1.1.2 核外电子排布（Word导学案）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

第2课时　核外电子排布 [核心素养发展目标]　1.了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷数为1～20的元素的原子结构示意图，能根据原子的结构特征确定元素。2.了解原子最外层电子排布与元素性质(如化合价、得失电子能力等)的关系，会设计实验比较钠、镁、钾元素原子失电子能力的大小，促进“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的发展。 一、核外电子排布 1．电子层与其电子的能量 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 由近到远 能量 由低到高 2.原子核外电子排布的一般规律 (1)“一低”——电子首先排布在能量较低的电子层里，排满能量较低的电子层后，再排能量较高的电子层。 (2) 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)钠元素的原子结构示意图如下，请注明其意义： (2)离子结构示意图： Cl－ ；Na＋ 。 思考　在1～18号元素中： (1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 (2)K层电子数是最外层2倍的原子有Li、Na。 (3)M层电子数是K层电子数3倍的原子有S。 (4)最外层电子数是次外层电子数的原子有Li、Si。 4．元素的性质与原子结构的关系 元素种类 稀有气体元素 金属元素 非金属元素 最外层电子数 8(He为2) (稳定结构) 一般小于4 一般大于或等于4(H为1) 原子得失电子能力 既不易得电子也不易失电子 易失电子 易得电子 单质性质 难与其他物质反应 具有还原性 具有氧化性 化合价 通常表现为0价 只显正价 一般为负价 1．判断正误 (1)电子的能量越低，运动区域离核越远(　　) (2)钾的原子结构示意图为(　　) (3)最外层电子数等于8的微粒，一定为稀有气体元素原子(　　) (4)S原子的最外层电子数为6，故其最高正价为＋6价(　　) (5)核外电子排布相同的微粒，化学性质可能几乎完全相同，也可能不同(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 2．根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。 (1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：________。 (2)与Ar原子电子层结构相同的－1价阴离子：________________________。 (3)质量数为23、中子数为12的原子：______________________________。 答案　(1)　(2)　(3) 3．观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题： (1)属于离子结构示意图的是________________(填字母，下同)。 (2)性质最稳定的原子是____，最容易失去电子的原子是____，最容易得到电子的原子是________。 (3)A、D两种元素形成的化合物在水溶液中的电离方程式：_____________________。 (4)在核电荷数为1～18的元素内，列举两个与B中核外电子层排布相同的离子，写出离子符号：_____________________、________________。 答案　(1)BE　(2)C　D　A　(3)NaCl===Na＋＋Cl－　(4)Na＋　Al3＋(答案合理即可) 解析　根据结构示意图可知A是氯原子，B是氧离子，C是氖原子，D是钠原子，E是镁离子。(2)稀有气体元素原子最外层已达到稳定结构，性质最稳定；金属元素的原子易失去电子，非金属元素的原子易得到电子。(3)A、D两种元素形成的化合物为NaCl，NaCl在水溶液中电离出钠离子和氯离子。(4)核外有10个电子的离子有氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子等。 4．现有A、B、C、D四种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于18，A原子核内仅有一个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等；A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍。 (1)写出四种元素对应的元素符号： A________，B________，C________，D________。 (2)画出D的离子结构示意图：______________________。 (3)由这四种元素中的一种或几种组成的三核10电子的分子为________，五核10电子的微粒是________________________。 