4.1 第1课时 原子结构与元素周期表 （PPT课件）-2026-2027学年高一上学期化学同步课件（人教版2019必修第一册）

第一节 原子结构与元素周期表 第1课时 第四章 物质结构 元素周期律 1 原子结构模型的演变 1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体 1897年，汤姆孙在原子内部发现了电子。1904年提出汤姆孙原子模型，也称“葡萄干布丁”模型。 1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个带正电荷的核，电子在它周围沿着不同的轨道运转 实心球模型 新课导入 电子在核外做无规则的高速运转 现代原子结构 电子 中子 质子 原子核 新课讲授 带电情况： ，质量1.6726×10-27kg 质子 中子 原子核 原子 核外电子 每个质子带1单位正电荷 不带电 每个电子带1单位负电荷 带电情况： ，质量1.6749×10-27kg 决定原子的种类 带电情况： ，质量9.109×10-31kg 原子结构 (质量很小，可忽略不计) 注意：原子的质量主要集中在原子核上 原子质量≈原子核质量＝质子的质量+中子的质量 核电荷数：原子核所带的正电荷数。 新课讲授 如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系？ 质量数 相对原子质量≈质子数+中子数 质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N ) 新课讲授 分析下面的表格，你能发现哪些规律？ 质子数不一定等于中子数 原子内质子数不同，原子种类也不同 原子结构 原子种类 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 氯 17 18 17 氢原子的原子核中没有中子 核电荷数=质子数=核外电子数 新课讲授 铁是由原子直接构成的物质，用手触摸铁不会被电到说明铁原子不带电，铁原子不带电的原因？ 质子数 核电荷数 原子序数 核外电子数 由于原子里质子数=电子数，一个质子和一个电子所带的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性。 新课讲授 原子的表示方法 原子的表示方法 X Z A 质量数 质子数 元素符号 质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N) 例如 新课讲授 如果是离子，各微观粒子数如何变化？ 粒子 符号 质子数 (Z) 质量数 (A) 中子数 (N） 电荷数 核外 电子数 Na+ 11 23 Cl- 17 37 17 37 20 11 23 12 1 18 1 10 阳离子：核外电子数＝质子数 - 电荷数 阴离子：核外电子数＝质子数+电荷数 新课讲授 它们是同一种元素吗？有什么区别？ 具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称 元素 上述原子质子数相同，故属于同种元素，区别：质量数不同，中子数不同 核素 新课讲授 原子结构 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 核素 一种元素，三种核素 同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 即同一元素的不同核素互称为同位素 新课讲授 能源、农业、医疗、考古等方面都有重要应用。 同位素 原子结构 PART 1 氧元素 O 16 8 O 17 8 O 18 8 PART 2 碳元素 C 12 6 C 13 6 C 14 6 PART 3 铀元素 U 234 92 U 235 92 U 238 92 用途： 新课讲授 电子层模型示意图 原子核外电子排布 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。核外电子的运动区域由内到外依次为第一至七层 电子层： 不是真实存在的，只是为了研究方便假设的 N M L K 原子核 电子层 1 3 5 7 2 4 6 K L P O Q M N 离核由近到远，能量由低到高 新课讲授 思考与讨论 下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？请思考并讨论下列问题 新课讲授 原子核外电子的排布 核外电子排布规律 能量最低原理：核外电子总是尽量先从能量最低的_____排起，当一层_____后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。 K层为最外层时最多容纳的电子数为___，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为___。 次外层最多能容纳的电子数为___ 。倒数第三层不超过 个电子 内层 充满 2 8 18 各电子层最多容纳 个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32 32 2n2 新课讲授 画出铝原子、氯原子、钙原子的原子结构示意图 原子结构示意图 核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 原子核外电子排布 新课讲授 【例1】观察1～18号元素的原子结构特点，并回答下列问题： (1)最外层电子数为1的原子有___________；最外层电子数为2的原子有_____________。