第1章 第1节 第2课时 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力-【金版教程】2024-2025学年高中化学必修第二册创新导学案word（鲁科版2019）

第2课时　核外电子排布　原子结构与元素原子得失电子能力 核心素养 学业要求 建立原子结构与元素性质，元素性质与物质性质之间的关系，从物质的微观结构说明同类物质具有相似性质的原因。 1.了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。 2.了解原子的最外层电子排布与元素原子得失电子能力和化合价的关系。 3.能用原子结构知识解释元素性质及其递变规律，并能结合实验及事实进行说明。 一、核外电子排布 1．核外电子的排布规律 (1)依据：多电子原子中电子能量不同，运动区域离核远近不同。 (2)电子层与电子能量的关系 电子层序数 一 二 三 四 五 六 七 电子层符号 K L M N O P Q 电子能量与电子离核距离 (3)排布规律 ①各层最多能容纳的电子数是2n2(n表示电子层数)。 ②各原子最外层上能容纳的电子数不超过8个(第一层为最外层时不超过2个)。 2．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 如钠原子的结构示意图如图所示： 二、原子结构与元素原子得失电子能力 1．元素的性质与原子的最外层电子数密切相关。 (1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(氦原子除外，它的最外层只有2个电子)，原子结构稳定，原子既不容易获得电子也不容易失去电子。 (2)金属元素原子最外层电子数一般小于4，原子较易失去电子形成阳离子。 (3)非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，原子较易获得电子形成阴离子。 2．元素的化合价与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。 3．元素原子得失电子的能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。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；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，正确的打“√”，错误的打“×”。 (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)某原子L层上电子数一定为K层上电子数的4倍。(　　) (5)非金属元素原子不能形成简单的阳离子。(　　) (6)化合物中金属元素只显正价，非金属元素只显负价。(　　) (7)硫元素的非金属性比氧元素的非金属性强。(　　) (8)相同物质的量的镁、铝失电子的数目铝多于镁，故铝的金属性更强。(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× (6)×　(7)×　(8)× 2．某元素原子的最外层电子数与次外层电子数相同，且最外层电子数与次外层电子数之和小于8，该元素为(　　) A．锂 B．铍 C．氦 D．钙 答案　B 3．下列数字为几种元素原子的核电荷数，其中原子核外最外层电子数最多的是(　　) A．8 B．19 C．16 D．9 答案　D 4．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 5．某元素原子的最外层上只有1个电子，下列判断一定正确的是(　　) A．该元素可能是金属元素，也可能是非金属元素 B．该元素一定是非金属元素 C．该元素的化合价只有＋1价 D．常温常压下，该元素的单质与水反应剧烈 答案　A 解析　该元素可能是H、Na、K等，A正确，B错误；若为H，其化合价还有－1价和0价，C错误；若为H，常温常压下，其单质与水不反应，D错误。 探究一　核外电子排布 1．核外电子排布规律 (1)核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。 (2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)；次外层电子数不超过18个(当K层或L层为次外层时分别为2个和8个)，倒数第三层电子数最多不超过32个。 (4)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18个电子，而当它是最外层时，最多可以排8个电子。 2．原子(离子)结构示意图 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)数目发生了改变。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Mg2＋和Cl－的结构示意图分别为和。 (1)离子结构示意图中，阳离子：核内质子数>核外电子数，阴离子：核内质子数<核外电子数，且差值为离子所带的电荷数。 (2)离子结构示意图中最外层电子一般为8电子稳定结构。 (3)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为K、Ca。 (1)10电子微粒 (2)18电子微粒 1．下列说法中肯定错误的是(　　) A．某原子K层上只有一个电子 B．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子 答案　C 解析　如H，A正确；如K＋，B正确；电子首先占据能量低的电子层，若M层上有电子则L层上必有8个电子，M层上不可能有32个电子，C错误；如O2－，D正确。 2．根据下列叙述，写出粒子符号并画出相应的结构示意图。 (1)A元素原子的M层电子数是L层电子数的一半：______________。 (2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：______________。 (3)C元素的＋1价离子与Ne原子电子层排布相同：______________。 (4)D元素原子的－2价离子次外层电子数是最外层电子数的：______________。 答案　(1)Si　(2)B　 (3)Na＋　(4)O2－ (1)原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系(前20号元素) ①最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 ②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。 ③最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。 ④最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。 ⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。 (2)最外层电子数是电子层数2倍的原子：He、C、S，最外层电子数是电子层数3倍的原子：O。 探究二　原子结构与元素原子得失电子能力 元素原子得失电子能力强弱的实验探究 1．方法导引 (1)非金属性、金属性通常是指元素原子得、失电子能力。 (2)比较元素原子失电子能力可以通过比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度来判断。 2．钠、镁、钾与水反应的实验探究 实验方案 实验操作 实验现象 实验结论 钠、镁、钾与水的反应 钠与水剧烈反应，溶液变红 钠与冷水反应，反应方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 无明显现象 镁与冷水不反应 钾与水剧烈反应，钾瞬间熔化并燃烧，溶液变红 钾与冷水反应，反应的化学方程式为2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 结论： 钠、镁、钾置换出水中的氢时，由易到难的顺序是K>Na>Mg，金属性：K>Na>Mg。 3．能说明钠比铝活泼的是(　　) A．最外层电子数钠原子比铝原子少 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 4．核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是(　　) A．原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素 B．