4.1 原子结构与元素周期表 课件 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

原子结构与元素周期表（第一课时） 1 原子 原子核 核外电子：带负电荷 质子：带正电荷 中子：不带电 1. 原子的构成微粒 质子数=(原子)核外电子数 =核电荷数 质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N） 2. 质量数（A）：将核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。 【回顾】一、原子结构 2 【思考】原子的质量数与原子的相对原子质量的关系？ 忽略电子的质量，那么，原子的质量数与原子的相对原子质量近似相等。 原子的质量数是个整数，而原子的相对原子质量一般不是整数。 联系： 区别： 相对原子质量 3 质量数（A) 质子数（Z) ±a 化合价 x± 电荷数 b 原子数   +1 + 2 3. 原子的构成的表示方法 质子数=(原子)核外电子数 =核电荷数 质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N） 阴、阳离子核外电子数的计算方法： 阴离子：核外电子数=质子数+离子所电荷数 阳离子：核外电子数=质子数 -离子所电荷数 几个重要的等式 4 1.一定量的锎( )是有用的中子源，1mg( )每秒约放出2.34×109个中子， 在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是 ( ） A. 原子中，中子数为154 B. 原子中，质子数为98 C. 原子中，电子数为98 D. 锎元素的相对原子质量为252 D 5 2. 填表： 粒子符号 质子数（Z） 中子数（N） 核外电子数 质量数（A） 用表示AZX O 8 18 Al 14 27 Ar 18 22 Mg2+ 12 24 ---- Cl- 18 35 ---- 10 8 13 13 18 40 12 10 17 18 188O 2713Al ---- 6 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。 （1）电子层 4. 核外电子排布规律 7 【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？ 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 （1）最外层最多能容纳的电子数是多少？K层做最外层，最多能容纳的电子数是多少？ （2）次外层最多容纳的电子数是多少？ （3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？ 2n2 8 核外电子总是尽可能先排布在 的电子层上，然后 依次排布在 的电子层上。 ①各电子层最多容纳2n2个电子。 ②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。 ④倒数第三层不超过32个电子。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 能量最低 由内向外 能量较高 即按K→L→M→N……顺序排列。 （2）原子核外电子分层排布规律 9 原子结构示意图 以钠原子结构 示意图为例P86 判断下列原子结构示意图是否正确？ × × √ 10 (2)元素周期表的演变 ①演变：随着科学发展，为__________留下的空位先后被填满。 ②编排依据：由相对原子质量改为原子的_________。 1．元素周期表的发展历程 (1)第一张元素周期表 ①诞生：1869年，俄国化学家________制出 ②绘制依据：将元素按照_____________由小到大的顺序排列，将_______________的元素放在一个纵行。 门捷列夫 　 相对原子质量　 化学性质相似　 未知元素　 核电荷数 二、元素周期表 阅读课本P88 第1、2自然段，了解元素周期表的发展历程 11 按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数。 结合1-18号元素原子的结构示意图和元素周期表中1-18号元素的排列，分析一下我们现在使用的元素周期表的排列规律。 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 12 元素周期表排列的规律 ⑴ 按原子序数递增的顺序从左到右排列 ⑵ 将电子层数相同的元素排列成一个横行 ⑶ 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。 13 1. 周期（横行） 第一周期： 第二周期： 第三周期： 短周期 第四周期： 第五周期： 第六周期： 第七周期： 长周期 观察元素周期表，完成P89思考与讨论 14 类别 周期序数 起止元素 包括元 素种数 核外电 子层数 稀有气体 原子序数 位置与结 构的关系 短 周期 1 H～He 周期序数___电子层数 2 3 长 周期 4 5 6 7 Fr～Og(118号) 2 1 2 8 2 10 8 3 18 18 4 36 18 5 54 32 6 86 32 7 118 ＝ Li～Ne Na～Ar K～Kr Rb～Xe Cs～Rn 完成P89思考与讨论 三短四长七周期 15 2. 族（纵行） 族 主族： ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA 共七个主族 主族序数=最外层电子数 副族： ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB， 第Ⅷ族 共8个副族 第Ⅷ族三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间 稀有气体元素 0族： 七主八副和零族 16 1. 描述下列主族元素在周期表中的位置 第4周期 ⅠA族 第5周期 ⅦA族 2. 