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

4.1.1原子结构 【课程目标】　认识原子的构成，了解原子核外电子的排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图。 夯基提能·一遍过>>>自学·探究.提升 知识点一　原子的构成　 【知识衔接】 【师说·助学1】　已知质子的质量为1.673×10－27 kg，中子的质量为1.675×10－27 kg，12C原子质量的为1.66×10－27 kg。 (1)计算质子和中子的相对质量。 (2)质子和中子相对质量的近似整数各为多少？ 1．质量数 (1)概念：将原子核内所有________和________的相对质量取近似____________，所得的数值叫做质量数，常用________表示。 (2)数量关系：质量数(A)＝________＋________。 2．原子的表示方法 质量数质子数(核电荷数) 原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法 F 9 10 ________ Na 11 12 ________ 【师说·助学2】　填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。 粒子 符号 质子数 (Z) 质量数 (A) 中子数 (N) 电荷数 核外 电子数 a＋ l－ 17 37 【归纳总结】　 阳离子(Rm＋)的核外电子数＝质子数－m； 阴离子(Rm－)的核外电子数＝质子数＋m。 即学即练 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)质子数和中子数决定原子的质量数：__________________________________。 (2)微粒中的质子数与核外电子数一定相等：________________________________。 (3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17：____________。 2．[2024·浙江诸暨高一期末]在商场、医院、宾馆等公共场所，常常使用一种电离式烟雾报警器，其关键部件是一个放有镅241放射源的电离室。镅241的质子数为95，质量数为241。则其原子核内中子数与核外电子数之差是(　　) A．241　　 B．146 C．95　　　D．51 3．原子X核内质子数等于中子数，其阳离子Xn＋核外共有a个电子，X的质量数为(　　) A．2(a＋n) B．2(a－n) C．2a D．n＋2 知识点二　原子核外电子排布 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，把电子运动的________不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。电子层不是真实存在的，只是电子运动区域的形象化描述 如图为电子层模型示意图。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 ____ ____ ____ ____ O P Q 离核远近 由____到____ 能量高低 由____到____ 2.核外电子分层排布的一般规律 (1)核外电子的分层排布 (2)核外电子的一般排布规律 ①电子一般总是先从________排起，当一层________后再填充下一层。 ②原子核外各电子层最多容纳________个电子。 ③原子最外层电子数不能超过________(K层为最外层时不能超过________)，次外层电子数不能超过________。 3．核外电子排布的表示方法——结构示意图 (1)原子结构示意图 (2)离子结构示意图最外层一般为8电子稳定结构(当K层为最外层时，则为2电子稳定结构) 原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变，只是核外电子(一般是最外层电子)数发生了改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布。如Cl－：____________、Na＋：____________。 【师说·助学】　M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？ 即学即练 1．正误判断，错误的说明原因。 (1)M层为最外层时，最多容纳18个电子：__________________________。 (2)原子的次外层电子数都是8：__________________________________。 (3)Mg的原子结构示意图是：__________________________________。 2．某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出质子数，请你根据核外电子排布，推测可能的微粒符号。 素养落实·重拓展>>合作·探究.分享 题型一 原子核外电子排布知识拓展 例1 前18号元素中，A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则A、B、C、D四种元素原子序数由大到小的顺序是(　　) A．C>D>B>A B．D>B>A>C C．A>D>C>B D．B>A>C>D 状元随笔　(1)与He原子电子层结构相同的离子：H－、Li＋、Be2＋等。 (2)与Ne原子电子层结构相同的离子：F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。 (3)与Ar原子电子层结构相同的离子：Cl－、S2－、P3－、K＋、Ca2＋等。 【变式演练】 1．依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)。 (1)最外层电子数为1的原子有______________；最外层电子数为2的原子有______________。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________________。 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有____________，3倍的原子有______________。 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________________。