4.3 核外电子排布（导学案）化学沪科版2020必修第一册

4.3 核外电子排布 一、知识目标 1.了解核外电子运动的特点，理解电子层的概念，掌握不同电子层的表示及能量关系。 2.理解核外电子排布的规律，包括能量最低原理、各电子层最多容纳电子数的规则。 3.学会书写原子和离子的结构示意图和电子式，掌握常见、微粒。 4.运用原子结构解释元素性质的递变规律，掌握元素周期律的内容和实质。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识元素性质的周期性变化，从微观上理解核外电子排布的周期性是元素性质周期性变化的本质原因。 2.证据推理与模型认知：通过对元素性质和原子结构的分析，建立元素周期律的模型，培养逻辑推理能力。 3.科学探究与创新意识：通过思考讨论、问题探究，培养学生的探究精神和创新思维，提高解决化学问题的能力。 一、学习重点 1.核外电子排布的规律。 2.原子和离子结构示意图及电子式的书写。 3.元素周期律的内容和实质。 二、学习难点 1.核外电子排布规律的应用。 2.元素性质递变规律的解释。 3.影响微粒半径大小因素的归纳。 一、电子层 在含有多个电子的原子里，电子分别在______的区域内运动。我们把不同的区域简化为____________，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： 二、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 离核远近 由______到______ 能量高低 由______到______ 三、核外电子排布规律 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 （1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从______排起，当一层充满后再填充下一层。 （2）数量规律 ①原子核外各电子层最多容纳______个电子。 ②原子最外层电子数不能超过______(K层为最外层时不能超过______)，次外层电子数不能超过______，倒数第三层电子数不能超过______。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过______个。 四、核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示____________。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示______。 ③弧线上的数字表示该电子层上的______。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外______。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数______。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数______。 如FF－ 五、核外电子排布与元素性质的关系 ①金属元素原子的最外层电子数一般______4，较易______电子，形成______离子，表现出______性，在化合物中显______化合价。 ②非金属元素原子的最外层电子数一般____________4，较易______电子，活泼非金属原子易形成______离子，表现出______性，在化合物中主要显______化合价。 ③稀有气体元素的原子最外层为______电子(氦为______电子)稳定结构，______失去或得到电子，通常表现为______价。 （一）核外电子排布的规律 1. 电子层的概念及表示 问题探究：请大家阅读教材，思考什么是电子层？如何表示电子层？ o答案： 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。 电子层可以用电子层数、电子层符号来表示，电子层数依次为、、、、、、，对应的电子层符号分别为、、、、、、。离核距离由近到远，电子的能量由低到高，各电子层最多容纳电子数不同，层最多容纳个，层最多容纳个等。 问题思考：下列关于电子层的说法正确的是（ ） A. 电子层就是电子运动的轨迹 B. 电子层数越多，电子离核越近 C. 层是能量最低的电子层 D. 电子层的符号是、、、…… o答案：C o讲解：电子层是对电子运动区域的一种简化表示，不是电子运动的轨迹，A选项错误；电子层数越多，电子离核越远，B选项错误；层离核最近，是能量最低的电子层，C选项正确；电子层的符号是、、、、、、，D选项错误。 问题思考：某元素原子的电子层数为，则该元素原子的电子层符号从内到外依次为（ ） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 o答案：A o讲解：电子层数为、、时，对应的电子层符号分别为、、，所以电子层数为的元素原子，电子层符号从内到外依次为、、，A选项正确。 2. 电子分层排布规律 问题探究：电子在各电子层是如何排布的呢？请大家阅读教材相关内容，总结电子分层排布的规律。 o答案： 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，即按顺序排列。 电子层最多容纳的电子数： 第层最多容纳个电子。如、、、层最多容纳的电子数分别为、、、。 最外层电子数目最多不能超过个（层为最外层时不能超过个）。 次外层最多能容纳的电子数不超过个。 问题思考：某元素原子的最外层电子数为，则该元素（ ） A. 一定是金属元素 B. 一定是ⅡA族元素 C. 一定是稀有气体元素 D. 可能是金属元素，也可能不是金属元素 o答案：D o讲解：最外层电子数为的元素可能是ⅡA族元素（金属元素），也可能是（稀有气体元素），还可能是过渡元素等，所以可能是金属元素，也可能不是金属元素，D选项正确。 