第1章 第1节 第2课时 核外电子排布与元素原子得失电子能力（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第2课时　核外电子排布与元素原子得失电子能力 课程标准要求 学业质量水平 1.了解原子核外电子的排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。 2．认识原子结构与元素性质(如化合价和得失电子的能力)的因果关系。 1.能运用原子结构模型说明元素的性质。(水平1) 2．能从原子结构视角说明元素原子得失电子能力的递变规律。(水平2) 3．能设计实验方案探究元素原子得失电子的能力。(水平3) [对应学生用书P6] 一、核外电子排布 1．核外电子分层排布 (1)依据：含多个电子的原子里，电子的能量不同，运动区域离核的远近不同。 (2)电子层与电子能量的关系 电子层序数 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 电子离核距离 电子能量 2.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)； (4)原子核外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)； (5)倒数第三层电子最多不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法——结构示意图 4．原子电子层结构与元素性质的关系 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) 一般小于4 一般大于或等于4 稳定性 稳定 不稳定 不稳定 得失电 子能力 既不易得到电子，也不易失去电子 容易失去最外层电子，达到稳定结构 容易获得电子，达到稳定结构 元素 化合价 0 最高正价＝最外层电子数 除H、O和F外，最低负价＝－(8－最外层电子数) 二、原子结构与元素原子得失电子能力 1．元素原子得失电子能力的实验探究 (1)实验一：钠、镁单质与水反应的对比实验 钠与水反应 镁与水反应 实验 操作 用小刀切下一小块金属钠，用滤纸擦干表面的煤油，放入一只盛有水的烧杯中，再加入几滴酚酞溶液 取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入另只盛有等量水的烧杯中并加热，再加入几滴酚酞溶液 实验 现象 反应剧烈，有大量气泡冒出，溶液变红色 反应很慢，有微量气泡冒出，溶液呈浅红色 反应 原理 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ Mg＋2H2O=== Mg(OH)2＋H2↑ 实验 结论 钠比镁容易置换出氢气，钠原子比镁原子更易失去电子 (2)实验二：钠、钾单质与水反应的对比实验 钠与水反应 钾与水反应 实验操作 取两只烧杯，分别向其中加入等量的水，用小刀分别切下大小相似的一小块金属钠和金属钾，用滤纸擦干表面的煤油，同时将金属钠和钾分别放入两只烧杯中，再分别加入几滴酚酞溶液 实验现象 反应剧烈，有气泡冒出，溶液变红色 反应更加剧烈，有气泡冒出，溶液变红色 反应原理 2Na＋2H2O=== 2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O=== 2KOH＋H2↑ 实验结论 钾比钠更容易置换出氢气，钾原子比钠原子更容易失去电子 (3)实验三：硫、氯单质与铁反应的对比实验 氯气与铁的反应 硫单质与铁的反应 实验 操作 把燃着的一束细铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中 把适量硫粉和铁粉混合再加热到红热后，立即停止加热 实验 现象 铁丝在氯气中剧烈燃烧，生成红棕色的烟，放出大量的热 混合粉末继续保持红热状态，生成黑色固体，放出大量的热 反应 原理 2Fe＋3Cl22FeCl3 Fe＋SFeS 实验 结论 氯气与铁反应比硫单质与铁反应更剧烈，氯原子比硫原子容易得到电子 2.元素原子得失电子能力的判断依据 元素的单质与水(或酸 )反应置换出氢气越容易，该元素原子失去电子的能力越强，反之亦然。 3．元素金属性和非金属性与元素原子得失电子能力的关系 元素原子失去电子的能力越强，其金属性越强；元素原子得到电子的能力越强，其非金属性越强。 4．影响元素原子得失电子能力的因素 (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，原子越难失电子而越容易得电子； (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，原子越容易失电子而越难得电子。 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)能量高的电子在离核近的区域内运动(×) (2)M层为最外层时，最多容纳18个电子(×) (3)原子的次外层电子数都是8(×) (4)最外层只有2个电子的元素一定是金属元素(×) (5)化合物中金属元素只显正价，非金属元素只显负价(×) (6)电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，原子越难失去电子(√) 2．填一填，根据下列叙述写出元素名称并画出对应原子(或离子)的结构示意图。 (1)A元素单核粒子的质量数为35，中子数为18，电子数为18：________、_________。 (2)B 元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：________、_________。 (3)C元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：________、_________。 答案　(1)氯　　(2)硅　　(3)硼　 [对应学生用书P8] 学习任务一　核外电子排布规律的理解 1．为什么钾原子结构示意图是，而不是？ 提示　因为M层虽然最多可容纳18个电子，但作为最外层时不能超过8个电子。 