第4章 第1节 第1课时 原子结构-【金版教程】2025-2026学年高中化学必修第一册创新导学案Word（人教版 不定项版）

化学　必修　第一册　RJ 第一节　原子结构与元素周期表 第一课时　原子结构 1.从微观视角认识原子的构成，了解质量数与质子数、中子数之间的关系。2.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。3.了解核外电子分层排布的规律，会画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”核心素养的发展。 一、原子的构成　质量数 1．原子的构成 2．质量数 (1)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，用A表示。 (2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 二、原子核外电子排布 1．电子层的含义 多电子原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，人们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 2．电子层表示方法 电子层n 1 2 3 4 5 6 7 字母 K L M N O P Q 3．电子的能量与运动区域 (1)在离核较近的区域内运动的电子能量较低。 (2)在离核较远的区域内运动的电子能量较高。 (3)离核最近的电子层是K层，该电子层上的电子的能量最低。 4．原子核外电子的排布规律 (1)电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 (2)原子核外第n层最多容纳2n2个电子。 (3)原子最外层电子数最多只有8个(K层为最外层时最多只有2个)。 5．原子结构示意图 　以Na原子为例： 　判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)原子中的质子数与核外电子数一定相等。(　　) (2)原子的质量数就是原子的相对原子质量。(　　) (3)能量高的电子在离核近的区域内运动。(　　) (4)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。(　　) (5)原子的次外层电子数都是8。(　　) (6)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍。(　　) (7)Mg的原子结构示意图为。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)× 启思研讨　教师独具内容 植物生长需要养分，土壤所能提供的养分是有限的，因此要靠施肥来补充，钾肥具有促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏等功能。常见的钾肥有硫酸钾(K2SO4)、氯化钾(KCl)等。 [问题探究] 1．已知某O原子的质量数为16，则其质子数、中子数、核外电子数分别是什么？它们之间有何数量关系？ 提示：质子数、中子数、核外电子数均为8；质子数＝核外电子数，质子数＋中子数＝质量数。 2．请用原子结构示意图表示S原子的核外电子排布，并指出其能量最低的电子层是哪层，能量最高的电子层有几个电子。 提示：，S原子中能量最低的电子层是K层，能量最高的电子层有6个电子。 3．K的原子结构示意图能否写成？请利用原子核外电子的排布规律做出解释。 提示：不能。写成违反了最外层中的电子数不超过8个的规律，应写成。 知识点一　组成原子的有关粒子间的关系 1．核电荷数决定元素的种类，核电荷数(即质子数)和中子数共同决定原子的种类。 2．有关粒子间的关系 (1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 (2)中性原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。 (3)阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数。 (4)阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。 3．粒子符号()中各数字的含义 如：由可知过氧根离子中，氧原子的质量数为16，质子数为8，中子数＝16－8＝8，每个过氧根离子带2个单位负电荷、含2个－1价的氧原子。 4．原子的质量数与相对原子质量的关系 (1)联系：如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对原子质量在数值上与原子的质量数近似相等。 (2)区别：原子的相对原子质量一般不是正整数，而原子的质量数是该原子的质子数和中子数的代数和，都是正整数。 [练1]　下列关于X－说法正确的是(　　) A.X－的质子数为b B.X－的电子数为a C.X－的质量数为a＋b D．一个X原子的质量约为 g 答案：D [练2]　核内中子数为N的离子R2＋，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量为 (　　) A.(A－N＋8) mol B.(A－N＋10) mol C．(A－N＋2) mol D.(A－N＋6) mol 答案：A 知识点二　核外电子的排布规律 1．原子核外电子排布规律——“四最” 一个最低 能量最低原理：核外电子一般总是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→……的顺序排列 三个最多 各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32 最外层最多容纳的电子数为8个(K层为最外层时最多容纳2个) 次外层最多能容纳的电子数为18个 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。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，最多只能排布8个电子。 2．最外层8个电子(K层为最外层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式(得失电子或形成共用电子对)使其结构趋于稳定。 [知识拓展]　 1．离子结构示意图 (1)非金属元素的原子得电子形成简单阴离子时，电子层数不变，一般最外层达8e－稳定结构。如 (2)1～20号元素中的金属原子失去最外层电子形成简单的阳离子时，电子层数比原子少一个，次外层变为最外层，达8e－(或2e－)稳定结构。如 2．具有特定电子总数的粒子 具有10电子、18电子的微粒有很多种，可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒，也可以是多核微粒。 (1)10电子微粒 (2)18电子微粒 3．根据核外电子排布特点进行元素(1～18号)推断 (1)原子核中无中子的原子：H。 (2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na。 (3)最外层有两个电子的原子：Be、Mg、He。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar。 (5)最外层电子数是次外层电子数两倍的原子是C；三倍的是O；四倍的是Ne。 (6)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的原子：Be。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、Si。 (9)内层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。 [练3]　下列关于核外电子排布的说法不正确的是(　　) A．第二电子层最多容纳的电子数为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。 [练4]　按要求填空。 (1)某元素原子K层和M层电子数相同，该元素的元素符号是________。 (2)某元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，该元素的元素名称是________。 (3)某元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素的原子结构示意图是______________。 答案：(1)Mg　(2)氧　(3) 本课总结 随堂提升 1．某＋2价阳离子(M2＋)含24个电子，它的质量数为56，则该离子中核内中子数是(　　) A．24 B．30 C．32 D．34 答案：B 解析：该元素原子核外电子数为24＋2＝26，即质子数为26，故该离子核内中子数为56－26＝30。 2．下列说法符合原子核外电子排布基本规律的是(　　) A．核外电子总是优先排在能量最低的电子层上 B．K层是能量最高的电子层 C．L电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18 D．各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2 答案：A 3．核电荷数小于18的元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为2a＋1。下列有关元素X的说法中，不正确的是(　　) A．元素X的原子核内质子数可能为2a2－1 B．元素X形成的单质既具有氧化性又具有还原性 C．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数) D．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用 答案：C 解析：核电荷数小于18的元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为2a＋1，2a＋1≤8，则a≤3.5，讨论：当a＝1时，最外层电子数为3，不符合核外电子排布规律；当a＝2时，最外层电子数为5，则X的核电荷数为7，此时X是N；当a＝3时，最外层电子数为7，则X的核电荷数为17，X是Cl。X的质子数可能为7或17，符合2a2－1，A正确；N2和Cl2中元素均显0价，处于中间价态，故二者具有氧化性和还原性，B正确；若X为Cl, Cl－的最外层有8个电子，不符合2n2，C错误；若X是Cl，Cl元素形成的化合物，如HClO、ClO2等都有强氧化性，具有杀菌消毒作用，D正确。 4．下列各组粒子：①H3O＋、NH、Na＋；②OH－、NH、F－；③O2－、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O。具有相同质子数和电子数的组合是(　　) A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 答案：C 5．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断： (1)三种元素的元素符号： A________；B________；C________。 (2)画出三种元素的原子结构示意图： A__________；B__________；C__________。 答案：(1)C　Si　Cl　(2)　　 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．下列微粒中，最外层是8个电子，并与H＋相差两个电子层的是(　　) A．H－ B．Mg2＋ C．S2－ D．Li＋ 答案：B 2．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(　　) 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 答案：D 3．A原子的质子数和中子数相同，其阳离子An＋核外共有x个电子，则A的质量数为(　　) A．2(x－n) B．2(x＋n) C．2x D．x＋n＋2 答案：B 4．某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的m(m>1)倍，则该元素原子的核外电子总数为(　　) A．2m B．2m＋10 C．2m＋2 D．m＋2 答案：C 解析：由原子核外电子排布的一般规律可知，最外层电子数不超过8，由于最外层电子数是次外层电子数的m(m＞1)倍，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，则该元素原子的核外电子总数为2m＋2。 5．某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的符号是(　　) A．Li B．Si C．Al D．K 答案：B 6．在离子RO中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目为(　　) A．A－x＋n＋48 B．A－x＋n＋24 C．A－x－n－24 D．A＋x－n－24 答案：B 解析：O原子中含有核外电子数和质子数均为8，则R中的质子数为x－n－3×8＝x－n－24。已知R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目为A－x＋n＋24。 7．已知带有2个单位正电荷的粒子X2＋，它的质量数等于137，中子数是81，则其核外电子数为(　　) A．56 B．54 C．58 D．137 答案：B 解析：X原子失去2个电子形成X2＋，该过程中质子数和中子数不变，X2＋的质量数为137，则其质子数＝质量数－中子数＝137－81＝56，故X2＋的核外电子数＝56－2＝54。 8．M和N的离子M2＋和N2－具有相同的电子层结构，则下列说法正确的是(　　) A．M原子比N原子多一个电子层 B．M的原子序数比N小 C．M和N原子的电子层数相等 D．M和N原子最外层电子数相等 答案：A 9．当第n电子层作为原子的最外层时，其最多容纳的电子数与(n－1)层相同；当n作为次外层时，其最多容纳的电子数比(n－1)层最多容纳的电子数多10个。n等于(　　) A．4 B．3 C．2 D．1 答案：B 解析：当第n层为最外层时，最多容纳8个电子，所容纳电子数与(n－1)层相同，则(n－1)层最多容纳8个电子，即(n－1)层为第2层，n层为第3层。 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 10．下列说法正确的是(　　) A．所有原子都由质子、中子和核外电子构成 B．只要知道粒子的质子数，就一定能确定它是什么元素 C．