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1、2019人教版必修第一册人教版必修第一册第四章第四章 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学习目标与核心素养知道核外电子能量高低与分层排布的关系。能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。能说出元素周期表的编排原则及其结构。能根据原子序数确定元素在周期表中的位置了解原子结构模型演变。了解元素周期表的发展历史。宏观辨识与微宏观辨识与微观探析观探析科学态度与科学态度与社会责任社会责任【引入】丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成。那么这些元素之间有什么内在联系吗？它们是如何相互结合形成多种多样的物质呢？原子结构与元素周期表之间有什么样的关系呢？原子结构模型是科学家
2、根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象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和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。原子结构模型的演变1803年，道尔顿，实心球模型1904年，汤姆孙，葡萄干面包模型1911年，卢瑟福，行星结构模型1913年，波尔，电子分层排布19261926年年,电子云模型人类对原子的认识在不断的深化人类对原子的认识在不断的深化化学的发展也是艰难而充满挑战的化学的发展也是艰难而充满挑战的对我们有何启示对我们有何启示？原子结构原子结构根据初中的化学知识，同学们描述一下原子的结构根据初中的化学知识，同学们描述一下原子的结
3、构原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子体积很小体积很小质量很大质量很大质量近似相等质量近似相等质量可以忽略质量可以忽略（可忽略）（可忽略）相对原子质量相对原子质量质子的相对质量质子的相对质量+中子的相对质量中子的相对质量 原子结构原子结构质子质子质量质量1.67261027 kg相对相对质量质量1.007中子中子质量质量1.67491027 kg相对相对质量质量1.008电子电子质量数：将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。质量数质量数(A)质子数质子数(Z)中子数中子数(N)相对原子质量：相对原子质量：某某原子的质量与一个原子的质量与一个12C
4、原子质量的原子质量的1/12的比值的比值质量数质量数相对原子质量相对原子质量XAZ 元素符号元素符号质量数质量数 质子数质子数 原子的表示方法原子的表示方法原子结构原子结构根据质量数的定义，可以将一个具体的原子表示如下：根据质量数的定义，可以将一个具体的原子表示如下：原子原子 原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子Z个个Z个个(A-Z)个个原子核内各微粒的数量关系：核电荷数原子核内各微粒的数量关系：核电荷数原子核内各微粒的数量关系：核电荷数原子核内各微粒的数量关系：核电荷数=质子数质子数质子数质子数=核外电子数核外电子数核外电子数核外电子数=原子序数原子序数原子序数原子序数课堂练习课堂练
5、习质量数质量数质子数质子数微粒微粒中子数中子数电子数电子数231232354518101616801135Br8035X+2311S2-32161、原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为A的某阳离子Rn，核外有X个电子，则核内中子数为A.AX B.AXn C.AXn D.AXn2、已知R2核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2中含有电子的物质的量为原子核外电子排布原子核外电子排布n=1234567K L M N O P Q近近 远远低低 高高离离 核：核：能能 量：量：电电 子子 分分 层层 运运 动动，离离 核核 越越 远远，能能 量量 越越 高高。通过科学研究发现，每一层能填
6、充的电子数是有一定的规律的。1、电子层、电子层原子核外电子排布原子核外电子排布2、原子结构示意图、原子结构示意图原子核原子核核内质子数或核电荷数核内质子数或核电荷数粒子符号粒子符号M层电子数层电子数电子层电子层钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：原子结构示意图中，核内质子数=核外电子数原子核外电子排布原子核外电子排布3、核外电子排布、核外电子排布 电子一般总是先从电子一般总是先从内层内层排起，当一层充满后排起，当一层充满后再填充下一层再填充下一层。那么每个。那么每个电子层最多可以排布多少个电子电子层最多可以排布多少个电子呢？呢？核电核数核电核数元素名称和符元素名称和符号号各电子层的电子数各电
