内容正文:
第二课时 核外电子排布
新知探究(一)——核外电子排布
1.电子层与电子的能量
电子层
(由内
到外)
序号(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
与原子核
的距离
由 到
能量
由 到
2.核外电子排布规律
3.结构示意图
(1)原子结构示意图简明地表示电子在原子核外的分层排布情况。以钠原子为例。
(2)Cl-的离子结构示意图为 。
4.元素的性质与原子结构的关系
元素种类
稀有气体元素
金属元素
非金属元素
最外层电子数
8(He为2) (稳定结构)
一般小于4
一般大于或等于4(H为1)
原子得失电子能力
既不易得电子也不易失电子
易 电子
易 电子
单质性质
难与其他物质反应
具有 性
具有 性
化合价
0价
只显正价
一般为负价
[微思考]
核外电子排布相同的微粒,化学性质一定相同吗?
[典例] 下列叙述正确的是 ( )
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.电子一般总是先从内层排起,当一层充满后再填充下一层
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子
听课记录:
|思维建模|原子核外电子的排布规律
(1)“一低”——电子首先排布在能量较低的电子层里,然后由内到外依次排布在能量逐渐升高的电子层。
(2)
(3)上述规律相互制约,电子排布必须同时满足各项规律。
[题点多维训练]
题点(一) 核外电子排布规律及其应用
1.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
2.下列关于电子排布的说法正确的是 ( )
A.氧离子(O2-)的核电荷数与最外层电子数相等
B.在多电子的原子中,能量高的电子通常在离核近的区域内运动
C.核外电子总是先排在能量高的电子层上
D.某原子M层电子数为L层电子数的4倍
3.核电荷数小于18的某元素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,正确的是( )
A.元素X的原子核内质子数为(2a2+1)
B.元素X为非金属元素,形成的单质只有氧化性
C.元素X形成的简单离子,各电子层的电子数均达到2n2(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
题点(二) 原子结构的表示方法及与元素性质的关系
4.(2025·沈阳市同泽女子中学期末)“结构决定性质”是化学的核心观念。下列有关钠原子结构与性质的说法错误的是 ( )
A.钠原子次外层有8个电子
B.一个钠原子变成钠离子失去1个电子
C.钠离子的结构示意图为
D.钠呈+1价与钠原子的最外层电子有关
5.下列说法中不正确的是 ( )
A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素的最外层电子数
B.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C.金属元素在化合物中只显正价
D.同种元素的最高正价和最低负价的绝对值之和为8(H、O、F除外)
6.观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题:
A B C D E
(1)属于离子结构示意图的是 (填字母,下同)。
(2)性质最稳定的原子是 ,最容易失去电子的原子是 ,最容易得到电子的原子是 。
(3)A、D两种元素形成的化合物在水溶液中的电离方程式: 。
(4)在核电荷数为1~18的元素内,列举两个与B核外电子层排布相同的离子,写出离子的符号: 、 。
新知探究(二)——原子结构与元素原子得失电子能力
1.探究Na、Mg、K元素原子的失电子能力
物质
Na
Mg
K
实验
过程
实验
现象
钠浮在水面上,熔化成光亮的小球,在水面上四处游动,发出“嘶嘶”的响声,溶液变 色
镁片几乎没有变化
比钠与水反应更 ,反应过程中有燃烧现象,并伴有轻微的爆炸,溶液变红色
与水反
应的化
学方
程式
2Na+2H2O2NaOH+H2↑
—
2K+2H2O2KOH+H2↑
实验
结论
与水反应的剧烈程度:
原子失电子能力:
2.得失电子能力的判断依据
3.元素原子得失电子能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数的关系
(1)若原子的电子层数相同,核电荷数越大,原子越难失电子,越容易得电子。
(2)若原子的最外层电子数相同,电子层数越多,原子越容易失电子,越难得电子。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)非金属元素原子只能得电子。 ( )
(2)金属原子失电子数目越多,还原性越强。 ( )
(3)还原性:Na>Mg>Al。 ( )
(4)氧化性:Na+>M>A。 ( )
(5)硫原子得电子能力比氯原子强。 ( )
(6)将一小块钠和镁分别放入冷水中,可判断钠原子和镁原子失电子能力的强弱。 ( )
2.下列关于钾元素和钠元素的叙述不正确的是 ( )
A.它们的原子最外层都只有1个电子,易失去电子显正价
B.它们的单质都是强还原剂
C.它们的离子电子层结构相同
D.钾原子的失电子能力比钠原子强
3.下列叙述中一定能说明金属A比金属B的活泼性强的是 ( )
