第四章 第一节 第1课时 原子结构-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第一册五维课堂同步复习（人教版2019）

第四章物质结构元素周期律 第四章 物质结构元素周期律 第一节原子结构与元素周期表 第1课时 原子结构 学业水平目标 学科核心素养 1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外 1.了解质量数的定义 电子排布规律 2.了解原子的表示方法 2.能画出核电荷数为1~20号元素的原子结构 3.了解原子的核外电子能量高低与分层排布 示意图，能根据原子的结构特征确定元素，促 的关系 进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的 4.了解核外电子分层排布的规律 发展 教材毓理。探新知 [基础梳理] (2)不同电子层的表示及能量关系 知识复一 原子的构成 各电 电子层数 2 3 7 1.构成 子层 字母代号 K Q (相对质量近似为1，带1个 由内 离核远近 到 原子核 单位正电荷》 到外 (1)原子 能量高低 由 到 (相对质量近似为1，不带电) (带1个单位) 2.电子分层排布 (2)关系：原子序数=核电荷数=质子数=核 (1)能量最低原理 外电子数（原子电中性） 核外电子总是优先排布在 的电子 2.质量数 层里，然后再由里往外排布在 (1)概念：质子和中子的相对质量都近似为1， 的电子层里，即按K→L→M→N 忽略电子的质量，将原子核内所有 …顺序排列。 和 的相对质量取近似整数值相 (2)电子层最多容纳的电子数 加，所得的数值叫做质量数。 ①各电子层最多容纳 个电子。如 (2)关系：质量数(A)= K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为 知识点二 核外电字排布 1.电子层 ②最外层电子数目最多不能超过个 (K层为最外层时不能超过个)。 (1)概念：在多电子原子里，把电子运动的 ③次外层最多能容纳的电子数不超过 的区域简化为 ,称作电 子层。 个。 ·71· 化学·必修第一册 3.原子结构模型的演变 (6)多电子原子中，核外电子先排内层再排外 道尔顿模型→汤姆孙模型·卢瑟福原子模 层，由内到外电子的能量越来越低。 型→玻尔原子模型→电子云模型 ( [预习质检] (7)原子核外各电子层容纳的电子数为 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 2n2个。 ( ) (1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成。 (8)19号元素K的原子结构示意图为 (2)同种元素的原子均有相同的质子数和中 子数。 ( (9)单核阳离子的核外电子排布一定与上一周 (3)电子的能量越低，运动区域离核越远。() 期稀有气体元素原子的核外电子排布 (4)原子核外电子的排布就是核外电子的分层 相同。 ) 运动。 () (10)S2-、C1、K,Ca+具有相同的核外电子 (5)稀有气体元素原子最外层都排有8个 电子。 排布。 重难突破。释疑惑 突破点一 原字结构 3.元素、核素、同位素、同素异形体的联系 1.原子的构成微粒及作用 儿素 同种 单质 原 与质子数共同决定原子种类同位素 核 元素 单质 单质 单 中子 核 质量数 →近似于相对原子质量 形成 互称同位素 丁称同素异形体 质子 原子 核电荷数→决定元素种类 Cx 4.原子核外电子排布 最外层电子数·决定主族元素的 核外电子 (1)原子核外电子排布规律及其之间的关系 化学性质 各层电子数 核外电了总是尽可能地先排布在能量最低 能异最 的电了层，然后再由内向外排布在馆量遂 2.