7、子层的电子数KLMNOP2He(氦氦)2 10Ne(氖氖)28 18Ar(氩氩)288 36Kr(氪氪)28188 54Xe(氙氙)2818188 86Rn(氡氡)281832188从表中稀有气体的电子排布，你发现什么规律？(1)当K为最外层，最多能容纳多少电子？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？(2)次外层最多容纳电子数是多少？(3)你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？原子核外电子排布原子核外电子排布核电核数核电核数元素名称和符号元素名称和符号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP2He(氦氦)2 10Ne(氖氖)28 18Ar(氩氩)288 36Kr(氪氪)2
8、8188 54Xe(氙氙)2818188 86Rn(氡氡)281832188核外电子排布的规律特点：(1)_；(2)_；(3)_；(4)_等。原子核外电子分层排布K层最多容纳电子数为2最外层电子数不超过8个L层最多排8个电子每层最多容纳2n2个电子。最外层电子数目不超过8个，次外层电子数目不超过18个。核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。原子核外电子排布原子核外电子排布(4)请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电核数为1-20号元素原子的核外电子排布。原子核外电子排布原子核外电子排布特殊关系特殊关系对应元素对应元素最外层电子数等于电子层数最外层电子数等于电子层数最外层有最外
9、层有1个电子个电子最外层有最外层有2个电子个电子最外层电子数等于次外层电子数的一半最外层电子数等于次外层电子数的一半最外层电子数等于次外层电子数最外层电子数等于次外层电子数最外层电子数等于次外层电子数的最外层电子数等于次外层电子数的2倍倍最外层电子数等于次外层电子数的最外层电子数等于次外层电子数的3倍倍最外层电子数等于次外层电子数的最外层电子数等于次外层电子数的4倍倍H、Be、AlH、Li、NaHe、Be、MgLi、SiBe、ArCONe课堂练习课堂练习1、下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是核核外外电电子子是是分分层层运运动
10、动的的所所有有电电子子在在同同一一区区域域里里运运动动能能量量高高的的电电子在离核近的区域内运动子在离核近的区域内运动能量低的电子在离核近的区域内运动能量低的电子在离核近的区域内运动A.B.C.D.2、在在第第n电电子子层层中中，当当它它作作为为原原子子的的最最外外电电子子层层时时，最最多多容容纳纳的的电电子子数数与与(n1)层层相相同同，当当它它作作为为原原子子的的次次外外层层时时，其其电电子子数数比比(n1)层层最最多多能能多多10个，则此电子层是个，则此电子层是A.K层层 B.L层层 C.M层层 D.N层层A ACC3、根据原子核外电子排布规律，写出根据原子核外电子排布规律，写出33号元
11、素的原子结构示意图号元素的原子结构示意图课堂练习课堂练习4 4、已已已已知知知知A A、B B、C C三三三三种种种种元元元元素素素素的的的的原原原原子子子子中中中中，质质质质子子子子数数数数为为为为ABCABC，且且且且都都都都小小小小于于于于1818，A A元元元元素素素素的的的的原原原原子子子子最最最最外外外外层层层层电电电电子子子子数数数数是是是是次次次次外外外外层层层层电电电电子子子子数数数数的的的的2 2倍倍倍倍；B B元元元元素素素素的的的的原原原原子子子子核核核核外外外外MM层层层层电电电电子子子子数数数数是是是是L L层层层层电电电电子子子子数数数数的的的的一一一一半半半半；
12、C C元元元元素素素素的的的的原原原原子子子子次次次次外外外外层层层层电电电电子子子子数数数数比比比比最最最最外外外外层层层层电电电电子子子子数数数数多多多多1 1个。试推断：个。试推断：个。试推断：个。试推断：(1)(1)三种元素的元素符号：三种元素的元素符号：三种元素的元素符号：三种元素的元素符号：A_A_；B_B_；C_C_。(2)(2)画出三种元素的原子结构示意图：画出三种元素的原子结构示意图：画出三种元素的原子结构示意图：画出三种元素的原子结构示意图：A_A_；B_B_；C_C_。CSiCl课堂练习课堂练习5、观观察察下下列列A、B、C、D、E五五种种粒粒子子（原原子子或或离离子子）
