第1节 第1课时 原子结构（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中化学必修第一册（人教版2019）

第四章　 物质结构　元素周期律 第一节　原子结构与元素周期表 第1课时　原子结构 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 质子 中子 核外电子 第四章　物质结构　元素周期律 质量数 核电荷数 元素符号 质量数 核电荷数 第四章　物质结构　元素周期律 电子 质子 中子 质子数 中子数 质子数 核外电子数 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 近 远 低 高 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 第四章　物质结构　元素周期律 学习目标 核心素养 1．了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。 2．了解原子核外电子能量高低与分层排布的关系。 3．了解原子核外电子的排布规律，学会原子结构的表示方法。 1．微观探析：认识原子核外电子的排布规律，能根据原子结构的特征确定元素。 2．模型认知：建立原子或离子结构示意图书写的思维模型，并运用模型解决实际问题。 一、原子的构成、质量数 1．原子的构成 (1)构成 原子 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(____（相对质量近似为1，带一个单位,正电荷）,____（相对质量近似为1，不带电荷）)),________（带一个单位负电荷）)) 原子显电中性 (2)原子的表示方法 eq \a\vs4\al(　______←,________←) eq \o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z)) X→________，如 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl表示______为37、________为17的氯原子 阳离子：质子数＞核外电子数 阴离子：质子数＜核外电子数 2．质量数 (1)定义：质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略____的质量，将核内所有____和____的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。 (2)质量关系：质量数(A)＝______(Z)＋______(N)。 (3)数量关系：核电荷数＝______＝__________。 1．(河北沧州高一校联考期中)科学家将铅和氪的原子核对撞，获得了一种质量数为293，中子数为175的超重元素。该元素原子核内中子数与质子数之差是(　　) A．47　　　　　　　 B．57 C．118 D．293 解析　中子数为175，质子数为293－175＝118，则中子数与质子数之差为57。故选B。 答案　B 二、原子核外电子排布规律 1．电子层及其电子的能量 各电子 层(由内 到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子 核的距离 由__到__ 能量 由__到__ 2.原子核外电子的排布规律 3．粒子结构表示方法 (1)原子(或离子)结构的表示方法，如图所示： (2)原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等，如： 2．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是(　　) ①核外电子是分层运动的　②所有电子在同一区域里运动　③能量高的电子在离核近的区域内运动　④能量低的电子在离核近的区域内运动 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 解析　原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核越远。 答案　A 要点一　原子的构成及微粒数目间的关系 中国将建造世界“最大”粒子加速器，预计2030年完成。科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的 eq \o\al(\s\up1(45),\s\do1(26)) Fe原子。接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即一个原子同时放出两个质子的衰变方式。 问题探究 1． eq \o\al(\s\up1(45),\s\do1(26)) Fe原子的核内中子数是多少？其原子的核外电子数是多少？ 提示　19、26。中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，核外电子数＝质子数＝26。 2. eq \o\al(\s\up1(45),\s\do1(26)) Fe的衰变是不是化学变化？ 提示　不是。Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化。 1．构成原子的粒子 2．原子的构成微粒间的数目关系 (1)原子(电中性) (2)带电原子——离子的电子数目计算 1．在计算核外电子时一定要注意粒子种类是原子、分子还是离子。原子或分子的核外电子数之和等于质子数之和，离子的核外电子数之和不等于质子数之和。 2．化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质，核变化不属于化学变化。 [例1]　(江苏淮安高一统考期中)15.8 g某钠盐Na2R含0.4 mol Na＋，若R原子中含有16 个质子，则R原子所含的中子数为(　　) A．16 B．17 C．32 D．33 [解析]　解：由题意得：n(Na2R)＝ eq \f(n（Na＋）,2) ＝0.2 mol 则M(Na2R)＝ eq \f(m（Na2R）,n（Na2R）) ＝79 g/mol ∴M(R)＝33 g/mol 即R的相对原子质量为33≈质量数，其中子数＝质量数－质子数＝17。故答案为B。 [答案]　B 1．(北京师范大学附中月考) eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1(　92)) U常用于核裂变反应。