第3周期 IVA族的元素是__________ Si 课堂练习 17 元素 具有相同质子数的一类原子的总称 精确的测定结果证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同。 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 核素 同位素 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互为同位素 三、核素 18 氢元素的不同核素 19 常见核素在生活中的用途 核素 用途 碳-12 碳-14 氘、氚 铀-235 氧-18 考古中推断生物体的存在年代 同位素示踪 相对原子质量的标准原子 核反应堆的燃料 制造氢弹的原料 放射性同位素 利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 20 课堂练习 A D 1. 2. 21 3. 表示方法 一、原子结构构成 4. 原子核外电子排布 （1）电子层 （2）原子核外电子层分层排布规律 1. 原子的构成微粒 2. 质量数 小结： 22 二、元素周期表的结构 三短四长七周期 七主八副和0族 三、核素 23 原子结构与元素周期表（第二课时） 24 阅读课本P92 科学史话 25 金属元素的原子最外层电子数和非金属元素的原子最外层电子数有什么区别？ 金属元素：原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；金属性就是原子失去电子的能力。 非金属元素：原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性，非金属性就是原子得电子的能力。 分析元素周期表思考： 26 同族元素放在一起研究，可能是因为它们之间存在某种内在联系。 例如：碱金属元素 碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。 四、原子结构与元素的性质 1. 碱金属元素 碱金属元素 27 思考与讨论 填写下表中的信息，并思考和讨论问题。 族 元素名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm) 碱金属元素 锂 0.152 钠 0.186 钾 0.227 铷 0.248 铯 0.265 Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 从上到下碱金属元素的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？ 逐渐增加 逐渐增大 28 思考与讨论 填写下表中的信息，并思考和讨论问题。 族 元素名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm) 碱金属元素 锂 0.152 钠 0.186 钾 0.227 铷 0.248 铯 0.265 Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 它们的原子核外电子排布有什么特点？ 电子层数增多，最外层电子数都是1。 29 思考与讨论 填写下表中的信息，并思考和讨论问题。 族 元素名称 元素 符号 核电 荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm) 碱金属元素 锂 0.152 钠 0.186 钾 0.227 铷 0.248 铯 0.265 Li Na K Rb Cs 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 从哪一点可以推测出碱金属元素化学性质具有相似性？ 最外层电子数相同 30 相似性：碱金属元素原子结构的 　　　　　 　相同， 都为　　　。 递变性：从Li到Cs 最外层电子数 1个 ①核电荷数逐渐增多 ②电子层数逐渐增加 ③原子半径逐渐增大 归纳小结 Li Na K Rb Cs 31 碱金属化学性质的比较 实验探究 实验步骤： （1）将干燥的坩埚加热，同时切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并迅速投到热坩埚中。继续加热片刻，待钾熔化后立即撤掉酒精灯，观察现象。 钾在空气中燃烧 剧烈燃烧 ，发出紫色火焰 32 实验步骤： （2）在烧杯中加入一些水，滴入几滴酚酞溶液。切取一块绿豆大的钾，用镊子夹取并投入水中，观察现象。 钾与水反应 钾浮于水面；迅速熔成小球；四处游动；反应剧烈；有轻微爆炸声并着火燃烧，产生紫色火焰；滴入酚酞，溶液变红。 浮、熔、游、响、爆、烧、红 33 碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系 相似性:最外层电子数都是1 强还原性：容易失去1个电子 (与O2、水、酸、盐溶液反应) 结构相似 决定 性质相似 归纳小结 34 碱金属化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系 归纳小结 递变性: Li→Cs 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 失电子能力逐渐增强　 元素的金属性逐渐增强 单质的还原性逐渐增强 结构递变 决定 性质递变 35 碱金属的物理性质 碱金属在物理性质上表现出相似性与规律性。它们都比较柔软，有延展性；密度较小，熔点较低，导热性和导电性也都很好，如液态钠可用作核反应堆的传热介质。 碱金属单质 颜色（常态） 密度（g/cm3） 熔点（℃） 沸点（℃） Li 银白色 0.534 180.5 1347 Na 银白色 0.97 97.81 882.9 K 银白色 0.86 63.65 774 Rb 银白色 1.532 38.89 688 Cs 略带金属光泽 1.879 28.40 678.4 物性有何相似性和递变性？