13、的的结结构构示示意意图图，回回答有关问题：答有关问题：（1）属于阴离子结构示意图的是）属于阴离子结构示意图的是_（填字母编号）。（填字母编号）。（2）性质最稳定的原子是）性质最稳定的原子是_（填字母编号）。（填字母编号）。（3）元素）元素D的单质在的单质在B2中燃烧，该产物的化学式中燃烧，该产物的化学式_。（4）在在核核电电荷荷数数118的的元元素素内内，列列举举一一个个与与C原原子子的的电电子子层层结结构构相相同同的的离子，写出离子的符号离子，写出离子的符号_。（5）写出化合物）写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式在水溶液中的电离方程式_。ACNa2O2F-(Na+等等)NaClO=Na+
14、ClO-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）属于阴离子结构示意图的是_（填字母编号）。（2）性质最稳定的原子是_（填字母编号）。（3）元素D的单质在B2中燃烧，该产物的化学式_。（4）在核电荷数118的元素内，列举一个与C原子的电子层结构相同的离子，写出离子的符号_。（5）写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式_。ACNa2O2F-(Na+等）等）NaClO=Na+ClO-课堂小结课堂小结原子结构原子结构核外电子的排布规律核外电子的排布规律原子结构模型演变原子结构模型演变道尔顿模型道尔顿模型汤姆孙原子模型汤姆孙原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型
15、玻尔原子模型玻尔原子模型电子云模型电子云模型能量最低原理能量最低原理每每个个电电子子层层最最多多能能容容纳纳的的电电子子数数为为2n2最最外外层层最最多多能能容容纳纳8个个电电子子（K层层为为2个）个）次次外外层层最最多多容容纳纳18个个电电子子（L层层为为8个）个）元素周期表1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表。按照相对原子质量由小到大的顺序依次排列，将化学性质相似的元 素放在同一纵行。揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。随着科学的发展，元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满。当原子的组成及结构的奥秘被发现后，编排依据由相对原子质量改 为原子的核
16、电荷数，形成现行的元素周期表。元素周期表元素周期表元元素素周周期期表表中中元元素素的的排排列列方方式式：将将电电子子层层数数相相同同的的元元素素按按照照原原子子序序数数递递增增的的顺顺序序由由左左向向右右排排成成横横行行，再再把把不不同同横横行行中中最最外外层层电电子子数数相相同同的的元元素素，按按电电子子层层数数递递增增的的顺顺序序由由上向下排成上向下排成纵列纵列。元素周期表每一个横行叫做一个周期一二三四五六七7个每一个纵行叫做一个族第族16个元素周期表填写下表，并思考周期序数与元素的原子核外电子层数之间的关系周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1HHe212 3 4 5 6 7FrOg
17、 7LiNe82NaAr83KKr184RbXe185CsRn32632周期序数=原子核外电子层数短周期长周期周期序数=原子核外电子层数元素周期表主族：主族：由长周期元素和短周期元素共同组成的族由长周期元素和短周期元素共同组成的族 大写罗马数字大写罗马数字加加AA第族AA A AA A副族：副族：完全由长周期元素组成的族完全由长周期元素组成的族 大写罗马数字加大写罗马数字加B（第（第族以外）族以外）BBB B BB B稀有气体元素化学性质不活泼，其化合价定为稀有气体元素化学性质不活泼，其化合价定为0，统称统称0族族0族碱金属元素卤族元素元素周期表练习：指出Si在周期表中的位置A族三Si在周期表
18、中的位置为：第三周期第A族课堂练习课堂练习(1)一个横行即是一个周期，一个纵列即是一个族()(2)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束()(3)同周期中元素电子层数一定相同()(4)同族元素的最外层电子数一定等于族序数()(5)0族元素的最外层电子数均为8()(6)元素周期表已发展成一个稳定的形式，它不可能再有新的变化了()1、判断正误、判断正误2、判断原子序数为、判断原子序数为13、34、53、96的元素在元素周期表中的位置。的元素在元素周期表中的位置。课堂练习课堂练习3、根据短周期元素的信息回答问题。、根据短周期元素的信息回答问题。2019人教版必修第一册人教版必修第一册核素核素第