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有________________。 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________________。 题型二 电子总数相同的微粒 1.电子总数相同的微粒 核外电子总数相同的微粒可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒，也可以是多核微粒。如Na＋、Ne、OH－，核外电子总数均为10。 (1)常见的10电子微粒 (2)常见的18电子微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、 F—F、F—CH3、CH3—OH…… 例2 A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知①A＋、E中均含有5个原子核，②B＋＋C－===2D。则上述五种粒子依次为________________。 2．质子数和核外电子数分别相等的微粒 (1)可以是两种原子，如同位素原子。 (2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。 (3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如、H3O＋。 (4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。 例3 下列各组中两种微粒所含质子数和核外电子数分别相等的是________。 ①H2O和　②H3O＋和Na＋　③OH－和F－ 状元随笔　质子数和核外电子数分别相等的微粒所带的电荷必须相同。 【变式演练】 2．[2024·上海宝山高一期末]下列关于原子结构及微粒间的数量关系，下列说法正确的是(　　) A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒Na＋、Mg2＋、S2－具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 3．用A＋、B－、C2－、D和E分别表示含有18个电子的五种微粒(离子或分子)，回答下列问题。 (1)若A＋、B－、C2－均为单核微粒，则A元素是________，B元素是________，C元素是________。(用元素符号表示) (2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。 (3)E是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为________。 夯基提能·一遍过 知识点一 [师说·助学1]　答案：(1)Mr(质子)＝1.673×10－27 kg÷1.66×10－27 kg≈1.008， Mr(中子)＝1.675×10－27 kg÷1.66×10－27 kg≈1.009。 答案：(2)质子和中子相对质量的近似整数值均为1。 1．(1)质子　中子　整数值相加　A　(2)质子数(Z)　中子数(N) 2．　 [师说·助学2]　答案：12　1　10　20　1　18 即学即练 1．答案：(1)正确。 (2)错误。原子的质子数等于核外电子数；离子的质子数不等于核外电子数。 (3)正确。 2．解析：原子镅-241的中子数＝241－95＝146，核外电子数＝质子数＝95，中子数与核外电子数之差是146－95＝51。 答案：D 3．解析：根据阳离子Xn＋核外共有a个电子，则有Z－n＝a，故X原子核内有(a＋n)个质子，又原子X核内质子数等于中子数，则X的质量数＝质子数＋中子数＝2(a＋n)。 答案：A 知识点二 1．(1)能量　(2)K　L　M　N　近　远　低　高 2．(2)①内层　充满　②2n2　③8　2　18 3．(2)　 [师说·助学]　答案：原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。 即学即练 1．答案：(1)错误。原子最外层最多容纳8个电子。 (2)错误。核电荷数从3到10的元素原子次外层电子数都是2。 (3)错误。应为。 2．答案：可能为中性原子Ne，阳离子Na＋、Mg2＋、Al3＋，阴离子F－、O2－、N3－。 素养落实·重拓展 例1　解析：A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素原子的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；D的阳离子与B的阴离子(即O2－)电子层结构相同，D为Na，原子序数为11。故原子序数由大到小的顺序是C>D>B>A。 答案：A 变式演练 1．答案：(1)H、Li、Na　He、Be、Mg (2)Be、Ar　(3)C　O (4)Li、Si　(5)H、Be、Al (6)He、C、S 例2　解析：10个电子的粒子中，原子(分子)有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、；阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据①知A＋为，E为CH4，根据②知B＋应为H3O＋，C－为OH－、D为H2O。故A＋、B＋、C－、D、E依次为、H3O＋、OH－、H2O、CH4。 答案：、H3O＋、OH－、H2O、CH4 例3　解析：题给微粒所含质子数和核外电子数见下表。 H2O H3O＋ Na＋ OH－ F－ 质子数 10 9 11 11 9 9 电子数 10 10 10 10 10 10 故②组和③组符合题意。 答案：②③ 变式演练 2．解析：质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，例如Ne、H2O分子、NH3分子均含10个质子，但不是同种元素，A错误；微粒Na＋、Mg2＋核外电子排布是2、8，这两种微粒具有相同的电子层结构，S2－核外电子排布是2、8、8，B错误；某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He，也可能是Be，因此该元素不一定是金属元素，C错误；分子的质子数和电子数相等，离子的质子数和电子数不相等，则一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等，D正确。 答案：D 3．答案：(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)H2S 学科网（北京）股份有限公司 $$