阅读第95页表4—2 逐渐增大 反常 逐渐降低 逐渐降低 36 卤族元素 卤族元素（简称卤素）则是一类典型的非金属元素，它们在自然界中都以化合态存在。 2. 卤族元素 37 （1）卤素单质的物理性质 卤素单质 颜色和状态 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 淡黄绿色气体 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1 Cl2 黄绿色气体 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 深红棕色液体 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 紫黑色固体 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 递变性：从F2到I2，颜色逐渐 ，熔、沸点逐渐 。 加深 升高 由浅到深 由低到高 由低到高 相似性：均有颜色，密度较小，熔沸点低。 物理有何相似性和递变性？阅读第96页表4-3 38 思考与讨论 氟 氯 溴 碘 根据卤素的原子结构，请推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出的相似性和递变性。 相似性：卤族元素原子结构的　　　　　 相同， 都为　　　。 递变性：从F到I 最外层电子数 7个 ①核电荷数依次增加 ②电子层数依次增多 ③原子半径依次增大 39 （1）卤素单质的化学性质 ①卤素单质与氢气的反应P97 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 Cl2 Br2 I2 暗处 H2＋F2==2HF 很稳定 光照或点燃 较稳定 加热 较不稳定 不断加热 不稳定 40 思考与讨论 根据前面卤素单质与氢气的反应事实，讨论随着原子核电荷数的增多，卤素单质与氢气反应的变化规律? 结论 与氢气反应的递变性： ①与氢气反应的难易程度: ②生成氢化物的稳定性： ③卤素的非金属性强弱： 由易到难 由强到弱 由强到弱 41 实验探究 （2）卤素单质间的置换反应P98 【实验4-1】 观看实验视频 42 实验探究 （2）卤素单质间的置换反应P98 【实验4-1】分别向KBr和KI溶液中滴加氯水，观察现象） 实验操作 实验现象 化学方程式/离子方程式 ____________________ ___________________ KBr溶液 滴加氯水 溶液由无色变为黄色 2KBr + Cl2 = Br2 + 2KCl 2Br－ + Cl2 = Br2 + 2Cl－ 氧化性：Cl2＞Br2 KI溶液 滴加氯水 溶液由无色变为红棕色 2KI + Cl2 = I2 + 2KCl 2I－ + Cl2 = I2 + 2Cl－ 氧化性：Cl2＞I2 43 实验探究 P98 [实验4-1] 向KI溶液中滴加溴水，观察现象 实验操作 实验现象 化学方程式/离子方程式 ____________________ KI溶液 滴加溴水 溶液由无色变为棕（黄）褐色 2KI + Br2 = I2 + 2KBr 2I－ + Br2 = I2 + 2Br－ 氧化性：Br2＞I2 由以上得到氧化性：Cl2＞Br2＞I2 44 归纳小结 卤素化学性质的相似性和递变性与原子结构的关系 相似性:最外层电子数都是7个 强氧化性：容易得到1个电子 (与H2反应、卤素单质间置换反应) 结构相似 决定 性质相似 45 递变性: F→I 电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大 得电子能力逐渐减弱　 元素的非金属性逐渐减弱 单质的氧化性逐渐减弱 结构递变 决定 性质递变 46 小 结 同主族元素，由上到下，原子核外电子层数依次增加，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 Li Na K Rb Cs 金属性增强 失电子能力增强 F Cl Br I 非金属性减弱 得电子能力减弱 47 1. 随着核电荷数的增加，碱金属元素的单质（ ） A. 熔点依次增加 B. 密度依次减少 C. 颜色逐渐加深 D. 金属性逐渐增强 D 课堂练习 2.下列关于F、Cl、Br、I的比较，不正确的是( ) A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱 C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强 D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深 C 48 课堂练习 3.砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，试推测砹和砹的化合物最不可能具的性质是( ) A. 砹单质很难与氢气化合 B. 砹化氢很稳定不易分解 C. 砹单质是有色固体 D. 砹化银不溶于水 B 49 0 氘 氚 1 2 微粒 eq \o\al(1,1)H、eq \o\al(2,1)H(D)、eq \o\al(3,1)H(T)是氢元素的三种核素，它们之间互称为 ；eq \o\al(14, )6C和 eq \o\al(14, )7N的 相等，但是质子数不同，不是一种元素，不能互称同位素。 同位素 质量数 原子符号(eq \o\al(A,Z)X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) eq \o\al(1,1)H 1 eq \o\al(2,1)H或D 1 1 eq \o\al(3,1)H或T 氕 例7．18O常用作“示踪原子”，下列说法正确的是(　　) A．中子数为8 B．核外电子数为6 C．质子数为18 D．与16O互为同位素 例6．12C和14C互为 (　　) A．同位素　　　　　　 B．同分异构体 C．同系物 D．同素异形体 Lavf52.78.5 H2＋Cl22HCl H2＋Br22HBr $