第一章 第1节 第2课时 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

第2课时　核外电子排布　原子结构与元素原子得失电子能力 课程标准 核心素养 1.了解原子核外电子的排布规律，认识原子结构示意图的含义 2．能画出1～20号元素的原子结构示意图 3．知道元素原子得失电子能力的判断依据，了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系 ①宏观辨识与 微观探析 能运用1～20号元素的核外电子排布描述物质及其变化的过程，能从物质的核外电子排布结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因，解释1～20号元素的不同物质性质变化的规律 ②证据推理与 模型认知 能从1～20号元素原子的核外电子排布的规律上收集证据，分析元素原子得失电子与原子结构的关系 [知识梳理] 一、核外电子排布 1．原子核外电子排布的特征 2．电子能量与电子层的关系 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　 3.原子核外电子排布的一般规律 4．核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图 (2)离子结构示意图 如Cl－：、Na＋： 5．元素性质与原子最外层电子数之间的关系 (1)元素的性质与原子最外层电子排布的关系 元素种类 金属元素 非金属元素 稀有气体元素 最外层电子数 一般小于　4　 一般大于或等于　4　 　8　(He为　2　) 原子得失电子的能力 一般易　失　电子 一般易　得　电子 既不易　得　电子，也不易　失　电子 单质具有的性质 具有　还原　性 具有　氧化　性 一般不与其他物质反应 (2)元素的化合价与原子最外层电子数的关系 金属元素 非金属元素 稀有气体元素 只显正价且一般等于最外层电子数，如 一般既有正价又有负价，最高正价＝最外层电子数，最低负价＝最外层电子数－8，如 原子结构为稳定结构，常见化合价为零 二、原子结构与元素原子得失电子能力 1．实验探究 元素 Na Mg K 实验 过程 用　小刀　切下一小块金属钠，用　滤纸　吸干表面的煤油，放入盛有水并滴加几滴酚酞的烧杯中 取一小段镁条，用　砂纸　除去表面的氧化膜，放入盛有等量水并滴有酚酞的另一只烧杯中 用小刀切下一小块与钠块　大小相同　的金属钾，用　滤纸　吸干表面的煤油．放入盛有等量水并滴加几滴酚酞的烧杯中 实验 现象 钠　浮　在水面上，熔成一个闪亮的小球，小球向四周移动，发出“嘶嘶”的响声，酚酞溶液　变红　 镁片没有变化，加热时，镁片上有气泡冒出，酚酞溶液　变红　 钾与水立即剧烈反应，放出的热使钾立即燃烧起来，酚酞溶液　变红　 反应 的化 学方 程式 　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　 　Mg＋2H2O　　Mg(OH)2　 　＋H2↑　 　2K＋2H2O===2KOH＋H2↑　 结论 与水反应的剧烈程度：　K　＞　Na　＞　Mg　 2.判断依据 3．原因解释 (1)在电子层数相同时，核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难　失电子　而越易　得电子　； (2)最外层电子数相同，电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越易　失电子　而越难　得电子　。 1．核外电子排布规律解读 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地应用其中的一项。 (1)“一低” 电子首先排布在能量最低的电子层里，排满能量低的电子层，再排能量高的电子层。 (2)“两不超” 各电子层电子不超过2n2个；最外层电子不超过8个(第一层为最外层时不超过2个)。 (3)“一稳定” 相对不稳定结构　　　　　相对稳定结构 如 2．核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图：为了形象表示原子核外电子分层排布的情况而采用的直观图示。如氯原子结构示意图为 (2)离子结构示意图：离子结构示意图就是指原子得失电子以后的结构示意图。阳离子结构示意图与其原子结构示意图相比，少了一个电子层，核电荷数不变；阴离子结构示意图与其原子结构示意图相比，核电荷数、电子层数相同，但最外层电子数增加为8。 如 [易错提醒]　核外电子排布规律的正确认识 (1)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，必须同时满足各项要求。如当M层不是最外层时，最多可以排18个电子，而当它是最外层时，最多可以排8个电子。 (2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为 K、Ca。 [典例示范] [典例1] 在原子的第n层电子中，当n为最外层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同；当n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，则n层是(　　) A．N层　　　　　　　 B．M层 C．L层 D．K层 解析：B　[当n为最外层时，最多容纳的电子数是8，则(n－1)层最多容纳的电子数也是8，故n－1应为L层。