问题思考：某元素原子的核外电子排布为层个，层个，层个，则该元素原子的质子数为（ ） A. B. C. D. o答案：A o讲解：原子的质子数等于核外电子数，该元素原子层个，层个，层个，所以核外电子总数为，则质子数也为，A选项正确。 （二）结构示意图和电子式 1. 核外电子排布的表示方法 问题探究：请大家观察教材上原子（或离子）结构示意图的示例，总结其各部分的含义。 o答案：原子（或离子）结构示意图中，粒子符号表示该原子或离子；原子核用小圆圈表示，里面的数字表示质子数（或核电荷数）；弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 问题思考：画出下列原子或离子的结构示意图： o①： ，： ； o②： ，： 。 o答案：略（需要学生自己动手画出，教师可在课堂展示和点评） 问题思考：下列微粒结构示意图中，表示阳离子的是（ ） o答案：C o讲解：阳离子是原子失去电子形成的，质子数大于核外电子数。A选项质子数等于核外电子数，为原子；B选项质子数小于核外电子数，为阴离子；C选项质子数大于核外电子数，为阳离子；D选项质子数等于核外电子数，为原子。所以答案选C。 问题思考：某粒子的结构示意图为 ，则该粒子（ ） A. 一定是阳离子 B. 一定是阴离子 C. 一定是原子 D. 可能是原子，也可能是离子 o答案：D o讲解：当时，该粒子为原子；当时，该粒子为阳离子；当时，该粒子为阴离子。所以该粒子可能是原子，也可能是离子，D选项正确。 2. 相关问题讨论 问题探究：层最多可容纳个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 ？ o答案：原子核外电子排布每层最多容纳个电子，故层最多可容纳个电子，但层作为最外层时，最多不超过个电子。 问题探究：在号元素的原子中： o（1）最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 。 o（2）最外层电子数是次外层电子数倍的原子有 ，倍的原子有 。 o（3）次外层电子数是最外层电子数倍的原子有 。 o（4）电子层数与最外层电子数相等的原子有 。 o答案： （1）、。 （2）；。 （3）、。 （4）、、。 问题思考：下列说法正确的是（ ） A. 某原子最外层电子数是次外层电子数的倍，则该原子一定是碳元素 B. 某原子最外层电子数是次外层电子数的倍，则该原子一定是氧元素 C. 某原子次外层电子数是最外层电子数的倍，则该原子一定是锂元素 D. 某原子电子层数与最外层电子数相等，则该原子一定是氢元素 o答案：B o讲解：最外层电子数是次外层电子数倍的原子可能是碳元素，也可能是其他元素（如在某些激发态下），A选项错误；最外层电子数是次外层电子数倍的原子只能是氧元素，B选项正确；次外层电子数是最外层电子数倍的原子可能是锂元素，也可能是硅元素，C选项错误；电子层数与最外层电子数相等的原子可能是氢元素、铍元素、铝元素等，D选项错误。所以答案选B。 （三）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 问题探究：请大家观察教材上关于不同周期原子最外层电子数的表格，总结其变化规律。 o答案：随着原子序数的递增，同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加（），元素原子的核外电子排布呈现周期性变化。 问题思考：下列关于原子最外层电子排布的说法正确的是（ ） A. 同一周期元素原子的最外层电子数一定相同 B. 同一主族元素原子的最外层电子数一定相同 C. 最外层电子数为的粒子一定是稀有气体元素的原子 D. 最外层电子数为的原子一定是金属元素的原子 o答案：B o讲解：同一周期元素原子的最外层电子数从左到右逐渐增加，A选项错误；同一主族元素原子的最外层电子数一定相同，B选项正确；最外层电子数为的粒子可能是稀有气体元素的原子，也可能是离子，C选项错误；最外层电子数为的原子可能是金属元素的原子（如），也可能是非金属元素的原子（如），D选项错误。所以答案选B。 问题思考：在第三周期中，原子最外层电子数从递增到的元素依次是（ ） A. 、、、、、、、 B. 、、、、、、、 C. 、、、、、、、 D. 、、、、、、、 o答案：A o讲解：第三周期的元素是从到，原子最外层电子数从递增到，A选项正确；B选项是第四周期的部分元素；C选项是第一、二周期的部分元素；D选项是第四周期的部分元素。所以答案选A。 2. 原子半径的变化规律 问题探究：请大家观察教材上关于不同周期原子半径的表格，总结原子半径的变化规律。 o答案：随着原子序数的递增，同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小（不包括稀有气体），元素的原子半径呈现周期性变化。 问题探究：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？ o答案： 影响微粒半径大小的因素： （一看）电子层数：电子层数越多，半径越大，如。 （二看）核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，如。 （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。 问题思考：下列微粒半径大小比较正确的是（ ） A. B. C. D. o答案：B o讲解：同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，所以，A选项错误；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，所以，B选项正确；同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，所以，C选项错误；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，所以，D选项错误。所以答案选B。 