4.1.1原子结构 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第1课时　原子结构与元素周期表 [学习目标] 1.了解原子结构,会用质量数表示原子的组成 2.对核素和同位素有一定的认识 3．简单了解元素周期表的发展历程。　 4.了解元素周期表的编排原则及结构。 5.能描述元素在元素周期表中的位置。 目标一 原子构成 为什么原子不显电性？ 导思 原子内部，质子所带正电荷和电子所带负电荷数目相等、电性相反，原子整体不显电性 核电荷数（z）=核内质子数=核外电子数=原子序数 目标二 核素 将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值叫做质量数。 质量数： （A） 构成原子的粒子 电子 原子核 质子 中子 电性和电量 1个电子带一个单位负电荷 1个质子带一个单位正电荷 不显电性 质量/kg 相对质量 1.007 1.008 核素： 核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 计算式： 导思： 表示的含义是什么？ 原子 质子数（Z） 中子数（N） 质量数（A） 相对原子质量 F 9 10 19 18.998 Na 11 12 23 22.990 Al 13 14 27 26.982 科学探究 1.填写下表，总结A与原子的相对原子质量关系 2.原子形成离子后构成原子的哪些微粒发生了变化，如何改 变，质量数呢？ 核外电子数改变，表现为得失电子，质量数不变 总结和比较：求 和 中质子数、中子数、质量数 和电子数？ 质子数Z、质量数A、中子数A-Z、电子数分别为Z-n、Z+n 原子或离子中各微粒间的数量关系 1．电性关系 原子中：核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 阳离子中：核外电子数＝核内质子数－电荷数值 阴离子中：核外电子数＝核内质子数＋电荷数值 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 2．质量关系 重点 1．某元素 R 的阳离子是 Rn＋， 核外共有 X 个电子，其质量数为 A, 则 R 核内中子数为( ) C A．A－X＋n C．A－X－n B．A＋X＋n D．A－n＋X 解析：阳离子中，质子数＝核外电子数＋电荷数，中子数＝质量数－质子数，故中子数＝质量数－核外电子数－电荷数＝A－X－n。 2．X 原子的质量数为 A，X 原子的核外电子数为 m，W g X 原子中，所含中子的物质的量为( ) A．(A－m) mol B．(A＋m) mol C C. W(A－m) A mol D．W(A－m) mol 目标三 同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素 举例： 1.周期表中收入118种元素，是不是就只有118种原子（核素）呢？ 不是 导思 元素 核素 同位素 本质 质子数相同的一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 范畴 同类原子，存在游离态、化合态两种形式 原子 原子 特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 实例 H、C、N 三种元素 三种核素 与 互为同位素 元素、核素、同位素之间的区别 难点 2.氯元素有天然同位素3517Cl、3717Cl 在形成的Cl2 中会有 种不同的分子，相对分子质量分别是________________________ 原子的质量数都是整数，但氯元素却是35.5，为什么？ 三 70、72、74 导思 1．核素的相对原子质量 (1)核素的相对原子质量的计算公式： Ar＝ 一个核素的质量 一个 12C 原子质量的 1/12 (2)由于原子的质量都集中在原子核上，且质子和中子的相对质量约为 1，故数值上， 核素相对原子质量＝核素质量数＝中子数＋质子数 难点 几种相对原子质量的辨析 2．元素的相对原子质量 (1)天然存在的同位素的相互比例是一定的，元素的相对原子质量是按照该元素各种核素原子所占的一定百分比算出来的平均值。其计算公式为： Mr＝A×a%＋B×b%＋C×c%＋… 其中，A、B、C 分别为各同位素的相对原子质量， a%、b%、c%分别为自然界中各同位素原子所占的含量或原子个数的百分数。 (2)当该元素只有一种核素时，原子相对原子质量等于核素的相对原子质量。 元素符号 原子符号 核电荷数 中子数 电子数 H 1 0 1 1 1 1 1 2 1 C 6 6 6 6 7 6 6 8 6 导练 1.完成表格 2.有几种微粒① ② ③ ④ ⑤ 其中互为同位素的是______和______， 质量数相等但不能互为同位素的是____和____， 中子数相等但质子数不等的是______和______。 ② ① ③ ④ ⑤ ③ 同位素的用途 (3)利用放射性同位素释放的射线育种、治疗恶性肿瘤等。 核外电子运动的特点 质量很小，带负电； 运动空间范围小； 速度很快 目标四 原子核外电子排布 电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构） 电子层模型示意图 Na 原子结构示意图 K L M 各电 子层 (由 内到 外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 __ __ __ __ O P Q 与原子核的距离 ___________ 能量 ______________ K L 由近到远 由低到高 M N 各层最多电子数 2 8 18 32 50 2n2 3.核外电子排布规律 各电子层最多容纳的电子数为2n2 ; 最外层不得超过8个（K层为最外层时不超过2个）; 次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个; 能量最低原理： 核外电子总是优先排布在能量最低的电子层 里（离核越近），然后由里向外，依次排布在 能量较高的电子层里（离核越远）。 