答案　(1)H　C　N　O　(2)　(3)H2O　CH4、NH 解析　(1)由A原子核内只有一个质子，可确定A是氢元素；由D元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍且D原子有两个电子层可知，D为氧元素，进一步可确定B是碳元素，C是氮元素。(3)由题中元素组成的三核10电子的分子是H2O，五核10电子的微粒是CH4、NH。 二、原子结构与元素原子得失电子能力 实验探究：原子结构与元素原子得失电子能力 1．方法导引 (1)比较元素原子失电子能力的实验方法：元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度。 (2)元素原子的失电子能力和得电子能力与元素的金属性、非金属性相对应。 2．钠、镁元素原子失电子能力比较 (1)分析预测 钠原子与镁原子的电子层数相同，钠原子的核电荷数比镁小，钠原子最外层电子离核比镁远，更容易失去最外层电子，钠元素的金属性比镁强，单质钠与水(或酸)反应比镁更剧烈。 (2)实验探究 ①通过实验甲说明钠与冷水剧烈反应，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。 ②实验乙中没有明显的变化，说明镁与冷水很难反应。 (3)结论：钠与水反应比镁与水反应剧烈，钠原子比镁原子容易失去电子，钠元素的金属性比镁强。 思考1　从原子结构和上述结论分析说明硫、氯两元素中哪种元素原子的得电子能力强？ 提示　S、Cl两种元素的电子层数相同，氯元素原子核电荷数较大，最外层电子离核较近，则氯原子得电子能力较强。 3．钠、钾元素原子失电子能力比较 (1)分析预测 钠原子与钾原子最外层电子数相同(或都是1)，钾原子电子层数比钠多，钾原子最外层电子离核比钠远，更容易失去最外层电子，钾元素的金属性比钠强，单质钾与水(或酸)反应比钠更剧烈。 (2)实验探究 ①实验现象 相同点：金属浮在水面上；金属熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出嘶嘶的响声；反应后的溶液呈红色。 不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧。 ②化学方程式： 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑； 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑。 (3)结论：钾与水反应比钠与水反应剧烈，钾原子比钠原子容易失去电子，钾元素的金属性比钠强。 思考2　从原子结构和上述结论分析说明氟、氯两元素中哪种元素原子得电子能力强？ 提示　F、Cl两种元素原子最外层电子数相同，氯元素原子电子层数较多，最外层电子离核较远，则氯原子较易失电子，难得电子。因此，氟元素原子得电子能力较强。 元素原子得失电子能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数的关系 (1)若原子的电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子、越容易得电子。 (2)若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子、越难得电子。 1．判断正误 (1)将一小块钠和镁分别放入冷水中，可判断钠原子和镁原子失电子能力的强弱(　　) (2)金属原子失电子数目越多，还原性越强(　　) (3)硫原子得电子能力比氯原子强(　　) (4)硫元素的非金属性比氧元素的非金属性强(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)× 2．下列关于Na、K的说法错误的是(　　) A．最外层电子数相同，核电荷数越大，最外层电子离核越远 B．元素原子失电子能力：K强于Na C．常温下，K与水反应比Na与水反应剧烈 D．K能与NaCl溶液反应置换出Na 答案　D 解析　Na、K的最外层电子数相同，核电荷数越大，电子层数越多，最外层电子离核越远，元素原子失电子能力越强，对应单质与水反应越剧烈，A、B、C项正确；K非常活泼，会与NaCl溶液中的H2O反应生成KOH和H2，不能置换出Na，D项错误。 3．下列叙述能证明金属元素原子A的失电子能力比金属元素原子B强的是(　　) A．常温时，A能从水中置换出氢气，而B不能 B．1 mol A从酸中置换出的H2比1 mol B从酸中置换出的H2多 C．A原子的电子层数比B原子的电子层数多 D．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 答案　A 解析　常温时，通过金属从水中置换出氢气的难易程度可判断金属元素原子的失电子能力强弱，A项符合题意；金属元素原子的失电子能力强弱与其失电子数目多少无关，B项不符合题意；金属元素原子的失电子能力强弱与其电子层数和最外层电子数多少有关，是由二者共同决定的，不是单独一个条件所能决定的，C、D项不符合题意。 4．已知A元素原子最外层电子数是其电子层数的3倍，B、C元素原子比A元素原子多1个电子层，B元素原子易失去1个电子形成稳定结构的阳离子，A、C元素原子最外层电子数相同。 