问题思考：已知、、、都具有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是（ ） A. B. C. D. o答案：B o讲解：、、、都具有相同的电子层结构，则、在同一周期且在的右边，、在同一周期且在的右边。同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，所以原子半径，B选项正确。 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＞H₂SiO₃＞H₂CO₃ 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_________。 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 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⁻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 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。 一、1~20号元素原子核外电子排布特征 1.最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2.最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3.最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系的情况 （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1/2的原子：Li、Si。 4.最外层电子数与电子层数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=电子层数1/2的原子：Li、Ca。 （2）最外层电子数=电子层数的原子：H、Be、Al。 （3）最外层电子数=电子层数2倍的原子：He、C、S。 （4）最外层电子数=电子层数3倍的原子：O。 5. 最外层电子数=内层电子数1/2的原子：Li、P。 6.原子核内无中子的原子： 。 二、1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 三、常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 1.下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 2.某元素原子的最外层电子数与次外层电子数相同，且最外层电子数与次外层电子数之和小于 8，它是 A．锂 B．铍 C．氦 D．钙 3.有、两种元素，已知元素的核电荷数为，且与的电子排布完全相同，则元素的质子数为 A． B． C． D． 4.下列各组微粒中，具有相同电子数的一组是 A．Na、Mg2+、Al3+ B．F-、OH-、H3O+ C．S、Cl-、Ar D．CH4、NH3、H2S 5.如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同，则下列正确的是 A． B． C． D． 6.某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是K层电子数的2倍，则该元素的符号是 A．Li B．Si C．Al D．K 7.用A+、B－、C2−、D、E、F、G分别表示含有10个电子的七种微粒(离子或分子)，回答下列问题：(提示：多核即由多个原子组合形成的微粒) （1）如果A+、 B－、C2− 是单核离子，则A元素是 、B元素是 、C元素是 (用元素符号表示)； （2）如果A+、B－是多核常见离子，则A+ 离子符号可以为 或 ；B-离子符号为 。 （3）已知D、E、F、 G均是含有10个电子的分子。 ①D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 ； ②E是所有10个电子微粒中最稳定的单原子分子，化学性质极不活泼，其分子式为 ； ③F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为 ； ④G分子含有4个原子，其易溶于水，水溶液呈 (填“酸性”、 “碱性”或“中性”)，原因是 。 （4）写出一个由10个电子多核微粒之间相互反应生成10个电子多核微粒的离子反应方程式： (请用方程式加以说明) 8.用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题： （1）A元素是 、B元素是 、C元素是 (用元素符号表示)。 （2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 。 （3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是 。 （4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是 。 （5）G分子中含有4个原子，其分子式是 。 （6）H分子中含有8个原子，其分子式是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.3 核外电子排布 一、知识目标 1.了解核外电子运动的特点，理解电子层的概念，掌握不同电子层的表示及能量关系。 2.理解核外电子排布的规律，包括能量最低原理、各电子层最多容纳电子数的规则。 3.学会书写原子和离子的结构示意图和电子式，掌握常见、微粒。 4.运用原子结构解释元素性质的递变规律，掌握元素周期律的内容和实质。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识元素性质的周期性变化，从微观上理解核外电子排布的周期性是元素性质周期性变化的本质原因。 