Y 的核电荷数均小于 18,元素 X 次外层有(n2)个电子,此层为 L 层,n 28,n6,元素 X 为硫;元素 Y 最外层电子数为(m5),m 大于或等于 5,而次外层有 m 个电子,则 m 等于 8,元素 Y 为铝。 5某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意 图时,忘记在圆圈内标出其质子数,请你根据下面的提示做出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒,这种微粒的符号是_。 (2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种微粒的符号是_。 (3)该微粒的氧化性很弱,得到 1 个电子后变为原子,原子的还原性很强,这种微粒的符号是 _。 (4)该微粒的还原性很弱,失去 1 个电子后变为
10、原子,原子的氧化性很强,这种微粒的符号是 _。 答案 (1)Ar (2)S2 (3)K (4)Cl 解析 由微粒结构示意图的各部分含义,可知该微粒共有 3 个电子层,共 18 个电子。根据题 意结合组成原子的各微粒之间的关系,可判断该微粒为中性时或分别带正、负电荷时,原子 核内质子的数值。核外电子排布为 2、8、8 构型的单核微粒主要有 Ar、S2 、Cl、K、Ca2 。 (1)单核中性微粒为原子,原子的核电荷数核外电子数,因此,此微粒为核电荷数为 18 的 氩原子;(2)具有还原性能被溴水氧化的是硫离子;(3)氧化性很弱的1 价的是钾离子;(4) 还原性很弱的1 价的是氯离子。 理解感悟 不
11、论是原子还是离子,核电荷数是不变的,变化的是最外层电子数。 40 分钟课时作业 基础过关 一、核外电子排布表示方法 1下列微粒的结构示意图,正确的是( ) AMg2 BCl CArDK 答案 A 解析 Mg2 是镁原子失去最外层两个电子后生成的,A 选项正确;Cl 的最外层应该只有 7 个电子,B 选项错误;Ar 的次外层与最外层应该有 8 个电子,C 选项错误;K 原子的结构示 意图应该是,故 D 选项错误。 2具有下列结构示意图的微粒,既可以是原子又可以是阴离子和阳离子的是( ) 答案 C 解析 A 项中 x13,为 Al 原子,错误;B 项中,只能为氮原子,x7,错误;C 项中,若 x1
12、8,为 Ar 原子,若 x17,为 Cl ,若 x19,为 K,正确;D 项中只能为氯原子,x 17,错误。 3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( ) 8n n8 10n n10 ABCD 答案 C 解析 若为阳离子,电荷数为 n28n10;若为阴离子,电荷数为 28n10n。 二、核外电子排布规律 4某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍,那么该原子( ) A有 3 个电子层 B有 2 个电子层 C最外层电子数是 8D核电荷数是 10 答案 B 解析 第一层排满为 2 个电子,第二层排满为 8 个电子,第三层为最外层时,最多排 8 个电 子,若该原子
13、有 3 个电子层,依题意可知最外层(第 3 层)要排到 24 个电子,这不可能,则该 原子只有 2 个电子层,第一层为 2 个电子,第二层为 6 个电子。 5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( ) A2mB2m10 C2m2Dm2 答案 C 解析 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 个,最外层电子数是次外 层的 m 倍,所以次外层电子数8,即次外层只能为 K 层,电子数为 2,最外层电子数是 2m, 该原子的核外电子总数为(2m2)。 6在 118 号元素中,最外层电子数等于电子层数的元素有( ) A1 种 B
14、2 种 C3 种 D4 种 答案 C 解析 在 118 号元素中,电子层数可以为一层、二层、三层,所以最外层电子数为 1、2、 3,最外层电子数和电子层数相等的元素有 H、Be、Al 三种。 7某元素的原子核外有三个电子层,最外层有 4 个电子,该原子核内的质子数为( ) A14B15C16D17 答案 A 解析 该原子核外有三个电子层,即 K、L、M 三层,K 层最多容纳 2 个电子,L 层最多容 纳 8 个电子,最外层有 4 个电子,故该原子核外电子数为 28414,质子数核外电子 数,故质子数为 14。 三、由原子核外电子排布推断元素 8A、B 两种原子,A 的 M 电子层比 B 的 M
15、 电子层少 3 个电子,B 的 L 电子层电子数恰为 A 的 L 电子层电子数的 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 答案 D 解析 设 x、y 分别为 A 的 L 层和 M 层的电子数。依题意有 K L M A 2 x y B 2 2x y3 由于 B 的 M 层上有电子, 故其 L 层肯定充满电子, 2x8, x4。 由于 A 的 L 层未充满电子, 故其 M 层无电子,y0。所以 A、B 的核外电子数分别为 6、13,是碳原子和铝原子。 9X、Y 均为短周期元素,X 原子的最外层有 2 个电子,Y 原子的最外层有 6
16、个电子,这两 种元素形成的化合物的化学式是( ) AXY2BX2Y3CX2YDXY 答案 D 解析 X 为 Be 或 Mg,Y 为 O 或 S,所以这两种元素组成的化合物的化学式为 XY。 能力提升 10(1)画出下列元素的原子结构示意图。 核电荷数为 13 的元素: _; 某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数: _ _; L 层电子数是 M 层电子数 2 倍的元素: _; 某原子核内没有中子的元素:_。 (2)写出 118 号元素中符合下列条件的原子(离子)的微粒符号和结构示意图。 某元素原子 L 层上的电子数为 K 层的 3 倍: _; 某元素原子 L 层上的电子数为 K 层的一半:
17、_; 得到 2 个电子后,电子总数与氩原子的电子总数相同的离子: _; 某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的 2 倍: _。 答案 (1) 、 (2)O Li S2 C 11有 A、B、C、D 四种元素,A 的最高正价与其负价的绝对值之差为 6;A、D 次外层都 是 8 个电子,A 与 D 的化合物 DA 在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子; B 有两个电子层, 其最高正价与最低负价的代数和为零; C2 与氩原子具有相同的电子层结构。 (1)试写出上述各元素的符号: A_,B_,C_,D_。 (2)画出下列粒子的结构示意图: A_,C2 _。 (3) 写 出A 、 D的 最
18、 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 反 应 的 化 学 方 程 式 : _ _。 答案 (1)Cl C S K (2) (3)HClO4KOH=KClO4H2O 解析 因为“A 的最高正价与负价的绝对值之差为 6”,最外层都是 8 个电子,确定 A 为氯 (Cl);“B 有两个电子层,最高正价与最低负价的代数和为 0”,确定 B 为碳(C);C2 的结构 示意图为,确定 C 为硫(S);再由 A 推出 D 为钾(K)。 拓展探究 12(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 试回答:
19、 当 xy10 时,该粒子为_(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”); 当 y8 时,粒子可能为(填名称) _、_、_、_、_; 写出 y3 与 y7 的元素最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式 _。 答案 (1) (2)原子 氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子 Al(OH)33H =Al33H 2O 解析 (1)设: 核电荷数质子数a, 元素原子的电子层数为 x, 最外层电子数为 y, 依题意: a5x, a3y, 则 5x3y, x3y/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,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子;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; 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高氯 酸,反应的离子方程式为 Al(OH)33H =Al33H 2O。