2022-2023學(xué)年新教材人教版必修第一冊(cè) 第四章 第一節(jié) 課時(shí)1　原子結(jié)構(gòu) 學(xué)案

1、16/16第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課時(shí)1原子結(jié)構(gòu)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)。2.了解原子核外電子的排布。1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:從微觀角度認(rèn)識(shí)原子的構(gòu)成,能畫(huà)出120號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:能用原子(離子)結(jié)構(gòu)示意圖描述粒子,并能歸納原子核外電子排布規(guī)律。知識(shí)點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)1.原子的構(gòu)成原子核外電子每個(gè)電子帶1個(gè)單位負(fù)電荷原子核質(zhì)子每個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位正電荷中子不帶電核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)2.質(zhì)量數(shù)(1)概念:如果忽略電子的質(zhì)量,將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加,所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù),常用A表示。(2)質(zhì)量數(shù)(A)

2、=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。判一判1.原子核中質(zhì)子帶正電、中子不帶電,核外電子帶負(fù)電,原子不顯電性( )2.所有原子均有質(zhì)子、中子和電子( )3.某種硫原子的中子數(shù)是18,則其質(zhì)量數(shù)是34( )4.質(zhì)量數(shù)就是相對(duì)原子質(zhì)量( )知識(shí)點(diǎn)二核外電子排布1.電子層(1)含義:在含有多個(gè)電子的原子里,電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的區(qū)域簡(jiǎn)化為不連續(xù)的殼層,也稱(chēng)作電子層。(2)表示方法各電子層(由內(nèi)到外)序號(hào)(n)1234567符號(hào)KLMNOPQ與原子核的距離由近到遠(yuǎn)能量由低到高2.電子分層排布的規(guī)律3.原子結(jié)構(gòu)示意圖判一判1.多電子原子中,在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較高( )2.稀有

3、氣體元素的原子最外層都排有8個(gè)電子( )3.M層為最外層時(shí)容納的電子數(shù)最多不超過(guò)8個(gè)( )4.已知K的核電荷數(shù)是19,其原子結(jié)構(gòu)示意圖為( )探究點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)材料一:重氫12H2是制造氫彈的原料。1 g 12H2全部聚合為氦時(shí)可釋放10萬(wàn)千瓦時(shí)的能量,且核聚變產(chǎn)生的污染小,不會(huì)造成放射性垃圾。海水中約含35億噸12H2,按目前能源消耗的水平,其能量足夠全世界人用上200億年,因此稱(chēng)為“未來(lái)的燃料”。材料二:我國(guó)開(kāi)展“嫦娥探月”工程,意味著中國(guó)向月球發(fā)起探索。2020年嫦娥五號(hào)一次帶回1 700多克月壤樣本?？茖W(xué)研究表明,月球上有豐富的23He資源,可開(kāi)發(fā)利用做未來(lái)的新型能源。問(wèn)題1:氫的三種原

4、子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示:其中“”表示質(zhì)子或電子,“”表示中子,則分別代表哪種氫原子?這些氫原子有哪些共同點(diǎn)?提示分別代表H、12H、13H,它們的質(zhì)子數(shù)相同。問(wèn)題2:你能寫(xiě)出鈉和水(由和O構(gòu)成的水)反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎?提示2Na+212H2O 2NaO12H+12H2。問(wèn)題3:23He的中子數(shù)是多少?在24He中,原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差是多少?提示23He的中子數(shù)為1,24He的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為0。1.原子構(gòu)成的表示方法AZXX元素符號(hào)Z該原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)A該原子的質(zhì)量數(shù)2.構(gòu)成原子的粒子之間的關(guān)系A(chǔ)ZX原子核質(zhì)子Z個(gè)中子(A-Z)個(gè)核外電子Z個(gè)例(2021湖南株洲高一期末)

5、1 mg锎(98252Cf)每秒鐘能放出約2.34109個(gè)中子,在醫(yī)學(xué)上常用作治療惡性腫瘤的中子源。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.锎元素的相對(duì)原子質(zhì)量為252B.98252Cf原子中,中子數(shù)為154C.98252Cf原子中,質(zhì)子數(shù)為98D.98252Cf原子中,電子數(shù)為98答案A98252Cf的質(zhì)量數(shù)為252,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;98252Cf原子中,質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)=98,中子數(shù)=252-98=154,B、C、D選項(xiàng)均正確。解題感悟?qū)τ谠佣?核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),質(zhì)量數(shù)是將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加所得的數(shù)值。1.(2021江蘇南通高一月考)3475Se廣泛應(yīng)用于機(jī)械的無(wú)損檢