下列关于 eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1(　92)) U的叙述正确的是(　　) A．质子数为235　　　 B．电子数为143 C．核电荷数为235 D．中子数为143 解析　在原子中质子数＝核电荷数＝电子数， eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1(　92)) U中质子数、电子数、核电荷数均为92，中子数为235－92＝143。 答案　D 要点二　核外电子排布及其表示 原子的核外电子是处在一定的轨道上绕核运行的，正如太阳系的行星绕太阳运行一样；核外运行的电子分层排布，按能量高低而距核远近不同。这个模型被称为“玻尔原子模型”。现代物质结构理论在新的实验基础上保留了“玻尔原子模型”合理的部分，并赋予其新的内容。 问题探究 1．如图所示为原子核外电子运动的三维立体图(图中所有电子已经画出)，该原子是什么原子？ 提示　该原子核外有8个电子，故为氧原子。 2．画出该原子的结构示意图，分析该原子易得电子还是易失电子？ 提示　 1．原子核外电子排布规律及其之间的关系 2．原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图 (2)离子结构示意图 离子 核外电子排布特点 举例 阳离子 与上周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同 阴离子 与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同 3.1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg [例2]　下列说法中错误的是(　　) A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．某原子的核电荷数与最外层电子数相等 [解析]　K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18。K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8×4，所以B项是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即存在M层和L层都为8个电子的离子 [答案]　B 2．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断： (1)三种元素的元素符号： A________，B________，C________。 (2)画出三种元素的原子结构示意图： A________，B________，C________。 解析　由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且质子数C＞B，可知C为氯元素。 答案　(1)C　Si　Cl (2) 1．(辽宁沈阳高一期末)“结构决定性质”是化学的核心观念。下列有关钠原子结构与性质的说法错误的是(　　) A．钠原子次外层有8 个电子 B．1 个钠原子变成钠离子失去1 个电子 C．钠离子的结构示意图为 D．钠在化合物中呈＋1价与钠原子的最外层电子有关 解析　Na原子核外有3个电子层，次外层为L层，有8 个电子，A正确；Na原子最外层有1 个电子，易失去1 个电子变成Na＋，B正确；Na＋是Na原子失去1 个电子形成的，其结构示意图为 答案　C 2．(北京通州区高一统考期中)某元素原子最外层电子数为2，则此元素(　　) A．一定是金属元素 B．一定是非金属元素 C．一定是稀有气体元素 D．以上说法均不正确 解析　A．原子的最外层电子数为2，不一定是金属元素，例如，氦为稀有气体元素，A错误；B．原子的最外层电子数为2，不一定是非金属元素，例如，镁为金属元素，B错误；C．不一定是稀有气体元素，例如，镁为金属元素，C错误；D．由以上分析可知，以上说法均不正确，D正确。故选D。 答案　D 3．(北京高一检测)某元素的一个原子形成的离子可表示为 eq \o\al(\s\up1(b),\s\do1(a)) Xn－，下列说法正确的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(b),\s\do1(a)) Xn－含有的中子数为a＋b B． eq \o\al(\s\up1(b),\s\do1(a)) Xn－含有的电子数为a－n C．X原子的质量数为a＋b＋n D．1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g 解析　 eq \o\al(\s\up1(b),\s\do1(a)) Xn－中a表示质子数，b表示质量数，“n－ ”表示X原子得到n个电子，则其含有的中子数为b－a，电子数为a＋n。1 mol eq \o\al(\s\up1(b),\s\do1(a)) Xn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 eq \f(b,6.02×1023) g。 答案　D 4．在1～18号元素中，按要求填空。 (1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是________。 (2)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的名称是________。 (3)某元素原子的核电荷数是核外电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为________。 解析　(1)K层最多容纳2个电子，M层的电子数和K层相同，则M层上也有2个电子。该元素的原子结构示意图为 (2)最外层电子数不超过8，则最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的名称是碳。 (3)设元素原子的核电荷数＝质子数＝a，核外电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝ eq \f(3y,5) 。因原子的最外层电子数不能超过8，即y＝1～8(取正整数)，通过讨论可知仅当y＝5，x＝3时合理，则该元素原子的核电荷数为15，其原子结构示意图为 答案　(1)Mg　(2)碳　(3) $$