2.证据推理与模型认知：通过对元素性质和原子结构的分析，建立元素周期律的模型，培养逻辑推理能力。 3.科学探究与创新意识：通过思考讨论、问题探究，培养学生的探究精神和创新思维，提高解决化学问题的能力。 一、学习重点 1.核外电子排布的规律。 2.原子和离子结构示意图及电子式的书写。 3.元素周期律的内容和实质。 二、学习难点 1.核外电子排布规律的应用。 2.元素性质递变规律的解释。 3.影响微粒半径大小因素的归纳。 一、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，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： 二、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 三、核外电子排布规律 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 （1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，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）数量规律 ①原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 ②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 四、核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ 五、核外电子排布与元素性质的关系 ①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。 ②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氧化性，在化合物中主要显负化合价。 ③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 （一）核外电子排布的规律 1. 电子层的概念及表示 问题探究：请大家阅读教材，思考什么是电子层？如何表示电子层？ o答案： 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。 电子层可以用电子层数、电子层符号来表示，电子层数依次为、、、、、、，对应的电子层符号分别为、、、、、、。离核距离由近到远，电子的能量由低到高，各电子层最多容纳电子数不同，层最多容纳个，层最多容纳个等。 问题思考：下列关于电子层的说法正确的是（ ） A. 电子层就是电子运动的轨迹 B. 电子层数越多，电子离核越近 C. 层是能量最低的电子层 D. 电子层的符号是、、、…… o答案：C o讲解：电子层是对电子运动区域的一种简化表示，不是电子运动的轨迹，A选项错误；电子层数越多，电子离核越远，B选项错误；层离核最近，是能量最低的电子层，C选项正确；电子层的符号是、、、、、、，D选项错误。 问题思考：某元素原子的电子层数为，则该元素原子的电子层符号从内到外依次为（ ） A. 、、 B. 、、 C. 、、 D. 、、 o答案：A o讲解：电子层数为、、时，对应的电子层符号分别为、、，所以电子层数为的元素原子，电子层符号从内到外依次为、、，A选项正确。 2. 电子分层排布规律 问题探究：电子在各电子层是如何排布的呢？请大家阅读教材相关内容，总结电子分层排布的规律。 o答案： 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，即按顺序排列。 电子层最多容纳的电子数： 第层最多容纳个电子。如、、、层最多容纳的电子数分别为、、、。 最外层电子数目最多不能超过个（层为最外层时不能超过个）。 次外层最多能容纳的电子数不超过个。 问题思考：某元素原子的最外层电子数为，则该元素（ ） A. 一定是金属元素 B. 一定是ⅡA族元素 C. 一定是稀有气体元素 D. 可能是金属元素，也可能不是金属元素 o答案：D o讲解：最外层电子数为的元素可能是ⅡA族元素（金属元素），也可能是（稀有气体元素），还可能是过渡元素等，所以可能是金属元素，也可能不是金属元素，D选项正确。 问题思考：某元素原子的核外电子排布为层个，层个，层个，则该元素原子的质子数为（ ） A. B. C. D. o答案：A o讲解：原子的质子数等于核外电子数，该元素原子层个，层个，层个，所以核外电子总数为，则质子数也为，A选项正确。 （二）结构示意图和电子式 1. 核外电子排布的表示方法 问题探究：请大家观察教材上原子（或离子）结构示意图的示例，总结其各部分的含义。 o答案：原子（或离子）结构示意图中，粒子符号表示该原子或离子；原子核用小圆圈表示，里面的数字表示质子数（或核电荷数）；弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 问题思考：画出下列原子或离子的结构示意图： o①： ，： ； o②： ，： 。 o答案：略（需要学生自己动手画出，教师可在课堂展示和点评） 问题思考：下列微粒结构示意图中，表示阳离子的是（ ） o答案：C o讲解：阳离子是原子失去电子形成的，质子数大于核外电子数。A选项质子数等于核外电子数，为原子；B选项质子数小于核外电子数，为阴离子；C选项质子数大于核外电子数，为阳离子；D选项质子数等于核外电子数，为原子。所以答案选C。 问题思考：某粒子的结构示意图为 ，则该粒子（ ） A. 一定是阳离子 B. 一定是阴离子 C. 一定是原子 D. 可能是原子，也可能是离子 o答案：D o讲解：当时，该粒子为原子；当时，该粒子为阳离子；当时，该粒子为阴离子。所以该粒子可能是原子，也可能是离子，D选项正确。 2. 相关问题讨论 问题探究：层最多可容纳个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 ？ o答案：原子核外电子排布每层最多容纳个电子，故层最多可容纳个电子，但层作为最外层时，最多不超过个电子。 问题探究：在号元素的原子中： o（1）最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 。 o（2）最外层电子数是次外层电子数倍的原子有 ，倍的原子有 。 o（3）次外层电子数是最外层电子数倍的原子有 。 o（4）电子层数与最外层电子数相等的原子有 。 o答案： （1）、。 （2）；。 （3）、。 （4）、、。 问题思考：下列说法正确的是（ ） A. 某原子最外层电子数是次外层电子数的倍，则该原子一定是碳元素 B. 某原子最外层电子数是次外层电子数的倍，则该原子一定是氧元素 C. 某原子次外层电子数是最外层电子数的倍，则该原子一定是锂元素 D. 某原子电子层数与最外层电子数相等，则该原子一定是氢元素 o答案：B o讲解：最外层电子数是次外层电子数倍的原子可能是碳元素，也可能是其他元素（如在某些激发态下），A选项错误；最外层电子数是次外层电子数倍的原子只能是氧元素，B选项正确；次外层电子数是最外层电子数倍的原子可能是锂元素，也可能是硅元素，C选项错误；电子层数与最外层电子数相等的原子可能是氢元素、铍元素、铝元素等，D选项错误。所以答案选B。 （三）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 问题探究：请大家观察教材上关于不同周期原子最外层电子数的表格，总结其变化规律。 o答案：随着原子序数的递增，同周期由左向右元素的原子最外层电子数逐渐增加（），元素原子的核外电子排布呈现周期性变化。 问题思考：下列关于原子最外层电子排布的说法正确的是（ ） A. 同一周期元素原子的最外层电子数一定相同 B. 同一主族元素原子的最外层电子数一定相同 C. 最外层电子数为的粒子一定是稀有气体元素的原子 D. 最外层电子数为的原子一定是金属元素的原子 o答案：B o讲解：同一周期元素原子的最外层电子数从左到右逐渐增加，A选项错误；同一主族元素原子的最外层电子数一定相同，B选项正确；最外层电子数为的粒子可能是稀有气体元素的原子，也可能是离子，C选项错误；最外层电子数为的原子可能是金属元素的原子（如），也可能是非金属元素的原子（如），D选项错误。所以答案选B。 问题思考：在第三周期中，原子最外层电子数从递增到的元素依次是（ ） A. 、、、、、、、 B. 、、、、、、、 C. 、、、、、、、 D. 、、、、、、、 o答案：A o讲解：第三周期的元素是从到，原子最外层电子数从递增到，A选项正确；B选项是第四周期的部分元素；C选项是第一、二周期的部分元素；D选项是第四周期的部分元素。所以答案选A。 2. 原子半径的变化规律 问题探究：请大家观察教材上关于不同周期原子半径的表格，总结原子半径的变化规律。 o答案：随着原子序数的递增，同周期由左向右元素的原子半径逐渐减小（不包括稀有气体），元素的原子半径呈现周期性变化。 问题探究：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？ o答案： 影响微粒半径大小的因素： （一看）电子层数：电子层数越多，半径越大，如。 （二看）核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，如。 （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。 问题思考：下列微粒半径大小比较正确的是（ ） A. B. C. D. o答案：B o讲解：同周期元素原子半径从左到右逐渐减小，所以，A选项错误；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，所以，B选项正确；同主族元素原子半径从上到下逐渐增大，所以，C选项错误；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小，所以，D选项错误。所以答案选B。 问题思考：已知、、、都具有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是（ ） A. B. C. D. o答案：B o讲解：、、、都具有相同的电子层结构，则、在同一周期且在的右边，、在同一周期且在的右边。同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，所以原子半径，B选项正确。 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＞H₂SiO₃＞H₂CO₃ 【答案】D 【解析】A．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：N＜O＜F，能用元素周期律解释，A选项不符合题意；B．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以碱性：Al(OH)₃＜Mg(OH)₂＜NaOH，能用元素周期律解释，B选项不符合题意；C．同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性越强，其氢化物越稳定，所以稳定性：HI＜HBr＜HCl，能用元素周期律解释，C选项不符合题意；D．元素周期律中比较的是最高价氧化物对应水化物的酸性，H₂SO₃不是硫元素的最高价含氧酸，不能用元素周期律解释酸性：H₂SO₃＞H₂SiO₃＞H₂CO₃，D选项符合题意。答案选D。 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_________。 