6、測(cè)。下列關(guān)于3475Se的說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)子數(shù)是75B.中子數(shù)是34C.電子數(shù)是34D.質(zhì)量數(shù)是109答案C2.已知R2+核外有a個(gè)電子,b個(gè)中子。表示R原子符號(hào)正確的是()A.abRB.a-2a+b-2RC.a+ba-2RD.a+2a+b+2R答案DR2+是R原子失去2個(gè)電子形成的,原子核外有a個(gè)電子,b個(gè)中子,核內(nèi)有a+2個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)=a+b+2,表示R原子符號(hào)正確的是a+2a+b+2R。探究點(diǎn)二核外電子排布規(guī)律有人把核外電子排布形象地比喻成洋蔥切面,表明核外電子是根據(jù)能量高低分層排布的。核外電子的運(yùn)動(dòng)有自己的特點(diǎn),它不像行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)有固定的軌道,但卻有經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。當(dāng)一個(gè)原子

7、核外有多個(gè)電子時(shí),電子經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域又有所不同,科學(xué)家把這些區(qū)域稱(chēng)為電子層。電子在原子核外排布時(shí),總是首先排布在離核最近能量最低的電子層,即先排布K層,當(dāng)K層排滿后,再排布L層,依次類(lèi)推。問(wèn)題1:原子核周?chē)欠裾鎸?shí)存在這樣的殼層?提示電子層不是真實(shí)存在的。問(wèn)題2:你能畫(huà)出O、P、S的原子結(jié)構(gòu)示意圖嗎?提示O、P、S的原子結(jié)構(gòu)示意圖分別為、。問(wèn)題3:惰性氣體的化學(xué)性質(zhì)不活潑,一般不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這與惰性氣體原子的最外層電子數(shù)有什么關(guān)系?提示惰性氣體原子最外層為8個(gè)電子相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(He為2個(gè))。1.原子核外電子排布規(guī)律(1)“一低”原子核外電子首先排布在能量最低的電子層上。(2)“三

8、不超”最外層不超過(guò)8個(gè)電子(K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)電子);次外層不超過(guò)18個(gè)電子;倒數(shù)第3層不超過(guò)32個(gè)電子。(3)“一穩(wěn)定”其他電子層結(jié)構(gòu)最外層中排滿8個(gè)電子(He為2個(gè))相對(duì)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)2.118號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)的特殊關(guān)系最外層電子數(shù)元素符號(hào)最外層電子數(shù)元素符號(hào)為1H、Li、Na是內(nèi)層電子總數(shù)的一半Li、P為2He、Be、Mg等于電子層數(shù)H、Be、Al等于次外層電子數(shù)Be、Ar是次外層電子數(shù)的一半Li、Si是次外層電子數(shù)的2倍C是電子總數(shù)的一半Be是次外層電子數(shù)的3倍O是次外層電子數(shù)的4倍Ne3.離子結(jié)構(gòu)示意圖(1)金屬元素的原子失去最外層電子變?yōu)殡x子時(shí),電子層數(shù)減少一層。如Na

9、: Na+:。(2)非金屬元素的原子得電子形成簡(jiǎn)單離子時(shí),電子層數(shù)不變。如Cl: Cl-:。例(2021江蘇鹽城高一期末)氯元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)()A.氯元素的摩爾質(zhì)量為17 g/molB.氯原子在化學(xué)反應(yīng)中容易得1個(gè)電子C.35.5 g 氯離子中含有18NA個(gè)電子D.氯原子與氯離子的核電荷數(shù)都為17,但其化學(xué)性質(zhì)差異很大答案A元素是具有相同的核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的一類(lèi)原子的總稱(chēng),不是具體的物質(zhì),不能用摩爾質(zhì)量表示,故A錯(cuò)誤。解題感悟單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱(chēng)為摩爾質(zhì)量,單位是g/mol,在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對(duì)原子質(zhì)量或者相對(duì)分子質(zhì)

10、量。1.(2021吉林四平高一期末)根據(jù)下列原子結(jié)構(gòu)示意圖判斷,化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的是()A.B.C.D.答案B2.(2021重慶北碚高一檢測(cè))X、Y、Z和R分別代表四種元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同(a、b、c、d為元素的原子序數(shù)),則下列關(guān)系正確的是()A.a-c=m-nB.a-b=n-mC.c-d=m+nD.b-d=n+m答案D四種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同,則有:a-m=b-n=c+n=d+m。對(duì)照選項(xiàng)整理知b-d=n+m合理。1.(2021安徽蚌埠高一段測(cè))下列關(guān)于15N的說(shuō)法正確的是()A.15N原子核內(nèi)中子數(shù)為7B.15N的原子結(jié)構(gòu)示意圖為C.15

