第1节 第1课时 原子结构-（配套教参）【创新教程·五维课堂】2026-2027学年高中化学必修第一册同步讲义（人教版）

第四章物质结构元素周期律 第四章 物质结构元素周期律 第一节原子结构与元素周期表 第1课时原子结构 学业水平目标 学科核心素养 1.了解质量数的定义 1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布 2.了解原子的表示方法 规律 3.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的2.能画出核电荷数为1~20号元素的原子结构示意图， 关系 能根据原子的结构特征确定元素，促进“宏观辨识与微 4.了解核外电子分层排布的规律 观探析”化学学科核心素养的发展 教材梳理。探新知 对应学生用书P71。 基础梳理] (2)电子层最多容纳的电子数 知识点一 原字的构成 ①各电子层最多容纳2n个电子。如K、L、M、N 1.构成 层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。 质子（相对质量近似为1，带1个 ②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最 (1)原子 原子核 单位正电荷) 外层时不能超过2个)。 中子（相对质量近似为1，不带电） ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 核外电子（带1个单位负电荷）。 3.原子结构模型的演变 (2)关系：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子 道尔顿模型→汤姆孙模型→卢瑟福原子模型→玻 数（原子电中性） 尔原子模型→电子云模型。 2.质量数 [预习质检] (1)概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质 (1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成。(×) 量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。 (2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数。 (2)关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。 (×) 知识点二 核外电字排布 (3)电子的能量越低，运动区域离核越远。 (X) 1.电子层 (4)原子核外电子的排布就是核外电子的分层运动。 (1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的 (√) 区域简化为不连续的壳层，称作电子层。 (5)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。(×) (2)不同电子层的表示及能量关系 (6)多电子原子中，核外电子先排内层再排外层，由内 电子层数 5 6 到外电子的能量越来越低。 (×) 各电 子 层 字母代号 K L M P Q (7)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个。(×) 由内 离核远近 由近到远 到外 (8)19号元素K的原子结构示意图为 9 能量高低 由低到高 2.电子分层排布 (×)》 (1)能量最低原理 (9)单核阳离子的核外电子排布一定与上一周期稀有 核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里， 气体元素原子的核外电子排布相同。 (X) 然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层 (10)S2、C1、K、Ca2+具有相同的核外电子排布。 里，即按K→L→M→N…顺序排列。 (/) ·115 化学·必修第一册 重难突破。释疑惑 对应学生用书P72。 突破点一 原子结构 [解析]A项，Pu的核外电子数等于质子数，为 1.原子的构成粒子及作用 94,A项错误；88Pu的质量数为238，质子数为94， 则中子数=238-94=144，中子数-质子数= 原 与质子数共同决定原子种关同位家 中子 于 质量数 →近似于相对原于质量 144-94=50,B项错误；Pu与U不属于同种元 核 质子 原子 核电荷数 →决定元素种类 素，化学性质不同，C项错误；Pu与Pu为同种元 含x 素，核外电子排布相同，最外层电子数相同，D项正确。 最外层电于数~决定主族元素的 核外电子 [答案]D 化学性质 ◆[学以致用] 各层电于数 2.原子的构成粒子间的数目关系 1.在离子ROg中共有x个核外电子，R原子的质量 (1)电中性原子 数为A,则R原子核内含有的中子数目是( ) 相等 原子序数 A.A-x+n+18 B.A-x+n+24 相 C.A-x-n-24 D.A+x-n-24 质量数=中子数+质子数 核电荷数 相等 相等 解析：B[设R元素原子的核外电子数为m,则 核外电子数 RO?中的核外电子数x=m十8×3十n,m=x-24 (2)带电原子 离子的电子数目计算 一n,所以R原子核内含有的中子数目=A一m=A 核外 -x十24十n,选B。] 电子 阳离子电子数=质子数一所带电荷数 数计 突破点二 核外电子排希规律 阴离子电子数=质子数十所带电荷数 算 1原子核外电子排布规律及其之间的关系 ◆[典例示范] 核外电子总是尽可能地先排布在能量最低 能量最 的电子层，然后再由内向外排布在能量逐 [例1]玉兔二号，嫦娥四号任务月球车于2019年1 低原理 步升高的电子层里，即K→L→M→N… 顺序排列 月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离， 决定 规铺 各电子层最多容纳的电子数是2 驶抵月球表面。