【答案】（1）C；Si；Cl （2）A： ；B： ；C： 【解析】A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，由于最外层电子数不超过8个，所以A元素次外层为K层，有2个电子，最外层有4个电子，则A为碳元素，符号为C；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，L层有8个电子，M层有4个电子，则B为硅元素，符号为Si；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且质子数小于18，若次外层为K层，不符合题意，所以次外层为L层，有8个电子，最外层有7个电子，则C为氯元素，符号为Cl。原子结构示意图分别为：碳： ；硅： ；氯： 。 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 【答案】D 【解析】元素的气态氢化物化学式为HR，说明该元素最低负价为 - 1价，根据主族元素最高正价与最低负价的关系：最高正价 + |最低负价| = 8（H、O、F除外），可知该元素最高正价为 + 7价。则其最高价氧化物对应水化物中该元素化合价也为 + 7价，HRO₄中R的化合价为 + 7价，符合要求，答案选D。 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⁻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 【答案】C 【解析】A．若X⁺和Y²⁻的核外电子层结构相同，说明X失去一个电子和Y得到两个电子后电子层结构相同，则原子序数X比Y大，即X>Y，A选项正确；B．硫、硒为同主族元素，最外层电子数相同，化学性质相似，硫的主要化合价有 - 2、＋4、＋6，所以硒的主要化合价也有 - 2、＋4、＋6，B选项正确；C．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，Cs和Ba分别位于第六周期IA和IIA族，金属性Cs>Ba，金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以碱性：CsOH>Ba(OH)₂，C选项错误；D．镁的金属性比铝强，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，D选项正确。答案选C。 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。 【答案】（1）＞；＞；＞ （2）难；难；酸；难 【解析】（1）金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因为金属性：Mg＞Al，所以碱性：Mg(OH)₂＞Al(OH)₃；金属性：Ca＞Mg，所以碱性：Ca(OH)₂＞Mg(OH)₂；则碱性：Ca(OH)₂＞Al(OH)₃。（2）同一主族元素从上到下金属性逐渐增强，其氢氧化物的溶解性逐渐增大，已知Ca(OH)₂微溶于水、Mg(OH)₂难溶于水，所以可推知Be(OH)₂难溶于水。卤素元素从上到下非金属性逐渐减弱，与氢气化合越来越难，氢化物越来越不稳定，氢化物的水溶液酸性越来越强，卤化银的溶解性越来越小，所以可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水。 一、1~20号元素原子核外电子排布特征 1.最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。 2.最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。 3.最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系的情况 （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1/2的原子：Li、Si。 4.最外层电子数与电子层数存在倍数关系的情况 （1）最外层电子数=电子层数1/2的原子：Li、Ca。 （2）最外层电子数=电子层数的原子：H、Be、Al。 （3）最外层电子数=电子层数2倍的原子：He、C、S。 （4）最外层电子数=电子层数3倍的原子：O。 5. 最外层电子数=内层电子数1/2的原子：Li、P。 6.原子核内无中子的原子： 。 二、1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 三、常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 1.下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 【答案】A 【解析】A．原子核外电子在核外排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次升高，故K层电子的能量低于L层，A错误； B．原子核外电子排布遵循能量最低原则，即核外电子总是优先排在离核近的能量低的电子层里，即总是从K层开始填充，B正确； C．由核外电子排布规律可知，每一层最多排布的电子为2n2个(n为电子层序数)，故第二层即L层最多能容纳8个电子，C正确； D．原子由原子核与核外电子构成，D正确； 故答案为：A。 2.某元素原子的最外层电子数与次外层电子数相同，且最外层电子数与次外层电子数之和小于 8，它是 A．锂 B．铍 C．氦 D．钙 【答案】B 【解析】因为最外层电子数与次外层电子数之和小于8，次外层电子数不可能为8，所以只能为2，即该元素有2个电子层，每一层上都有2个电子，为铍元素；故选B。 3.有、两种元素，已知元素的核电荷数为，且与的电子排布完全相同，则元素的质子数为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A元素原子的核电荷数为a，原子中核电荷数=核内质子数=核外电子数，则其核外电子数为a；A原子得到3个电子形成A3-，则A3-的核外电子数为a+3，B原子失去n个电子形成Bn+，设B的质子数为x，由于A3-与Bn+的电子层排布相同，则：a+3=x-n，解得x=a+n+3，所以元素B的质子数为a+n+3。 