4.1 第1课时 原子结构-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

第一节　原子结构与元素周期表 第1课时　原子结构 课标要点 学科素养 原子结构 通过对原子结构的认识，培养宏观辨识与微观探析的核心素养 (见学生用书P94)　　 　 知识点　原子结构 1．原子的构成 原子 2．质量数 (1)质量数 质子和中子的相对质量都近似为__1__，如果忽略电子的质量，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，所得的数值叫质量数，用符号A表示。 (2)两个关系 ①质量数(A)＝__质子数(Z)__＋__中子数(N)__(质量关系)。 ②原子中，核电荷数＝质子数＝__核外电子数__(数量关系)。 【提醒】由于电子的相对质量约为，而质子和中子的相对质量约为1，故原子的质量主要集中在原子核上，原子和简单离子的相对原子质量也近似相等。 3．原子核外电子排布的一般规律 (1)电子层 在含有多个电子的原子里，电子分别在__能量不同__的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称为__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) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 离核远近 由__近__到__远__ 能量高低 由__低__到__高__ 图示 (3)原子核外电子排布的一般规律 元素 各电子层的电子数 K L M N O P 2He(氦) 2 10Ne(氖) 2 8 18Ar(氩) 2 8 8 36Kr(氪) 2 8 18 8 54Xe(氙) 2 8 18 18 8 86Rn(氡) 2 8 18 32 18 8 (4)原子核外电子排布的表示方法——原子或离子结构示意图(以Na为例) ①钠原子结构示意图：____。 ②钠离子结构示意图：____。 【提醒】①核外电子排布相同的粒子不一定是同种元素，如Ne原子、O2－、F－、Na＋、Mg2＋等具有相同的核外电子排布。 ②核外电子依次排满K层、L层，再排M层，但是不能排满M层后再排N层。如K的核外电子排布式是，而不是。 4．原子结构模型的演变过程 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)原子核都是由质子和中子构成的。(　×　) (2)能量高的电子在离核远的区域内运动。(　√　) (3)M层为最外层时，最多容纳18个电子。(　×　) (4)所有离子的核外电子排布都与稀有气体原子的核外电子排布相同。(　×　) (5)Cl－的结构示意图：。(　√　) (6)S2－的结构示意图：。(　×　) 2．考古研究中可利用C和N的测定来分析古代人类的食物结构。N的原子核内中子数是(　B　) A．7 B．8 C．15 D．22 【解析】N中质子数为7，质量数为15，其中子数为15－7＝8，B正确。 3．下列是原子或离子的核外电子排布，其中错误的是(　C　) A．Na＋： B．Ne： C．21Sc： D．35Br： 【解析】最外层电子数不超过8(K层为最外层时不超过2)，Sc的核外电子排布应为2、8、8、3，C错误。 (见学生用书P95)　　 　 类型一　原子的构成 1．原子的构成 2．构成原子的各种粒子及相互关系 (1)质子数＝核电荷数＝核外电子数。 (2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 (3)阳离子AZXm＋的电子数：N(e－)＝Z－m。 (4)阴离子AZXm－的电子数：N(e－)＝Z＋m。 3．粒子符号周围数字的含义 例题　已知R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则W g R2＋所含电子的物质的量是(　C　) A． mol B． mol C．(m－n－2) mol D．(m－n＋2) mol 【解析】R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则质子数为m－n，所以R2＋的核外电子数为m－n－2，则W g R2＋所含电子的物质的量是(m－n－2) mol，C正确。 1．带有2个单位正电荷的粒子X2＋，它的质量数等于137，中子数是81，则核外电子数为(　B　) A．56　　　　　　　B．54 C．58 D．137 【解析】X2＋的质子数＝质量数－中子数＝137－81＝56，则X2＋的核外电子数＝56－2＝54，B项正确。 2．铱——192是放射性物质。已知铱为77号元素，则该铱原子的中子数与质子数之差为(　B　) A．115 B．38 C．269 D．154 【解析】铱原子的质子数为77，中子数为192－77，则中子数与质子数之差为(192－77)－77＝38，B正确。 类型二　原子核外的电子排布 【讨论】 (1)一个原子不易得到电子，那么它一定易失去电子吗？ 【答案】不一定。稀有气体元素的原子既不易得到电子也不易失去电子。 (2)元素的化学性质是由什么决定的？ 【答案】原子的最外层电子数决定了元素的化学性质，一般最外层电子数小于4，易失去电子，最外层电子数大于4，易得到电子，最外层电子数等于4，既不易得到电子也不易失去电子。 (3)元素的化合价与得到或失去的电子数的关系是什么？ 【答案】失去的电子数＝正价的数值；得到的电子数＝负价的绝对值。 【总结】 1．元素性质、元素化合价与原子核外电子排布的关系 (1)当原子最外层电子数达到8(只有一个电子层时为2)时，该原子处于相对稳定的结构，化学性质较稳定。 (2)元素化合价的数值与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。例如，①钠原子最外层只有1个电子，容易失去这个电子而达到稳定结构，因此钠元素在化合物中显＋1价；②氯原子最外层有7个电子，只需得到1个电子便可达到稳定结构，因此氯元素在化合物中常显－1价。 2．1～18号元素原子核外电子排布的特点 (1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。 (2)最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系： ①最外层电子数＝次外层电子数的原子：Be、Ar。 ②最外层电子数＝次外层电子数2倍的原子：C。 ③最外层电子数＝次外层电子数3倍的原子：O。 ④最外层电子数＝次外层电子数4倍的原子：Ne。 ⑤最外层电子数＝次外层电子数倍的原子：Li、Si。 (3)电子层数＝最外层电子数的原子：H、Be、Al。 (4)内层电子总数＝最外层电子数2倍的原子：Li、P。 例1　 下列粒子结构示意图中，属于阳离子的是(　D　) A.　　　　　