当n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，则次外层最多容纳18个电子，说明(n－1)层不是K层，而是L层，故n为M层。] [规律总结]　核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，该层电子数最多为18个，而当M层为最外层时，其电子数最多不超过8个。 [学以致用] 1．核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有(　　) A．1种　　　　　　　 B．2种 C．3种 D．4种 解析：B　[在1号～18号元素中，符合题给要求的元素原子的电子排布依次为2、1和2、8、5。] 原子结构与元素性质的关系 1．原子结构与元素性质、元素化合价的关系 原子类别 与元素性质的关系 与元素化合 价的关系 稀有气体 最外层电子数为8(He为2)，结构稳定，性质不活泼 原子结构为稳定结构，常见化合价为零 金属元素原子 最外层电子数一般小于4，较易失去电子 易失去最外层电子，达到稳定结构，其最高正价为＋m(m为最外层电子数) 非金属 元素原子 最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，形成8电子稳定结构 得到一定数目的电子，达到稳定结构，其最低负价为m－8(H为m－2) 2.元素原子失电子能力的判断依据 可以根据元素单质与水或酸反应放出氢气的剧烈程度来判断元素失电子能力的强弱，一般与水或酸反应越剧烈，失电子能力越强。 [易错提醒] 关于原子结构与元素性质的主要易错点 (1)最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如Po等。 (2)氟没有正价；氧没有最高正价，只有在OF2中表现正价。 (3)活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；硅难以形成Si4＋和Si4－；硼难以形成B3＋：氢元素可以形成H＋和H－。 (4)金属元素只有正化合价不能说明金属元素不能形成阴离子，如[Al(OH)4]－等，但在这些离子中，金属元素仍为正价。 [典例示范] [典例2]　已知X、Y是原子核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a＋2；Y原子的最外层电子数为b－5，次外层为b。判断X、Y两元素形成的化合物的组成是(　　) A．XY2　　　　　　　 B．Y4X C．Y2X3 D．XY5 解析：C　[由于X原子的次外层电子数为a＋2，故不可能为K层，由于其核电荷数不大于18，故其次外层应为L层，所以a＋2＝8，a＝6。由于Y原子的最外层电子数为b－5>0，即b>5，其次外层电子数为b＞5，故其次外层只能为L层，即b＝8。所以X和Y的核外电子排布分别为，即X和Y分别为S和Al，化合价分别为－2价和＋3价，因此易形成化合物Al2S3。] [学以致用] 2．X、Y、Z为短周期元素．这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这三种元素组成的化合物的化学式可能是(　　) A．XYZ B．X3YZ C．XYZ2 D．X2YZ3 解析：D　[元素组成的化合物分子中正负化合价的代数和为0。X最外层电子数为1，则其在化合物中的化合价为＋1价；Y最外层电子数为4，则其在化合物中的化合价为＋4价或－4价；Z元素原子的最外层电子数为6，则其在化合物中的化合价为－2价；所以根据化合物中的正负化合价的代数和为0的原则可知这三种元素组成的化学式可能是X2YZ3，如H2CO3、Na2SiO3等。] 常见的电子数相同的微粒 1．10电子微粒 2．18电子微粒 3．记忆其他等电子微粒 (1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C。 (2)“16电子”微粒：S、O2。 [典例示范] [典例3]　已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图中转化关系： (1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒，请写出：A的化学式　________　；D的化学式　________　。 (2)如果A和C是18电子的微粒，B和D是10电子的微粒，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)10电子微粒A、B反应得到两种10电子微粒，应是铵根离子与氢氧根离子反应得到氨气与水，或是HF与OH－反应得到F－与H2O。而B能与氢离子反应生成D，可推知A为NH或HF，B为OH－，C为NH3或F－，D为H2O。 (2)如果A、C均是18电子的微粒，B、D是10电子的微粒，结合转化关系，可推断：A为H2S，B为OH－，C为HS－或S2－，D为H2O；或A为HS－，B为OH－，C为S2－，D为H2O，A与B在溶液中反应的离子方程式：H2S＋OH－===HS－＋H2O或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O或HS－＋OH－===S2－＋H2O。 答案：(1)NH或HF　H2O (2)H2S＋OH－===HS－＋H2O或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O或HS－＋OH－===S2－＋H2O [学以致用] 3．