4.1 原子结构与元素周期表（第1课时）课件-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦原子结构、核素、同位素及核外电子排布核心知识，以原子结构模型演变史（道尔顿到薛定谔）为课堂导入，搭建从科学史到原子构成、质量数、核素同位素及核外电子排布规律的学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 其亮点在于融合科学史与概念教学，通过“六同三不同”对比表格、核外电子排布示例及元素推断题，培养科学思维中的模型建构与证据推理能力，同步练习结合考古测年、核工业应用等真实情境，提升科学探究与实践素养。学生能深化概念理解，教师可利用结构化资源提高教学效率。

第1课时　原子结构 核素 第四章　第一节 原子结构与元素周期表 课堂导入——原子结构模型的演变 课本P94 科学史话 量子化轨道模型 玻尔 （1913） 电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动 电子云模型 薛定谔 （1935） 现代物质结构学说 实心球模型 道尔顿 （1803） 紧实不可再分的实心球 葡萄干面包模型 汤姆孙（1904） 平均分布着正电荷的粒子，嵌着同样多的电子 行星式模型 卢瑟福 （1911） 带正电荷的核位于中心，质量主要集中在核上，电子沿不同轨道运转 电子的运动状态是怎样的呢？ ① 高速运动（接近光速） ②没有确定的轨迹（不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描绘出它的运动轨迹。） 只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。用“电子云”形象地描述核外电子的运动。 一、原子结构 原子核 原子 核外电子 质子 中子 按照核电荷数由小到大给元素编号，得到的序号叫原子序数。 (带正电荷) (不带电) (带负电) 原子核所带的电荷数，称为核电荷数 质子数 = 原子序数 = 核电荷数 = 质子数 原子不带电 原子序数 = 核电荷数 = 质子数=原子的核外电子数 1、原子的构成 2、质量数 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N） 思考：质量数就是相对原子质量吗？ 质子 质量 1.6726×10−27 kg 相对质量 ≈1.007≈1 中子 质量 1.6749×10−27 kg 相对质量 ≈1.008≈1 电子 质量 质子质量的1/1836 相对质量 0.0005484≈0 忽略不计 原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。 原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。 3、原子构成的表示方法 A Z X 质子数 质量数 元素符号 Na 2311 O 188 质量数 质子数 微粒 中子数 电子数 23 12 32 35 45 18 10 16 16 80 11 35 Br 80 35 X+ 23 11 S2- 32 16 原子序数 = 核电荷数 = 质子数=原子的核外电子数 阳离子：核外电子数＝质子数－离子电荷数 离子 得失电子 阴离子：核外电子数＝质子数＋离子电荷数 同步练习册 P142 例1 同步练习册 P143 变式训练1、 2 同步练习册 P142 思考与讨论 2 质子数=电子数=6，质量数为14，中子数=14-6=8 【交流研讨】表格中同一类型的原子有什么相同点和不同点？它们是同一种元素吗？ 原子名称 质子数 核电荷数 中子数 原子符号 氢1(氕 piē) 1 1 0 氢2(氘 dāo ) 1 1 1 氢3(氚 chuān) 1 1 2 二、元素、核素和同位素 具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 核素 元素 课本P96 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 同位素 即同一元素的不同核素互称为同位素 1、定义 2、同位素的特点和用途 （1）特点 ①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同; ②天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。 （2）用途 ①考古时利用 测定一些文物的年代; ② 和 用于制造氢弹; ③放射性同位素释放的射线可用于育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 同位素的“六同三不同” 核素1 核素2 核素n 同位素 元素 … H 氢 1.008 “同位素”中“同位”指在元素周期表中处于同一位置 相对原子质量 例如，氯元素有两种核素, 相对原子质量为34.97，其丰度为75. 77%；,相对原子质量为36.97，其丰度为24.23%。 因此，氯元素的相对原子质量为 34.97 × 75.77% + 36.97 × 24.23% ≈ 35.45。 元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。 3、相对原子质量 （1）原子的相对原子质量 （2）元素的相对原子质量 Ar(x) = Ar1×a1% + Ar2×a2% + ······ 归纳总结 元素 核素 同位素 同素异形体 概念 范畴 特性 决定因素 举例 C、 12 6 指具有相同质子数 (核电荷数) 的一类原子的总称 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素 由同一种元素形成的性质不同的单质叫做这种元素的同素异形体 同类原子 原子 原子 单质 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同，因质量数不同，物理性质不同 组成元素相同，性质不同 质子数 (核电荷数) 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、分子结构 C、O、Al… O、 16 8 U 234 92 C、 12 6 C、 13 6 C 14 6 石墨、金刚石、C60 O2、O3 O、 16 8 O、 17 8 O 18 8 同步练习册 P151 T 6、7、8 三、核外电子排布 1、电子层 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 能量 离核远近 低 —————> 高 近 —————> 远 课本P92 不是真实存在的，只是为了研究方便假设的 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。 【思考与讨论】 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 （1）当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？ 2、核外电子排布规律 课本P93 （2）次外层最多能容纳的电子数是多少？ （3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？ 2×12 2×22 2×32 2×42 各层电子数不超过2n2个（n为电子层数） 归纳总结 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→O→P→Q顺序排列。 2、分层排布原则 ： ①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)。 ②次外层最多能容纳的电子数不超过18个，倒数第三层不超过32 个电子。 ③各电子层最多容纳2n2个电子。（n为电子层数） Q:电子一定是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层吗？ 核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解和应用其中的一项 电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca （4）根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1~20号元素原子的核外电子排布。 同步练习册 P145 T3 同步练习册 P146 T9 同步练习册 P144 例2 元素推断思维方法 1、读题（一遍读完）； 2、审题：划出突破口，画出原子核外电子排布，找出特征反应、性质等； 3、推理验证； 4、规范表达。 有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且均小于20，其中X、Z是金属元素，V和Z元素原子的最外层都只有一个电子，W和Y元素原子的最外层电子数相等，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。由此可推知（填元素符号）： V是____,W是____,X是_____,Y是____, Z是____。 H O Al S K 课堂小结 原子 结构 原子结构的探索历程 原子核外 电子排布 构成原子的微粒及性质 微粒之间的关系 原子的表示方法 核外电子排布的表示方法—原子结构示意图 X A Z 原子的构成 核外电子运动规律 电子层的表示方法及能量 质子(Z) 中子(N) 原子核(带正电) 核外电子(带负电) 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) --核外电子能量最低的电子层上 每层最多容纳 2n2 个电子 次外层不能超过 18 个电子 拓展：常见的等电子微粒 常见“10e-”的微粒 等电子微粒是高中化学试题设计中经常涉及的素材。而常见的等电子微粒是10电子微粒和18电子微粒,在确定10或18等电子微粒时,一般首先确定10电子和 18电子的中性原子Ne和Ar,然后找出比它们多或少电子的原子转化成阴、阳离子或氢化物分子。 常见“18e-”的微粒 已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子,它们之间存在如图所示的转化关系。 (1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A与B反应的离子方程式: 。  (2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子,请写出A与B在溶液中反应的离子方程式:　 。  $