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1、 人教版2019 高一第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 第第2 2课时：课时：元素周期表元素周期表 核素、同位素核素、同位素第四章 物质结构 元素周期律CONTENTS目录原子结构原子结构01核外电子排布核外电子排布02学习目标 1.通过旧知回顾、阅读思考，了解质量数的概念，知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系；2.通过对比分析、讨论交流，根据原子核外电子的排布规律，能画出120号元素的原子和离子的结构示意图，知道原子、阳离子、阴离子的质子数和核外电子数之间的关系；3.通过分析与讨论原子核外电子排布规律，了解预测、假设、模型等方法在科学家研究原子结构中的重要作用，体验科
2、学探究的过程，培养微观探析与科学态度的化学核心素养。新课导入新课导入 丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成，那么这些元素之间是如何相互结合形成多种多样的物质，元素的原子结构与元素周期表之间又有什么样的关系呢？在初中我们学习过原子结构和元素周期表，知道原子结构和元素周期表揭示了元素之间的内在联系，下面我们将继续学习原子结构的相关知识，进一步探究原子结构与元素周期表之间的关系。新课导入新课导入【原子结构模型的发展】PART 01原子结构原子结构0 01 1原子结构活动一、原子结构的探索历程活动一、原子结构的探索历程活动一、原子结构的探索历程活动一、原子结构的探索历程1803年，道尔顿提出：构成物
3、质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。实心球模型实心球模型枣糕模型枣糕模型行星有核模型行星有核模型0 01 1原子结构电子在核外做无规则的高速运转l现代原子结构：现代原子结构：电子中子质子原子核0 01 1原子结构任务一任务一、回顾初中学习的原子结构有关知识，查阅资料，简述原子结构的发展经历了哪些过程？完成表跟内容。年代模型观点或理论1803年1904年1911年道尔顿模型汤姆孙模型卢瑟福原子模型原子是构成物质的基本粒子，是坚实
4、的、不可再分的实心球。原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。0 01 1原子结构年代模型观点或理论1913年19261935年玻尔原子模型电子云模型电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。目前，科学家
5、已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。【温馨提示】0 01 1原子结构任务二、任务二、讨论交流：原子结构模型的演变过程对我们有何启示？化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命。实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键。科学研究、科学发现是无止境的。0 01 1对应训练【典例1】描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速 圆周运动的原子模型是（）A玻尔电子分层排布模型B量子力学模型C汤姆逊“葡萄干布丁”模型D卢瑟福核式模型A【解析】玻尔电子分层
6、排布模型描述电子在原子核外空间具有确定半径的轨道上绕核进行高速圆周运动，A项正确；量子力学模型：电子是一种微观粒子，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）大小，B项错误；汤姆逊“葡萄干布丁”模型：原子呈圆球状充斥着正电荷，而带负电荷的电子则像一粒粒葡萄干一样镶嵌其中，C项错误；卢瑟福核式模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转D项错误；故选A。0 01 1对应训练【典例2】表明原子具有复杂结构的发现是（）电子的发现；质量守恒定律的发现；元素放射性
7、现象的发现；空气组成的发现A BC DB【解析】汤姆生发现了电子，认为原子是枣糕式模型；元素放射性现象的发现说明了原子具有内部结构，这些发现表明原子具有复杂结构。质量守恒定律的发现以及空气组成的发现与原子具有复杂结构没有关系。答案选B。0 01 1原子结构活动二、认识原子结构活动二、认识原子结构任务一、任务一、联系初中所学原子结构的特点，观察教材P92页图4-2，请描述原子是怎样构成的？原子是由原子核以及核外电子组成的，而原子核又由质子和中子构成。相对于原子而言，原子核的体积很小，电子都在核外进行高速运动；原子的质量几乎都集中在原子核上，电子的质量可以忽略，而质子和中子的质量近似相等。0 01
8、 1带电情况：带电情况：，质量1.674910-27kg带电情况：带电情况：，质量9.10910-31kg带电情况：带电情况：，质量1.672610-27kg质质子子中中子子(中心，带正电中心，带正电)(核外，带负电核外，带负电)原子核原子核核外电子核外电子每个质子带每个质子带1 1单位正电荷单位正电荷不带电不带电每个电子带每个电子带1 1单位负电荷单位负电荷核电荷数核电荷数决定原子的种类质量很小，可忽略不计【结论】【结论】原子质量原子核质量质子的质量+中子的质量原子的质量主要集中在原子核上原子结构任务二、任务二、讨论交流：构成原子的各种微粒在电性、质量等方面有和特点？原子0 01 1原子结构
