4.3 核外电子排布（教学课件） 化学沪科版必修第一册

该高中化学课件聚焦核外电子排布规律、结构示意图和电子式、核外电子排布与元素周期律，通过“电子为何绕核运动”的问题导入，构建从电子运动特点到排布规律，再到表示方法及与周期律关联的学习支架。 其亮点在于设计“阅读回答”“思考讨论”等互动环节，结合典型范例（如微粒电子数判断）和问题链（如影响微粒半径因素），培养科学思维与科学探究能力。结构化的知识呈现和分层练习，助力学生构建微观与宏观联系，也为教师提供清晰的教学路径。

第4章 原子结构和化学键 4.3 核外电子排布 沪科版2020必修第一册 结构示意图和电子式 2 核外电子排布的规律 1 知识导航 核外电子排布与元素周期律 3 知识导航 明·学习目标 1.了解核外电子运动的特点； 2.理解核外电子排布的规律； 3.学会书写原子和离子的结构示意图和电子式； 4.运用原子结构解释元素性质的递变规律。 为啥电子总围着原子核转？既不跑远也不靠近核？ 引·新课导入 01 核外电子排布的规律 核外电子排布的规律 【阅读回答】阅读教材，什么是电子层？如何表示电子层？ 1.电子层 (1)概念：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，也称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 N M L K 原子核 +11 2 8 1 K L M Na 电子层数 (n) 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 离核距离 电子的能量 最多容纳电子数 K层 L层 M层 N层 O层 P层 Q层 远 近 高 低 2 8 ? ? ? ? ? 探·知识奥秘 6 核外电子排布的规律 2n2 2 18 8 探·知识奥秘 7 核外电子排布的规律 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第n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。 探·知识奥秘 8 1.下列微粒中：①12Mg2＋　② 　 ③Cl－　④O2－，核外电子总数相同的是 A.②③④ B.①②④ C.①②③ D.①②③④ 10 10 10 18 B 析·典型范例 9 2.有aXn+和bYm-两种元素的简单离子,若它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是 A.b-a=n+m B.a-b=n+m C.b-a=n-m D.a+b=n-m 核外电子排布相同，电子总数相同 B 析·典型范例 10 02 结构示意图和电子式 结构示意图和电子式 1.核外电子排布的表示方法 原子(或离子)结构示意图 粒子符号 原子核 质子数(或核电荷数) 电子层 该电子层上的电子数 +11 2 8 1 Na 【评价训练】画出下列原子或离子的结构示意图 ①S： ，S2－： ； ②Ca： ，Ca2＋： 。 探·知识奥秘 结构示意图和电子式 【问题1】M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。 【问题2】在1～20号元素的原子中： (1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 。 (2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有 ，3倍的原子有 。 (3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有 。 (4)电子层数与最外层电子数相等的原子有 。 Be、Ar C O Li、Si H、Be、Al 探·知识奥秘 结构示意图和电子式 核外电子数总数相同的微粒可以是分子，原子，也可以是离子；可以是单核微粒，也可以是多核微粒。 (1)常见的10e－微粒 F－、O2－、N3－、OH－ HF、H2O、NH3、CH4 Na+、Mg2+、Al3+、、H3O+ 探·知识奥秘 结构示意图和电子式 (2)常见的18e－微粒 H2S F2 K+、Ca2+ 探·知识奥秘 1.今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是 A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子 C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子 C 析·典型范例 2.下列微粒结构示意图错误的是 A．Cl－的结构示意图： B．钠离子的结构示意图： C．S2－的结构示意图： D．镁离子的结构示意图： D 析·典型范例 03 核外电子排布与元素周期律 核外电子排布与元素周期律 通过对碱金属元素、卤素的原子结构和性质的研究，我们已经知道元素周期表中同主族元素的性质有着相似性和递变性。 那么，周期表中同周期元素的性质有什么变化规律呢？ 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 1.原子最外层电子排布变化规律 周期 原子序数 电子层数 最外层电子数 结论 一 1~2 1 1→2 同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8) 二 3~10 三 11~18 规律：随着原子序数的递增，元素原子的____________________________ 1→8 1→8 核外电子排布呈现周期性变化 2 3 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 周期 原子序数 原子半径(nm) 结论 一 1~2 …… 同周期由左向右元素的_________________(不包括稀有气体) 二 3~9 0.152→0.071_______ 三 11~17 0.186→0.099_______ 规律：随着原子序数的递增，元素的原子____________________ 大→小 大→小 原子半径逐渐减小 半径呈现周期性变化 2.原子半径的变化规律(稀有气体除外) 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 （1）为什么同主族元素的原子，从上到下，半径逐渐增大？为什么同周期元素的原子，从左到右，半径逐渐减小？你能归纳出影响微粒半径大小的因素吗？ 不一定，如第二周期的Li比第三周期的S、Cl等原子半径大。 【思考讨论】请同学们思考下列问题并回答： 原子半径逐渐减小 原子半径逐渐增大 （一看）电子层数：电子层数越多，半径越大， 如r(K)>r(Na) （二看）核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，如r(N3－)>r(O2－) （三看）核外电子数：电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大，如r(Cl－)>r(Cl) （2）电子层数多的元素原子半径一定大于电子层数少的元素吗？ 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 【思考交流】主族元素的最高化合价等于其族序数，这句话对吗？为什么？ 不对。主族元素形成最高化合价时，失去(或偏移)最外层的全部电子达到稳定结构，但O、F元素因原子半径很小，非金属性很强，所以在反应中不能失去(或偏移)最外层的全部电子，故O元素没有最高正化合价、F元素无正价。 