2025年高中化學(xué)新教材同步 必修第一冊(cè) 第4章　第1節(jié)　第1課時(shí)　原子結(jié)構(gòu)

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時(shí)原子結(jié)構(gòu)[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解原子的表示方法,掌握有關(guān)質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)的相關(guān)計(jì)算。2.能從微觀角度認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成,掌握原子核外電子排布規(guī)律,能畫出1~20號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。一、原子的構(gòu)成1.構(gòu)成原子的微粒及其性質(zhì)原子原子核2.質(zhì)量數(shù)(1)概念:將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)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(gè)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)。思考1原子的質(zhì)量數(shù)是否就是原子的相對(duì)原子質(zhì)量?請(qǐng)舉例說明。提示不一定。如1632S的質(zhì)量數(shù)為32,而硫原子的相對(duì)原子質(zhì)量為3.原子的表示方法原子質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)表示方法F910Na111211Al131413思考2填寫下列表格并思考離子的核外電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、電荷數(shù)之間的關(guān)系。粒子符號(hào)質(zhì)子數(shù)(Z)質(zhì)量數(shù)(A)中子數(shù)(N)電荷數(shù)核外電子數(shù)11231123121101737173720118結(jié)論:陽離子中核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-電荷數(shù);陰離子中核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+電荷數(shù)。1.判斷正誤(1)原子呈電中性是因?yàn)橹凶硬粠щ?()(2)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子的質(zhì)量 ()(3)微粒中的質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)一定相等 ()(4)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 ()答案(1)×(2)√(3)×(4)√2.(2024·福建泉州十六中高一月考)下列關(guān)于77192Ir的說法不正確的是 (A.核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是77 B.核內(nèi)中子數(shù)是192C.核外電子數(shù)是77 D.質(zhì)量數(shù)是192答案B解析由原子符號(hào)77192Ir可知,質(zhì)量數(shù)是192,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是77,核內(nèi)中子數(shù)是192-77=115,核外電子數(shù)是77,故選3.帶有2個(gè)單位正電荷的粒子X2+,它的質(zhì)量數(shù)等于137,中子數(shù)是81,則其核外電子數(shù)為 ()A.56B.54C.58D.137答案B解析X2+的質(zhì)子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-中子數(shù)=137-81=56,則X2+的核外電子數(shù)為56-2=54。(1)一個(gè)信息豐富的符號(hào)解讀(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(gè)電子的原子里,電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。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(hào)KLMNOPQ離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)能量高低由低到高2.電子分層排布閱讀教材思考與討論中稀有氣體元素原子的電子層排布規(guī)律(1)能量最低原理核外電子總是優(yōu)先排布在能量最低的電子層里,然后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。(2)電子層最多容納的電子數(shù)①第n層最多容納2n2個(gè)電子。如K、L、M、N層最多容納的電子數(shù)分別為2、8、18、32。②最外層電子數(shù)目最多不能超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過2個(gè))。