原子的构成微粒间的数目关系 低原理 步升高的电了层见，即K→I,·M一N顺序 核外 排列 (1)电中性原子 电子 排布 决：定 爷电子层最多容纳的电子数是22 规律 原子序数 数量 最外尽出了数最多是8个三者州互联 相等 相苓 K层是最外尽时，成多 规伴 系相互制约 不超过2个) 质量数 巾子数 +质子数 核电荷数 次外层最多能容纳的屯了数不超过18个 相等 核外电子数 (2)原子核外电子排布的表示方法 (2)带电原子 离子的电子数目计算 ①原子结构示意图 核外 原子核 电子 阳离子电子数=质子数一所带电荷数 电子层 一层内电子数 数计 粒子符号→Na 阴离子电子数=质子数十所带电荷数 算 质子数 ·72· 第四章物质结构元素周期律 ②离子结构示意图 [思维建模]解答本类试题思维流程 核外电子排布 如下： 离子 举例 特点 一看 是否为原子或核素 与上周期的稀有 阳离子 三看 是否为同一种元素 气体排布相同 与同周期的稀有 三看 中子数或质量数是否不同 阴离子 气体排布相同 [尝试解答] [误区警示了“(1)核电荷数（质子数)=核 ◆[学以致用] 1.A元素的原子最外层电子数是a,次外层电子 外电子数，只适用于原子和分子。 数是b:B元素的原子M层电子数是(a一b),L (2)核外电子排布的规律是相互联系的，不 层电子数是(a十b),则A、B两元素形成化合物 能孤立地理解，如当M层不是最外层时， 的化学式最可能表示为 () 最多可以排布18个电子，而当它是最外层 A.B,A2 B.BA, C.AB D.AB, 时，最多可以排布8个电子。 [思维建模]解答有关电子排布题的思维 (3)电子不一定排满M层才排N层，如Ca 流程如下： 的核外电子排布情况为ca: 提取信心 B元索“L层电子数是(a+b)” M层为a-)个电子 如L层有8个地了 结合也子排布规律分析 a+b=8 ◆[典例示范] 层←A元泰门A元素 最外层 次外层→K层 [例1]玉兔二号，嫦娥四号任务月球车，于 a=6b=2 2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四 得出结论 A为氧元常B为建元素 号着陆器的分离，驶抵月球表面。首次实现 突破点二完素周期表的结构及简单应用 月球背面着陆，成为中国航天事业发展的又 1.强化记忆元素周期表的结构 一座里程碑。月球车一般用Pu作为热源 全部为企凤 非金属分布 正意周期 0元素种类 材料。 表界 89、10行 2短 8 期 18 18 32 兔“号月球车 (1)记忆口诀 下列关于2Pu的说法正确的是 横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第 七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八 A.2Pu与8U互为同位素 依次现①，一零再一遍②。一纵一个族，Ⅲ B.2Pu与9Pu互为同素异形体 族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧 C.Pu与U具有完全相同的化学性质 系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属 D.Pu与Pu具有相同的最外层电子数 ⅢB族。 ·73· 化学·必修第一册 说明：①指IA、ⅡA、ⅢB、IVB、VB、MB、 (3)利用离子电子层结构相同的“阴上阳下”推 WB、I; 断具有相同电子层结构的离子， ②指IBIB、ⅢA、INA、VA、MA、IA、0。 如Xa+)+、Y+、cZa+)-、dM的电子层 (2)列序数与族序数的关系 结构相同，在周期表中位置关系为 ①列序数<8，主族和副族的族序数=列 序数： X ②列序数=8或9或10，为第Ⅷ族： 则它们的原子序数关系为：a>b>d>c。 ③列序数>10，主族和副族的族序数=列 (4)利用“0族定位法”确定元素在周期表中的 序数-10(0族除外)。 位置 2.元素周期表的简单应用—一元素推断 ①0族元素的周期序数和原子序数 (1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 本方法常用于确定原子序数小于18的 周期序数 四 五 六 元素。 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ①应用关系。 ②推断方法 等式一：周期序数=电子层数 根据原子序数找出与其相邻近的0族元素， 等式二：主族序数=最外层电子数 比大小 那么该元素就和原子序数大的0族元素处 等式三：原子序数=核电荷数=质子数= 定周期 于同一周期 核外电子数 原子序数比相应0族元素多1或2，则应 ②实例。 