19、四章第四章 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问题导入【思考】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？没有中子没有中子1 1个中子个中子2 2个中子个中子元素：具有相同核电荷数（或质子数）的同一类原子的总称。核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。【思考】它们是不是同一种原子？不是概念学习例如：就是氢元素的三种核素C136C146C126O81716O8O818（1）表示核素要用原子符号：）表示核素要用原子符号：AXZ（2 2）绝大多数元素都包含多种核素，一种核素就是一种原子（到）绝大多数元素都包含多种核素，一种核素就是一种原子（到）绝大多数元素都包含多种核素
20、，一种核素就是一种原子（到）绝大多数元素都包含多种核素，一种核素就是一种原子（到20012001年底已发现年底已发现年底已发现年底已发现114114种元素的种元素的种元素的种元素的30703070种核素）。种核素）。种核素）。种核素）。（3 3）多数核素能在自然界中稳定存在，少数核素因其原子具有放射性不）多数核素能在自然界中稳定存在，少数核素因其原子具有放射性不）多数核素能在自然界中稳定存在，少数核素因其原子具有放射性不）多数核素能在自然界中稳定存在，少数核素因其原子具有放射性不能在自然界中稳定存在能在自然界中稳定存在能在自然界中稳定存在能在自然界中稳定存在概念学习同位素：质子数相同而中子数不
21、同的同一种元素的不同原子互称为同位素。同一元素的不同核素之间互称为同位素。互为同位素互为同位素特点：特点：性质性质：两同两不同两同两不同两同两不同两同两不同两同：质子数相同，元素相同；两不同：中子数不同，原子不同。两同：质子数相同，元素相同；两不同：中子数不同，原子不同。两同：质子数相同，元素相同；两不同：中子数不同，原子不同。两同：质子数相同，元素相同；两不同：中子数不同，原子不同。同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。同一元素的各同位素虽然质量数不同
22、，但它们的化学性质基本相同。但物理性质有所不同。但物理性质有所不同。但物理性质有所不同。但物理性质有所不同。元素元素核素核素同位素同位素同素异形体同素异形体本质本质范畴范畴特性特性决定决定因素因素举例举例质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质同类原子原子原子单质只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同元素相同性质不同质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构H、C、O三种元素 1H1 1H2 1H3三种核素 1H1 1H2 1H3互称同位素O2、O3互为同素异形体项目项目内容内容区分概念深度思考为为什什么么H的的
23、相相对对原原子子质质量量1.008，这这个个数数值值是是怎怎么么来来的的？天天然然存存在在的的同同位位素素，相相互互保保持持一一定定的的比比率率。元元素素的的相相对对原原子子质质量量，就就是是按按照照该该元元素素各各种种核核素素所所占占的的一一定定百百分比（丰度）计算出来的分比（丰度）计算出来的平均值平均值。ArR1a1+R2a2R1、R2为各核素的相对原子质量；为各核素的相对原子质量；a1、a2为各核素的所占百分比为各核素的所占百分比例：镁有三种天然同位素：例：镁有三种天然同位素：24Mg占占78.70，25Mg占占10.13，26Mg占占11.17，列式并计算镁元素的近似相对原子质量。，列
24、式并计算镁元素的近似相对原子质量。Ar=24 78.70 25 10.13 26 11.17=24.32同位素的应用同位素中，有些具有放射性，称为放射性同位素。4.可用于指示反应的原理（同位素示踪法可用于指示反应的原理（同位素示踪法16O和和18O）5.可用于可用于射线育种、射线育种、金属的探伤、诊断金属的探伤、诊断和治疗疾病和治疗疾病等等课堂练习69 属于同一种物质2、许许多多元元素素有有多多种种核核素素，且且各各种种核核素素在在自自然然界界都都有有固固定定的的百百分分组组成成。如如氧氧元元素素有有816O、817O、818O三三种种，氢氢元元素素也也有有H、D、T 三三种种原原子子，请请估估算，自然界的水分子有几种？水分子的相对分子质量为多少？算，自然界的水分子有几种？水分子的相对分子质量为多少？