③次外層最多能容納的電子數(shù)不超過18個(gè)。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+:。思考1M層最多可容納18個(gè)電子,為什么鉀原子的核外電子排布不是而是?提示原子核外電子排布每層最多容納2n2個(gè)電子,故M層最多可容納18個(gè)電子,但M層作為最外層時(shí),最多不超過8個(gè)電子。4.常見的10e-和18e-微粒(1)(2)思考2某同學(xué)在畫某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時(shí),忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出質(zhì)子數(shù),請(qǐng)你根據(jù)核外電子排布,推測(cè)可能的微粒符號(hào)。提示可能為中性原子Ne,也可能為陽離子Na+、Mg2+、Al3+,也可能為陰離子F-、O2-、N3-。(1)從兩個(gè)角度看核外電子排布規(guī)律(2)核外電子排布的規(guī)律是互相聯(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(gè)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(gè)電子(最外層為K層時(shí),只有2個(gè)電子)的結(jié)構(gòu),稱為相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。1.判斷正誤(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(yùn)動(dòng) ()(3)N層為最外層時(shí),最多容納32個(gè)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 ()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×2.(2024·北京第一六六中學(xué)高一期末)下列敘述正確的是 ()A.電子的能量越低,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核越遠(yuǎn)B.某原子K層上只有一個(gè)電子C.稀有氣體元素原子的最外層都排有8個(gè)電子D.當(dāng)M層是最外層時(shí),最多可排有18個(gè)電子答案B解析在多電子原子中,電子的能量越低,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核越近,電子的能量越高,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核越遠(yuǎn),A錯(cuò)誤;氦為稀有氣體元素,其最外層只有2個(gè)電子,C錯(cuò)誤;由電子的排布規(guī)律可知,M層最多排18個(gè)電子,但其作為最外層時(shí),最多可排8個(gè)電子,D錯(cuò)誤。3.(2024·福建福州高一期末)下列各組微粒具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的是 ()A.F-和OH- B.H2O和NHC.OH-和NH3 D.O2-和NH答案A解析F-和OH-質(zhì)子數(shù)都為9,電子數(shù)都為10,A正確;H2O和NH4+質(zhì)子數(shù)分別為10、11,電子數(shù)都為10,B錯(cuò)誤;OH-和NH3質(zhì)子數(shù)分別為9、10,電子數(shù)都為10,C錯(cuò)誤;O2-和NH4+質(zhì)子數(shù)分別為8、1.(2024·南京五中高一月考)工業(yè)焊接鋼管常用55137Cs進(jìn)行“無損探傷”。下列有關(guān)說法正確的是 A.137表示質(zhì)量數(shù)B.137表示中子數(shù)C.該原子質(zhì)子數(shù)大于中子數(shù)D.該原子的K、L層共容納了11個(gè)電子答案A解析55137Cs的質(zhì)子數(shù)為55、質(zhì)量數(shù)為137、中子數(shù)137-55=82,則質(zhì)子數(shù)小于中子數(shù),由核外電子排布規(guī)律可知,K層最多只能容納2個(gè)電子、L層最多只能容納8個(gè)電子,最多共容納10個(gè)電子,故選2.如圖為某元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 ()A.核電荷數(shù)為11B.該原子的摩爾質(zhì)量為23gC.電子層數(shù)為3D.最外層有1個(gè)電子答案B解析原子結(jié)構(gòu)示意圖中圓圈內(nèi)為核電荷數(shù),原子的核電荷數(shù)為11,故A正確;該原子為鈉原子,原子的摩爾質(zhì)量為23g·mol-1,故B錯(cuò)誤;鈉原子核外有3個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為1,故C、D正確。3.(2024·上海進(jìn)才中學(xué)高一期末)1~18號(hào)元素中,原子核外電子層數(shù)等于最外層電子數(shù)的元素一共有 ()A.1種 B.3種 C.5種 D.7種答案B解析1~18號(hào)元素中,原子核外電子層數(shù)等于最外層電子數(shù)的元素是氫、鈹、鋁,一共有3種,故選B。4.