9、任务三、任务三、阅读教材P92页内容，思考什么是质量数？如何表示一个特定的原子？质量数是忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值。质量数用A表示，质子数用Z表示，中子数用N表示，可以得到公式：A=Z+N。根据质量数的定义，我们可以用 的形式来表示一个特定的原子，即 表示具有Z个质子，Z个电子和(AZ)个中子的原子。如12C表示具有6个质子、6个电子、6个中子的碳原子。XAZ元素符号元素符号质量数质子数0 01 1原子结构任务四、任务四、问题探究：以Na+和Cl-为例，回答简单离子中各微观粒子数目有和特点？完成表格内容。粒子符号质子数(Z)质量数(A)中子数(N）
10、电荷数核外电子数 结论阳离子：阴离子：Na+1123Cl-1737核外电子数质子数-电荷数核外电子数质子数+电荷数1123121101737201170 01 1对应训练【典例1】下列关于具有放射性的 的说法正确的是（）A是一种新元素 B中子数是125C其化学性质与 有很大区别D质子数是53D【解析】A A的质子数为的质子数为5353，为碘元素，不是新元素，为碘元素，不是新元素，A A错误；错误；B B 的的中子数为中子数为125-53=72125-53=72，B B错误；错误；C C元素的化学性质主要由最外层电子数决元素的化学性质主要由最外层电子数决定，定，与与属于同一种元素，具有相同的电子
11、层结构，化学性质相同，属于同一种元素，具有相同的电子层结构，化学性质相同，C C错误；错误；D D 左下角的数字左下角的数字5353为质子数，所以为质子数，所以的质子数为的质子数为5353，D D正确。正确。答案选答案选D D。0 01 1对应训练【典例2】利用宇宙射线产生的放射性同位素碳-14来测定含碳物质 的年龄，叫碳-14测年。下列关于 的叙述不正确的是（）A原子核外电子数为6B原子核外中子数为14C具有放射性D与化学性质基本相同B【解析】A原子的质子数为6，对原子来说，质子数=原子核外电子数，则其原子核外电子数为6，A正确；B原子的质量数为14，质子数为6，则核内中子数为14-6=8，
12、核外不存在中子，B不正确；C是碳的放射性同位素，则具有放射性，C正确；D与互为同位素，二者的化学性质基本相同，则与的化学性质基本相同，D正确；故选B。PART 02核外电子排布核外电子排布0 02 2核外电子排布活动一、探究核外电子的分层排布规律活动一、探究核外电子的分层排布规律任务一、任务一、阅读教材P92页内容，结合原子结构的演变模型，思考什么是电子层？在多电子的原子里，原子的核外电子在原子核外的不同区域运动，我们将这些不同的区域简化为电子层。用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q来表示由内向外的电子层。0 02 2核外电子排布离核较近的电子层中的电子能量低，所以电子
13、总是由内向外排列的。电子层与电子能量的关系：电子层序数1234567电子层符号KLMNOPQ电子离核距离电子能量由近及远由低到高0 02 2第一层第一层第二层第二层第三层第三层【小结】【小结】原子的核外电子运动情况钠原子为例 根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，将能量不同的电子运动区域称为电子层。核外电子排布0 02 2核外电子排布任务二、任务二、结合教材P93页“思考与讨论”，观察元素周期表中120号元素的原子核外电子排布，思考原子核外电子排布有何特点和规律？120号元素的原子结构示意图：0 02 2核外电子排布核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量
14、逐步升高的电子层。每个电子层最多可以容纳2n2个电子；最外层最多可以容纳8个电子（K层为最外层时，最多容纳2个）；次外层最多容纳18个电子。核外电子排布规律是根据原子光谱和理论分析的结果而得出的，其中页包括从元素周期表得到的启示。以上四条规律相互联系和制约，一般以少为准，如K原子为 ，而不能写成 ，因为尽管第三层最多可排23218个，但作为最外层不能超过8个。0 02 2对应训练【典例1】下列关于核外电子层结构的说法中错误的是（）AN层为最外层时，最多只可容纳8个电子BN层为最外层时，最多只可容纳18个电子C不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子DK层，最多只可容纳2个电子B【解析】除K层外
15、，当其它电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，A正确；N层是第4层，原子核外最多容纳32个电子，由于原子核外最外层是8个电子时是稳定结构，故当其为最外层时，最多只可容纳8个电子，B错误；L层是第2电子层，不管L层是否是最外层，最多可容纳8个电子，C正确；K层是原子核外的第1电子层，最多只可容纳2个电子，D正确；故选项是B。0 02 2对应训练【典例2】A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是（）A硅原子和钠原子 B硼原子和氦原子C碳原子和氯原子 D碳原子和铝原子C【解析】A的L层比B的M层少3个电子，B的L层电子数恰为
16、A的L层电子数的2倍，说明A、B的核外电子层数分别为2、3；L层最多排8个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明B的L层有8个电子，A的L层有4个电子，A是碳原子；A的L层比B的M层少3个电子，B为氯原子，故选C。0 02 2核外电子排布活动二、探究核外电子排布的表示方法活动二、探究核外电子排布的表示方法任务一、任务一、讨论交流：观察教材P92页图4-1和图4-2，结合原子结果示意图，思考结构示意图的表示方法有什么特点？结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。原子的结构示意图：+11 2 8 1原子核原子核质子数或核电荷数质子数或核电荷数电子层电子层各层的电子数各层的电子数小