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________。 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有____，3倍的原子有____。 H、Li、Na He、Be、Mg Be、Ar C O 典例精讲 【例1】观察1～18号元素的原子结构特点，并回答下列问题： (4)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子有_______________。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有__________________。 (6)最外层电子数是电子层数 2 倍的原子有___________________。 Li、Si H、Be、Al He、C、S 典例精讲 简单离子中，质子数与核外电子数的关系 阳离子(Rm＋) 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m 阴离子(Rm－) 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m 与Ne电子层结构相同的粒子结构示意图： 总结 原子核外电子排布 阳离子有：Na＋、Mg2＋、Al3＋等 阴离子有：F－、O2－、N3－等 新课讲授 门捷列夫绘制的第一张元素周期表是按照元素的相对原子质量来排列的，随着科学家对原子结构认识的不断深入，元素周期表中元素的排列依据也由相对原子质量改为核电荷数。 元素周期表 新课讲授 根据前18号元素的原子结构示意图，总结元素周期表的编排原则 1、圆圈内数字的含义？ 2、每一横行、每一纵列有什么排布规律？（从电子层数和最外层电子数两个角度进行思考） 新课讲授 把___________相同的元素，按_______________的顺序从左到右排列。 电子层数 原子序数递增 元素周期表的编排原则 横行原则： 把_____________相同的元素，按______________的顺序由上而下排列。 最外层电子数 电子层数递增 纵列原则： 新课讲授 元素周期表的结构 每一个横行叫做一个周期，每一个纵列叫做一个族 观察元素周期表，思考有几个周期？几个族？每个周期元素的种类是多少？ 元素周期表的结构 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 第七周期 7个横行，18个纵列 短周期 长周期 2 8 8 18 18 32 32 三短四长七周期 思考与讨论 观察元素周期表，针对下表中的项目进行思考，并与同学讨论，将讨论结果填写在表中。从表中你能发现周期序数与原子核外电子层数有什么关系吗？ 元素周期表的结构 A:主族 B:副族 第ⅤⅢ族 0 族 七主八副一零族 注意：18列16族，第ⅤⅢ族，包括第8、9、10纵列 主族元素的族序数 = 最外层电子数 列序个位数=族序数（除9、10、18纵列外） 列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 族 ⅠA ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅱ B ⅢA ⅤA ⅤⅠA 0 ⅡA ⅣA ⅦA Ⅲ B Ⅰ B 第Ⅷ族 主族 副族 主族 0族 元素周期表的结构 同主族，相邻两元素原子序数之差为多少？ ①第ⅠA、第ⅡA族元素，原子序数之差等于上周期元素所在周期的元素种类。 ②第ⅢA~0族元素，原子序数之差等于下周期元素所在周期的元素种类。 氧 16.00 8 O 元素周期表中元素的信息 原子序数 元素符号 核电荷数 核内质子数 核外电子数 元素周期表 相对原子质量 元素名称 新课讲授 螺旋时钟式 三角形式 各种元素周期表 拓展延伸 第七周期，第VIIA族 已知原子结构示意图,说出它们分别位于周期表的第几周期第几主族? ①第 2 周期 第 ⅤA 族 ②第 3 周期 第 ⅢA 族 ③第 4 周期 第 ⅣA 族 典例精讲 【例7】下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是（ ） C 及时演练 3．(2018上·上海奉贤·高一校考期末)下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是 A．Mg2+ 、Al3+、 Cl-、 Ne B．Na+、 F- 、S2- 、Ar C．K+、 Ca2+ 、S2-、Ar D．Mg2+ 、O2-、Na+、 Cl- 【答案】C 【详解】A．Mg2+ 、Al3+和Ne的电子层结构相同，比Cl-少一个电子层，故A不符合题意； B．Na+和 F-电子层结构相同，S2- 和Ar电子层结构相同，Na+和 F-比S2- 和Ar少一个电子层，故B不符合题意； C．K+、 Ca2+ 、S2-、Ar核外都18个电子，所以电子层结构相同，故C符合题意； D．Mg2+ 、O2-、Na+电子层结构相同，Mg2+ 、O2-、Na+比Cl-少一个电子层，故D不符合题意； 故选C。 随堂演练 第一节 原子结构与元素周期表 第1课时 原子的构成 原子核外电子排布 原子结构的探索历程 构成原子的微粒及其性质 构成原子的微观粒子之间的关系 原子的表示方法 核素 同位素 电子的运动规律 电子层 不同电子层的表示及能量关系 核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 课堂小结 $