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1、第1讲原子结构元素周期表【学习目标】1知道人类认识原子结构的历程；2认识原子核的构成，了解核素、同位素的概念；3了解原子核外电子排布的排布规律；4了解元素周期表的结构和编排规律。【基础知识梳理】一、人类认识原子结构的历程1德谟克利特的古代原子学说2道尔顿的近代原子学说实心球模型英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的_关系，提出了原子学说。认为物质由_构成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。3汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在_，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的_中。4卢瑟福的带核原子结构模型
2、英国物理学家卢瑟福根据_现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在_，带_，电子带负电，在其周围_，就像行星围绕太阳运转一样。5玻尔的轨道原子结构模型丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列_上运动，每个轨道都具有一个确定的_；核外电子在这些_上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。6电子云模型(现代原子结构学说)20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用_模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。【例1】如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(
3、4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为()A(1)(3)(2)(5)(4) B(1)(2)(3)(4)(5)C(1)(5)(3)(2)(4) D(1)(3)(5)(4)(2)二、认识原子核1原子的构成原子是由带正电的_和带负电的_构成的，原子核又是由_和_构成的，_带正电，_不带电。2质量数：将原子核内所有的质子和中子的_取_值，加起来所得的数值。3原子的表示符号：X表示_是Z，_为A的一种X原子。如作为相对原子质量标准的C表示质子数为_，质量数为_的碳原子。4构成原子的微粒间的两个关系(1)质量数(A)_。(2)核电荷数_=原子序数。5元素、核
4、素和同位素(1)概念辨析：元素：具有相同_的同一类原子的总称。核素：具有一定_和一定_的一种原子。同位素：_相同，_ (或_)不同的核素互称为同位素。(2)氢元素的三种核素H(氕)H(氘)H(氚)俗称重氢超重氢符号质子数111中子数(3)同位素的应用14C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。【例2】填空(1)S2中的质子数是_，中子数是_，核外电子数是_，质量数是_。(2)微粒“AXn”核外有18个电子，则它的核电荷数为_，核内中子数为_。(3)由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有_种元素，
5、_种原子，_种分子，互为同位素的原子有_。三、原子核外电子排布1电子层与其电子的能量各电子层(由内到外)序号(n)1234567符号与原子核的距离由_到_能量由_到_2原子核外电子排布的一般规律(1)能量规律（能量最低原理）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。(2)数量规律每层最多容纳_个电子；最外层电子数目不超过_个（K层为最外层时不超过_个）；次外层电子数目不超过_个，倒数第三层电子数目不超过_个。3核外电子排布的表示方法原子结构示意图(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：(2)离子结构示意图：Cl：_；Na：_【例3】1某元素原子的最外层电子数是次
6、外层的a倍(a1)，则该原子的核内质子数是()A2a2 B2a10 Ca2 D2a四、原子结构与元素性质的关系元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的_电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是_电子数有关。1金属元素原子最外层电子数一般_4，较易_电子，化合价常显_价。2非金属元素原子最外层电子数一般_4，通常易_电子，在化合物中化合价常显_价。3稳定结构与不稳定结构(1)稳定结构：原子最外层有_个电子(He为_)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。(2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外
7、电子层上为_(有些为_)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。【例4】根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：_。(2)与Ar原子电子层结构相同的1价阴离子：_。(3)质量数为23、中子数为12的原子：_。五、元素周期表1元素周期表的诞生1869年，俄国化学家_绘制了第一张元素周期表。2元素周期表的编排原则(1)横行：把_相同的元素，按_的顺序，从左至右排成的横行，称为周期。7个横行分别称为7个_。(2)纵列：把_相同的元素，按_的顺序，从上至下排成的纵列，称为_。共_列，分为_个族。3元素周期表的结构（1）周期特点：每
8、一周期中元素的_相同，即周期序数_。分类：_周期和_周期。根据现行元素周期表，完成下表短周期长周期电子层数1234567周期序数元素种数（2）族主族：共_个，用_表示。由_和_元素共同构成，主族的序数_。根据现行元素周期表，完成下表列序号121314151617最外层电子数族序数副族：完全由_构成，共_个。列序号345671112族序数族：占据元素周期表的第_共3个纵列。0族：在元素周期表的第_列。（3）元素周期表的特殊位置镧系：在元素周期表的第_周期_族，共_种元素。锕系：在元素周期表的第_周期_族，共_种元素。（4）常见族的别名A称为_ (除H外)，A称为_，A称为_元素，A称为_元素，A
9、称为_，0族称为_元素。【例5】下列说法中正确的是（）A我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量B元素周期表中同一横行元素的电子层数相同C元素周期表有16个纵行D元素周期表已发展为一个稳定的形式，它不再可能有新的变化了课堂检测119世纪初，某科学家提出原子学说，他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学反应中不能再分，这个科学家是()A汤姆生 B道尔顿 C卢瑟福 D玻尔2下列关于原子结构的说法正确的是()A所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒，且个数都是相等的B质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类C原子核对电子吸引作用的实质是原子核中的质子对核
