1、第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律 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 （第一课时）（第一课时） 熟悉并掌握原子核外电子数的规律 2 课程学习目标课程学习目标 熟悉并掌握原子结构的概念 1 导入导入 丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。 最初，人们通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究的最初，人们通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究的 。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的 奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间奥秘被揭示
2、，人们从微观角度探索元素之间 的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变 规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化 学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观 念。念。 导入导入 元素周期表揭示了元素间的内在联系，使元素构成了一个较元素周期表揭示了元素间的内在联系，使元素构成了一个较 为系统的体系。元素周期表的建立成为化学发展史上的重要的里程为系统的体系。元素周期表的建立成为化学发展史上的重要的里程 碑之一。碑之一。 导入导入 2020世纪初，原子结构的奥秘被揭示后，人们对元素周
3、期世纪初，原子结构的奥秘被揭示后，人们对元素周期 表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎 样的关系呢？样的关系呢？ 新课讲解新课讲解 原子结构原子结构 原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。 原子原子 原子核原子核 核外电子核外电子 质子质子 中子中子 新课讲解新课讲解 质量数质量数 原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都 近似为近似为1 1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质，如果忽
4、略电子的质量，将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。量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 质量数（质量数（A A）= = 质子数（质子数（Z Z）+ + 中子数（中子数（N N） 在含有多个电子的原子力，电子分别在能量在含有多个电子的原子力，电子分别在能量 不同的区域内运动。把不同的区域简化为不连续不同的区域内运动。把不同的区域简化为不连续 的壳层，也称作电子层。（有人把这种电子层模的壳层，也称作电子层。（有人把这种电子层模 型比拟为洋葱式结构）型比拟为洋葱式结构） 分别用分别用n=1,2,3,4,5,6,7n=1,2,3,4,5,6,7或或K K、L
5、L、M M、N N、O O、 P P、Q Q来表示从内到外的电子层。来表示从内到外的电子层。 N N M M L L K K 原子核原子核 新课讲解新课讲解 原子结构原子结构 在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域 内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高 。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是从内层排。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是从内层排 起，当一层充满后再填充下一层。起，当一层充满后再填充下一层。 那么，每个电子层
6、最多可以排布多少个电子呢？那么，每个电子层最多可以排布多少个电子呢？ 思考思考 讨论讨论 1 1个？个？2 2个？个？8 8个？个？1616个？个？ +11+11 2 2 8 8 1 1 K L MK L M NaNa 思考思考 讨论讨论 根据根据NaNa元素的核外电子排布，我们可以发现，元素的核外电子排布，我们可以发现，K K层层 最多可以排布最多可以排布2 2个电子，个电子，L L层最多可以排布层最多可以排布8 8个电子。个电子。 下表是稀有气体元素原子的电子层排布，根据表格回答问题。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，根据表格回答问题。 核电核电 荷数荷数 元素元素 名称名称 元素元素
7、符号符号 各电子层的电子数各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 思考思考 讨论讨论 （1 1）当）当K K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了K K 层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？ 思考思考 讨论讨论 当当K K层为最外层时，最多能容纳层为最外层时，最多能容纳2 2个电子数除了个电子
8、数除了K K层，层， 其他各层为最外层时，最多能容纳其他各层为最外层时，最多能容纳8 8个电子数。个电子数。 （2 2）次外层最多容纳的电子数是多少？）次外层最多容纳的电子数是多少？ 思考思考 讨论讨论 次外层最多容纳次外层最多容纳1818个电子数。个电子数。 （3 3）你能归纳出第）你能归纳出第n n层最多能容纳的电子数吗？层最多能容纳的电子数吗？ 思考思考 讨论讨论 纵向观察数据，纵向观察数据，K K层最多容纳层最多容纳2 2个电子，个电子，L L层最多容纳层最多容纳8 8个电子，个电子， M M层最多容纳层最多容纳1818个电子，个电子，N N层最多容纳层最多容纳3232个电子个电子利用
9、数学归纳利用数学归纳 法，可以总结出第法，可以总结出第n n层最多能容纳层最多能容纳2n2n2 2电子数电子数 （4 4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电 荷数为荷数为1,6,11,15,171,6,11,15,17号元素原子的核外电子排布。号元素原子的核外电子排布。 思考思考 讨论讨论 核电核电 荷数荷数 元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 各电子层的电子数各电子层的电子数 K L M N O P 1 氢 H 1 6 碳 C 2 4 11 钠 Na 2 8 1 15 磷 P 2 8 5 17 氯 Cl 2 8 7 思维启迪思维
10、启迪 原子核外第原子核外第n n层最多能容纳的电子数为层最多能容纳的电子数为2n2n2 2 。 无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有 8 8个。（个。（K K层只有层只有2 2个）个） 原子最外电子层有原子最外电子层有8 8个电子（最外层为个电子（最外层为K K层时，最多只有层时，最多只有 2 2个电子）的结构是相对稳定的结构。个电子）的结构是相对稳定的结构。 原子核外电子数的规律原子核外电子数的规律 原子结构模型的演变原子结构模型的演变 道尔顿模型（道尔顿模型（18031803年）年） 思维启迪思维启迪 原子结构模型是科学家根据科学