B.　　　　　C.　　　　D. 【解析】阳离子的质子数(Z)大于核外电子总数，阴离子的质子数(Z)小于核外电子总数。A、B、C、D选项的4种粒子中，只有选项D中粒子的质子数大于核外电子总数，属于阳离子，选项D正确。 例2　2024·南浔中学高一有X、Y两种原子，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好为X原子的L层电子数的2倍，则X和Y分别是(　C　) A． 硅原子和钠原子　B．硼原子和氢原子 C．碳原子和铝原子 D．氮原子和氧原子 【解析】X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好为X原子的L层电子数的2倍，说明X、Y分别为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，Y原子的L层电子数恰好为X原子的L层电子数的2倍，说明Y原子的L层有8个电子，X原子的L层有4个电子，故X是碳；X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，故Y为铝。 1．某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法不正确的是(　D　) A．核外电子数为18 B．核外有3个电子层 C．属于带负电荷的粒子 D．在化学反应中易得电子 【解析】该粒子中核电荷数为16，核外电子层数为3，核外电子数为18，说明该粒子为硫离子，S2－最外层电子数为8，不易得电子，故选D。 2．下列说法不正确的是(　B　) A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数) B．同一原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多 C．如果原子只有一个电子层，该原子的核电荷数不超过2 D．核电荷数为1～18的元素中，每层电子数都满足2n2的元素只有2种 【解析】根据核外电子排布规律可知，A正确；当M层为最外层时，可能的电子数为1～8，而此时L层电子数为8，B错误；如果原子只有一个电子层，即只有K层，电子数不超过2，核电荷数不超过2，C正确；核电荷数为1～18的元素中，每层电子数都满足2n2的元素只有He和Ne，D正确。 3．2024·平湖中学高一有几种元素的粒子的电子层结构如图所示。 回答下列问题。 (1)某电中性粒子X一般不与其他元素的原子反应，X的化学符号是__Ar__。 (2)某粒子Y的盐溶液，加入AgNO3溶液时会出现白色沉淀，则这种粒子的化学符号是__Cl－__。 (3)某粒子Z氧化性很弱，但得到电子后成为一种还原性强的中性原子，且这种原子有1个单电子，这种粒子的化学符号是__K＋__。 (4)某粒子M具有还原性，且这种粒子失去2个电子即变为原子，这种粒子的化学符号是__S2－____。 【解析】(1)电中性粒子中质子数和核外电子数相同，所以x＝2＋8＋8＝18，为氩原子。(2)Cl－能和Ag＋反应生成白色沉淀AgCl。(3)由题意知，Z得到1个电子后成为一种还原性强的中性原子，所以Z的原子序数为19，该粒子为K＋。(4)M失去2个电子即变为原子，则其原子序数为18－2＝16，该粒子为S2－。 课 堂 检 测 1．下列对Fe3＋、Fe2＋、Fe三种粒子的判断不正确的是(　B　) A．核电荷数相同　　　B．电子数相同 C．属于同一种元素 D．质子数相同 【解析】三种粒子是铁元素的不同离子和原子，故质子数相同，电子数不同。 2．钴(Co)是一种穿透力很强的核辐射元素，可用来治疗癌症。下列关于Co的说法不正确的是(　D　) A．质量数为60 B．质子数为27 C．核外电子数为27 D．中子数为60 【解析】 Co的质量数为60，核外电子数＝质子数＝27，中子数＝质量数－质子数＝60－27＝33。 3．下列说法不正确的是(　B　) A．原子结构模型的演变：道尔顿模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型 B．在原子结构分层排布中，M层(第三层)容纳电子数最多为18，最少为8 C．在化学反应过程中，原子核不发生变化，但原子外层电子可能发生变化 D．原子结构认识过程，启示了微观结构要通过实验验证，同时要付出很大心血 【解析】原子结构模型的演变：道尔顿模型→汤姆孙原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型，A正确；在原子结构分层排布中，每层最多容纳2n2个电子，M层(第三层)容纳电子数最多为18，最少为0，当第三层为最外层时最多只能容纳8个电子，B错误；在化学反应过程中，最小的粒子是原子，化学变化中，原子核不发生变化，但原子外层电子可能发生变化，C正确；原子是微观粒子，肉眼难以观察，研究更加困难，所以微观结构也要通过实验验证，同时要付出很大心血，D正确。 4．下列叙述正确的是(　D　) A．在多电子的原子里，能量较高的电子通常在离核较近的区域内运动 B．核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有排满了M层后才排N层 C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等 【解析】A项，在多电子的原子里，能量较高的电子在离核较远的区域运动，错误；B项，原子核外电子通常先排在能量低的电子层上，但不完全遵循先排满内电子层，再排最外层，如K、Ca的N层上分别有1、2个电子，其M层上都是8个电子，不是18个电子，错误；C项，当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层最多只能排18个电子，错误；D项，由O2－的核外电子排布可知，O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，正确。 5．2024·北仑中学高一在第n层电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与n－1层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比n＋1层最多能多10个，则此电子层是(　C　) A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 【解析】n作为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以n－1层应为8个电子，为L层，则n层应为M层；若n为次外层，则n＋1层为最外层，则次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明n层为M层。 学科网（北京）股份有限公司 $$