回答下列问题： (1)B元素离子结构示意图：____________；C元素原子结构示意图：________________。 (2)B与C形成化合物的化学式为________。 (3)A元素原子得电子能力比C元素原子______。 答案　(1)　　(2)Na2S　(3)强 题组一　核外电子的排布规律及表示方法 1．(2023·佛山高一检测)磷(P)是人体必需的元素之一，P的原子结构示意图为(　　) 答案　B 解析　P原子的核电荷数为15，原子核外共15个电子，有3个电子层，最外层有5个电子，则P的原子结构示意图为，故B正确。 2．下列有关化学用语表示正确的是(　　) A．中子数为10的氧原子：O B．Mg2＋的结构示意图： C．S2－的结构示意图： D．中子数为16，质子数为15的原子结构示意图： 答案　B 3．(2022·太原高一月考)下列有关核外电子排布规律的说法错误的是(　　) A．L层最多能容纳8个电子 B．M层最多能容纳18个电子 C．距离原子核越远，电子的能量越高 D．对简单离子来说，最外层电子数一定为2或8 答案　D 解析　根据核外电子排布规律可知，各电子层最多能容纳2n2(n为电子层数)个电子，故A、B项正确；能量越低的电子离原子核越近，能量越高的电子离原子核越远，故C项正确；H＋核外没有电子，故D项错误。 4．下列说法一定错误的是(　　) A．某原子K层上只有1个电子 B．某原子M层上电子数为L层电子数的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．某离子的核电荷数与最外层电子数相等 答案　B 解析　K、L、M层上最多可容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于18<8×4，B错误；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，D正确。 5．某元素的原子结构示意图为。下列关于该元素的说法不正确的是(　　) A．元素符号是P B．在化学反应中易失电子 C．属于非金属元素 D．最高正化合价是＋5价 答案　B 解析　由原子结构示意图可知该元素是15号元素磷，元素符号是P，属于非金属元素，磷原子的最外层有5个电子，易得到电子，其最高正化合价是＋5价，故A、C、D正确，B错误。 题组二　原子结构与元素性质 6．下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是(　　) A. B. C. D. 答案　A 7．X、Y为核电荷数小于18的两种元素，X元素原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y元素原子的最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数。下列有关叙述正确的是(　　) A．X、Y一定是非金属元素 B．X的最外层电子数比Y的少 C．Y的单质在化学反应中只能做还原剂 D．X与Y的最外层电子数相等 答案　B 8．能说明钠比铝活泼的是(　　) A．钠原子最外层电子数比铝原子少 B．相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少 C．钠与铝的电子层数相等 D．常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能 答案　D 9．(2022·济南高一月考)某元素原子最外层有2个电子，下列关于该元素的叙述正确的是(　　) A．一定是金属元素 B．对应原子一定容易失去2个电子 C．最高正价一定为＋2价 D．化学性质可能不活泼 答案　D 解析　最外层有2个电子的原子可能为氦原子、镁原子等。氦元素属于非金属元素，A项错误；氦元素是稀有气体元素，化学性质不活泼，对应原子不容易失去电子，B项错误、D项正确；氦元素难形成化合物，化合价通常为0价，C项错误。 10．核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是(　　) A．最外层只有6个电子的元素最高正价为＋6价 B．核电荷数是7的元素原子容易得到1个电子 C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D．最外层只有4个电子的元素一定是金属元素 答案　C 解析　核电荷数为1～18的元素中，最外层只有6个电子的元素有氧和硫，氧无最高正价，A项错误；核电荷数是7的元素为氮元素，易得到3个电子而达到稳定结构，B项错误；原子核外各层电子数相等的元素为铍元素，是金属元素，C项正确；最外层有4个电子的元素有碳和硅，均是非金属元素，D项错误。 11．甲、乙两元素原子的第二电子层电子数均是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是(　　) A．甲与乙的原子的电子层数相同 B．甲与乙的原子的最外层电子数相同 C．甲与乙指的是碳元素和铝元素 D．甲与乙的原子序数之和是偶数 答案　D 解析　甲、乙两元素原子的第二电子层电子数均是其他层电子总数的2倍，则各层电子数分别为2、4或2、8、2，前者为碳元素，后者为镁元素；二者电子层数不同，最外层电子数也不同，它们的原子序数之和是偶数，故D正确。 