2．当原子N层上有电子时，M层上的电子是否已经排满？ 提示　不一定。M层排满时是18个电子，当M层为次外层时也可能排8个电子，例如，钙原子的K、L、M、N层的电子数分别为2、8、8、2。 3．最外电子层不是稳定结构的原子一定容易得失电子形成离子吗？ 提示　不一定，如碳、硅原子的最外层电子数都是4，其原子既不容易得到电子，也不容易失去电子，通常不能形成离子。 理解核外电子排布规律的要点 (1)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、。 (2)当最外电子层中排满8个电子(K层为2个)时，这种电子层结构相对稳定，其他的电子层结构相对不够稳定，在一定条件下易转化为稳定的电子层结构。如(Na)易失去电子变为(Na＋)，(O)易得到电子变为(O2－)。 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．Si和Na　　　　　 B．B和H C．Cl和C D．C和Al D　[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为 电子层 K L M A原子 2 x y B原子 2 2x y＋3 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，A、B分别为碳原子和铝原子，D正确。] 2．完成下列问题： (1)用下面的原子或离子结构示意图的编号填空： ①不是原子的是__________； ②属于同种元素的是__________； ③属于金属元素的是__________； ④容易形成阳离子的是__________； ⑤容易形成阴离子的是__________； ⑥化合价通常为0价的元素是__________，化合物中显＋1价的是________。 (2)核电荷数为1～18的元素中， ①原子最外层电子数是内层电子总数一半的元素是__________； ②原子最外层电子数是次外层电子数一半的元素是__________； ③原子最外层电子数是电子总数一半的元素是__________。 答案　(1)①B　②AB　③D　④D　⑤A　⑥CE　D (2)①Li、P　②Li、Si　③Be [归纳总结]　 利用短周期元素原子结构的特殊性推断元素 (1)最外层有2个电子的原子：He、Be、Mg； (2)最外层电子数＝电子层数的原子：H、Be、Al； (3)最外层电子数＝电子层数2倍的原子：He、C、S； (4)最外层电子数＝电子层数3倍的原子：O； (5)最外层电子数＝内层电子总数一半的原子：Li、P； (6)次外层电子数＝最外层电子数2倍的原子：Li、Si。 学习任务二　原子结构与元素原子得失电子能力的关系 试根据原子结构分析：N、O、F和F、Cl、Br两组元素中原子得电子能力的强弱顺序。 提示　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均有关系。N、O、F三种原子的电子层数相同，核电荷数依次增大，原子核吸引电子的能力越大，则原子得电子的能力越强； F、Cl、Br三种原子的最外层电子数相同，电子层数依次增多，最外层电子离核距离越远，则原子得电子能力越弱。 原子核带正电荷，核外电子带负电荷，二者存在引力作用，若电子层数相同，核电荷数越大，原子核对最外层电子的引力越大，原子越难失去电子，越易得到电子，元素的金属性越弱，非金属性越强，如Na与Mg、S与Cl；原子最外层电子数相同时，原子电子层数越多，原子半径越大，原子核对最外层电子的引力越小，原子越易失去电子，越难得到电子，元素的金属性越强，非金属性越弱，如Na和K、O和S。 1．(2020·河北保定一中检测)下列叙述中能确定A金属比B金属活泼性强的是(　　) A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多 C．一个A失去的电子数比一个B原子多 D．常温时A能从水中置换出氢气而B不能 D　[A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少，不能说明A的金属性比B强，如Li的金属性小于Ca，A项错误；A原子的电子层数比B原子的电子层数多，不能说明A的金属性比B强，如Mg的金属性小于Li，B项错误；一个A失去的电子数比一个B原子多，不能说明A的金属性比B强，如Al的金属性小于Na，C项错误；常温时A能从水中置换出氢气而B不能，说明金属A失去电子的能力比B强，则能说明A的金属性比B强，D项正确。] 2．根据下面的原子结构示意图，用元素符号填空： (1)属于金属元素的是__________，其中原子失去电子能力较强的是___________； (2)属于活泼非金属元素的是__________，其中原子得到电子能力最强的是___________； (3)通常原子既不能失去电子也不能得到电子的元素是__________； (4)B 与D形成的化合物是 __________，E与F形成的化合物是___________。 答案　(1)Mg、Ca　Ca　(2)O、F　F　(3)He、C　 (4)MgO　CF4 [易错警示]　 (1)原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素，如H、He、B三种非金属元素原子的最外层电子数分别为1、2、3个。 (2)元素的金属性和非金属性强弱是指原子得失电子的难易程度，与得失电子数目的多少无关，如在化学反应中Al失去电子的数目多于Na，但Na失去电子的能力大于Al，则金属性Na大于Al。 镁、铝在金属活动顺序表中均排在氢的前面，但同样的镁片与铝片分别与相同浓度的盐酸反应时现象不一样，下图①和②分别是镁、铝与盐酸反应的现象，①中反应剧烈，②中反应较缓和。试根据镁和铝的原子结构进行分析产生不同现象的原因。 提示　镁、铝原子的结构示意图分别为，核外均有三个电子层，最外层电子数分别为2和3，但铝原子的核电荷数大于镁原子，核电荷数越大对最外层电子的引力越大，原子失去电子的能力越小，则金属镁的活动性大于铝，故金属镁与盐酸反应比金属铝剧烈。 学科网（北京）股份有限公司 $$