处在0族元素所在周期的下一个周期的 求差值 IA族或A族 (ⅰ)X元素是第二周期第IA族元素，则 定族数 原子序数比相应的0族元素少15时， 该元素原子有两个电子层，最外层电子数 则应处在同周期的MA~ⅢA族 是1，即为锂元素。 ◆[典例示范] (ⅱ)Y元素的原子序数是15，则该元素的 [例2]短周期元素A、B、C在周期 A 表中的位置如图所示。已知B、CB☐C 原子结构示意图是 +15 其在周期表中 两元素的原子序数之和是A元素的4倍， 的位置是第三周期第VA族。 则A、B、C是 ( (2)利用短周期中族序数与周期数的关系 A.Be、Na、Al B.B、Mg、Si C.O、P、CI D.C、Al、P 推断。 汇思维建模了解答本类试题思维流程 特殊位置 元素 如下： 族序数等于周期数 H、Be、Al 得出AB.C大体位爱：过 短网期 渡元素右侧且为第二，三 结合题输信 族序数等于周期数的2倍 C、S 元素 息：A与B,C 周期元素 原子停数的 得出结论 取 信关系 A:O B:P 族序数等于周期数的3倍 ABC位 第二、三周期同族元 Ca 周期数是族序数的2倍 Li 于相邻的 素果子序数相差8 个族 周期数是族序数的3倍 Na [尝试解答] 74 第四章物质结构元素周期律 [学习致用] 原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了 2.下列关于现行元素周期表的说法正确的是 曾经预言的双质子衰变方式，即一个原子同 时放出两个质子的衰变方式。回答下列 A.元素周期表目前共有8个周期 问题： B.元素周期表中共有18个族，其中有主族 (1)Fe原子的核内中子数为 ,该 副族、0族和第Ⅷ族 原子的核外电子数为 C.元素周期表中第一、二、三周期为短周期 (2)以下关于Fe的叙述正确的是 D.元素周期表中第IA族全部是金属元素 [学科素养培育] A.Fe与Fe是两种核素 中国将建世界“最大”粒子加速器，预计 B.科学家获得了一种新元素 2030年完成 C.Fe的衰变不是化学变化 D.这种铁原子衰变放出两个质子后变 成Fe (3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧 科学家通过粒子加速器进行了一周的实验， 气反应，他的判断依据是 获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科 学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个 随堂自测。夯基础 1.原子是化学变化中的最小微粒。在化学变 4.下列化学用语说法正确的是 化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改 A.F的离子结构示意图：+9 变的是 A.质子数 B.中子数 B.原子结构示意图 可以表示为2C C.质量数 D.电子数 或C 2.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 C.Na原子的结构示意图是：+1 D.6个中子的碳原子的核素符号是：C 5.根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结 构示意图。 3.原子是由居于原子中心的原子核和核外电 原子结构 子构成的。下列有关原子核外电子排布的 信息 元素 名称 示意图 说法中错误的是 ( A元素原子核外M A.电子总是先排布在能量最低的电子层里 层电子数是L层电子 B.每个电子层最多能容纳的电子数为2 数的一半 C.最外层电子数不超过8个(K为最外层时 B元素原子最外层电 不超过2个) 子数是次外层电子数 D.S2-的M层电子数是K层电子数的3倍 的1.5倍 ·75 化学·必修第一册 元素 原子结构 [课堂小结] 信息 名称 示意图 质子 原子构成 C元素+1价离子 巾子 关系：质千数=巾千数， 电子 质量数=质子数+巾子数 C+的电子层排布与 原子结构 核素、同位素 Ne相同 核外电子排布 能量规律 数量规律 D元素原子次外层电 子数是最外层电子数 C温警提店 的1 学习至此，请完成配套训练 第2课时 元素周期表， 核素 学业水平目标 学科核心素养 1.了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构， 1.