12．元素X、Y形成的简单离子X＋、Y2＋与O2－的核外电子排布相同，元素Z形成的简单离子Z＋与Cl－的核外电子排布相同，则元素原子失电子能力的强弱顺序正确的是(　　) A．X>Y>Z B．Z>Y>X C．Z>X>Y D．Y>Z>X 答案　C 解析　根据信息可知X为Na，Y为Mg，Z为K，元素原子失电子能力的强弱顺序是K>Na>Mg，故C项正确。 13．核电荷数小于18的两种元素X、Y，核电荷数：Y>X，两种元素原子的核外电子层数不同，X元素原子的最外层电子数与最内层电子数之比为3∶1，Y元素原子的最外层只有1个电子。下列有关这两种元素形成的化合物的说法错误的是(　　) A．X、Y形成的两种常见化合物中，每个原子都形成最外层8电子稳定结构 B．X、Y形成的化合物均具有较强的氧化性 C．X、Y形成的两种常见化合物溶于水所形成的溶液均具有碱性 D．X、Y形成的两种常见化合物中，Y的化合价相同 答案　B 解析　由题意可知X为O，Y为Na，两种元素形成的两种常见化合物为Na2O、Na2O2。Na2O和Na2O2中每个原子都形成最外层8电子稳定结构，A项正确；Na2O无强氧化性，B项错误；二者溶于水均能生成NaOH，C项正确；Na2O、Na2O2中Na的化合价均为＋1价，D项正确。 14．(2023·南京高一检测)某微粒的结构示意图为，请回答下列问题。 (1)该微粒呈电中性，一般不与其他元素的原子反应，则该微粒的符号是______(填化学符号，下同)。 (2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，则该微粒的符号是________。 (3)该微粒的氧化性很弱，但得到电子后形成的微粒的还原性很强，且构成该微粒的元素的原子最外层只有1个电子，则该微粒的符号是________。 (4)该微粒的还原性很弱，但失去电子后形成的微粒的氧化性很强，且构成该微粒的元素的原子得到1个电子即达到稳定结构，则该微粒的符号是____________________________。 (5)若A2－、B－两种微粒的核外电子排布均符合上述结构，试比较A与B原子得电子能力强弱：____________。 (6)若A2＋、B＋两种微粒的核外电子排布均符合上述结构，试比较A与B原子失电子能力强弱：___________________________________。 答案　(1)Ar　(2)S2－　(3)K＋　(4)Cl－　(5)S<Cl　(6)Ca<K 解析　(1)常见的18电子微粒：Ca2＋、K＋、Ar、Cl－、S2－等，其中Ar呈电中性且不活泼，不易发生化学反应。(2)几种微粒中，S2－能被溴水氧化为硫单质，使溴水褪色并出现浑浊。(3)氧化性很弱，得到电子后形成的微粒的还原性很强的微粒有Ca2＋和K＋，但原子最外层只有1个电子的为K。(5)由题意知A为S、B为Cl，二者电子层数相同，Cl的核电荷数比S大，所以Cl原子得电子能力强。(6)由题意知A为Ca、B为K，二者电子层数相同，Ca的核电荷数比K大，所以K原子的失电子能力强。 15．有A、B、C、D、E五种微粒。已知：①当A微粒失去3个电子后，其电子层结构与氖原子相同；②当B微粒得到1个电子后，其电子层结构与氩原子相同；③C微粒带两个单位正电荷，核电荷数为12；④D微粒有18个电子，当失去2个电子后显电中性；⑤E微粒不带电，原子核中只有一个质子。 请回答： (1)写出这五种微粒的化学符号： A___________，B___________，C___________，D___________，E___________。 (2)B微粒的结构示意图为________，C微粒的结构示意图为________。 (3)A的单质与EB溶液反应的离子方程式为_________________________________________。 (4)如何设计实验验证失电子能力：Mg＞Al? ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (5)试从原子结构的角度解释Mg的失电子能力强于Al：_____________________________ ______________________________________________________________________________。 答案　(1)Al　Cl　Mg2＋　S2－　H (2)　 (3)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ (4)取同等大小的镁片和铝片，打磨干净，分别与同等浓度的盐酸反应，镁反应更剧烈，则说明失电子能力：Mg＞Al (5)镁原子与铝原子电子层数相同，铝的核电荷数更大，最外层电子离核更近，原子核对核外电子吸引力更强，故失电子能力：Mg＞Al 解析　氖原子核外有10个电子，故A的核外有13个电子，A为铝原子；氩原子核外有18个电子，B微粒得到1个电子后核外有18个电子，故B为氯原子；C为Mg2＋；D有18个电子，失去2个电子后显中性，故D为S2－；E原子核内只有一个质子，故E为H。 学科网（北京）股份有限公司 $$