内容正文:
人教版 九年级化学 上册 第三单元 物质构成的奥秘
课题2 原子结构(第二课时)讲义
一、知识清单
1. 原子由原子核和核外电子构成,核外电子分层排布,离核近的能量低,离核远的能量高。
2. 排布规律:第一层最多容纳2个电子,第二层最多8个,最外层不超过8个,只有一层时不超过2个。
3. 电子先排满内层再依次向外排;原子结构示意图可表示核电荷数与各层电子数。
4. 元素化学性质主要由最外层电子数决定:金属易失电子,非金属易得电子,稀有气体最外层结构稳定。
5. 原子得失电子转变成离子:失电子带正电为阳离子,得电子带负电为阴离子,所带电荷数等于得失电子数。
6. 离子也是构成物质的一种微粒。
二、四维核心素养
化学观念:建立“原子—离子”的微粒观,认识元素性质与核外电子排布的关系。
科学思维:由排布规律归纳建模,发展由现象到本质的推理能力。
科学探究:借助原子结构模型观察分析,形成基于证据的探究意识。
科学态度与责任:体会科学模型发展,养成严谨求实的科学态度。
三、教学重难点
重点:核外电子的分层排布的规律及其依据;离子(阳离子、阴离子)的形成过程与所带电荷的正确判断。
难点:理解最外层电子数与元素化学性质的关系,能根据最外层电子数判断原子得失电子的倾向,并正确区分原子与离子两种微粒。
四、课堂练习
第一部分 核外电子的分层排布
【知识点梳理】
在含有多个电子的原子中,核外电子是分层排布的。能量低的电子在离核较近的区域运动,能量高的电子在离核较远的区域运动。离核最近的一层叫第一层,往外依次是第二层、第三层,离核最远的一层叫最外层。
排布规律:第一层最多容纳2个电子,第二层最多容纳8个电子,最外层电子数不超过8个;若原子只有一层电子,该层电子不超过2个。核外电子先排满能量低的内层,再依次排向外层。原子结构示意图能直观表示核电荷数与各层电子数。
原子结构示意图中,圆圈表示原子核,圈内数字为核电荷数,圈外弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。
【习题】
1. 在含有多个电子的原子中,核外电子按能量高低在距核远近不同的区域运动,这种运动方式叫作什么?
2. 离核最近的电子层是哪一层?这一层电子的能量在同层中属于较高还是较低?
3. 某原子的核外电子分三层排布:第一层有2个电子,第二层有8个电子,第三层有1个电子。该原子的质子数是多少?核外电子总数是多少?
4. 判断对错并说明理由:无论原子核外电子层有多少层,最外层电子数都可以超过8个。
5. 某原子核内有16个质子,请写出它的核外电子应如何分层排布,并指出最外层电子数。
6. 核外电子在排布时遵循什么原则?请举例说明电子是如何一层一层向外排布的。
7. 下列说法正确的是( )。A. 离核越近的电子层能量越高;B. 最外层电子数总是等于8个;C. 第一层最多可容纳2个电子;D. 第二层最多容纳的电子数没有限制。
8. 某原子第二层排布了8个电子,第三层排布了2个电子,则该原子的核外电子总数和质子数各是多少?
9. 在原子结构示意图中,圆圈、圈内数字、圈外弧线和弧线上的数字分别表示什么?
10. 某原子第一层有2个电子、第二层有8个电子、最外层有8个电子,写出它的分层情况,并说明其最外层是否达到相对稳定结构。
第二部分 最外层电子数与元素化学性质
【知识点梳理】
元素的化学性质与原子最外层电子数关系密切。稀有气体原子的最外层电子达到相对稳定结构(最外层为8个电子,氦为2个),化学性质稳定,一般不与其他物质发生反应。
金属元素原子最外层电子数一般较少,在化学反应中容易失去电子;非金属元素原子最外层电子数一般较多,在化学反应中容易得到电子。最外层电子数相同的一类原子,化学性质往往相似。
判断原子得失电子的倾向,关键是看其最外层电子数与8(氦为2)的差距,这也是判断元素化学性质是否活泼的重要依据。
【习题】
1. 稀有气体原子的最外层电子数有什么共同特点?这一特点决定了它的化学性质如何?
