1、 第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 第第 1 课时课时 原子结构原子结构 核心素养发展目标 从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷 数为 120 号元素的原子结构示意图，能根据原子的结构特征确定元素，促进“宏观辨识与微观探 析”化学核心素养的发展。 一、原子的构成 1构成原子的微粒及其性质 原子 原子核 质子：相对质量为1，带1个单位正电荷 中子：相对质量为1，不带电 核外电子：带1个单位负电荷，质量很小 可忽略不计 2质量数 (1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常 用 A 表示。 (2)构成原子
2、的粒子间的两个关系 质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。 质子数核电荷数核外电子数。 (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( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 人类认识原子的历史是漫长、逐步深化的演变过程。 (1)1803 年道尔顿模型：原子是构成物质的_，是坚实的、不可再分的_。 (2)1904 年汤姆孙原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的_，其中镶嵌着许多
3、_，中和了正电荷，从而形成了_原子。 (3)1911 年卢瑟福原子模型：在原子的中心有一个带_，它的质量几乎等于 _，电子在它的周围沿着_运转，就像行星环绕太阳运转一样。 (4)1913 年玻尔原子模型：_在原子核外空间的_上绕核做_。 (5)19261935 年电子云模型：现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速运动， 其运动规律与一般物体不同，没有_。 答案 (1)基本粒子 实心球 (2)粒子 电子 中性 (3)正电荷的核 原子的全部质量 不同的 轨道 (4)电子 一定轨道 高速圆周运动 (5)确定的轨道 二、原子核外电子排布 1电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分
4、别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化 为不连续的壳层，也称作电子层。 (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 123457 字母 代号 KLMNOQ 离核 远近 由近到远 能量 高低 由低到高 2.核外电子排布规律 (1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按 KLM顺序排列。 (2)K 层为最外层时最多容纳的电子数为 2，除 K 层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数 为 8。 (3)K 层为次外层时，所排电子数为 2，除 K 层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为 18。 3核外电子排布的表示方法原子结构示意图 (1)钠的
5、原子结构示意图： (2)画出下列原子或离子的结构示意图。 S，S2 ； Ca，Ca2 。 4118 号元素的原子结构特点 在练习本上依次画出 118 号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元 素符号)： (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_。 (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_。 答案 (1)H、Li、Na He
6、、Be、Mg (2)Be、Ar (3)C O (4)Li、Si (5)H、Be、Al (6)He、C、S (1)在多电子原子里，电子的能量不完全相同( ) (2)能量高的电子在离核近的区域内运动( ) (3)M 层为最外层时，最多容纳 18 个电子( ) (4)原子的次外层电子数都是 8( ) (5)钾的原子结构示意图是( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (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 面的提示作出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_。 (2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是
7、_。 (3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图_。 (4)该微粒的还原性很弱，失去 1 个电子后变为原子，这种微粒的符号是_。 答案 (1)Ne (2)Na (3) (4)F (1)简单离子中，质子数与核外电子数的关系 阳离子(Rm ) 质子数电 子数 质子数电子数 m 阴离子(Rm ) 质子数电 子数 质子数电子数 m (2)与 Ne 电子层结构相同的阳离子有：Na 、Mg2、Al3；阴离子有：F、O2、N3等。 1(2019 浙江诸暨中学高一检测)在原子结构研究的历史中，提出“葡萄干面包式”原子结构模 型的是( ) A卢瑟福 B道尔顿 C玻尔 D汤姆孙 答案 D 2(20
8、19 湖北黄冈调研)下列说法中正确的是( ) 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其最外层电子数相等 答案 D 解析 在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核远的区域内运动，A 项错误；原子核外电子 通常先排在能量低的电子层上，但不完全遵循先排满内电子层，再排外电子层的规律，如钾原子的 N 层上有 1 个电子，若该电子排在 M 层上，则 M 层变为最外层，且有 9 个电子，不符合最外层电子数 不超过 8 的规律，B 项错误；当 M
