第4章 第1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课件PPT（人教版2019）

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学业水平目标 学科核心素养 1.了解质量数的定义 2．了解原子的表示方法 3．了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系 4．了解核外电子分层排布的规律 1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律 2．能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图，能根据原子的结构特征确定元素，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展 1．构成 (1)原子eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(　质子　相对质量近似为1，带1个,单位正电荷,　中子　相对质量近似为1，不带电)),　核外电子　带1个单位　负电荷　)) (2)关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子电中性) [基础梳理] 原子的构成 2．质量数 (1)概念：质子和中子的相对质量都近似为1，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，所得的数值叫做质量数。 (2)关系：质量数(A)＝　质子数(Z)＋中子数(N)　。 核外电子排布 1．电子层 (1)概念：在多电子原子里，把电子运动的　能量不同　的区域简化为　不连续的壳层　，称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由 近　到　远　 能量高低 由 低　到　高　 2.电子分层排布 (1)能量最低原理 核外电子总是优先排布在　能量最低　的电子层里，然后再由里往外排布在　能量逐步升高　的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。 (2)电子层最多容纳的电子数 ①各电子层最多容纳　2n2　个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为　2、8、18、32　。 ②最外层电子数目最多不能超过　8　个(K层为最外层时不能超过　2　个)。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过　18　个。 3．原子结构模型的演变 道尔顿模型→汤姆孙模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型 [预习质检] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成。( × ) (2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数。( × ) (3)电子的能量越低，运动区域离核越远。( × ) (4)原子核外电子的排布就是核外电子的分层运动。( √ ) (5)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。( × ) (6)多电子原子中，核外电子先排内层再排外层，由内到外电子的能量越来越低。( × ) (7)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个。( × ) (8)19号元素K的原子结构示意图为。( × ) (9)单核阳离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同。( × ) (10)S2－、Cl－、K＋、Ca2＋具有相同的核外电子排布。( √ ) 原子结构 1．原子的构成微粒及作用 2．原子的构成微粒间的数目关系 (1)电中性原子 (2)带电原子——离子的电子数目计算 3.元素、核素、同位素、同素异形体的联系 4．原子核外电子排布 (1)原子核外电子排布规律及其之间的关系 (2)原子核外电子排布的表示方法 ①原子结构示意图 ②离子结构示意图 离子 核外电子排布特点 举例 阳离子 与上周期的稀有气体排布相同 阴离子 与同周期的稀有气体排布相同 [误区警示]　(1)核电荷数(质子数)＝核外电子数，只适用于原子和分子。 (2)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，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。 (3)电子不一定排满M层才排N层，如Ca的核外电子排布情况为 [例1]　玉兔二号，嫦娥四号任务月球车，于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离，驶抵月球表面。首次实现月球背面着陆，成为中国航天事业发展的又一座里程碑。月球车一般用eq \o\al(238, 94)Pu作为热源材料。 下列关于eq \o\al(238, 94)Pu的说法正确的是(　　) A.eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(238, 92)U互为同位素 B.eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(239, 94)Pu互为同素异形体 C.eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(238, 92)U具有完全相同的化学性质 D.eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(239, 94)Pu具有相同的最外层电子数 [思维建模]　解答本类试题思维流程如下： [解析]　A项，eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(238, 92)U的质子数不同，不能互称为同位素，A项错误；eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(239, 94)Pu互为同位素，B项错误；eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(238, 92)U不属于同种元素，化学性质不同，C项错误；eq \o\al(238, 94)Pu与eq \o\al(239, 94)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 ◆[学以致用] 1．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(a－b)，L层电子数是(a＋b)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为(　　) A．B3A2　 B．BA2　　 C．A3B2　 D．AB2 [思维建模]　解答有关电子排布题的思维流程如下： 解析：B　[因为B的L层电子数为(a＋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＋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SiO2。] 元素周期表的结构及简单应用 1．强化记忆元素周期表的结构 (1)记忆口诀 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，一八依次现①，一零再一遍②。