核外电子排布与元素的性质 1．对核外电子排布规律的理解 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，最多可以排布 18 个电子，而当它是最外层时，最多只能排布 8 个电子。 重点 最外层电子数 得失电子趋势 性质 金属元素 一般少于 4 易失电子 金属性 非金属元素 一般多于 4 易得电子 非金属性 2．元素性质与原子核外电子排布的关系 (1)稀有气体元素的原子最外层有 8 个电子(He 为 2 个)处于相对稳定结构，化学性质稳定。 (2)非金属性与金属性 规律总结 1.常见2e-的简单离子：Li+、Be2+、H－ 2.核外有10e-的粒子： 分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne 阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+ 阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2－ 规律总结 3. 核外有18e-的粒子： 分子：SiH4、PH3、H2S、 HCl、 Ar、 F2、H2O2、 N2H4、C2H6 、CH3OH 阳离子：K+ 、Ca2+ 阴离子：Cl－、S2－、O22 －、HS－ 随堂练习 符号 质子数 中子数 质量数 电子数 18 22 40 18 11 12 23 11 12 12 24 12 20 20 40 18 1.完成表格 随堂练习 2.下列各组中属于同位素关系是（　　） A 40K与40Ca B．T2O与H2O C.40K 与39K D．金刚石与石墨 C 元素大军 集合完毕 检阅仪式 现在开始！ 目标五　元素周期表的结构 一、元素周期表的发展历程 1．第一张元素周期表： 1869年，俄国化学家___________制出第一张元素周期表。 2．编排依据：(1)将元素按照________________由小到大依次排列； (2)将________________相似的元素放在一个纵行。 3．演变 排序依据：由________________改为原子的_________________， 演变成现在使用的形式。 门捷列夫 相对原子质量 化学性质 相对原子质量 核电荷数 第 页 周期表编排原则——原子序数 原子序数其实就是核电荷数 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar 0 0 1 0 0 2 0 0 3 二、现行元素周期表 1．原子序数 (1)含义：按照元素在___________中的顺序给元素的编号。 (2)原子序数与原子结构的关系 原子序数＝________＝__________＝_____________。 (3)周期表中元素相关信息： 元素周期表 核电荷数 质子数 核外电子数 第 页 周期表编排原则——排布原则 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar 层数相同，原子序数依次递增 最外层电子数相同，电子层数依次递增 2．编排原则 3．结构 (1)周期 ①个数：元素周期表中有____个横行，即有____个周期。 ②特点：每一周期中元素的_____________相同。 ③分类 短周期：包括________________周期， 第一周期含 种元素。 长周期：包括________________周期。 7 电子层数 第一、二、三 第四、五、六、七 7 2 它们分别位于第几周期？为什么？ 第二周期 两个电子层 第四周期 四个电子层 【课堂练习】 第三周期 三个电子层 周期 行数 所含元素种类数 每周期的起止元素及其原子序数 短周期 一 1 2 二 2 8 三 3 8 长周期 四 4 18 五 5 18 六 6 32 七 7 32 1H →2He 3Li →10Ne 11Na →18Ar 19K →36Kr 37Rb →54Xe 55Cs →86Rn 87Fr →118Og (2)族 ①个数：元素周期表中有_____个纵行， 但只有____个族。 ②特点：元素周期表中主族元素的族序数等于其 _______________。 18 16 最外层电子数 ③分类 ④常见族的特别名称 第ⅠA族(除H)：_______元素； 第ⅡA称为 元素； 第ⅣA称为 元素； 第ⅤA称为 元素； 第ⅥA称为 元素； 第ⅦA称为 元素； 零族称为 元素。 碱金属 卤族 稀有气体 碱土金属 碳族 氮族 氧族 (3) 过渡元素 元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多种元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。 请写出它们在周期表中的位置。 第二周期 第ⅣA族 第四周期 第ⅦA族 【课堂练习】 第三周期 第ⅡA族 1.元素周期表中，周期序数由什么决定？主族序数由什么决定？ 2.最外层电子数是2的元素一定为ⅡA族的元素吗？ 导思 提示：电子层数，最外层电子数。 提示：不一定。可能是第ⅡA族元素，可能是稀有气体元素He，也可能是过渡元素Fe。 2.族 主族 副族 第Ⅷ族 副族 主族 0族 列序数 族序数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 画出元素周期表的外边界、主族边界、金属与非金属的分界线。 导练1 第三周期第ⅥA族 三 1 钠 导练2 利用短周期中族序数与周期数的关系推断： 特殊位置 元素 主族序数等于周期数 H、Be、Al 主族序数等于周期数的2倍 C、S 主族序数等于周期数的3倍 O 周期数是主族序数的2倍 Li 周期数是主族序数的3倍 Na 导练3 元素原子序数差的确定方法 (1)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差。 小结： 三个等式 等式一：周期序数＝电子层数； 等式二：主族序数＝最外层电子数； 等式三： 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 $$