了解元素周期表的发现史 培养严谨、求实的科学态度 2.知道元素周期表的结构 2.通过掌握元素周期表的结构和元素在周期表中的位置培 3.知道元素在元素周期表中的 养学生证据推理与模型认知能力 位置 3.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同，促 4.知道元素、核素的概念 进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展 教材梳理。探新知 [基础梳理] 知识点二 核素 知识点一”元素周期表的编排原则与结构 1.核素 1.元素周期表的编排原则 把具有一定数目 和一定数目 相同的元素，按原子序数递增 横行→ 的一种原子叫做核素。如2C、8C、“C 的顺序从左到右排列 就是碳元素的三种不同核素。 最外层电子数相同的元素，按 纵行一 递增的顺序自上而下排列 2.同位素 2.元素周期表的结构 (1)定义： 相同而 不同的同 短周期 一元素的不同原子互称为同位素。即同一 ?个横行形成7个周期 元素的不同核素互称为同位素，如H、H 长周期 和H三种核素均是氢元素的同位素。 个主族 (2)同位素的特征 8个纵行形成16个族 个副族 ①同一种元素的各种同位素的化学性质 1个0族 :物理性质略有差异。 ·76·化学·必修第一册 4.C[n(H2) 2.24L 22.4L·ml7=0.1mol 由Fe+H,SO,—FeSO.+H,↑ 1 mol 1 mol (HS0,) 0.I mol 时 n(H SO.)=0.1 mol c(HSO )=0 1 mol=1 mol.I.] 0.1L 5.解析：Fe+2HCI 一FeCL2+H2↑ 56g 2×36.5g1mol 22.4L 28g m(HCI) n(FeCl,)V(H,) m(HCD=28gX2X36.5g=36.5g 56g (FeCl.) 28g 56 g mol.5 mol 28g V(H)=56g.mo×22.4L·mol=11.2L1 答案：(1)36.5g(2)0.5mol(3)11.2L 第四章物质结构 元素周期律 第一节原子结构与元素周期表 第1课时原子结构 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 1.(1)质子中子核外电子负电荷2.(1)质子中 子(2)质子数(Z)+中子数(N) 知识点二 1,(1)能量不同不连续的壳层(2)近远低高 2.(1)能量最低能量逐步升高(2)2m22、,8、18、328 218 预习质检 (1)×(2)×(3)×(4)/(5)×(6)×(7)X (8)×(9)×(10) 重难突破·释疑惑 突破点一典例示范 [例1][解析]A项，Pu与U的质子教不同，不能 互称为同位素，A项错误：Pu与Pu互为同位素， B项错误：P与U不属于同种元素，化学性质不同， C项错误：Pu与Pu为同种元素，核外电子排布相 同，最外层电子数相同，D项正确。 [答案]D ·11 学以致用 1.B[因为B的L层电子数为(a十b)且有M层，所以a+ b=8,又因A原子最外层电子数为a,次外层电子数为b, 且满足a十b=8,所以A原子有两个电子层，且K层为2 个电子，L层为6个电子，所以a=6,b=2。进而推知B 的各电子层上的电子数分别为2、8、4。即A为O,B为 Si。A,B两元素形成化合物的化学式最可能为SiO,。] 突破点二典例示范 [例2][解析]短周期元素A,BC,设A的原子序数为 m,则B、C的原子序数分别为m+8一1和m十8十1，由 题意知(m十8一1)十(m十8十1)=4m,则m=8,故选C. [答案]C 学以致用 2.C[A项，元素周期表目前共有7个周期，故A错误； B项，元素周期表中共有16个族，故B错误：C项，元素 周期表中第一、二、三周期为短周期，C正确：D项，元素 周期表中第IA族中日是非金属元素，故D错误。] 学科素养培育 解析：(1)Fe的中子数=质量数一质子数=45一26= 19,核外电子数-质子数=26。 (2)Fe与Fe的质子数相同，属于同一元素Fe元素， 但中子数不同，是两种不同的核素：F元素不是一种新 元素，Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原 子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴 是在原子，分子水平上研究物质。 