首次实现月球背面着陆，成为中国 数量 最外层电子数最多是8个 三者相互联 航天事业发展的又一座里程碑。月球车一般用 规律 (K层是最外层时，最多 系相互制约 不超过2个) Pu作为热源材料。 次外层最多能容纳的电子数不超过18个 2.原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图 原子核 电子层 粒子符号→Na +102 一层内电子数 玉兔二号月球车 下列关于2Pu的说法正确的是 质子数 A.Pu中的核外电子数为238 (2)离子结构示意图 B.8Pu的中子数与质子数之差为144 核外电子排布 C.Pu与U具有完全相同的化学性质 离子 举例 特点 D.Pu与Pu具有相同的最外层电子数 汇思维建模了“解答本类试题思维流程如下： 与上周期的稀 一看一是否为原子或核素 阳离子 有气体排布 相同 二看一是否为同一种元素 与同周期的稀 三看一中子数或质量数是否不同 阴离子 有气体排布 S2- [尝试解答] 相同 ·116 第四章物质结构元素周期律 汇误区警示](1)核电荷数（质子数）=核外电子 (1)三种元素的元素符号：A ;B 数，只适用于原子和分子。 C (2)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立 (2)画出三种元素的原子结构示意图：A 地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排布 B ;C 18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个 解析：由A元素的原子最外层电子数是次外层电 电子。 子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外 (3)电子不一定排满M层才排N层，如Ca的核外 M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元 素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多 电子排布情况为ca: 1个，且质子数C>B,可知C为氯元素。 3.常见的10e和18e 粒子总结 答案：(1)CSiC1 (1)10e粒子 单核粒子：N3、O2、F、Ne、Na、Mg2+、AI3 多核粒子：CH4、NH、H2O、HF、OH、NH,、 NH、HO [学科素养培育] (2)18e粒子 中国将建世界“最大”粒子加速器，预计2030年 单核粒子：S2、CI、Ar、K+、Ca2 完成。 多核粒子：H,S、HCI、HS、H2O2、N2H4、F2、 SiH4、PH3 汇特别提醒](1)最外层电子数为1的原子有H、 科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了 Li、Na;最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有 制的测量仪器观测到这6个原子中有4个发生了 C,3倍的原子有O。 衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有 式，即一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回 Li、Sig 答下列问题： (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、 (1)Fe原子的核内中子数为 ,该原子的 Be、Al. 核外电子数为 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有HeCS。 (2)以下关于Fe的叙述正确的是 ◆[典例示范] A.科学家获得了一种新元素 [例2]有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数 B.Fe的衰变不是化学变化 为a,且A3与B"的电子排布完全相同，则元素B C.这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe 的质子数为 (3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反 A.a-n-3 B.a+n+3 应，他的判断依据是 C.a+n-3 D.a-n十3 [解析]B[设B的质子数为x,A3与B"+的电 解析：(1)Fe的中子数=质量数一质子数=45 子排布完全相同，则a十3=x-n,x=a十n十3，B 26=19,核外电子数=质子数=26。 项正确。] (2)Fe元素不是一种新元素，Fe衰变放出两个质 ◆[学以致用] 子后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变 2.已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B< 化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子 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 水平上研究物质。 数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子 答案：(1)1926(2)B(3)Fe与Fe的核外电 数比最外层电子数多1个。试推断： 子数相同，化学性质几乎相同 117 化学·必修第一册 随堂自测。夯基础 对应学生用书P75。 1.