11、猜想和分析，通过对原原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原 子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。 汤姆孙原子模型（汤姆孙原子模型（19041904年）年） 卢瑟福卢瑟福原子模型（原子模型（19111911年）年） 玻尔原子模型玻尔原子模型（19131913年）年） 电子云电子云模型（模型（1926193519261935年）年） 元素周期表元素周期表 18691869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础 上，将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并上，将元素按照相对原子质量由小到
12、大依次排列，并 将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张 元素周期表。元素周期表。 新课讲解新课讲解 门捷列夫门捷列夫 按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。在按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。在 发现原子的构成及结构之后，人们发现，原子序数与元素的发现原子的构成及结构之后，人们发现，原子序数与元素的 原子结构之间存在着如下关系：原子结构之间存在着如下关系： 原子序数原子序数 = = 核电荷数核电荷数 = = 质子数质子数 = = 核外电子数核外电子数 思考思考 讨论讨论 1 1、填空填空 原子由原子由_和和_构成
13、构成，原子核由原子核由_和和_构成构成。原原 子的质量主要集中在原子核上子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为质子和中子的相对质量都近似为1 1， 如果忽略电子的质量如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整将核内所有质子和中子的相对质量取近似整 数值相加数值相加，所得的数值叫做所得的数值叫做_。 课堂达标课堂达标 原子核原子核 核外电子核外电子 质子质子 中子中子 质量数质量数 解析解析 原子由原子核和核外电子构成原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成原子核由质子和中子构成。原子的质原子的质 量主要集中在原子核上量主要集中在原子核上，质子和中子的
14、相对质量都近似为质子和中子的相对质量都近似为1 1，如果忽略电子的如果忽略电子的 质量质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫所得的数值叫 做质量数做质量数。 2 2. .下列关于原子结构的说法正确的是下列关于原子结构的说法正确的是( ( ) ) A A原子由原子核和核外电子构成原子由原子核和核外电子构成 B B对于任何微粒对于任何微粒，质子数等于核外电子数都成立质子数等于核外电子数都成立 C C当微粒达到稳定结构时当微粒达到稳定结构时，最外层电子数一定是最外层电子数一定是8 8 D D原子的质量等于原子核的质量原子的质量
15、等于原子核的质量 课堂达标课堂达标 解析解析 选项选项A A中，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，中，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，A A项项 正确；选项正确；选项B B中，离子的质子数不等于核外电子数，中，离子的质子数不等于核外电子数，B B项错误；选项项错误；选项C C中，由第一周中，由第一周 期元素可知，最外层电子数小于期元素可知，最外层电子数小于8 8，C C项错误；选项项错误；选项D D中，原子的质量主要集中在原中，原子的质量主要集中在原 子核上，子核上，D D项错误。因此选项错误。因此选A A。 A A 3 3. .下列叙述不正确的是下列叙述
16、不正确的是( ( ) ) A A同一周期原子半径从左到右依次减小同一周期原子半径从左到右依次减小 B B同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大 C C同一主族元素的化学性质相同同一主族元素的化学性质相同 D D同一主族元素的化学性质相似同一主族元素的化学性质相似 课堂达标课堂达标 C C 解析解析 选项选项A A中中，同一周期原子半径从左到右依次减小同一周期原子半径从左到右依次减小，故故A A的说法正确；选项的说法正确；选项B B中中 ，同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大同一周期元素最高化合价从左到右不一定增大，故故B B的说法正确；选项的说法正
17、确；选项C C和和D D中中， 同一主族元素的化学性质相同同一主族元素的化学性质相同，故故D D的说法正确的说法正确，C C的说法不正确的说法不正确。题目要选择叙题目要选择叙 述不正确的一项述不正确的一项，因此选因此选C C。 4 4. .短周期元素短周期元素X X、Y Y的原子序数相差的原子序数相差2 2，下列有关叙述正确的下列有关叙述正确的 是是（ ） A A. .X X与与Y Y不可能位于同一主族不可能位于同一主族 B B. .X X与与Y Y一定位于同一周期一定位于同一周期 C C. .X X与与Y Y可能形成共价化合物可能形成共价化合物XYXY D D. .X X与与Y Y不可能形成
18、离子化合物不可能形成离子化合物XYXY 课堂达标课堂达标 解析解析 选项选项A A中中，若短周期元素若短周期元素X X、Y Y分别为分别为LiLi与与H H时时，原子序数相差原子序数相差2 2，二者位于同二者位于同 一主族一主族，故故A A错误；选项错误；选项B B中中，两种元素不一定处于同一周期两种元素不一定处于同一周期，如钠元素和氟元素如钠元素和氟元素 ，故故B B错误；选项错误；选项C C中中，短周期元素短周期元素X X、Y Y分别为分别为C C与与O O，可以形成共价化合物可以形成共价化合物COCO，故故C C 正确；选项正确；选项D D中中，当当XYXY可能是离子化合物可能是离子化合
19、物，例如例如NaFNaF，LiHLiH。因此选因此选C C、D D。 C C、D D 原原 子子 结结 构构 与与 元元 素素 周周 期期 表表 课堂小结课堂小结 原子结构原子结构 原子核外电子数的规律原子核外电子数的规律 原子由原子核和核外电子构成原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成原子核由质子和中子构成。 原子的质量主要集中在原子核上原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为质子和中子的相对质量都近似为1 1，如果忽略如果忽略 电子的质量电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值所得的数值 叫做质量数叫做质量数。 原子核外第原子核外第n n层最多能容纳的电子数为层最多能容纳的电子数为2n2n2 2 。 无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有8 8个。（个。（K K层只层只 有有2 2个）个） 原子最外电子层有原子最外电子层有8 8个电子（最外层为个电子（最外层为K K层时，最多只有层时，最多只有2 2个电子）的结个电子）的结 构是相对稳定的结构。构是相对稳定的结构。 作业布置作业布置 熟记熟记原子结构的知识点原子结构的知识点 熟记原子核外电子数的规律熟记原子核外电子数的规律