9、 层上排有电子时，L 层上一定排满了 8 个电子，而 M 层最多只能 容纳 18 个电子，C 项错误；O2 的结构示意图是 ，D 项正确。 3某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是 4。该原子核内的质子数是( ) A14 B15 C16 D17 答案 A 4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( ) A2m B2m10 C2m2 Dm2 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。最外层电子数是次外层的 m 倍(m 为大于 1 的整数)，所以次外层电子数小于 8，即次外层只能为 K 层，电子数为
10、2，最外层电子 数是 2m，则该原子的核外电子总数为 2m2，C 正确。 5(2019 山东济宁检测)已知 A、B、C 三种元素的原子中，质子数为 ABB，可知 C 为氯元素。 A 组 基础对点练 题组一 电子排布规律及各微粒间量的关系 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 BK 层是能量最低的电子层 CN 电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为 18 D各电子层(n)最多可容纳的电子数为 n2 答案 D 解析 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 的电子数为 2n2，D 错误。 【考点】 原子
11、核外电子排布 【题点】 原子核外电子排布 2(2019 大连高一检测)原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为 A 的某阳离子 Rn ，核外 有 X 个电子，则核内中子数为( ) AAX BAXn CAXn DAXn 答案 B 解析 Rn 核外有 X 个电子，故 R 原子内质子数为 Xn，故 R 核内中子数为 AXn，故选 B 项。 题组二 原子(或离子)结构示意图 3(2019 北师大附中高一期中)下列微粒结构示意图中，表示钠离子的是( ) A. B. C. D. 答案 D 解析 钠离子核内有 11 个质子，核外有 10 个电子，其离子结构示意图为，故答案为 D。 【考点】 原子结构 【题点
12、】 原子结构 4据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(He- 3)，其原子核中质子数为 2、中子数为 1。 下列关于氦(He- 3)元素的说法正确的是( ) A原子核外电子数为 3 B相对原子质量为 2 C原子结构示意图为 D该元素原子的核电荷数为 1 答案 C 【考点】 原子的结构示意图 【题点】 原子的结构示意图 5(2019 北京 101 中学高一期末)某元素原子的结构示意图为，由此得到的结论不正确的 是( ) A该原子有 3 个电子层 B该元素属于金属元素 C该原子在化学反应中易得 2 个电子 D该元素的最高正化合价为6 答案 B 解析 由该元素的原子结构示意图可知：该原子核外有
13、 3 个电子层，选项 A 正确；最外层电子数 是 6，大于 4，为非金属元素，在化学反应中易得到 2 个电子而形成阴离子，选项 B 不正确、C 正确； 最外层电子数是 6，最高正化合价为6，选项 D 正确。 【考点】 原子结构 【题点】 原子结构排布原则 6下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是( ) 答案 A 解析 A 项表示的是 Ne 原子，B 项表示的是 Al3 ，C 项表示的是 Cl，D 项表示的是 S2。Ne 是稀有气体元素，它及其他的稀有气体原子具有非常稳定的电子层结构，极难发生化学反应。 题组三 利用核外电子排布规律进行元素推断 7某元素的原子核外有三个电子层，M 层
14、的电子数是 L 层电子数的1 2，则该元素的符号是( ) ALi BSi CAl DK 答案 B 解析 根据原子核外电子的排布规律可知，K 层排满 2 个电子后再排 L 层，L 层需排满 8 个电子 后再排 M 层，M 层的电子数是 L 层电子数的1 2，即 M 层电子数为 4，则该元素的核外电子数是 28 414，即原子序数为 14，该元素是 Si 元素。 【考点】 原子的核外电子排布 【题点】 依据核外电子的排布规律推理元素种类 8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，下列数据前者是后者 4 倍的是 ( ) 电子数 最外层电子数 电子层数 次外层电子数 A B C
15、D 答案 A 解析 核电荷数为 16 的元素和核电荷数为 4 的元素的原子的电子数分别是 16 和 4，最外层电子 数分别是 6 和 2，电子层数分别是 3 和 2，次外层电子数分别为 8 和 2，A 项正确。 【考点】 原子中微粒间的等量关系 【题点】 原子中微粒间的等量关系 9A 元素的原子最外层电子数是 a，次外层电子数是 b；B 元素的原子 M 层电子数是 ab，L 层电子数是 ab，则 A、B 两元素形成化合物的化学式最可能表示为( ) AB3A2 BBA2 CA3B2 DAB2 答案 B 解析 因为 B 的 L 层电子数为 ab 且有 M 层，所以 ab8，又因 A 原子最外层电子
16、数为 a， 次外层电子数为 b，且满足 ab8，所以 A 原子有两个电子层，且 K 层为 2 个电子，L 层为 6 个电 子，所以 a6，b2。进而推知 B 的各电子层上的电子数分别为 2、8、4。即 A 为 O，B 为 Si。 【考点】 原子中微粒间的等量关系 【题点】 原子中微粒间的等量关系与化合价间关系的考查 10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
17、层电子数的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，B 元素原 子最外层电子数则为 3，是硼；当次外层为 L 层时，B 元素原子最外层电子数为 1.5812， 违背了排布规则，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。 【考点】 核外电子排布推测原子结构 【题点】 核外电子排布推测原子结构 B 组 综合强化练 1(2019 成都高一检测)粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。
