内容正文:
第15讲 原子结构 核外电子排布
课标要求
核心素养
1.能说明微观粒子的运动状态与宏现物体运动特点的差异。
2.能结合能量最低原理、泡利原理、洪特规则书写1~36号元素基态原子的核外电子排布式和电子排布图,并说明含义。
1.宏观辨识与微观探析:能从能层、能级等不同层次认识原子的结构,以及核外电子的排布规律,能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。
2.证据推理与模型认知:能运用构造原理和能量最低原理,揭示元素原子核外电子排布的规律。
3.变化观念与平衡思想:能多角度、动态地分析核外电子的运动状态及原子结构的变化规律,认识元素性质的变化规律。
[对应学生用书P100]
考点一 原子结构与核素
1.构成原子的微粒及作用
2.构成原子或离子的微粒间的数量关系
(1)质量数(A):质子数(Z)+中子数(N)。
(2)原子中:质子数=核电荷数=核外电子数=__原子序数__。
(3)阳离子的核外电子数=质子数__-__阳离子所带电荷数。
(4)阴离子的核外电子数=质子数__+__阴离子所带电荷数。
3.一个信息丰富的符号
4.核反应方程示例
(1)铀238的α衰变:92U→90Th+He
(2)碳14的β衰变:6C→7N+ 0-1e
(3)钋209的α衰变:84Po→82Pb+He
(4)卢瑟福发现质子:7N+He→8O+H
(5)查德威克发现中子:Be+H→6C+n
(6)铀核裂变反应:92U+n→Kr+56Ba+3n
(7)氘核与氚核聚变反应:H+H→He+n
5.核反应遵循的两守恒
(1)反应前后质量数之和不变。
(2)反应前后质子数之和不变。
6.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①相同存在形态的同位素,化学性质__几乎完全相同__,物理性质__不同__。
②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般__不变__。
(3)同位素的“六同三不同”
(4)常见的重要核素及其应用
核素
92U
6C
H
H
8O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
►题组一 “三素”“两同”概念辨析
1.在当前空气污染日益严重,人们的健康受到来自空气威胁的情况下,“空气罐头”应运而生。16O和18O是氧元素的两种核素,下列说法正确的是( )
A.16O2与18O2互为同素异形体
B.16O与18O核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.16O与18O互为同位素
解析 同素异形体是指同一元素形成的结构不同的单质,A错误;16O和18O质子数相同,核外电子数相同,所以两者的核外电子排布方式相同,但两种核素的中子数不同,则16O和18O互为同位素,B错误,D正确;16O和18O都是氧原子,而化学变化中的最小微粒是原子,所以化学变化不能实现16O与18O间的转化,C错误。
答案 D
2.(双选)下列说法中,错误的是( )
A.13C和14C属于同一种元素,它们互为同位素
B.1H和2H是不同的核素,它们的质子数不同
C.14C和14N的质量数相同,它们的中子数不同
D.6Li和7Li的电子数相同,中子数也相同
解析 1H和2H是不同的核素,它们的质子数都是1,B错误;6Li和7Li的电子数相同,中子数不同,中子数分别为3、4,D错误。
答案 BD
►题组二 微粒中粒子数的确定
3.C的衰变反应为C→ZX+ e,其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5730年。下列说法正确的是( )
A.C与X互为同位素
B.C与X的中子数相同
C.C和C的价层轨道电子数相差2
D.某考古样品中C的量应为其11 460年前的
解析 Z=7,C与X质子数不相同,不互为同位素,A错误;C与ZX的中子数分别为14-6=8,14-7=7,中子数不同,B错误;C和C的核外电子数均为6,核外电子排布相同,价层轨道电子数相同,C错误;根据半衰期的定义,某考古样品中C的量应为其5730年前的,为5730×2=11 460年前的,D正确。
答案 D
4.某元素的一种同位素X原子的质量数为A,含N个中子,它与1H原子构成HmX分子,在a g HmX中所含原子的物质的量为________,所含中子的物质的量为________,所含质子数为________,所含电子数为________。
答案 (m+1)mol N mol
(m+A-N)NA (m+A-N)NA
[思维建模]
求一定质量的某物质中粒子数的答题模板
物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数
考点二 原子核外电子排布
1.能层、能级与原子轨道之间的关系
能层(n)
能级
最多容纳电子数
序数
符号
符号
原子轨道数
各能级
各能层
一
K
1