A.A原子最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子电子层数比B原子的电子层数多
C.1 mol A从酸中置换H+生成H2比1 mol B从酸中置换H+生成的H2多
D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能
4.以下是四种微粒的结构示意图。
A. B.
C. D.
(1)上述微粒中氧化性最强的是 (填字母),写出一个它表现氧化性的化学方程式:
_____________________________________________________________________。
(2)上述微粒中还原性最强的是 (填字母),写出一个它表现还原性的化学方程式:
_______________________________________________________________________。
(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素,原子的核电荷数是 ,用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因: 。
命题热点—— “10电子”微粒和“18电子”微粒
[典例] 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(反应条件已经略去):
(1)若A、B、C、D均是10电子粒子,请写出A、D的化学式:
A ;D 。
(2)若A和C均是18电子粒子,且A为阴离子,B和D均是10电子粒子,则A与B在溶液中反应的离子方程式为 。
听课记录:
|思维建模|巧记“10电子”微粒和“18电子”微粒
1.“10电子”微粒
2.“18电子”微粒
[题点多维训练]
题点(一) “10电子”微粒
1.和Na+具有相同质子数和电子数的一组微粒是 ( )
A.CH4 N B.CH4 H2O
C.N H3O+ D.OH- NH3
2.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)。(合理即可)
(3)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子: 。(合理即可)
题点(二) “18电子”微粒
3.已知某粒子的结构示意图为。
试回答:
(1)当x-y=10时,该粒子为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y=8时,粒子可能为 、 、 、 、 (填名称)。(合理即可)
4.用A+、B-、、D、E、F、G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,其化学式是 。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其化学式是 。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其化学式是 。
(5)G分子中含有4个原子,其化学式是 。(仅写一种即可)
第二课时 核外电子排布
新知探究(一)
1.近 远 低 高 2.2n2 8 2 3.(2)
4.失 得 还原 氧化
[微思考]
提示:不一定。H和D的核外电子排布相同,化学性质相同;C和Cl-的核外电子排布均为2、8、8,其化学性质不同。
[典例] 选B 电子的能量越低,运动区域离核越近,A错误;氦为稀有气体,其元素原子的最外层只有2个电子,C错误;最外层最多可排布8个电子,D错误。
[题点多维训练]
1.选B 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。
2.选A 氧离子(O2-)的核电荷数为8,最外层电子数为8,二者相等,故A正确;在多电子的原子中,能量高的电子通常在离核远的区域内运动,故B错误;核外电子总是先排在能量低的电子层上,故C错误;若有M层,则L层一定排满电子,L层为8个电子,而M层最多容纳18个电子,不可能排32个电子,故D错误。
3.选D 因核外电子层数只能为整数,根据题意,1≤a≤3,当a=1时,不成立,当a=2时,最外层电子数为5,元素X为N,当a=3时,最外层电子数为7,元素X为Cl,当X为N元素时,质子数=2a2+1=2×22+1=9,当X为Cl元素时,质子数=2a2+1=2×32+1=19,A错误;元素X为非金属元素氯或氮,其单质为Cl2或N2,Cl元素和N元素均为0价,处于中间价态,则Cl2和N2均既具有氧化性,又具有还原性,B错误;Cl-有3个电子层,最外层电子数为8,电子数达不到2n2,C错误;如果X为Cl,则可形成HClO,HClO有强氧化性,具有杀菌、消毒的作用,D正确。
