新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第4章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時原子結(jié)構(gòu)學(xué)案新人教版必修第一冊

第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律情景切入第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)目標1．回顧初中所學(xué)原子結(jié)構(gòu)學(xué)問，了解核外電子能量凹凸與分層排布的關(guān)系。2．依據(jù)稀有氣體元素原子的電子排布，總結(jié)出核外電子排布規(guī)律，學(xué)會書寫簡潔原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖。核心素養(yǎng)通過對“原子結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)，培育微觀探析、證據(jù)推理和模型認知的意識和習(xí)慣。一、原子的構(gòu)成1．構(gòu)成原子的微粒原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①每個質(zhì)子帶一個單位正電荷,②相對質(zhì)量約為1)),中子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①中子不帶電,②相對質(zhì)量約為1)))),核外電子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①圍繞原子核做高速運動,②每個電子帶一個單位負電荷,③相對質(zhì)量為一個質(zhì)子(中子)的,\f(1,1836)))))2．質(zhì)量數(shù)(1)概念：將原子核內(nèi)全部_質(zhì)子__和_中子__的相對質(zhì)量取近似_整數(shù)值相加__，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用_A__表示。(2)構(gòu)成原子的粒子間的兩個關(guān)系①質(zhì)量數(shù)(A)＝_質(zhì)子數(shù)(Z)__＋_中子數(shù)(N)__。②質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝_核外電子數(shù)__。3．原子的表示方法如作為相對原子質(zhì)量標準的eq\o\al(12,6)C表示質(zhì)子數(shù)為_6__、質(zhì)量數(shù)為_12__的碳原子。正誤推斷(1)原子呈電中性是因為中子不帶電。(×)(2)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)確定原子的質(zhì)量。(√)(3)原子的質(zhì)量數(shù)就是原子的相對原子質(zhì)量。(×)(4)微粒中的質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)肯定相等。(×)(5)某種氯原子的中子數(shù)是18，則其質(zhì)量數(shù)是35，核外電子數(shù)是17。(√)應(yīng)用體驗1．原子是化學(xué)變更中的最小微粒。在化學(xué)變更過程中，原子中的下列粒子數(shù)可能發(fā)生變更的是(D)A．質(zhì)子數(shù) B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù) D．電子數(shù)解析：在化學(xué)變更過程中，原子中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)不變，所以質(zhì)量數(shù)不變，原子變成陽離子，核外電子數(shù)削減，原子變成陰離子，核外電子數(shù)增多，故選D。2．用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)eq\o\al(A,Z)X原子的中子數(shù)N＝_A－Z__。(2)AXn＋共有x個電子，則該陽離子的中子數(shù)為_A－x－n__。(3)AXn－共有x個電子，則該陰離子的中子數(shù)為_A－x＋n__。(4)A2－原子核內(nèi)有x個中子，其質(zhì)量數(shù)為m，則ngA2－所含電子的物質(zhì)的量為eq\f(n(m－x＋2),m)mol。(5)與陽離子eq\o\al(23,11)X＋核外電子數(shù)相等的原子是_Ne__(填元素符號)。解析：(1)N＝A－Z。(2)AXn＋共有x個電子，中性原子X的質(zhì)子數(shù)為x＋n，則N＝A－x－n。(3)AXn－共有x個電子，中性原子X的質(zhì)子數(shù)為x－n，則N＝A－x＋n。(4)A2－所含電子數(shù)為m－x＋2，則ngA2－所含電子的物質(zhì)的量為eq\f(n(m－x＋2),m)mol。(5)eq\o\al(23,11)X＋的核外電子數(shù)為10，含有10個核外電子的原子是Ne。歸納總結(jié)(1)一個信息豐富的符號解讀eq\o\al(A,Z)Xeq\o\al(n±,b)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A——質(zhì)量數(shù),Z——核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù),n——離子所帶的電荷數(shù),b——化學(xué)式中原子的個數(shù)))(2)粒子中的電性關(guān)系①分子或原子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)②陽離子Xn＋：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＋n③陰離子Xn－：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)－n二、原子核外電子排布1．電子層(1)概念：在含有多個電子的原子里，電子分別在_能量不同__的區(qū)域內(nèi)運動。我們把不同的區(qū)域簡化為_不連續(xù)的殼層__，也稱作電子層。如圖為電子層模型示意圖：(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系各電子層由內(nèi)到外電子層數(shù)1234567字母代號_K___L___M___N___O___P___Q__離核遠近由_近__到_遠__能量凹凸由_低__到_高__2.