4.1原子结构与元素周期表 课件 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.1原子结构与元素周期表 学习目标： 1.了解元素周期表的排列方法，了解周期和族的概念 2.了解核素和同位素的概念 2 原子结构模型的演变 3 一、原子的结构 原子 原子核 核外电子 质子 中子 体积很小 质量很大 质量近似相等 质量可以忽略 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 带一个单位正电荷 不带电荷 带一个单位负电荷 原子中; 核电荷数=质子数=核外电子数 原子核中质子数和中子数之和称为质量数。 根据质量数的定义，可以将一个具体的原子表示如下： 原子 原子核 核外电子 质子 中子 Z个 Z个 (A-Z)个 126C原子的微观含义？ 6个质子 6个电子 6个中子 613C原子的微观含义？ X A Z 质量数 — 质子数 — 6个质子 6个电子 7个中子 【练一练】 1、氧原子的质量数为16，质子数为8，那么它的中子数是 。 2、钠原子的质量数为23，中子数为12，那么它的质子数是 ，核外电子数是 。 8 11 11 【填表】 原子 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 相对原子质量 F 9 10   18.998 Na 11 12   22.990 Al 13 14   26.982 问题:质量数与原子的相对原子质量作比较,你能得出什么结论? 19 23 27 结论:几种原子的质量数数值上与该原子的相对原子质量近似相等。 (1)原子呈电中性是因为中子不带电(　　) (2)质子数和中子数决定原子的质量(　　) (3)原子的质量数就是原子的相对原子质量(　　) (4)微粒中的质子数与核外电子数一定相等(　　) (5)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(　　) × × 判断正误 √ × √ 我们已经知道，原子是由原子核和核外电子所构成的。电子围绕着原子核做高速运动。在多电子原子里，电子是怎样运动的呢？ 原子核外电子的排布 二、原子核外电子的排布 电子层数 (n) 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 离核距离 电子的能量 K L M N O P Q 增大 升高 1.电子层 概念:在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。 思考：电子在原子核外除了分层排布外，电子的排列还要符合什么规律呢？ 10 2n2 （1）K层为最外层时，最多容纳多少电子？其余层为最外层，最多容纳多少电子？ （2）K层为最外层时，最多容纳2个电子，其余层为最外层，最多容纳8个 电子。 （2）次外层最多容纳多少电子？ （3）第n层最多容纳多少电子？ （3）次外层最多容纳18个电子。 （4）第n层最多容纳2×n2个电子。 （1）电子总是尽先由里向外排列； 2.核外电子排布规律 (1)在多电子原子里，电子的能量不完全相同(　　) (2)能量高的电子在离核近的区域内运动(　　) (3)M层为最外层时，最多容纳18个电子(　　) (4)原子的次外层电子数都是8(　　) 判断正误 √ × × × 原子核 核内质子数或核电荷数 粒子符号 M层电子数 电子层 三.核外电子排布的表示方法： （1）原子结构示意图 例如：钠原子的结构示意图如下，请注明其意义： 原子结构示意图中，核内质子数 = 核外电子数 (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： Na＋ ；Cl－ 。 阳离子：核外电子数 核电荷数。 阴离子：核外电子数 核电荷数。 小于 大于 （2）离子结构示意图 用原子结构示意图表示1～20号元素的核外电子排布 前20号元素的核外电子排布 1.画出下列原子或离子的结构示意图。 ①S ，S2－ ； ②Ca ，Ca2＋ 。 2.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是____。 (2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是_____。 (3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图：_____。 (4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是_____。 Ne Na＋ F－ 四、元素周期表的结构 元素周期表的编排原则 元素周期表的结构 碱金属元素 卤族元素 稀有气体元素 过渡元素 看得见的元素周期表 原子序数与元素位置推断的关系 1.比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的序数 大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。 2.求差值定族序数 (1)若某元素原子序数比相应的0族元素大1或2,则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的第ⅠA族或第ⅡA族。 (2)若比相应的0族元素小1~5时,则应处在同周期的第ⅦA~ⅢA族 (3)若差值为其他数时,则由相应差值找出相应的族。 五、核素　同位素 1.元素 (1)概念：具有相同 ( )的一类 的总称。 (2)决定元素种类的是 。 2.核素 (1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。表示方法： 质子数 核电荷数 原子 质子数 质子 中子 (2)实例 ①氢元素的三种核素 原子符号( ) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) 氕 ___ ___ 氘 ___ ___ 氚 ___ ___ 1 1 1 0 1 2 (3)核素属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由 和 共同确定，即原子核内 相同、 也相同的原子才是同一种核素，如： 各为一种核素。 质子数 中子数 质子数 中子数 (2)几种重要核素的用途： ①C在考古工作中用于测定文物的年代； ②U用于制造原子弹、核发电；______________用于制造氢弹； ③放射性同位素释放的射线用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 3．同位素 (1)概念：__________相同，而__________不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，元素的同位素由__________决定。 (2)常见元素的同位素 质子数　 中子数　 中子数　 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的 。 比例　 (2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系 1．下列互为同位素的是(　　) A．H2与D2　　 B．16O与16O2－ C．16O与17O D．金刚石与石墨 答案　C 解析　同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有C项符合。 2.意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子O4，下列说法正确的是 A.O4和O2互为同位素 B.O4转化为O2是物理变化 C.18O是氧元素的一种核素，它的中子数是8 D.同温同压下，等体积的O4和O2含有相同的分子数 √ √ 六、同主族元素的性质与原子结构的关系 　1.元素性质的影响因素 元素的性质主要与原子核外电子的排布,特别是与最外层电子数有关。 2.同主族元素性质的递变规律 增加 增大 增强 增强 增强 增强 40 (1)互为同位素的是______(填序号，下同)； (2)互为同素异形体的是____； (3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物分子，这些化合物中相对分子质量最大的是______(填化学式)。 深度思考 ①④ ③ 1、质量数： 小结： 2、核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 3、同位素：同一元素的不同核素互称同位素 4、原子的核外电子排布规律：　 （1）电子总是尽先由里向外排列； （2）每个电子层最多可以容纳2×n2个电子； （3）最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）； （4）次外层最多容纳18个电子。 X H或D H或T  X H H、H、H、C、C、C ②氧元素的三种核素：O、 和O。 ③碳元素有C、C和C等核素。 ④铀元素有U、U、U等核素。 O eq \o\al(2,1)H、eq \o\al(3,1)H　 氢 eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H(D)、eq \o\al(3,1)H(T) 氧 eq \o\al(16, 8)O、eq \o\al(17, 8)O、eq \o\al(18, 8)O 碳 eq \o\al(12, 6)C、eq \o\al(13, 6)C、eq \o\al(14, 6)C 铀 eq \o\al(234, 92)U、eq \o\al(235, 92)U、eq \o\al(236, 92)U 3.金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是 A.Ti和Ti原子中均含有22个中子 B.Ti和Ti具有相同的质子数 C.Ti和Ti的物理性质相同 D.Ti和Ti为同一种核素 T2O 1.有①O、O、O　②H2O、D2O　③O2和O3　④H、D、T四组微粒或物质，回答下列问题： $$