4.选C Na原子的次外层为L层,有8个电子,A项正确;Na原子最外层有1个电子,1个Na原子容易失去最外层上的1个电子,变成Na+,B项正确;Na+的结构示意图为,C项错误;Na原子最外层有1个电子,钠原子易失去最外层的1个电子而呈+1价,D项正确。
5.选B 非金属元素的最高正价等于最外层电子数,非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素的最外层电子数,故A正确;非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于8减该元素原子的最外层电子数,故B错误;金属元素易失电子,金属元素在化合物中只显正价,故C正确;同种非金属元素的最高正价和最低负价的绝对值之和为8(H、O、F除外),故D正确。
6.解析:根据结构示意图可知A是氯原子,B是氧离子,C是氖原子,D是钠原子,E是镁离子。(1)结构示意图中质子数与核外电子数不相等的是离子。(2)稀有气体元素原子最外层已达到稳定结构,性质最稳定;金属元素的原子易失去电子,非金属元素的原子易得到电子。(3)A、D两种元素形成的化合物为NaCl,NaCl在水溶液中电离出钠离子和氯离子,电离方程式为NaClNa++Cl-。(4)核外有10个电子的离子有氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子等。
答案:(1)BE (2)C D A (3)NaClNa++Cl-
(4)Na+ A(答案合理即可)
新知探究(二)
1.红 剧烈 K>Na>Mg K>Na>Mg
2.水或酸 强 弱
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
2.选C 钾离子比钠离子多1个电子层,电子层结构不同,故选C。
3.选D 金属性强弱不取决于原子的最外层电子数多少或电子层数的多少,A、B错误;同等条件下,与酸反应越剧烈,放出H2越快,则金属越活泼,与放出H2的多少无关,C错误;只有活泼的金属(如K、Ca、Na)才能在常温下与水反应放出H2,而较不活泼的金属在常温下与水不反应,D正确。
4.解析:A→D四种微粒依次为C、F、Na+、A。微粒氧化性最强即得电子能力最强,微粒还原性最强即失电子能力最强。
答案:(1)B 2F2+2H2O4HF+O2(合理即可)
(2)A C+CO22CO(合理即可)
(3)10 原子最外层为8电子稳定结构,不易得失电子,性质稳定
培优素养
[典例] 解析:(1)10电子微粒A、B反应得到两种10电子粒子C、D,是N与OH-反应得到NH3与H2O,而C、B都与H+反应,可推知A为N,B为OH-,C为NH3,D为H2O。(2)若A、C均是18电子粒子,且A为阴离子,B、D均是10电子粒子,结合框图中的不同物质的转化关系,可推断出A为HS-,B为OH-,C为S2-,D为H2O。HS-与OH-在溶液中反应的离子方程式为HS-+OH-S2-+H2O。
答案:(1)N H2O (2)HS-+OH-+H2O
[题点多维训练]
1.选C 如果两种微粒具有相同质子数和电子数,则这两种微粒一定带有同种电荷且电荷数相同,与Na+具有相同质子数和电子数的微粒一定也带一个单位正电荷,符合要求的只有C项。
2.解析:本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知,10电子的粒子中,原子有Ne;阴离子有、、F-、OH-、N,阳离子有Na+、M、A、N、H3O+;分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有:①A++C-D+E↑,推知A+应为N、C-为OH-、D为H2O、E为NH3,将其代入②B++C-2D,推知B+应为H3O+。
答案:(1)H3O++NH3N+H2O
(2)CH4、HF (3)Na+、M
3.解析:(1)当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子。
答案:(1)原子 (2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子
4.(1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S
(5)H2O2或PH3或NH2F
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