4.1原子结构与元素周期表 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第1节 原子结构与元素周期表 第四章 物质结构 元素周期律 高中人教版新教材 化学必修1 （1）原子结构 "大爆炸宇宙论"(The Big Bang Theory)认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。 1927年，比利时天文学家和宇宙学家勒梅特(Georges Lemaître)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年，美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 原子的诞生 原子的诞生 1.现代大爆炸宇宙学理论 宇宙 大爆炸 大量氢 少量氦 极少量锂 其他元素 原子核的熔合反应 约2h后 诞生于 2.氢是宇宙中最丰富的元素，是所有元素之母。 3.所有恒星仍在合成元素，但这些元素都是已知的。 4.地球上的元素绝大多数是金属，非金属（包括稀有气体）仅22种。 原子学说发展史 1803年，英国科学家道尔顿提出近代原子学说， 他认为原子是化学变化中不可再分的实心球体。 原子是一个平均分布着正电荷的 粒子，其中镶嵌着许多电子，中 和了电荷，从而形成了中性原子。 英国物理学家 汤姆生（J.J.Thomson，1856-1940） 枣糕模型 　　根据ａ粒子散射实验,卢瑟福提出了带核的原子结构模型,原子由原子核和电子构成,电子在核周围做高速运动,就像行星围绕太阳运转一样。 1913年，丹麦物理学家玻尔提出的原子结构模型， 他认为核外电子是分层排布的。 电 子 云 现代原子结构学说 近代原子论 发现电子 带核原子结构模型 轨道原子结构模型 电子云模型 一、原子的构成 原子 不显电性 原子核 核外电子 质子 中子 带正电 带负电 带正电 电中性 质量/kg 相对质量 电性和电量/C 质子 1.673×10-27 1.007 +1.602×10-19 中子 1.675×10-27 1.008 0 电子 9.109×10-31 1/1836 -1.602×10-19 1.构成原子的粒子及其性质 原子的质量主要集中在原子核，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量， 将核内所有质子和中子的相对质量取整相加，所得数值叫做质量数。 2.质量数 原子的质量主要集中在　　 　　上,质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值即为　 　　　,用符号　　　表示。   3.两个等式关系 ①原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(原子中的数量关系) ②质量数(A)=　　 　　+　　　 　(质量关系)   原子核 质量数　 A 质子数(Z)　 中子数(N) ③离子的质子数与核外电子数的关系？ 离子所带电荷数=质子数–核外电子数 13 4.微粒符号的含义 质量数(A)=　　 　+　　　 (质量关系)   质子数(Z)　 中子数(N) 新 课 探 究 几种原子的质子数、中子数、质量数和相对原子质量 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 讨论: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 1、电子层的含义及表示方法 （1）含义 在含有多个电子的原子里,电子分别在　　　　　的区域内运动,人们把不同区域简化为　　　　的壳层,称之为　　　　。 （2）特点 电子在原子核外是分层运动的（又称分层排布），能量低的电子在离核较近的区域运动，能量高的电子在离核较远的区域运动。   能量不同 不连续 电子层 二、原子核外电子的排布 各电子层由内到外 电子层序数 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 ___ ___ ___ ____ ____ ___ ___ 离核远近 由____到____ 能量高低 由____到____ 2.不同电子层的表示及能量关系 3、原子核外电子排布的一般规律 能量最低 由内向外 能量较高 2n2 8 2 18 32 根据教材P87稀有气体元素原子的电子层排布，思考并填空： 即按K→L→M→N……顺序排列。 19 4.（1）原子结构示意图 以钠原子结构示意图为例 硒原子的结构示意图 铁原子的结构示意图 (2)离子结构示意图 离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。 如:Cl- ;Na+ 　 　　。  练习：画出钠、氯、钾、钙的原子和离子结构示意图。 非金属原子 稀有气体原子 金属原子 核电荷数为1-18的原子结构示意图如下，你从中获取哪些信息？ 元素的化学性质与其原子的最外层电子数有关。 （原子最外层电子数相同，其化学性质相似，氢和氦除外） 在1~18号元素中几种特殊的原子结构 原子结构特点 元素符号 最外层电子数为1的原子 H、Li、Na 最外层电子数是次外层电子数3倍(最外层电子数是电子层数3倍)的原子 O 次外层电子数是最外层电子数2倍的原子 Li、Si 内层电子总数是最外层电子数2倍的原子 Li、P 电子层数与最外层电子数相等的原子 H、Be、Al 电子层数是最外层电子数2倍的原子 Li 最外层电子数是电子层数2倍的原子 He、C、S 10e-微粒 知识拓展： Ne Na+ Mg2+ Al3+ HF F- H2O H3O+ OH- O2- NH3 NH4+ NH2- N3- CH4 18e-微粒 知识拓展： Ar K+ Ca2+ HCl Cl- H2S HS- S2- PH3 SiH4 9电子微粒两两组合 （-F、-OH、-NH2、-CH3） F-F(F2) H2N-NH2(N2H4) HO-OH(H2O2) ... ... 5.巧记“10电子微粒”和“18电子微粒” (1)10电子微粒 (2)18电子微粒 例1 今有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是(　　) A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子 C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子 D　　 [解析] 设A原子L、M层电子数分别为x、y,依题意,A、B两原子的电子层结构见表。 B原子的M层至少有3个电子,因而其L层的电子数必然 是8,求得x=4。对A原子来说,L层有4个电子时只能是 最外层,即y=0,y+3=3。因此,这两个原子分别为碳原 子和铝原子,故D项正确。 【知识迁移应用】 电子层 K L M A原子 2 x y B原子 2 2x y+3 例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)该微粒的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种微粒的符号是　　　　。  Ar S2- [解析]核外电子排布为2、8、8构型的单核微粒主要有:Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+。 (1)单核中性微粒为原子,原子的核电荷数=核外电子数,因此,此微粒是核电荷数为18的是氩原子。 (2)具有还原性能被溴水氧化的 是硫离子。 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)电子的能量越低,运动区域离核越远。 (　　) (2)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子。 (　　) (3)某元素的+1价阳离子电子排布与氖原子相同,则它的原子序数是11。 (　　) (4)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。 (　　) × 　　 课 × 　　 √ 　　 [解析]最外层电子数小于4的原子有氢原子等非金属元素的原子。 [解析] 能量低的电子在离核近的区域运动。 × 　　 [解析]氦原子最外层只有2个电子。 课 堂 检测 × 　　 × 　　 √ 　　 [解析]原子核外各电子层最多容纳的电子数为2n2个。 [解析]由内到外电子的能量越来越高。 2.F-的质量数为19,下列关于F-的叙述中正确的是(　　) A.质子数为19,电子数为9 B.质子数为9,中子数为10 C.质子数为9,电子数为9 D.中子数为10,电子数为8 B　　　 [解析] F-的质子数为9,质量数为19,则其中子数为10;由于F变成F-得到1个电子,则其电子数为9+1=10。 课 堂 检测 3.今有甲、乙、丙、丁四种元素,已知:甲元素是地壳中含量最高的元素;乙元素是金属元素,它的原子核外K、L层电子数之和等于M、N层电子数之和;丙元素的单质及其化合物的焰色试验都显黄色,氢气在丁元素单质中燃烧火焰呈苍白色。 试推断并写出甲、乙、丙、丁四种元素的名称和符号。 　 　  甲:氧元素O,乙:钙元素Ca,丙:钠元素Na,丁:氯元素Cl。 　　 4.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)三种元素的名称和符号:A　　　　,B　　　　,C　　　　。  (2)画出三种元素的原子结构示意图:A　　　　,B　　　　,C　　　　。  碳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,可知C应为氯元素。 硅Si　 氯Cl (1)eq \o\al(18, 8)O核内的质子数为___，中子数为___；核外电子数为__。 (2)eq \o\al(23,11)Na＋核内的质子数为__，中子数为__；核外电子数为__。 (3)eq \o\al(35,17)Cl－核内的质子数为__，中子数为__；核外电子数为__。 eq \a\vs4\al(8) 10 eq \a\vs4\al(8) 11 12 10 17 18 18 L M N O P Q 近 远 低 高 K (1)当原子最外层电子数达到8(氦为2)时，该原子处于稳定结构，化学性质较稳定。 (2)一般来讲， 原子最外层电子数小于4时，易失去电子，表现为金属性；最外层电子数大于4时，易得到电子，表现为非金属性；最外层电子数等于4时，既不易失去也不易得到电子。 $$