第4章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 第1節(jié) 第1課時 原子結(jié)構(gòu)-2024-2025高一化學必修第一冊（人教版）配套課件

第1課時原子結(jié)構(gòu)1.知道原子的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成原子的粒子間的關(guān)系;能根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律,畫出1~20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。了解預(yù)測、假設(shè)、建立模型等方法在科學家研究原子結(jié)構(gòu)中的作用。2.通過了解元素周期表的結(jié)構(gòu),認識原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置間的關(guān)系。目標素養(yǎng)4.以第ⅠA族和第ⅦA族元素為例,通過探究認識同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,并能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋;培養(yǎng)分析、處理數(shù)據(jù)的能力,嘗試運用比較、歸納等方法對信息進行加工處理。

目標素養(yǎng)知識概覽一、原子結(jié)構(gòu)1.原子的構(gòu)成。2.質(zhì)量數(shù)。(1)定義:原子的質(zhì)量主要集中在原子核上,質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為

1

,如果忽略電子的質(zhì)量,將核內(nèi)所有

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)。

(2)兩個關(guān)系式:質(zhì)量數(shù)(A)=

質(zhì)子數(shù)

(Z)+

中子數(shù)

(N)

原子的質(zhì)子數(shù)=

核電荷數(shù)

=

核外電子數(shù)

微思考

什么是質(zhì)子或中子的相對質(zhì)量?提示:一個質(zhì)子或中子的質(zhì)量對12C原子質(zhì)量的

(1.66×10-27

kg)相比較所得的數(shù)值。二、核外電子排布1.電子層。(1)定義: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,稱作電子層。(2)表示方法:2.電子的能量與運動區(qū)域。(1)在離核較近的區(qū)域運動的電子能量

較低

。

(2)在離核較遠的區(qū)域運動的電子能量

較高

。

(3)離核最近的電子層是

K

層,該電子層上的電子的能量最低。

3.原子核外電子的排布規(guī)律。(1)電子一般總是先從

內(nèi)層

排起,當一層

充滿

后再填充下一層。

(2)原子核外第n層最多能容納的電子數(shù)為

2n2

。

(3)無論原子有幾個電子層,其最外層中的電子數(shù)最多只有

8

個(K層只有

2

個)。

(4)原子最外電子層有8個電子(最外層為K層時,最多只有2個電子)的結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。微判斷

(1)原子的核外電子是分層排布的,每層電子數(shù)相同。(

)(2)F原子的核外電子排布為

。(

)×√一粒子間的關(guān)系問題探究科學家分析發(fā)現(xiàn)月球土壤中含有鎂和鈦元素,其含量與地球有明顯不同。(1)月球上含有核電荷數(shù)為12的鎂原子,其質(zhì)子數(shù)是多少?核外電子數(shù)是多少?原子中質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)之間有何關(guān)系?提示:鎂原子的質(zhì)子數(shù)為12,核外電子數(shù)為12。原子中,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。(2)已知鈦為22號元素,一種鈦原子的質(zhì)量數(shù)為48,則該鈦原子含有多少個中子?提示:26。歸納總結(jié)1.組成原子的粒子。2.有關(guān)粒子間的關(guān)系。(1)質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。(2)原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子核外電子數(shù)=原子序數(shù)。(3)陽離子Xm+:質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)+m。陰離子Xm-:質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)-m。典例剖析(2)AXn+共有x個電子,則該陽離子的中子數(shù)為

。(3)AXn-共有x個電子,則該陰離子的中子數(shù)為

。(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

。

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,學以致用1.根據(jù)元素的核電荷數(shù)可推知原子的(

)。①質(zhì)子數(shù)②中子數(shù)③質(zhì)量數(shù)④核外電子數(shù)A.①②③ B.①④C.②③④ D.①③答案:B解析:原子中,元素的核電荷數(shù)

=質(zhì)子數(shù)=

核外電子數(shù),質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),所以由核電荷數(shù)可以推知原子的質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù),B項正確。2.已知銥原子的核外電子數(shù)為77,一種銥原子的質(zhì)量數(shù)為191,則其核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差是(

)。A.77 B.114C.37 D.268答案:C解析:根據(jù)題中信息可知,核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=77,中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=191-77=114,所以中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差=114-77=37,C項正確。二核外電子的排布規(guī)律問題探究目前,我國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界前列。磷酸鐵鋰電池由于其安全性好、成本低、循環(huán)壽命長、綠色環(huán)保等一系列獨特優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于乘用車、客車、物流車、低速電動車等領(lǐng)域。1.寫出磷酸鐵鋰電池中鋰原子和磷原子的結(jié)構(gòu)示意圖。提示:根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以推測兩種元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖分別為。2.磷酸鐵鋰電池中鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