原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程 续表 中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是( A.质子数 B.中子数 元素 原子结构 C.质量数 D.电子数 信息 名称 示意图 答案：D 2.下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布 C元素+1价离子C 正确的是 的电子层排布与Ne 相同 答案：C D元素原子次外层电子 3.原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成 的。下列有关原子核外电子排布的说法中错误 数是最外层电子数的号 的是 ( ) A.电子总是先排布在能量最低的电子层里 解析：L层有8个电子，则M层有4个电子，故A B.每个电子层最多能容纳的电子数为2n C.最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个) D.S2的M层电子数是K层电子数的3倍 为硅+14 当次外层为K层时，B元素原子最 答案：D 4.下列化学用语说法正确的是 外层电子数则为3，是 ;当次外层为L层 A.F的离子结构示意图： 时，B元素原子最外层电子数为1.5X8=12,违背 B.原子结构示意图 +6 可以表示为1C或4C 了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10 C.Na原子的结构示意图是：+1l +1=11,故为钠 +11 当次外层为K层时，D D.6个中子的碳原子的核素符号是C 解析：B[A中是F原子的结构示意图，错误；同位素 为氧4826；当次外层为L层时，最外层则有24个 的原子结构示意图相同，B正确；C中是Na的结构示 意图，错误；C所表示的中子数是8，D错误。] 电子，故不可能。 5.根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示 答案：（从左到右，从上到下） 意图。 元素 原子结构 信息 名称 示意图 A元素原子核外M层 汇课堂小结] 电子数是L层电子数 的一半 质子 原子构成 中子 关系：质子数=电子数， 电子 质量数=质子数+中子数 B元素原子最外层电子 数是次外层电子数的 原子结构 核素、同位素 能量规律 1.5倍 核外电子排布 数量规律 118 第四章物质结构元素周期律 课后素美。提升练 对应学生课时P143。 一、选择题 A.L层离核比M层离核近 1.核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层 B.电子在M层上运动时所具有的能量低于L层 电子数是其余电子总数一半的元素种类有( ) C.当L层上的电子数为奇数时，M层上不可能有电子 A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 D.当L层上的电子数为偶数时，M层上一定 答案：B 有电子 2.结构决定性质，性质体现结构，这是化学乃至自然 解析：BD[M层离核的距离大于L层离核的距离 科学的基本规律之一。下列粒子结构示意图中，表 (L层离原子核比M层近)；M层上电子的能量高 示具有稳定结构的原子是 ) (离核越远，电子的能量越高)；L层最多可容纳8 个电子，当L层上电子数为奇数时，说明L层上电 2 子未排满，M层上不可能有电子；如氖原子上的L A B 层上有8个电子而其M层上无电子。] 答案：B 8.A,B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3 3.粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排 个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子 布的图示形式。根据粒子结构示意图： 数的2倍。A和B分别是 ( ®》为四，回，下列判断正确的是（ A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氨原子 C.氯原子和碳原子D.碳原子和铝原子 A.它们都带有电荷 解析：D[A原子的M层比B原子的M层少3个 B.它们原子的核外电子数相同 电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子 C.它们都具有稳定结构 数的2倍，说明A、B为第二、第三周期元素；L层 D.它们表示同一种元素 最多排8个电子，B原子的L层电子数恰为A原子 答案：C L层电子数的2倍，说明B原子的L层有8个电 4.原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为A 子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子；A 的某阳离子R”,核外有X个电子，则核内中子 原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为 数为 铝原子。] A.A-X B.A-X-n 9.短周期元素中，A元素原子最外层电子数是次外层 C.A-X+n D.A+X-n 电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层 答案：B 电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L 5.A,B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c,它们的 离子A"+、B”、Cm具有相同的电子层结构，且n> 层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D m,则下列关系正确的是 ( ) 的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元 A.a>b>c B.a>c>b 素原子序数关系中正确的是 () C.a=b+m十n D.a=c-n-m A.C>D>B>A B.D>B>A>C 答案：B C.A>D>C>B D.B>A>C>D 6.