2. 金属原子和非金属原子在化学反应中分别倾向于失去还是得到电子?产生这种差异的根本原因是什么?
3. 某元素原子的最外层有7个电子,它属于金属元素还是非金属元素?在化学反应中容易得到还是容易失去电子?
4. 为什么元素的化学性质主要由最外层电子数决定,而不是由内层电子数决定?
5. 判断对错并说明理由:最外层电子数相同的两种原子,它们的化学性质一定完全相同。
6. 某元素原子的最外层电子数很少,请你推断这种元素在化学反应中的表现,并说明依据。
7. 下列说法正确的是( )。A. 稀有气体都能与其他物质发生反应;B. 最外层电子数相同的原子化学性质一定相同;C. 金属原子在化学反应中容易失去电子;D. 非金属原子最外层电子数一定少于4个。
8. 结合金属、非金属、稀有气体三类原子的最外层电子数特点,说明为什么化学性质主要由最外层电子数决定。
9. 判断某原子化学性质是否活泼,主要应观察它的什么信息?请简要说明理由。
10. 某元素原子最外层有6个电子,它在化学反应中倾向得到还是失去电子?转变后的离子带什么电荷、属于什么类型?
第三部分 离子的形成
【知识点梳理】
原子不显电性。在化学变化中,一些原子容易失去电子,另一些原子容易得到电子,原子因得失电子而带上电荷,从而转变成离子。
失去电子带正电的原子叫阳离子,如带一个单位正电荷的钠离子;得到电子带负电的原子叫阴离子,如带一个单位负电荷的氯离子。离子所带电荷数等于原子得失的电子数,也等于质子数与核外电子数的差。
阳离子所带的正电荷数与失去的电子数相等,阴离子所带的负电荷数与得到的电子数相等;离子符号将所带电荷标注在元素符号的右上角。
【习题】
1. 什么叫离子?原子转变成离子的根本原因是什么?
2. 钠原子最外层有1个电子,它容易失去还是得到电子?转变成什么类型的离子?该离子带几个单位什么电荷?
3. 氯原子最外层有7个电子,它容易得到还是失去电子?转变成什么类型的离子?该离子带几个单位什么电荷?
4. 某离子带两个单位正电荷,其原子核内有12个质子,该离子的核外电子数是多少?它是由哪种原子转变而来的?
5. 判断对错并说明理由:阳离子一定是由原子失去电子形成的。
6. 某阴离子核内有17个质子,核外有18个电子,它带几个单位什么电荷?它是由哪种原子转变而来的?
7. 下列说法正确的是( )。A. 原子失去电子后带负电;B. 阴离子是由原子得到电子形成的;C. 离子都不带电;D. 阳离子核外电子数多于质子数。
8. 归纳:离子所带电荷数与得失电子数之间有什么关系?如何根据得失电子的情况判断离子的带电性质?
9. 某原子得到2个电子形成离子,该离子带几个单位什么电荷?属于阳离子还是阴离子?
10. 某阳离子带一个单位正电荷,它的质子数比核外电子数多几个?请说明判断依据。
第四部分 原子与离子的比较
【知识点梳理】
原子与离子都是构成物质的微粒。原子不显电性,其质子数与核外电子数相等;离子显电性,其质子数与核外电子数不相等。阳离子质子数大于核外电子数,阴离子质子数小于核外电子数。
原子得到电子变成阴离子,失去电子变成阳离子;离子再失去电子或得到电子也可以变回原子。由同一元素形成的原子与离子,核内质子数相同,但核外电子数不同,它们是同一种元素的不同存在形式。
判断一个微粒是原子、阳离子还是阴离子,可比较其质子数与核外电子数的大小:质子数等于电子数为原子,大于电子数为阳离子,小于电子数为阴离子。
【习题】
1. 原子与离子在电性上有何区别?产生这种区别的根本原因是什么?
2. 某微粒核内有11个质子、核外有10个电子,它带几个单位什么电荷?它是原子还是离子?属于哪种类型的离子?
3. 某微粒核内有9个质子、核外有9个电子,它是原子还是离子?为什么不带电?