核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同 C．原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素 D．核电荷数为17的元素容易获得1个电子 答案　D 解析　在核电荷数为1～18的元素中，最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H为非金属元素，最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He为稀有气体元素，A错误；核外电子排布完全相同的微粒O2－与Na＋化学性质不相同，B错误；原子核外各层电子数相等的只有Be，它是金属元素，C错误。 (1)决定元素金属性强弱的是元素原子失电子的难易程度，而不是失电子的多少。如镁原子比钠原子失电子数多，但钠原子比镁原子失电子容易，故钠的金属性比镁强。 (2)最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如Po等。 (3)活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；氢元素可以形成H＋和H－。 本课小结 课时作业 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是(　　) A. B. C. D. 答案　C 2．下列叙述正确的是(　　) A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 答案　B 解析　电子能量越低，运动区域离核越近，A错误；稀有气体元素中He原子的最外层只有2个电子，C错误；M层为最外层时，最多只能排8个电子，D错误。 3．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是(　　) A．第二电子层最多可容纳的电子数为8 B．次外层最多可容纳的电子数为18 C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层 D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层 答案　D 解析　由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，D错误。 4．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子的核内质子数是(　　) A．2a＋2 B．2a＋10 C．a＋2 D．2a 答案　A 解析　原子核外电子排布规律：最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子。某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，所以该元素原子的次外层只能是K层，为2个电子；最外层是L层，该层电子数是2a，所以该元素原子的核外电子数是2a＋2；再根据原子核内质子数＝核外电子数，所以核内质子数是2a＋2。 5．已知A的原子序数是x，B2－与A3＋具有相同的电子层结构，则B元素的原子序数为(　　) A．x＋5 B．x－5 C．x＋1 D．x－1 答案　B 解析　设B的原子序数为y，则x－3＝y＋2，y＝x－5，B正确。 6．对于原子序数为1～18的元素，下列叙述正确的是(　　) A．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 B．原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素 C．原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素 D．原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种 答案　C 解析　在原子序数为1～18的元素中，原子最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H是非金属元素，故A错误；原子最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He是非金属元素，故B错误；原子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al 3种，故D错误。 7．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 8．元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为(　　) A．XY B．XY2 C．X2Y D．XY3 答案　C 9．下列关于四种粒子的结构示意图的说法中正确的是(　　) A．①③属于不同种元素 B．②③的化学性质相似 C．④属于离子，离子符号为Mg2＋ D．①表示的是稀有气体元素 答案　C 10．有关短周期元素原子的说法正确的是(　　) A．当原子形成简单离子后，其最外层电子数可超过8 B．原子最外层电子数少于4时，电子数越多，还原性越强 C．原子核外电子中，位于最外层上的电子能量最高 D．当最外层电子数变为4时粒子达稳定结构 答案　C 11．某粒子结构示意图为，则下列说法正确的是(　　) A．该粒子一定是阳离子 B．该粒子一定是阴离子 C．所带电荷可能为n－8 D．所带电荷可能为n－10 答案　D 解析　该粒子可能是原子也可能是离子，若为阳离子，所带电荷数为n－2－8＝n－10；若为阴离子，所带电荷数为2＋8－n＝10－n。 12．X、Y、Z、R是1～18号元素中的4种元素，它们的原子结构有以下特点：①元素X原子的M层比L层少3个电子；②元素Y的－2价阴离子的核外电子排布与氖原子相同；③元素Z原子的L层比M层多5个电子；④元素R原子的L层比K层多3个电子，其中还原性最强的是(　　) A．X B．Y C．Z D．R 答案　C 解析　由题给信息分析可知X、Y、Z、R分别为P、O、Al、N四种元素。其中Al为金属元素，还原性最强，故C正确。 二、非选择题 13．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) 14．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________。 (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)该微粒的还原性虽弱，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________。 答案　(1)Ar　(2)S2－　(3)K＋　(4)Cl－ 解析　常见的18电子结构的微粒：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，故(1)中微粒为Ar。在这几种微粒中，S2－能被溴水氧化为硫单质，出现浑浊，故(2)中微粒为S2－。氧化性很弱的微粒有Ca2＋和K＋，得到电子后形成的原子的还原性都很强，但最外层只有1个电子的原子为K，故(3)中微粒为K＋。具有还原性的微粒有S2－和Cl－，氯原子得到1个电子即达到稳定结构，氯原子的氧化性很强，故(4)中微粒为Cl－。 15．有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中只有X、Z是金属元素；V元素的一种核素原子核内无中子，Z元素原子的最外层只有一个电子；W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。 回答下列问题： (1)V的一种核素中质子数为中子数的，则该核素的名称为________，是制造________的原料。 (2)W元素的原子结构示意图为__________。 (3)X元素的离子结构示意图为__________。 (4)Y的单质在加热条件下与铁反应的化学方程式为________________________________。 (5)Z的元素符号为________。 答案　(1)氚　氢弹　(2)　(3) (4)Fe＋SFeS　(5)K 解析　V元素的一种核素原子核内无中子，是H，质子数为中子数的的核素是H(氚)，是制造氢弹的原料；W元素原子的L层电子数为2×3＝6，则W是氧元素，Y元素原子最外层电子数也是6，故Y为硫元素。X元素原子最外层电子数为3，且核电荷数在8～16之间，故为铝元素。核电荷数在16～20之间，最外层只有1个电子的是钾原子，则Z为钾元素。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$