有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数为a,且 解析：A[A元素原子的次外层电子数只能是2， A3与B+的电子排布完全相同，则元素B的质子 最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内 数为 层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子 A.a-n-3 B.a+n+3 序数为8；C元素原子有3个电子层；L层必有8个 C.a+n-3 D.a-n+3 电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；D的阳 答案：B 离子与B的阴离子（即O),电子层结构相同，D 7(双选)原子核外电子是分层排布的，下列关于L层 为Na,原子序数为11；故原子序数：C>D>B 与M层的比较，不正确的是 ( >A。] ·119· 化学·必修第一册 10.某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m Q=3y,则5.x=3y,x=3y。因原子的最外层电子 为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为 5 数不超过8，即y为18的正整数，故仅当y=5, A.2m B.2m+10 x=3时合理，该元素的核电荷数为15。 C.2m+2 D.m+2 (2)①当x-y<10时，x<10十y,说明核电荷数 解析：C[按照原子核外电子排布的一般规律，最 小于核外电子数，所以该粒子应为阴离子；②当y 外层电子数不超过8个，最外层电子数是次外层 =8时，应为18个电子的粒子，所以可能是氩原 的m倍，所以次外层电子数<8，即次外层只能为 子、氯原子、硫离子、钾离子、钙离子。 K层，电子数为2，最外层电子数是2，该原子的 答案：(1) +15 核外电子总数为(2m十2)。] 二、非选择题 (2)①阴离子②氩原子氯离子硫离子钾 11.由德、法、美、英及波兰等多国科学家组成的 离子钙离子 科研小组，通过粒子加速器进行了一周的实 I3.科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发 验，获得了6个非常罕见的铁(26号元素)原 利用作未来的新型能源。 子，该铁原子的质量数为45，接着，科学家又 (1)He的中子数是 ,&He与He互称为 使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有 。 4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的 (2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的 双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个 原子核，由此推断α粒子含有 个质子和 质子的衰变方式。 个中子。 (1)该铁原子的核内中子数为，该原子的核 (3)在He、2He两种核素中，原子核内的中子数相 外电子数为 差为 ,α粒子有相同质子数和中子数的 (2)该铁原子的衰变是化学变化吗？说明理由。 是 解析：(1)铁元素为26号元素，中子数=质量数 解析：元素符号的左上角表示质量数，左下角表示 质子数=45-26=19，核外电子数=质子数=26。 质子数，质量数一质子数一中子数；具有相同质子 (2)化学变化中原子种类不变，即原子所含质子数 数、不同中子数的原子互为同位素。 不变，衰变时质子数减少，故衰变不属于化学 (1)He的中子数=质量数一质子数=3一2 变化。 答案：(1)1926 1,2He与2He具有相同质子数、不同中子数，互称 (2)不是。化学变化中原子种类不变，即原子所含 为同位素。 质子数不变，衰变时质子数减少，故衰变不属于化 (2)a粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的 学变化。 原子核，核电荷数=质子数=核外电子数=2，中 12.(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其 子数=质量数一质子数=4一2=2，由此推断α粒 质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结 子含有2个质子和2个中子。 构示意图是 (3)在He、2He两种核素中，原子核内的中子数分 别为1、2，原子核内的中子数相差为1,2He具有2 (2)已知某粒子的结构示意图为 个质子，2个中子，《粒子有相同质子数和中子数 试回答： 的是2He。 ①当x-y<10时，该粒子为 (填“原子”“阳 答案：(1)1同位素(2)22(3)12He 离子”或“阴离子”)。 点睛：本题考查了分子的构成及原子构成微粒关 ②当y=8时，粒子可能为（填名称） 系的知识。在任何分子中原子核外电子数等于原 子核内质子数，质量数等于原子核内质子数与中 解析：(1)设：核电荷数=质子数=a,元素原子的 子数的和。掌握微粒的构成及相互关系是解答 电子层数为x,最外层电子数为y,依题意：a=5.x, 关键。 ·120·