17、圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数；弧线表示电子层；弧线内数字表示该层中的电子数，核内质子数与核外电子数相等。0 02 2核外电子排布在离子结构示意图中，核内质子数与核外电子数不相等。当主族中的金属元素原子失去最外层所有的电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如：非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如：0 02 2核外电子排布任务二、任务二、问题探究：洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜，洋葱切开后，我们会看到里面一层一层地呈现，电子层模型就类似于切开的洋葱。请思考原子核周围是否真实存在这样的壳
18、层？电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转？电子层不是真实存在的，是科学家为了形象表达电子的运动情况，根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。宏观物质与微观电子运动是不同的，宏观物体的运动可以准确地测定出它们在某一时刻所处的位置及运动的速度，可以描画它们的运动轨迹等。微观粒子如电子质量极小，在原子内某一极小区域绕核做无规则的高速运动。0 02 2对应训练【典例1】下列有关118号元素的原子核外电子排布规律的描述正确的是（）A最外层电子数为1的金属元素有3种B最外层电子数为2的元素一定是金属元素CK层与L层电子数之比为1：2的元素有2种D最外层电子数为8的元素一定是稀有气体元素D【解析】A.11
19、8号元素中最外层电子数为1的金属元素有Li、Na，共2种，A错误；B.118号元素中最外层电子数为2的元素可能是He、Be、Mg，因此不一定是金属元素，B错误；C.K层与L层电子数之比为1：2的元素只有C元素一种，C错误；D.118号元素中最外层电子数为8的元素可能是Ne、Ar，二者都是稀有气体元素，D正确；故合理选项是D。0 02 2对应训练【典例2】下列关于Na、Na+二种粒子的判断中，正确的是（）核电荷数相同核外电子数相等电子层结构完全相同质量几乎相等质子数等Na+比Na稳定ABCDC【解析】Na失去一个电子变为Na+，最外层电子数、电子层、核外电子数均发生改变，由于核电荷数=质子数，两
20、者均不变；由于原子的质量主要集中在原子核上，故失去一个电子对质量影响很小，质量几乎相等；Na+具有8个电子的稳定结构，故比Na稳定。故正确。故选：C。课堂练习课堂练习1如图表示的意义为：道尔顿实心球式原子模型；玻尔轨道式原子模型；汤姆生葡萄干面包式原子模型；卢瑟福行星运转式原子模型其中符合历史演变顺序的一组排列是（）ABCD 【解析】1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论认为原子是一个实心的球体；1913年玻尔提出轨道式原子模型；1904年汤姆孙发现了电子，并提出的葡萄干面包原子模型；1911年卢瑟福提出原子结构行星模型C课堂练习课堂练习2科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv
21、)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是（）A质子数为116B中子数为177C电子数为116D原子中质子数比中子数多61【解析】由题意可知，质量数为293的Lv原子的质子数为116、中子数为293116=177，原子中中子数比质子数多177116=61，故D错误。D课堂练习课堂练习3下列关于电子排布的说法正确的是（）A氧离子(O2-)的核电荷数与最外层电子数相等B在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核近的区域内运动C核外电子总是先排在能量高的电子层上D某原子M层电子数为L层电子数的4倍【解析】A氧离子的核电荷数为8，最外层电子数为8，二者相等，故A正确；B在多电子的原子中，能量高的
22、电子通常在离核远的区域内运动，故B错误；C核外电子总是先排在能量低的电子层上，故C错误；D若有M层，则L层一定排满电子，L层为8个电子，而M层最多容纳18个电子，若M层作为最外层电子，最多8个电子，故D错误；故选A。A课堂练习课堂练习4下列叙述正确的是()A两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同B凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同【解析】两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不一定相同，例如钠离子和氟离子，A项错误；凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，例如H肯定不满足稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；两原子，如果核外电子排布相同，那么质子数相同，则一定属于同种元素，C项正确；阴离子是原子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。C课堂总结课堂总结原子结构原子结构的探索历程原子核外电子排布构成原子的微粒及性质质子、中子、电子构成原子的微粒之间的关系A=Z+N原子的表示方法核外电子排布的表示方法原子结构示意图XAZ原子的构成核外电子运动规律高速无规则运动电子层的表示方法及能量由里到外升高