10、外电子的吸引D原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒3YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于Y的说法中不正确的是()A质量数是89B中子数与质子数之差为50C核外电子数是39D.Y和Y是两种不同的核素4下列结构示意图表示的粒子，无法确定是离子还是原子的是()A B CD5在短周期主族元素中，族序数和原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有（）A2种 B3种 C4种 D5种6现有下列基本微粒：1H、2H、3H、1H、234U、235U、238U、14N、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题：(1)在给出的微粒中，含有_
11、种元素，属于氢元素的核素有_种，属于铀元素的核素有_种，互为同位素的原子分别是_，_。(2)质量数相等的微粒为_、_、_(可不填满，也可补充)。(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为_，可得_种不同的相对分子质量。7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：(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118的元素内，列举两个与B核外电子层排
12、布相同的离子，写出离子的符号_、_。学科网（北京）股份有限公司第1讲原子结构元素周期表【学习目标】1知道人类认识原子结构的历程。2认识原子核的构成，了解核素、同位素的概念。3了解原子核外电子排布的排布规律。4了解元素周期表的结构和编排规律。【基础知识梳理】一、人类认识原子结构的历程1德谟克利特的古代原子学说2道尔顿的近代原子学说实心球模型英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了原子学说。认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。3汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在电子，并用实验方法测出了电
13、子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的正电荷球体中。4卢瑟福的带核原子结构模型英国物理学家卢瑟福根据粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在原子核，带正电，电子带负电，在其周围高速运行，就像行星围绕太阳运转一样。5玻尔的轨道原子结构模型丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。6电子云模型(现代原子结构学说)20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。【例1】如图所示的原子
14、结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为()A(1)(3)(2)(5)(4) B(1)(2)(3)(4)(5)C(1)(5)(3)(2)(4) D(1)(3)(5)(4)(2)答案：A二、认识原子核1原子的构成原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。2质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。3原子的表示符号：X表示质子数是Z，质量数为
15、A的一种X原子。如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。4构成原子的微粒间的两个关系(1)质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。(2)核电荷数质子数核外电子数=原子序数。5元素、核素和同位素(1)概念辨析：元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。同位素：质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。(2)氢元素的三种核素H(氕)H(氘)H(氚)俗称重氢超重氢符号HDT质子数111中子数012(3)同位素的应用14C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线可用于
16、育种、治疗恶性肿瘤等。【例2】填空(1)S2中的质子数是_，中子数是_，核外电子数是_，质量数是_。(2)微粒“AXn”核外有18个电子，则它的核电荷数为_，核内中子数为_。(3)由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有_种元素，_种原子，_种分子，互为同位素的原子有_。答案：(1)16181834(2)18nA(18n)(3)2421H和2H、16O和17O三、原子核外电子排布1电子层与其电子的能量各电子层(由内到外)序号(n)1234567符号KLMNOPQ与原子核的距离由近到远能量由低到高2原子核外电子排布的一般规律(1)能量规律（能量最低原理）核外电子总是尽可能先排布在能量最低
17、的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。(2)数量规律每层最多容纳2n2个电子；最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）；次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。3核外电子排布的表示方法原子结构示意图(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：答案：(2)离子结构示意图：Cl：；Na：【例3】某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a1)，则该原子的核内质子数是()A2a2 B2a10 Ca2 D2a答案：A解析：原子核外电子的排布规律是：最外层不超过8个，次外层不超过18个，某元素的最外层电子数是次外层的a倍(a1)，所以该元素的次外层只能是K层