核外電子排布規(guī)律下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中探究核外電子排布規(guī)律，回答相應(yīng)的問題：核電荷數(shù)元素名稱元素符號各電子層的電子數(shù)KLMNOP2氦He210氖Ne2818氬Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)電子總是盡可能先從_內(nèi)層__排起，當(dāng)一層_充溢__后再填充下一層，即按K→L→M……依次排列。(2)原子核外第n層最多能容納的電子數(shù)為_2n2__。(3)K層為最外層時最多能容納的電子數(shù)為_2__，除K層外，其他各層為最外層時，最多能容納的電子數(shù)為_8__。(4)K層為次外層時，所排電子數(shù)為_2__，L層為次外層時，所排電子數(shù)為8，除K層和L層外，其他各層為次外層時，最多能容納的電子數(shù)為_18__。3．核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖：(2)畫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖。①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。4．常見的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒單核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒單核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2正誤推斷(1)在多電子原子里，電子的能量不完全相同。(√)(2)能量高的電子在離核近的區(qū)域內(nèi)運動。(×)(3)M層為最外層時，最多容納18個電子。(×)(4)原子的次外層電子數(shù)都是8。(×)(5)Mg的原子結(jié)構(gòu)示意圖是。(×)應(yīng)用體驗1．原子是由居于原子中心的原子核和核外電子構(gòu)成的。下列有關(guān)原子核外電子排布的說法中錯誤的是(D)A．電子總是先排布在能量最低的電子層里B．每個電子層最多能容納的電子數(shù)為2n2C．最外層電子數(shù)不超過8個(K為最外層時不超過2個)D．S2－的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍解析：S2－的M層電子數(shù)是8個，K層為2個，則S2－的M層電子數(shù)是K層電子數(shù)的4倍，故D錯誤。2．結(jié)構(gòu)確定性質(zhì)，性質(zhì)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，這是化學(xué)乃至自然科學(xué)的基本規(guī)律之一。下列粒子結(jié)構(gòu)示意圖中，表示具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子是(B)解析：為陽離子，和都為原子，為陰離子，電子層為一層時2電子為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，多電子層時，最外層8e－為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故選B。歸納總結(jié)(1)從兩個角度看核外電子排布規(guī)律eq\x(能量規(guī)律)→離核由近到遠，電子能量由低到高eq\x(\a\al(數(shù)量,規(guī)律))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(每層最多容納的電子數(shù)為2n2,最外層不超過8個(K層為,最外層時不超過2個),次外層不超過18個(K層為,次外層時電子數(shù)為2)))(2)核外電子排布的規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解。如鈣原子由于受最外層電子數(shù)不超過8個的限制，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為而不是。(3)通常把最外層有8個電子(最外層為K層時，只有2個電子)的結(jié)構(gòu)，稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。1．下面關(guān)于多電子原子的核外電子的運動規(guī)律的敘述正確的是(A)①核外電子是分層運動的②全部電子在同一區(qū)域里運動③能量高的電子在離核近的區(qū)域內(nèi)運動④能量低的電子在離核近的區(qū)域內(nèi)運動A．①④ B．②③C．①③ D．②④解析：原子核外電子是分層運動的，能量越低離核越近，能量越高離核越遠。2．下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖中，不正確的是(B)解析：A中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)都是8，這是氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖，正確；B中核電荷數(shù)為11，這是Na的原子核，鈉原子的核外有11個電子，鈉元素的最高化合價為＋1價，Na＋的核外應(yīng)有10個電子，而圖中核外只有9個電子，錯誤；C中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)都是17，這是氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖，正確；D中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)分別是17和18，這是Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖，正確。3．已知A、B、C三種元素的原子中，質(zhì)子數(shù)為A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍；B元素的原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半；C元素的原子次外層電