由于质量数＝质子数＋中子数，所以电子是没有质量的 D．分子的质子数等于该分子中各原子质子数之和 答案：D 解析：1H不含中子，故A不正确；粒子包括原子、分子(单原子或多原子分子)、离子(单核或多核离子)等，故B不正确；在计算质量数时，由于电子的质量比质子、中子的质量小得多而被忽略，并不是电子没有质量，C不正确。 11.He是核聚变的重要原料，主要存在于月球上，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.He比He少一个中子 B．氦元素的近似相对原子质量为3 C.He的相对原子质量为 D.He的摩尔质量为2bNA g·mol－1 答案：AC 12．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．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．某原子的核电荷数与最外层电子数可能相等 答案：B 解析：当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8×4，B错误。 13．下列叙述中正确的是(　　) A．某阴离子和某阳离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属阳离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 答案：D 解析：某阴离子和某阳离子，若其质子数相同则电子数一定不同，A错误；金属阳离子不一定具有稀有气体元素原子的电子层结构，如Fe2＋最外层有14个电子，B错误；两种微粒的电子层结构相同，则化学性质不一定相同，如氯离子和氩原子，C错误；两种原子的电子层结构相同，即电子数相同，质子数相同，则一定属于同种元素，D正确。 14．下列说法正确的是(　　) A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子 B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 C．F－、Na＋、Al3＋是与氖原子具有相同电子层结构的离子 D．某主族元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 答案：CD 解析：某微粒核外电子排布为2、8、8结构，不一定是氩原子，可能是氯离子、钾离子等，故A错误；最外层电子达到稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子，也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子，故B错误。 三、非选择题 15．已知A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大，A原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素在地壳中含量最多；C原子最外层电子数与B原子最外层电子数相等，且C原子比B原子多一个电子层；D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3。试回答下列问题： (1)写出四种元素的名称：A________；B____________；C____________；D____________。 (2)B原子的结构示意图为________。 (3)C的阴离子的结构示意图为________。 答案：(1)碳　氧　硫 　氯　(2)　 (3) 解析：(1)B元素在地壳中含量最多，则B为氧元素；C原子最外层电子数与B原子最外层电子数相等，且C原子比B原子多一个电子层，则C为硫元素；A原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，其原子序数小于氧，则A有2个电子层，最外层有4个电子，A为碳元素；D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3，则D原子最外层含有的电子数为10－3＝7，则D为氯元素。 16．某简单微粒的结构示意图为，且x、y均为不大于20的正整数，据此回答下列问题： (1)若该微粒一般情况下不与其他元素的原子反应，这种微粒的符号是________。 (2)若该微粒有很强的氧化性，且只需得到一个电子就能达到稳定结构，这种微粒的结构示意图为________。 (3)若该微粒为正一价阳离子，且对应的碱为可溶性强碱，则x＝______，y＝______。 (4)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。 (5)当y＝8时，粒子可能为(填粒子符号)________、________、________、________、________。 答案：(1)Ar　(2)　(3)19　8　 (4)原子 (5)Ar　Cl－　S2－　K＋　Ca2＋(合理即可) 解析：(4)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核内质子数等于核外电子数，所以该粒子为原子。 17．已知元素X、Y、Z、W的质子数依次增大且质子数都小于18，并且X、Y的质子数之和等于Z的质子数。X原子的电子层数与它的核外电子总数相同；Z原子有两个电子层，外层电子数是内层电子数的3倍；常温下，W的单质为气态且W的质子数大于Y、Z的质子数之和。根据所学知识，回答下列问题： (1)X是________(填元素符号，下同)，W是________；Y的原子结构示意图为________。 (2)由Y和Z组成且Y和Z的质量之比为7∶4的化合物的分子式是________。 (3)X、Z可以形成两种化合物A和B。A中两原子个数之比为2∶1，则A的摩尔质量是________g·mol－1。B中两原子个数之比为1∶1，实验室常用B制备少量的Z的单质，写出该反应的化学方程式：______________________________________。 (4)W的常见化合物XWZ不稳定，光照易分解，分解后的产物为____________(填化学式)，由W、Z和钙元素形成的盐Ca(WZ)2可作______________。 答案：(1)H　Cl　　(2)N2O (3)18　2H2O22H2O＋O2↑ (4)HCl、O2　消毒剂(或漂白剂) 18．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知： ①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。 请回答： (1)写出B＋和E反应的离子方程式：______________________________。 (2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：__________(写分子式)。 (3)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：__________。 答案：(1)H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(2)CH4、HF(答案合理即可)　 (3)Na＋、Mg2＋(答案合理即可) 14 学科网（北京）股份有限公司 $