根據(jù)下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。信息元素名稱原子結(jié)構(gòu)示意圖A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍B元素+1價(jià)離子B+的電子層排布與Ne相同C元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的1答案(從左到右,從上到下)硼鈉氧解析當(dāng)次外層為K層時(shí),A元素原子最外層電子數(shù)為3,是硼,當(dāng)次外層為L層時(shí),A元素原子最外層電子數(shù)為1.5×8=12,違背了電子排布規(guī)律,故不可能;B元素原子的質(zhì)子數(shù)為10+1=11,故為鈉;當(dāng)次外層為K層時(shí),C為氧,當(dāng)次外層為L層時(shí),最外層則有24個(gè)電子,故不可能。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練[分值:100分](選擇題1~8題,每小題5分,9~12題,每小題6分,共64分)題組一原子結(jié)構(gòu)1.(2024·太原高一期末)科學(xué)家利用粒子加速器在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造出了超重鋁1342Al,下列有關(guān)1342Al說法錯(cuò)誤的是A.質(zhì)子數(shù)為13 B.中子數(shù)為29C.最外層電子數(shù)為13 D.核電荷數(shù)為13答案C解析根據(jù)1342Al可知,質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=13,中子數(shù)為42-13=29,根據(jù)Al的核外電子排布可知最外層電子數(shù)為3,故選2.(2024·深圳高一期末)下列關(guān)于abX-說法正確的是 A.abB.abXC.abX-的質(zhì)量數(shù)為D.一個(gè)X原子的質(zhì)量約為b6.02×答案D解析abX-的質(zhì)量數(shù)為b,質(zhì)子數(shù)為a,電子數(shù)為a+1,A、B、C錯(cuò)誤;一個(gè)X原子的質(zhì)量約為bNAg=b3.鈷?60(2760Co)放射源的應(yīng)用非常廣泛,在農(nóng)業(yè)上,常用于輻射育種、刺激增產(chǎn)、輻射防治蟲害等。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 (A.鈷的相對(duì)原子質(zhì)量是60B.60Co與60Fe具有相同的質(zhì)量數(shù)C.60Co與59Co核外電子數(shù)相同D.2760Co答案A解析60是鈷?60(2760Co)原子的質(zhì)量數(shù),不是鈷的相對(duì)原子質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;60Co與60Fe的質(zhì)量數(shù)均為60,故B正確;60Co與59Co的質(zhì)子數(shù)均為27,且核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=27,故C正確;2760Co中的27為質(zhì)子數(shù),則核外電子數(shù)也為27,60為質(zhì)量數(shù),而中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=60-27=33,則中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為題組二原子核外電子排布規(guī)律4.下列說法不符合原子核外電子排布基本規(guī)律的是 ()A.核外電子總是優(yōu)先排在能量最低的電子層上B.K層是能量最低的電子層C.N電子層為次外層時(shí),最多可容納的電子數(shù)為18D.各電子層(n)最多可容納的電子數(shù)為n2答案D解析K層離核最近,能量最低,B正確;次外層電子數(shù)不超過18,C正確;各電子層(n)最多可容納的電子數(shù)為2n2,D錯(cuò)誤。5.下列關(guān)于核外電子排布的說法不正確的是 ()A.第二電子層最多容納的電子數(shù)為8B.次外層最多可容納的電子數(shù)為18C.最多可容納2個(gè)電子的電子層一定是第一電子層D.最多可容納8個(gè)電子的電子層一定是第二電子層答案D解析根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知,第二電子層最多可容納的電子數(shù)為8,A正確;次外層最多可容納的電子數(shù)為18,B正確;最多可容納2個(gè)電子的電子層一定是第一電子層,即K層,C正確;由于最外層電子數(shù)不超過8,因此最多可容納8個(gè)電子的電子層不一定是第二電子層,D錯(cuò)誤。題組三原子(離子)結(jié)構(gòu)示意圖的理解及判斷6.某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為,關(guān)于該粒子的說法不正確的是 ()A.屬于陰離子B.核外有3個(gè)電子層C.核外電子數(shù)為18D.