答案：(1)1926(2)AC(3)Fe与Fe的核外电子 数相同，化学性质几乎相同 随堂自测·夯基础 1.D2.C3.D 4.B[A中是F原子的结构示意图，错误：同位素的原子 结构示意图相同，B正确：C中是Na的结构示意图，错 误：C所表示的中子数是8，D错误。] 5.解析：L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅 当次外层为K层时，B元素原子最外层电 子数则为3，是娜(+5)23：当次外层为L层时，B元素原 子最外层电子数为1.5×8=12，违背了排布规律，故不 8 可能。C元素原子的质子数为10十】=11，故为纳 11 当次外层为K层时，D为氧 当次 外层为【层时，最外层则有24个电子，故不可能。 答案：（从左到右，从上到下） 第2课时元素周期表核素 教材梳理·探新知 基础梳理 知识点一 1.电子层数电子层数2.78 知识点二 1.质子中子2.(1)质子数中子数(2)几乎完全相 同比率原子个数百分比(3)氢弹给金属探伤 预习质检 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)× (8)×(9)/(10)/ 重难突破·释疑惑 突破点一典例示范 [例1门[解析]元素周期表中有7个同期，7个主族，故 A项错误：元素周期表中有18个纵行，7个主族，8个副 族，1个0族，共16个族，故B项正确：短周期元素中不 包含副族元素，故C项错误：最外层电子数相同的元素 不一定在同一族，如氯、镁、铁等元素原子的最外层都是 2个电子，但它们不在同一族，故D项错误。 [答案]B 学以致用 1.D[本题要求熟记周期表的结构，知道1~18号元素在 周期表中的具体位置。解题时可根据稀有气体2号、10 号元素应在周期表的最右端和3号元素在周期表的最 左端排除A、B、C三项。] 突破点二典例示范 [例2][解析]第95号元素镯、第113号元素、第115 号元素原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周 ·17 参考答案 期：第115号元素比第118号元素原子序数少3，应在第 VA族，第113号元素在第ⅢA族：第113号元素和第 115号元素都是金属元素。 [答案]B 学以致用 2.C[ⅡA族为第二列，ⅢA族为第十三列，同一周期的 元素在第二、三周期时，ⅡA族、ⅢA族相邻，原子序数 相差1，所以，B元素的原子序数为x十1：同一周期的元 素在第四、五周期时，ⅡA族、ⅢA族不相邻，中间相差 10列，每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x十 11:同一周期的元素在第六、七周期时，ⅡA族、ⅢA族 不相邻，中间相差10列，第三列每格有15种元素，其余 每格有1种元素，所以，B元素的原子序数为x十25，所 以C选项是正确的。] 突破点三典例示范 [例3][解析]A中金刚石与石墨都是碳元素形成的不 同单质，属于同素异形体：B中T,()与H)是化合物：D 中“0是离子，“O与“)的关系为同一种元素形成 的不同的微粒。故只有C正确。 「答案]C 学以致用 3.A[元素的化学性质是由其核外电子排布决定的，故同 一元素各核素的化学性质几乎完全相同；一般来说，元 素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的，但 也有特殊情况，如H:钠原子失去一个电子后，它的核外 电子数虽与氖原子的相同，但质子数仍为11，与氣原子 不同：同位素是指质子数相同、中子数不同的同一元素 的不同原子的互称。] 学科素养培育 解析：1.铝的原子序数为13，有3个电子层·最外层电 子数为3，位于第三周期第川A族：Ⅱ.34号元素比 K(36)少2个电子，共有4个电子层，最外层电子数为 6,位于第四周期第WA族：53号元素比Xe(54)少1个 电子，共有5个电子层，最外层电子数为7，位于第五周 期第MA族：88号元素比R(86)多2个电子，共有7个 电子层，最外层电子数为2，位于第七周期第ⅡA族。 答案：I.(1)第三周期第ⅢA族(2)铝的元素符号 元素名称原子序数相对原子质量 9