18、根据粒 子结构示意图：，下列判断正确的是( ) A它们都带有电荷 B它们原子的核外电子数相同 C它们都具有稳定结构 D它们表示同一种元素 答案 C 解析 分析比较三种粒子结构示意图可知，的核内质子数等于核外电子数，表示氖原子， A 错误；它们的原子核内质子数不同，所以它们的元素种类不同，它们原子的核外电子数也不相同， 故 B、D 错误；它们的最外层电子数都是 8 个，所以它们都具有稳定结构，C 正确。 2(2019 福州高一期中)若两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在原 子序数为 118 的元素中，满足上述关系的元素共有( ) A3 组 B4 组 C5 组 D6 组 答案
19、 D 解析 两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等有如下情况： 当为 12 时， 两元素为 H 与 Be 或 He 与 C；当为 13 时，两元素为 H 与 Al 或 He 与 S；当为 23 时，两元 素为 Be 与 Al 或 C 与 S。故 D 正确。 3A、B 两种原子，A 的 M 电子层的电子数比 B 的 M 电子层的电子数少 3 个电子，B 的 L 电子 层的电子数恰为 A 的 L 电子层的电子数的 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 A 原子的 M 层比 B 原子的 M 层少 3 个
20、电子，B 原子的 L 层电子数恰为 A 原子 L 层电子 数的 2 倍，说明 A、B 分别为第二、三周期元素；L 层最多排 8 个电子，B 原子的 L 层电子数恰为 A 原子 L 层电子数的 2 倍，说明 B 原子 L 层有 8 个电子，A 原子的 L 层有 4 个电子，故 A 是碳；A 原 子的 M 层比 B 原子的 M 层少 3 个电子，故 B 为铝。 【考点】 原子的核外电子排布 【题点】 依据核外电子的排布规律推理元素种类 4有 A、B 两种元素，已知元素 A 的核电荷数为 a，且 A3 与 Bn的电子排布完全相同，则元素 B 的质子数为( ) Aan3 Ban3 Can3 Dan3
21、答案 B 解析 设 B 的质子数为 b，由题意可得，a3bn，即 ba3n。 5核电荷数小于 18 的两种元素 X、Y，核电荷数：YX，两种元素原子的核外电子层数不同， X 元素原子的最外层与最内层电子数之比为 31， Y 元素原子的最外层只有 1 个电子。 下列有关这两 种元素形成的化合物的说法不正确的是( ) AX、Y 形成的两种常见化合物中，每个离子都形成 8 电子稳定结构 BX、Y 形成的化合物均具有较强的氧化性 CX、Y 形成的两种常见化合物溶解于水所形成的溶液均具有碱性 DX、Y 形成的两种常见化合物中，Y 的化合价相同 答案 B 解析 根据题目提供的信息可知 X 为 O，Y 为
22、Na，形成的两种常见化合物为 Na2O、Na2O2，A 项正确；Na2O 无强氧化性，B 项错误；二者溶解于水均能生成 NaOH，C 项正确；Na2O、Na2O2中 Na 的化合价均为1，D 项正确。 【考点】 原子结构与元素性质的综合考查 【题点】 原子结构与元素性质的综合考查 6已知 R2 核内共有 N 个中子，R 的质量数为 A，确定 m g R2中含有电子的物质的量为( ) A.mAN A mol B.mAN2 A mol C.mAN2 A mol D.mAN2 A mol 答案 C 解析 R2 的核外电子数为 AN2，m g R2的物质的量为 m g A g mol 1m A mol
23、，m g R 2中含有电 子的物质的量为m A(AN2) mol。 7(2019 潍坊高一检测)若元素 X 和 Y 的核电荷数都小于 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。 (1)对于元素 X，n_(填“”或“”)8，(n2)个电子所在电子层为_层，(n 2)_，n_。 (2)对于元素 Y, 0(m5)_(填“”或“”)8；次外层有 m 个电子，则 m_； m 个电子所在电子层为_层。 (3)据此推断元素 X 和 Y，其元素名称为： X_，Y_。 答案 (1) L 8 6 (2) 8 L (3)硫 铝 解析 元素 X 和 Y 的核电荷数都小于 18，
24、 元素 X 次外层有(n2)个电子， 此层为 L 层， n28， 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。 8(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)A 元素原子 L 层上有 6 个电子，B 元素比 A 元素原子核外电子层数多 1，B 元素原子最外电子 层只有 1 个电子。 B 元素的原子结构示意图_。 A、B 两元素形成的化合物化学式是_， 该化合物与 CO2反应的化学方程式是_。 (3)已知某粒子的结构示意图为，试回答
25、： 当 xy10 时，该微粒为_(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。 当 y8 时，常见的微粒可能为(填元素符号)_、_、_、K 、_。 答 案 (1) (2) Na2O 、 Na2O2 Na2O CO2=Na2CO3、 2Na2O2 2CO2=2Na2CO3O2 (3)原子 Ar Cl S2 Ca2 解析 (1)设该元素原子的核电荷数质子数a， 该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)A 元素原子有 2 个电子层，且最外层电子数 为 6，由此可知 A 元素原子核外有 8 个电子，即为 O；B 元素原子核外有 3 个电子层，且最外层电子 数为 1，由此可知，B 元素原子核外有 11 个电子，即为 Na。(3)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。