4. 由同一元素形成的原子与离子,核内的质子数是否相同?核外电子数是否相同?请说明理由。
5. 判断对错并说明理由:某微粒带正电,它一定是由原子失去电子形成的阳离子。
6. 现有三种微粒,质子数都为11,核外电子数分别为10、11、12,请分别判断它们是原子、阳离子还是阴离子,并说明各自带的电荷。
7. 下列说法正确的是( )。A. 原子一定不带电,离子一定带电;B. 离子都是由原子失去电子形成的;C. 原子与离子的核外电子数一定相同;D. 阴离子核外电子数少于质子数。
8. 为什么说原子得失电子后质子数不变,而电性发生改变?请结合具体实例说明。
9. 判断一个微粒是原子、阳离子还是阴离子,通常比较它的哪两个数量?请简要说明判断方法。
10. 某微粒的质子数比核外电子数多两个,它是阳离子还是阴离子?带几个单位什么电荷?
第五部分 综合提升练习
【知识点梳理】
综合本课时知识,建立起“微粒—结构—性质—变化”的完整认识:原子由原子核与核外电子构成,核外电子分层排布;最外层电子数决定元素的化学性质,金属易失电子、非金属易得电子、稀有气体结构稳定;原子得失电子转变成离子,阳离子带正电、阴离子带负电,原子与离子是同一元素的不同存在形式。
【习题】
1. 某原子的核外电子排布为第一层2个、第二层8个、第三层8个、第四层2个,该原子的核电荷数是多少?它属于金属元素还是非金属元素?判断的依据是什么?
2. 某微粒核内有12个质子、核外有10个电子,请说出它是原子还是离子、带什么电荷、由什么原子转变而来。
3. 有三种微粒,质子数都为11,核外电子数分别为10、11、12,请分别判断甲、乙、丙是原子、阳离子还是阴离子,并说明丙能否由乙转变而来、需要怎样变化。
4. 某元素的原子在化学反应中容易得到1个电子,形成带一个单位负电荷的离子,则该原子最外层电子数是多少?它属于金属元素还是非金属元素?
5. 归纳并比较:稀有气体原子、金属原子、非金属原子在化学反应中的表现各有什么不同?请分别用一句话概括。
6. 现有三种微粒,质子数都为8,核外电子数分别为8、10、8,试判断各自是原子还是离子,若是离子请说明其类型与所带电荷。
7. 某原子的最外层电子数为1个,它易失电子形成带一个单位正电荷的离子,请说明它属于金属还是非金属元素,并写出判断依据。
8. 某微粒带两个单位负电荷,它的质子数与核外电子数的关系是怎样的?它是由原子得到电子还是失去电子形成的?
五、课堂练习参考答案
第一部分 核外电子的分层排布参考答案
1. 核外电子的分层排布。
2. 离核最近的是第一层;这一层电子的能量在同层中属于较低的能量(能量低的电子离核近)。
3. 该原子的核外电子总数为十一个,质子数与核外电子数相等,也为十一个。
4. 错误。最外层电子数最多不超过8个(只有一层时不超过2个),不能超过8个。
5. 第一层2个、第二层8个、第三层6个,最外层电子数为6个。
6. 遵循先排满能量低的内层、再依次排向外层的原则;例如质子数为11的原子,先排满第一层2个、第二层8个,余下1个电子排在第三层。
7. C。第一层最多可容纳2个电子,正确;离核越近能量越低,最外层电子数不一定为8,第二层最多为8个。
8. 该原子核外电子总数为十个(第二层8个加第三层2个),质子数与电子数相等,也为十个。
9. 圆圈表示原子核,圈内数字为核电荷数,圈外弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层电子数。
10. 分层情况为第一层2个、第二层8个、最外层8个;最外层电子数为8,达到相对稳定结构。
第二部分 最外层电子数与元素化学性质参考答案
1. 稀有气体原子最外层电子数达到相对稳定结构(最外层为8个,氦为2个);因此化学性质稳定,一般不与其他物质发生反应。
2. 金属原子容易失去电子,非金属原子容易得到电子;因为金属原子最外层电子数一般较少,非金属原子最外层电子数一般较多。
3. 属于非金属元素;在化学反应中容易得到电子(趋向最外层8个电子)。