。(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律判斷M層最多容納多少個電子?(2)為什么鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖不能是

?提示:(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以判斷M層最多容納18個電子。(2)若鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

時,元素原子的最外層電子數(shù)為16,超過了8個電子。3.磷酸鐵鋰電池中哪種元素的原子能形成10電子的微粒?哪種元素能形成18電子的微粒?提示:氧元素能夠形成10電子的微粒;磷元素能夠形成18電子的微粒。歸納總結(jié)1.原子核外電子的排布規(guī)律——“四最”。一個最低能量最低原理:核外電子總是盡量先排布在能量最低的電子層里,再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里。即按K→L→M→N……順序排列三個最多各電子層最多容納2n2個電子。如K、L、M、N層最多容納電子數(shù)分別為2、8、18、32最外層電子數(shù)目不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個)次外層最多能容納的電子數(shù)為18個2.原子核外電子排布的表示方法。(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖。①小圓圈和圓圈內(nèi)的符號及數(shù)字表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù)。②弧線表示電子層。③弧線內(nèi)數(shù)字表示該層中的電子數(shù)。(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖。①主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子,電子層減少一層,形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。②非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時,形成與同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。典例剖析【例2】

按要求填空。(1)某元素原子K層和M層電子數(shù)相同,該元素的元素符號是

。

(2)某元素原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,該元素的元素名稱是

。

(3)某元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是

。

(4)有甲、乙、丙三種元素,甲元素M層的電子數(shù)是其K層的電子數(shù)的

,乙元素原子核外只有1個電子,丙元素原子核內(nèi)有8個質(zhì)子。①寫出甲元素的離子符號:

。

②寫出乙、丙兩種元素組成的具有10電子的化合物:

(寫化學式)。

③寫出丙的陰離子結(jié)構(gòu)示意圖:

。

答案:(1)Mg

(2)氧(3)(4)①Na+

②H2O

③

解析:(1)K層最多容納2個電子,M層的電子數(shù)和K層相同,則(4)有甲、乙、丙三種元素,甲元素M層的電子數(shù)是其K層的電子數(shù)的

,其M層電子數(shù)為1,則甲為Na;乙元素原子核內(nèi)無中子,則乙為H;丙元素原子核內(nèi)有8個質(zhì)子,則丙為O;①甲元素的離子符號為Na+;②乙為H、丙為O,兩種元素組成的具有10電子的化合物是H2O;③丙為O元素,質(zhì)子數(shù)為8,得到2個電子形成陰離子O2-,其結(jié)構(gòu)示意圖為

。方法規(guī)律推斷2e-、10e-和18e-微粒的思維模型。(1)2e-微粒。(2)10e-微粒。

(3)18e-微粒。

學以致用

3.下列原子或離子的核外電子排布錯誤的是(

)。B解析:19K質(zhì)子數(shù)為19,核外電子數(shù)為19,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為

,B錯誤。4.A、B兩種原子,A的M電子層比B的M電子層少3個電子,B的L電子層電子數(shù)恰為A的L電子層電子數(shù)的2倍。A和B分別是(

)。A.硅原子和鈉原子

B.硼原子和氦原子C.氯原子和碳原子

D.碳原子和鋁原子答案:D解析:L電子層最多排8個電子,B的L電子層電子數(shù)恰為A的L電子層電子數(shù)的2倍,說明B的L電子層有8個電子,A的L電子層有4個電子,故A是碳原子;A的M電子層比B的M電子層少3個電子,故B為鋁原子。1.某種元素的原子核內(nèi)有161個中子,質(zhì)量數(shù)為272。該元素原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)(Z)與中子數(shù)(N)的關(guān)系是(

)。A.Z>N B.Z<N

C.Z=N D.不能肯定答案:B2.下列粒子的結(jié)構(gòu)示意圖中,錯誤的是(

)。

A.②③④⑤ B.①④⑤⑥

C.①②③⑥ D.①②④⑤D3.原子核外電子是分層排布的,下列關(guān)于L層與M層的說法不正確的是(

)。A.L層離原子核比M層離原子核近B.電子在M層上運動時所具有的能量高于L層C.當L層上的電子數(shù)為奇數(shù)時,M層上不可能有電子D.當L層上的電子數(shù)為偶數(shù)時,M層上一定有電子答案:D4.某+2價陽離子含24個電子,它的質(zhì)量數(shù)為56,則該離子核內(nèi)中子數(shù)是(

)。A.24 B.30C.32 D.34答案:B5.下列說法中正確的是(

)。

B.某原子M層電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍C.某離子M層和L層電子數(shù)均為K層的4倍D.離子的核電荷數(shù)一定等于其核外電子數(shù)答案:C6.由多國科學家組成的科研小組,通過粒子加速器進行了一周的實驗,獲得了6個非常罕見的鐵(26號