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 周期 原子序数 主要化合价 结论 一 1~2 ＋1→0 ①同周期由左向右元素的_________________(＋1→＋7，O和F无最高正价)； ②元素的最低负价由____________价逐渐升高至_____________价；最高正价＋|最低负价|＝8 二 3~10 最高价________(不含O、F) 最低价________ 三 11~18 最高价________ 最低价________ 规律：随着原子序数的递增，元素的_________________________ ＋1→＋5 －4→－1→0 最高正价逐渐升高 ⅣA族的－4 ⅦA族的－1 主要化合价呈现周期性变化 3.元素的主要化合价 ＋1→＋7 －4→－1→0 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 根据课本中信息，以原子序数为横坐标，元素主要化合价为纵坐标，绘作成折线图。 7 8 6 4 5 3 1 2 0 ＋6 ＋7 ＋5 ＋3 ＋4 ＋2 0 ＋1 −1 −3 −2 最外层电子数 原子序数 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 化合价 −4 9 8 非金属元素：最高正价＋|最低负价|＝8 主族元素：最高正价＝主族序数＝最外层电子数（O、F除外） 随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现由+1到+7、最低负价呈现由－4到－1的周期性变化 微点拨 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 1.主族元素主要化合价的确定方法 (1)最高正价＝主族序数＝最外层电子数(O、F除外)。 (2)最低负价＝最高正价－8(H、O、F除外)。 (3)H的最高正价为＋1，最低正价为－1；O无最高正价；F无正化合价。 2.氢化物及其最高价含氧酸的关系   ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 氢化物 RH4 RH3 H2R HR 最高价氧化物对应的水化物 H2RO3或H4RO4 H3RO4或HRO3 H2RO4 HRO4 微点拨 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 4.同周期元素性质递变规律 Na Mg Al Si P S Cl 减弱 增强 同一周期从左到右，元素金属性逐渐_____，非金属性逐渐_____。 5.元素周期律 (1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。 (2)实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 6.元素周期表的金属区和非金属区 【思考讨论】结合元素周期表，回答问题： (1)表中元素金属性和非金属性变化规律？ 增 强 金属 非金属 增强 增强 增 强 既表现金属性，又表现出一定非金属性，所以无严格界线。 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 【思考讨论】结合元素周期表，回答问题： (2) 金属区和非金属区是如何分布的？指出金属性、非金属性最强的元素(放射性元素除外)以及碱性(或酸性)最强的最高价氧化物对应的水化物。 金属位于分界线的左下方，非金属位于分界线的右上方 金属性最强：Cs，最高价氧化物对应水化物的碱性最强：CsOH 非金属性最强：F，但最高价氧化物对应水化物的酸性最强的为：HClO4(F无正价) 金属 非金属 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期律 原子结构的周期性变化 元素性质的周期性变化 元素周期律 原子核外电子排布 原子半径 主要化合价 元素性质的周期性变化是 呈周期性变化的必然结果。 元素金属性和非金属性 内容 随着原子序数的递增而呈周期性的变化，这一规律叫做元素周期律。 归纳 决定 实质 随着原子 序数的递增 呈周期性变化 元素的性质 内容 微点拨 探·知识奥秘 1.下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是 A.非金属性：O＞N＞P B.酸性：H2SO3＞H2SiO3＞H2CO3 C.碱性：KOH＞NaOH＞LiOH D.热稳定性：HF＞HCl＞HBr B 析·典型范例 2.试比较下列微粒的半径大小(填“＞”“＜”或“＝”)。 (1)Mg______Ca______K； (2)Fe3＋______Fe2＋______Fe； (3)S2－______Cl－______Na＋______Mg2＋。 ＜ ＜ ＜ ＜ ＞ ＞ ＞ 析·典型范例 理·核心要点 4.3 核外电子排布 结构示意图和电子式 核外电子排布的规律 核外电子运动的 特点 核外电子排布的 规律 结构示意图 电子式 核外电子排布与元素周期律 1.下列事实不能用元素周期律解释的是 A．非金属性：N＜O＜F B．碱性：Al(OH)3＜Mg(OH)2＜NaOH C．稳定性：HI＜HBr＜HCl D．酸性：H2SO3＞H2CO3＞HClO D 练·技能实战 2.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_________。 C Si Cl 练·技能实战 3.某元素的气态氢化物化学式为HR，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为 A.HRO B.HRO2 C.HRO3 D.HRO4 D 练·技能实战 4.元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法错误的是 A．若X+和Y2-白的核外电子层结构相同，则原子序数：X>Y B．硫、硒为同主族元素，因此硒的主要化合价有-2、＋4、＋6 C．Cs和Ba分别位于第六周期IA和IIA族，碱性：CsOH>Ba(OH)2 D．常温下，形状和大小相同的镁和铝与浓度相同的盐酸反应，镁更剧烈 C 练·技能实战 5.运用元素周期表和元素周期律回答下列问题： (1)比较不同周期，不同主族元素的性质(填“＞”或“<”，下同) 例如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则碱性：Mg(OH)2 Al(OH)3、 Ca(OH)2 Mg(OH)2，所以碱性：Ca(OH)2 Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如已知Ca(OH)2微溶于水、Mg(OH)2难溶于水，可推知Be(OH)2 溶于水。 根据卤素元素的性质递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢 化合，HAt不稳定，其水溶液呈 性，AgAt 溶于水等。 ＞ ＞ ＞ 难 难 酸 难 练·技能实战 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版2020必修第一册 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 $