第16讲 原子结构与核素-【暑假自学课】2022年高一化学暑假精品课（人教版2019）

第16讲 原子结构与核素 【学习目标】 1．知道核外电子能量高低与分层排布的关系。 2．能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子及离子的结构示意图。 3．知道元素、质量数、核素及同位素的含义。 4．了解常见的等电子粒子。 【基础知识】 对于原子结构的探究，在历史发展的不同阶段，科学家根据猜想、实验事实，提出了许多模型。 一、原子结构模型的演变 （2022年江苏省徐州市第七中学期中）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．汤姆生 二、原子的构成 质量数 1．构成原子的微粒 原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核是由质子和中子构成的。 2．质量数 3．有关粒子间的关系 质量关系 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 原子的相对原子质量近似等于质量数 电性关系 电中性微粒(原子或分子) 核内质子数＝核外电子数 带电离子 质子数≠电子数，具体如下表 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 数量关系 核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子) 符号中各个字母的含义 下列说法正确的是 A．（2022年江苏省常熟市期中）18O和19F具有相同的中子数 B．（2022年江苏省徐州市第七中学期中）质子数为6，中子数为8的微粒C C．（2022年江苏省淮安市期中）中子数为10的氧原子：O D．（2022年江苏省江阴市期末）中子数为20的氯原子可以表示为Cl 重水(2H2O)与普通水(1H2O)中，氧原子相同而氢原子种类不同，2H与1H是什么关系？ 三、元素、核素、同位素 ① ②同位素的应用 H、H用于制造氢弹；U用于制造原子弹、核发电；考古时利用C测定一些文物的年代；利用放射性同位素释放的射线育种、治疗恶性肿瘤。 元素、核素、同位素的辨析 ①元素是宏观概念，原子是微观概念，所以质量数是指某一原子的质量数，而不能说是某一元素的质量数，元素没有质量数。元素只讲种类不讲个数，而原子既可说种类也可说个数。例如：三种元素的说法是正确的而三个元素的说法就是错误的，三种原子或三个原子均正确。 ②一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素。 ③有多少种核素就有多少种原子。 ④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。 （1）核外电子的分层排布 （2）各电子层中最多容纳电子数 （3）最外电子层中最多可容纳电子数 四、原子的核外电子排布 1．排布规律 一低 电子总是尽量先排在能量最低的电子层里，再排能量较高的电子层里 四不超 各电子层最多容纳的电子数为2n2 最外层电子数最多为8个(n＝1时，最多容纳2个电子) 次外层电子数最多为18个 倒数第三层电子数最多为32个 2．核外电子排布的表示方法——结构示意图 （1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ ①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当它是最外层时，最多排8个电子。 ②电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的电子排布为：、 ①原子最外层电子数与次外层电子数的关系 特殊关系 元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 最外层电子数等于次外层电子数 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 最外层电子数等于电子层数 ②原子最外层电子数与其他的关系 特殊关系 元素 最最外层电子数＝电子层数 最外层电子数＝电子总数/2 最外层电子数＝内层上电子总数/2 五、常见的等电子微粒 1．常见的“10电子”粒子 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH 2．常见的“18电子”粒子 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ 【考点剖析】 考点一：原子模型发展史 例1．（