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。 说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ； ②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。 (2)列序数与族序数的关系 ①列序数<8，主族和副族的族序数＝列序数； ②列序数＝8或9或10，为第Ⅷ族； ③列序数＞10，主族和副族的族序数＝列序数－10(0族除外)。 2．元素周期表的简单应用——元素推断 (1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。 本方法常用于确定原子序数小于18的元素。 ①应用关系。 等式一：周期序数＝电子层数 等式二：主族序数＝最外层电子数 等式三：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数 ②实例。 (ⅰ)X元素是第二周期第ⅠA族元素，则该元素原子有两个电子层，最外层电子数是1，即为锂元素。 (ⅱ)Y元素的原子序数是15，则该元素的原子结构示意图是 (2)利用短周期中族序数与周期数的关系推断。 特殊位置 元素 族序数等于周期数 H、Be、Al 族序数等于周期数的2倍 C、S 族序数等于周期数的3倍 O 周期数是族序数的2倍 Li 周期数是族序数的3倍 Na (3)利用离子电子层结构相同的“阴上阳下”推断具有相同电子层结构的离子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、dMn－的电子层结构相同，在周期表中位置关系为 … cZ dM bY aX … 则它们的原子序数关系为：a>b>d>c。 (4)利用“0族定位法”确定元素在周期表中的位置 ①0族元素的周期序数和原子序数 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ②推断方法 ◆[典例示范] [例2]　短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍，则A、B、C是(　　) A．Be、Na、Al　　　　　　　 B．B、Mg、Si C．O、P、Cl D．C、Al、P [思维建模]　解答本类试题思维流程如下： [解析]　短周期元素A、B、C，设A的原子序数为m，则B、C的原子序数分别为m＋8－1和m＋8＋1，由题意知(m＋8－1)＋(m＋8＋1)＝4m，则m＝8，故选C。 [答案]　C [学习致用] 2．下列关于现行元素周期表的说法正确的是(　　) A．元素周期表目前共有8个周期 B．元素周期表中共有18个族，其中有主族、副族、0族和第Ⅷ族 C．元素周期表中第一、二、三周期为短周期 D．元素周期表中第ⅠA族全部是金属元素 解析：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H是非金属元素，故D错误。] 　中国将建世界“最大”粒子加速器，预计2030年完成。 科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的eq \o\al(45,26)Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了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。回答下列问题： (1)eq \o\al(45,26)Fe原子的核内中子数为　________　，该原子的核外电子数为　________　。 (2)以下关于eq \o\al(45,26)Fe的叙述正确的是　________　。 A.eq \o\al(45,26)Fe与eq \o\al(56,26)Fe是两种核素 B．科学家获得了一种新元素 C.eq \o\al(45,26)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eq \o\al(43,26)Fe (3)某同学认为eq \o\al(45,26)Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是__________________________________。 [解析]　(1)eq \o\al(45,26)Fe的中子数＝质量数－质子数＝45—26＝19，核外电子数＝质子数＝26。 (2)eq \o\al(45,26)Fe与eq \o\al(56,26)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；Fe元素不是一种新元素，eq \o\al(45,26)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)19　26　(2)AC　(3)eq \o\al(45,26)Fe与eq \o\al(56,26)Fe的核外电子数相同，化学性质几乎相同 1．原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是(　　) A．质子数　　　　　　 B．中子数 C．质量数 D．电子数 答案：D 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(　　) 答案：C 3．原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法中错误的是(　　) A．电子总是先排布在能量最低的电子层里 B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2 C．最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个) D．S2－的M层电子数是K层电子数的3倍 答案：D 4．下列化学用语说法正确的是(　　) A．F－的离子结构示意图： B．原子结构示意图：可以表示为12C或14C C．Na原子的结构示意图是： D．6个中子的碳原子的核素符号是eq \o\al(14, )6C 解析：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；eq \o\al(14, )6C所表示的中子数是8，D错误。] 5．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。 信息 元素名称 原子结构示意图 A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半 B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍 C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同 D元素原子次外层电子数是最外层电子数的eq \f(1,3) 解析：L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅 INCLUDEPICTURE"X111.TIF" 。当次外层为K层时，B元素原子最外层电子数则为3，是硼；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，故不可能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧；当次外层为L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) 硅 INCLUDEPICTURE"X111.TIF" 　硼　钠　氧 [课堂小结] $$