答案选D。 4.下列各组微粒中，具有相同电子数的一组是 A．Na、Mg2+、Al3+ B．F-、OH-、H3O+ C．S、Cl-、Ar D．CH4、NH3、H2S 【答案】B 【解析】A．Na、Mg2+、Al3+三种微粒的电子数分别为11、10、10，电子数不相等，故A不符合题意； B．F-、OH-、H3O+三种微粒的电子数均为10，电子数相等，故B符合题意； C．S、Cl-、Ar三种微粒的电子数分别为16、18、18，电子数不相等，故C不符合题意； D．CH4、NH3、H2S三种微粒的电子数分别为10、10、18，电子数不相等，故D不符合题意； 答案选B。 5.如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同，则下列正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同，则X、Y为第三周期的金属元素，Z、R为第二周期的非金属元素，且存在a-m=b-n=c+n=d+m，可得,故选D。 6.某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是K层电子数的2倍，则该元素的符号是 A．Li B．Si C．Al D．K 【答案】B 【解析】根据原子核外电子的排布规律可知，K层排满2个电子后再排L层，L层需排满8个电子后再排M层，M层的电子数是K层电子数的2倍，即M层电子数为4，则该元素的核外电子数是2＋8＋4=14，即原子序数为14，该元素是Si元素，故选B。 7.用A+、B－、C2−、D、E、F、G分别表示含有10个电子的七种微粒(离子或分子)，回答下列问题：(提示：多核即由多个原子组合形成的微粒) （1）如果A+、 B－、C2− 是单核离子，则A元素是 、B元素是 、C元素是 (用元素符号表示)； （2）如果A+、B－是多核常见离子，则A+ 离子符号可以为 或 ；B-离子符号为 。 （3）已知D、E、F、 G均是含有10个电子的分子。 ①D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 ； ②E是所有10个电子微粒中最稳定的单原子分子，化学性质极不活泼，其分子式为 ； ③F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为 ； ④G分子含有4个原子，其易溶于水，水溶液呈 (填“酸性”、 “碱性”或“中性”)，原因是 。 （4）写出一个由10个电子多核微粒之间相互反应生成10个电子多核微粒的离子反应方程式： (请用方程式加以说明) 【答案】（1）Na F O （2） OH- （3）HF Ne H2O 碱性 NH3溶于水形成NH3∙H2O，NH3∙H2O电离出OH-使溶液呈碱性 （4）+OH-=H2O+NH3↑或+OH-=2H2O 【解析】（1） 如果A+、 B-、C2− 是单核离子，都含有10个电子，则A元素是Na、B元素是F、C元素是O；故答案为：Na；F；O。 （2） 如果A+、B-是多核常见离子，都含有10个电子，则A+ 离子符号可以为或；B-离子符号为OH-；故答案为：；；OH-。 （3） ①D是由两种元素组成的双原子分子，则一个原子为H，一个原子为F，其分子式是HF；故答案为：HF。 ②E是所有10个电子微粒中最稳定的单原子分子，化学性质极不活泼，则为稀有气体，则为Ne，其分子式为；故答案为：Ne。 ③F是由两种元素组成的三原子分子，则两个原子为H，一个原子为O，其分子式为H2O；故答案为：H2O。 ④G分子含有4个原子，其易溶于水，则其为NH3，NH3溶于水形成NH3∙H2O，NH3∙H2O电离出OH-使溶液呈碱性；故答案为：碱性；NH3溶于水形成NH3∙H2O，NH3∙H2O电离出OH-使溶液呈碱性。 （4） 一个由10个电子多核微粒之间相互反应生成10个电子多核微粒，比如和OH-反应生成NH3和H2O或和OH-反应生成2H2O，其反应的离子反应方程式：+OH-=H2O+NH3↑或+OH-=2H2O；故答案为：+OH-=H2O+NH3↑或+OH-=2H2O。 8.用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题： （1）A元素是 、B元素是 、C元素是 (用元素符号表示)。 （2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是 。 （3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是 。 （4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是 。 （5）G分子中含有4个原子，其分子式是 。 （6）H分子中含有8个原子，其分子式是 。 【答案】（1）K Cl S （2）HCl （3）F2 （4）H2S （5）H2O2(或PH3) （6）C2H6 【分析】含有18个电子的简单阳离子为Ca2＋和K＋，简单阴离子为Cl-、S2-等，氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6等，其他的如F2、Ar等；则A+、B-、C2-分别为K＋、Cl-、S2-，据此分析解答。 【解析】（1）A+、B-、C2-分别为K＋、Cl-、S2-，A元素是K、B元素是Cl、C元素是S； （2）D是由两种元素组成的双原子分子，且含有18个电子，故其分子式HCl； （3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，即非金属性最强的分子，其分子式是F2； （4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是H2S； （5）G分子中含有4个原子，其分子式是H2O2或PH3； （6）H分子中含有8个原子，其分子式是C2H6。 / 学科网（北京）股份有限公司 $