与OH－具有相同质子数和电子数的粒子是(　　) A．H2O B．F－ C．Na＋ D．NH3 解析：B　[OH－是10电子微粒，其核内有9个质子，所以答案选B。] 1．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4。该原子核内的质子数是(　　) A．14　　　　　　　 B．15 C．16 D．17 答案：A 2．下列电子层上的电子能量最低的是(　　) A．K层 B．最外层 C．次外层 D．L层 解析：A　[在所有电子层中，K层距原子核最近，能量最低。] 3．下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是(　　) 解析：A　[A、B、C、D各项微粒分别为Ne、Al3＋、Cl－、S2－，则最难发生化学反应的是Ne。] 4．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是(　　) A．Mg2＋、O2－、Na＋、F－ B．Na＋、F－、S2－、Ar C．K＋、Ca2＋、S2－、Ba2＋ D．Mg2＋、S2－、Na＋、F－ 解析：A　[分析各离子的核外电子排布情况即可。A项各微粒都含10个电子，核外电子排布相同。] 5．根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。 (1)A元素原子的质量数为35、中子数为18：　________　。 (2)B元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：　________　。 (3)C元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：　________　。 答案：(1)氯　　(2)硅 (3)硼　 1．某元素原子最外层有2个电子，下列关于该元素叙述正确的是(　　) A．是金属元素　　　　 B．是惰性气体元素 C．其最高价为＋2价 D．不能准确判断 解析：D　[某元素原子的最外电子层只有2个电子，可能为He、Be、Mg等元素或某些过渡元素，若为He，一般化合价为0，若为Be、Mg元素，最高价为＋2价。] 2．在核电荷数为1～20的元素中，最外层电子数和电子层数相等的元素共有(　　) A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 解析：A　[符合要求的元素有：。] 3．核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是(　　) A．最外层只有6个电子的元素最高正价为＋6价 B．核电荷数是7的元素原子容易获得1个电子 C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D．最外层只有4个电子的元素一定是金属元素 解析：C　[核电荷数为1～18的元素中，最外层只有6个电子的元素有氧和硫，氧无最高正价，A项错误；核电荷数是7的元素为氮元素，它容易获得3个电子而达到稳定结构，B项错误；最外层有4个电子的元素有碳和硅，它们均是非金属元素，D项错误；原子核外各层电子数相等的元素为铍元素，它是金属元素，C项正确。] 4．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．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子 解析：C　[氢原子K层上只有一个电子，A正确；最外层上的电子数不超过8个，B正确；电子首先占据能量低的电子层，如M层上若有电子则L层上必有8个电子，M层上不可能有32个电子，C错误；离子的最外层电子数常为2或8，存在核电荷数和最外层电子数都为8的离子：，D正确。] 5．A＋、B2＋、C－、D2－4种离子具有相同的电子层结构，现有以下排列顺序，其中按核电荷数由大到小排列的是(　　) A．B2＋>A＋>C－>D2－ B．D2－>C－>A＋>B2＋ C．C－>D2－>A＋>B2＋ D．B2＋>A＋>D2－>C－ 解析：A　[由题意知，A＋是失去1个电子的阳离子，B2＋是失去2个电子的阳离子，两者核外电子排布相同，所以核电荷数：B2＋>A＋；D2－是得到2个电子形成的阴离子，C－是得到1个电子形成的阴离子，两者核外电子排布相同，所以核电荷数：C－>D2－。即核电荷数：B2＋>A＋>C－>D2－。] 6．下列符号所表示的微粒中，具有相似化学性质的是(　　) A．①和②　　　　　 B．①和③ C．②、③和④ D．①、②和③ 解析：B　[物质在参加化学反应时，通常是原子的最外层电子发生变化，原子最外层电子数相同，则其化学性质相似。根据微粒结构示意图可知①表示O原子，②表示Ne原子，③表示S原子，④表示Na原子，在上述微粒中O、S最外层电子数相同，因此二者化学性质相似，其相应序号是①和③；故合理选项是C。] 7．元素A原子的L电子层比元素B原子的L电子层少3个电子，B元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5个，则A、B形成的化合物的化学式可能为(　　) A．B2A3 B．B3A2 C．A2B3 D．BA2 解析：B　[A原子L层比B原子L层少3个电子，所以A原子核外只有2层，L层未满；B原子电子总数比A原子多5个，所以B原子核外有3层，且M层电子数为2，L层电子数为8，B为Mg元素，所以A原子L层电子数为8－3＝5(个)，A为N元素，A、B形成化合物化学式为Mg3N2。] 