在化學(xué)反應(yīng)中易得電子答案D解析該粒子為氯離子,為陰離子,故A正確;依據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖可知,核外有3個(gè)電子層,核外電子數(shù)為18,故B、C正確;該粒子為氯離子,最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不能得電子,反應(yīng)中易失去電子,故D錯(cuò)誤。7.(2024·上海行知中學(xué)高一月考)下列微粒中,最外層是8個(gè)電子,并與H+相差兩個(gè)電子層的是 ()A.H- B.Mg2+ C.S2- D.Li+答案B解析H+核外電子數(shù)為0,相差兩個(gè)電子層,最外層是8個(gè)電子的微粒核外有10個(gè)電子,H-核外有2個(gè)電子;Mg2+核外有10個(gè)電子;S2-核外有18個(gè)電子;Li+核外有2個(gè)電子;故選B。8.某粒子(原子或離子)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.若n=8,則該粒子所對(duì)應(yīng)元素的符號(hào)一定為ArB.若該粒子帶兩個(gè)單位負(fù)電荷,且n=8,則該粒子的符號(hào)為S2-C.若m-n<10,則該粒子是一個(gè)陰離子D.若m-n=10,則該粒子一定是原子答案A解析若n=8,則該粒子所對(duì)應(yīng)元素的符號(hào)不一定為Ar,可能是K+、Ca2+等,故A錯(cuò)誤;若該粒子帶兩個(gè)單位負(fù)電荷,且n=8,說明原子的最外層電子數(shù)為6,是硫元素原子形成的陰離子,則該粒子的符號(hào)為S2-,故B正確;若m-n<10,說明核電荷數(shù)小于核外電子數(shù),則該粒子是一個(gè)陰離子,故C正確;若m-n=10,說明核電荷數(shù)等于核外電子數(shù),則該粒子一定是原子,故D正確。9.(2023·青島高一檢測(cè))23He是核聚變的重要原料,主要存在于月球上,地球上氦元素主要以24He的形式存在。已知一個(gè)12C原子的質(zhì)量為ag,一個(gè)23He原子的質(zhì)量為bg,NA.23He比B.氦元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為3C.23HeD.23He的摩爾質(zhì)量為2bNA答案C解析23He的中子數(shù)為3-2=1,24He的中子數(shù)為4-2=2,23He比24He少1個(gè)中子,故A錯(cuò)誤;23He的相對(duì)原子質(zhì)量為ba12=12ba,故C正確;23He10.(2024·福建高一期末)在離子RO4-中,共有x個(gè)核外電子,R原子的質(zhì)量數(shù)為a,氧原子的質(zhì)子數(shù)為8,則R原子核內(nèi)含有的中子數(shù)目是 (A.x-33 B.a-x+33C.a-x-31 D.x-31答案B解析在離子RO4-中,共有x個(gè)核外電子,設(shè)R中含有Z個(gè)質(zhì)子,氧原子的質(zhì)子數(shù)為8,故有:Z+4×8+1=x,則Z=x-33,R原子的質(zhì)量數(shù)為a,則R原子中含有的中子數(shù)為a-Z=a-x+33,故選11.下列各組粒子:①H3O+、NH4+、Na+,②OH-、NH2-、F-,③O2-、Na+、Mg2+,④CH4、NH3、H2O。具有相同電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)的組合是A.①②③ B.②③④C.①②④ D.①③④答案C解析①中三種離子均有10個(gè)電子、11個(gè)質(zhì)子;②中三種離子均有10個(gè)電子、9個(gè)質(zhì)子;③中三種離子均有10個(gè)電子,質(zhì)子數(shù)分別為8、11、12;④中三種分子均有10個(gè)電子、10個(gè)質(zhì)子。12.(2024·河北唐山高一期末)下列關(guān)于電子排布的說法正確的是 ()A.氧離子(O2-)的核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等B.最外層電子數(shù)為8的粒子為稀有氣體元素C.核外電子總是先排在能量高的電子層上D.某原子M層電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍答案A解析氧離子(O2-)的核電荷數(shù)為8,最外層電子數(shù)為8,二者相等,A正確;核外電子總是先排在能量低的電子層上,C錯(cuò)誤;若有M層,則L層一定排滿電子,L層為8個(gè)電子,而M層最多容納18個(gè)電子,若M層作為最外層,最多容納8個(gè)電子,D錯(cuò)誤。13.(8分)(2024·福建泉州十六中高一月考)按要求填空。(1)已知A原子,其核外電子數(shù)為17,則A是(填元素符號(hào))。

(2)已知B原子,L層上的電子數(shù)為K層的3倍,則其原子結(jié)構(gòu)示意圖是。

(3)已知C原子,其最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的2倍,則C的元素名稱是。

(4)某元素D的原子得到2個(gè)電子后,電子層排布與氖原子相同,該元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖為。

答案(1)Cl(2)(3)碳(4)14.(8分)按要求填寫下列空白。(1)ARn+共有x個(gè)電子,則該陽離子的中子數(shù)為。

(2)AXn-共有x個(gè)電子,則該陰離子的中子數(shù)為。

(3)已知R原子有b個(gè)中子,R2+