4. 因为在化学反应中,参与变化的主要是最外层电子,得失最外层电子改变的是最外层电子数,内层电子一般不参与。
5. 错误。最外层电子数相同通常化学性质相似,但还需结合质子数等条件,不能说“一定完全相同”。
6. 最外层电子数少,容易失去最外层电子,表现出比较活泼的金属性质,易与其他物质发生反应。
7. C。金属原子最外层电子少,在化学反应中容易失去电子。
8. 金属原子最外层电子少易失电子,非金属原子最外层电子多易得电子,稀有气体最外层达稳定结构性质稳定,故化学性质主要由最外层电子数决定。
9. 主要观察原子的最外层电子数;因为最外层电子数决定元素的化学性质,是判断得失电子倾向的关键。
10. 容易得到2个电子;转变后的离子带两个单位负电荷,属于阴离子。
第三部分 离子的形成参考答案
1. 离子是带电的原子;根本原因是原子得失电子,使质子数与电子数不相等而带上电荷。
2. 容易失去1个电子,转变成阳离子;该离子带一个单位正电荷。
3. 容易得到1个电子,转变成阴离子;该离子带一个单位负电荷。
4. 质子数为12,离子带两个单位正电荷,说明失去了2个电子,核外电子数为十个;由质子数为12的原子转变而来。
5. 正确。阳离子带正电,说明质子数多于电子数,是失去电子形成的。
6. 质子数为17、电子数为18,说明得到1个电子,带一个单位负电荷;由质子数为17的原子转变而来。
7. B。阴离子是由原子得到电子形成的。
8. 离子所带电荷数等于得失的电子数;失去几个电子就带几个单位正电荷,得到几个电子就带几个单位负电荷。
9. 该离子带两个单位负电荷,属于阴离子。
10. 质子数比核外电子数多一个;因为该阳离子带一个单位正电荷,说明失去1个电子,质子数比电子数多1个。
第四部分 原子与离子的比较参考答案
1. 原子不带电,离子带电;根本原因是原子质子数与电子数相等,离子质子数与电子数不相等。
2. 质子数11多于电子数10,说明失去1个电子,带一个单位正电荷;它是阳离子。
3. 质子数与核外电子数都为9、相等,不带电,是原子。
4. 质子数相同;核外电子数不相同;因为原子与离子只是得失电子不同,核内质子数不变。
5. 正确。微粒带正电说明质子数多于电子数,是由原子失去电子形成的阳离子。
6. 电子数为10的质子数11多,为阳离子带一个单位正电荷;电子数为11与质子数相等,为原子不带电;电子数为12比质子数多,为阴离子带一个单位负电荷。
7. A。原子不带电、离子带电。
8. 原子得失的是核外电子,核内质子数不变,所以质子数与电子数的相对大小改变,电性随之改变;如质子数为11的原子失去1个电子后带一个单位正电荷。
9. 比较质子数与核外电子数;质子数等于电子数为原子,质子数大于电子数为阳离子,质子数小于电子数为阴离子。
10. 质子数比核外电子数多两个,是阳离子,带两个单位正电荷。
第五部分 综合提升练习参考答案
1. 核电荷数等于核外电子总数,为二十个;最外层只有2个电子,属于金属元素,依据是最外层电子数少、容易失去电子。
2. 它是阳离子,带两个单位正电荷,由质子数为12的原子失去2个电子转变而来。
3. 甲质子数11多于电子数10,是阳离子带一个单位正电荷;乙质子数与电子数相等,是原子不带电;丙质子数11少于电子数12,是阴离子带一个单位负电荷;丙可由乙得到1个电子转变而来。
4. 最外层电子数为7个,属于非金属元素(易得电子)。
5. 稀有气体原子最外层达相对稳定结构,性质稳定一般不反应;金属原子最外层电子少,易失电子、性质活泼;非金属原子最外层电子多,易得电子、性质也较活泼。
6. 质子数为8、电子数为8的微粒质子数与电子数相等,是原子不带电;质子数为8、电子数为10的微粒电子数多于质子数,是阴离子带两个单位负电荷;质子数为8、电子数为8的另一微粒仍是原子不带电。
7. 属于金属元素;依据是最外层电子数少、易失电子。
8. 质子数比核外电子数少两个;它是由原子得到2个电子形成的。
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