8．(素养题)陶瓷家族中有“全能冠军”之称的工程陶瓷由氮元素与X元素组成，其化学式为X3N4。已知X元素的原子M层上有4个电子，则X元素为(　　) A．C B．Al C．O D．Si 解析：D　[X为有三个电子层且原子最外层有4个电子的元素，则X元素为Si。] 9．下列叙述正确的是(　　) A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C．如果两原子核外电子排布相同，则一定属于同种元素 D．只有在原子中，质子数才与核外电子数相等 解析：C　[A项，两种微粒的核外电子排布完全相同，其化学性质不一定相同，如F－与Na＋核外电子排布相同，但化学性质不同。B项，凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，如H＋。D项，质子数与核外电子数相等的微粒可能是：①原子，如H、C、Ne等；②分子，如H2O、O2等。] 10．(双选)核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是(　　) A．最外层只有1个电子的元素不一定是金属元素 B．最外层只有2个电子的元素一定是金属元素 C．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素 D．最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素是非金属元素 解析：AD　[最外层只有一个电子的元素不一定是金属元素，如氢元素属于非金属元素，故A项正确；最外层有两个电子的元素不一定是金属元素，如氦元素最外层有两个电子，但氦元素属于非金属元素，故B项错误；原子核外各层电子数相等的元素不是非金属元素，铍元素的原子有两个电子层，每层上都是2个电子，但铍元素是金属元素，故C项错误；最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素是氧元素，氧元素属于非金属元素，故D项正确。] 11．已知NaH是由一种阳离子和一种阴离子组成的化合物。请回答： (1)写出这两种离子的结构示意图：　__________　、　________　。 (2)在这两种离子中，结构的稳定性较差的是(写离子符号)　________　，其稳定性较差的主要表现是　________　。 (3)NaH易跟H2O发生化学反应生成一种单质和一种化合物，写出该化学反应的方程式________________________________________________________________________。 答案：(1)Na＋　　H－　 (2)H－　易失去电子显示还原性 (3)NaH＋H2O===NaOH＋H2 12．A、B、C、D四种元素，它们原子的核电荷数均小于18，且依次递增，A原子核内仅有一个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等；A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍。 (1)试推断它们各是什么元素，写出它们的元素符号： A　______　，B　______　，C　______　，D　______　。 (2)画出D的离子结构示意图　________　。 (3)由这四种元素组成的三核10电子的分子为　________　，四核10电子的分子是　________　。 解析：由A原子核内只有一个质子，可确定A是氢元素。 由D元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知D为氧元素，进一步可确定B是碳元素，C是氮元素。三核10电子的分子是H2O，四核10电子的分子是NH3。 答案：(1)H　C　N　O　(2) (3)H2O　NH3 13．今有A、B、C、D四种元素，其中A元素是1826年一位法国青年科学家发现的。他在研究海水制盐时，往剩余的副产品苦卤中通入Cl2后发现溶液颜色变深，经进一步提取，可得到一种红棕色液体，有刺激性气味。B、C、D原子的电子层排布均不超过3个电子层。D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍，而它们最外层电子数恰好相等。D原子的最外层电子数是B原子核外电子数的6倍。 (1)写出它们的元素符号：A　______　，B　________　，C　________　，D　________　。 (2)画出它们的原子结构示意图： A　______　，B　______　，C　______　，D　________　。 (3)由上述元素组成的单质和两种氧化物可发生氧化还原反应，生成两种酸，其反应的化学方程式是____________________________________________________________。 解析：根据A是苦卤中通入Cl2后得到的一种红棕色液体，得出A为Br；根据B、C、D原子的电子层排布不超过3个电子层和D、C两原子质子数和最外层电子数的关系，推出D为S，C为O；根据D的最外层电子数是B原子核外电子数的6倍，推知B为H。 答案：(1)Br　H　O　S (2) (3)SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr 学科网（北京）股份有限公司 $