18、，2个电子，最外层是L层，电子数是2a，所以该元素的核外电子总数是2a2，而原子的核内质子数核外电子数。四、原子结构与元素性质的关系元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。1金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子，化合价常显正价。2非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，通常易得到电子，在化合物中化合价常显负价。3稳定结构与不稳定结构(1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。(2)不稳
19、定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。【例4】根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：_。(2)与Ar原子电子层结构相同的1价阴离子：_。(3)质量数为23、中子数为12的原子：_。答案：(1)(2)(3)五、元素周期表1元素周期表的诞生1869年，俄国化学家门捷列夫绘制了第一张元素周期表。2元素周期表的编排原则(1)横行：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行，称为周期。7个横行分别称为7个周期。(2)纵列：把最外层电子数相同的
20、元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵列，称为族。共18列，分为16个族。3元素周期表的结构（1）周期特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数电子层数。分类：短周期和长周期。根据现行元素周期表，完成下表短周期长周期电子层数1234567周期序数1234567元素种数28818183232（2）族主族：共7个，用A表示。由短周期和长周期元素共同构成，主族的序数最外层电子数。根据现行元素周期表，完成下表列序号121314151617最外层电子数1234567族序数AAAAAAA副族：完全由长周期元素构成，共7个。列序号345671112族序数BBBBBBB族：占据元素周期表的第8、9、
21、10共3个纵列。0族：在元素周期表的第18列。（3）元素周期表的特殊位置镧系：在元素周期表的第六周期B族，共15种元素。锕系：在元素周期表的第七周期B族，共15种元素。（4）常见族的别名A称为碱金属(除H外)，A称为碱土金属，A称为氮族元素，A称为氧族元素，A称为卤素，0族称为稀有气体元素。【例5】下列说法中正确的是（）A我们常用的元素周期表中元素排序的依据是元素的相对原子质量B元素周期表中同一横行元素的电子层数相同C元素周期表有16个纵行D元素周期表已发展为一个稳定的形式，它不再可能有新的变化了答案：B 解析：元素周期表中元素排序的依据是核电荷数（质子数）。课堂检测119世纪初，某科学家提出
22、原子学说，他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学反应中不能再分，这个科学家是()A汤姆生 B道尔顿 C卢瑟福 D玻尔答案：B2下列关于原子结构的说法正确的是()A所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒，且个数都是相等的B质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类C原子核对电子吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引D原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒答案：C解析：氢原子H的原子核内没有中子，核素种类是由质子数和中子数共同决定的，A、B项错误；原子核对核外电子的吸引作用就是质子对电子的吸引，C项正确；以发展的观点分析，原子中的
23、基本构成微粒有可能再进一步分成更小的微粒，如科学家研究发现了质子和中子里面还有更小的微粒夸克，D项错误。3YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于Y的说法中不正确的是()A质量数是89B中子数与质子数之差为50C核外电子数是39D.Y和Y是两种不同的核素答案：B解析：对于原子Y，其质子数为39，质量数为89，中子数为893950，中子数与质子数之差为503911，核外电子数为39。Y和Y的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素。4下列结构示意图表示的粒子，无法确定是离子还是原子的是()A B CD答案：A解析：若核外电子数核内质子数为原子，若核外电子
24、数核内质子数为离子，原子通过最外层得失电子达到2、8电子稳定结构，因此，当最外层电子数为2、8时，无法确定是离子还是原子。5在短周期主族元素中，族序数和原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有（）A2种 B3种 C4种 D5种答案：D解析：族序数为奇数，即族序数为A、A、A、A，电子层数为奇数，则元素位于第1、3周期，结合核电荷数与奇数，满足条件的元素有H、Na、Al、P、Cl5种。6现有下列基本微粒：1H、2H、3H、1H、234U、235U、238U、14N、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题：(1)在给出的微粒中，含有_种元素，属于氢元素的核素有_种，属于铀元素的核素有
25、_种，互为同位素的原子分别是_，_。(2)质量数相等的微粒为_、_、_(可不填满，也可补充)。(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为_，可得_种不同的相对分子质量。答案：(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)1H与1H40K与40Ca14N与14C(3)187解析：(1)共有7种元素，氢元素中有1H、2H、3H三种核素，铀元素有234U、235U、238U三种核素，上述三种氢原子、三种铀原子各自互为同位素。(2)质量数相等的微粒有：1H与1H、40K与40Ca、14N与14C。(3)结合成水分子种数：每2个相同
26、氢原子核素分别与三个氧原子结合成9种；任意2个不同氢原子核素分别与三个氧原子结合成9种，共有18种；得到水分子的相对分子质量为18、19、20、21、22、23、24，共7种。7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：(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)在核电荷数118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_、_。答案：(1)BE(2)CDA(3)NaCl=NaCl(4)NaAl3(合理即可)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NaCl=NaCl。(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。