11、N2分子中核外電子數(shù)為30D.15N2分子中核外電子數(shù)為14答案D2.(2021天津靜海高一測(cè)試)某元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,由此得到的結(jié)論不正確的是()A.該元素屬于非金屬元素B.該原子核內(nèi)有16個(gè)質(zhì)子C.該原子在化學(xué)反應(yīng)中易失去2個(gè)電子D.M層的電子能量最高答案C3.(2021遼寧沈陽(yáng)高一測(cè)試)核電荷數(shù)為16的元素和核電荷數(shù)為4的元素的原子相比較,下列數(shù)據(jù)中前者是后者4倍的是()電子數(shù)最外層電子數(shù)電子層數(shù)次外層電子數(shù)A.B.C.D.答案A4.(2021上海嘉定高一檢測(cè))由分別與氖原子和氬原子電子層結(jié)構(gòu)相同的兩種離子組成的化合物是()A.Na2SB.SO2C.Na2OD.MgF2答案A5.(1

12、)碘-131的原子核中,中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為。(2)612C、714N、12H、1123Na、614C、92235U、1940K、53131I、92238U中共有種元素,種原子。(3)在H3O+中,質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)之比為。答案(1)25(2)79(3)118101.(2021江蘇徐州高一調(diào)研)117293Ts是一種人工合成的超重化學(xué)元素,其中子數(shù)為()A.117B.293C.176D.410答案C2.(2021湖南長(zhǎng)沙高一月考)1940年科學(xué)家用粒子轟擊83209Bi時(shí)發(fā)現(xiàn)了元素At,其反應(yīng)為83209Bi+24HeZAAt+201n,則At的中子數(shù)為()A.126B.85C.127D.

13、211答案A3.(2021山東東營(yíng)高一期末)鏌(Mc)是一種人工合成的放射性金屬元素。關(guān)于115288Mc、115287Mc的描述正確的是()A.屬于同種原子B.屬于同種元素C.中子數(shù)相同D.屬于同素異形體答案B4.(2021安徽合肥一中開(kāi)學(xué)考)醫(yī)學(xué)界通過(guò)用放射性14C標(biāo)記C60,發(fā)現(xiàn)C60的羧酸衍生物在特定條件下可斷裂DNA殺死細(xì)胞,抑制艾滋病。關(guān)于14C的下列說(shuō)法中正確的是()A.14C原子與C60中普通碳原子的化學(xué)性質(zhì)不同B.14C原子與14N原子所含中子數(shù)相同C.是C60的同素異形體D.與12C、13C的質(zhì)子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同答案D5.(2021湖南婁底高一開(kāi)學(xué)考)由12H和

14、818O組成的11 g水中,含有的中子的物質(zhì)的量為()A.4.5 molB.5 molC.5.5 molD.6 mol答案D由12H和818O組成的水的相對(duì)分子質(zhì)量為22,1 mol 2H218O含12 mol中子,故11 g水中含有的中子的物質(zhì)的量為11 g22 gmol-112=6 mol。6.原子核外電子是分層排布的,下列關(guān)于L層與M層的比較,不正確的是()A.L層離核比M層離核近B.電子在M層上運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的能量高于L層C.當(dāng)L層上的電子數(shù)為奇數(shù)時(shí),M層上不可能有電子D.當(dāng)L層上的電子數(shù)為偶數(shù)時(shí),M層上一定有電子答案D氖原子的L層上有8個(gè)電子,而其M層上無(wú)電子,故D錯(cuò)誤。7.(2021

15、山西大同高一開(kāi)學(xué)考)兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等,則在核電荷數(shù)不大于10的元素中,滿足上述關(guān)系的元素共有()A.1對(duì)B.2對(duì)C.3對(duì)D.4對(duì)答案B8.有A、B兩種元素,已知元素A的核電荷數(shù)為a,且A3-與Bn+的電子排布完全相同,則元素B的質(zhì)子數(shù)為()A.a-n-3B.a+n+3C.a+n-3D.a-n+3答案B設(shè)B的質(zhì)子數(shù)為b,由題意可得a+3=b-n,即b=a+3+n。9.粒子結(jié)構(gòu)示意圖是表示粒子核電荷數(shù)和電子層排布的圖示形式。根據(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖:、,判斷下列說(shuō)法正確的是()A.它們都帶有電荷B.它們?cè)拥暮送怆娮訑?shù)相同C.它們都具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.它們表示同一種元素答

16、案C分析比較三種粒子結(jié)構(gòu)示意圖可知,的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),表示氖原子,故A錯(cuò)誤;它們的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同,所以它們的元素種類(lèi)不同,原子的核外電子數(shù)也不相同,故B、D錯(cuò)誤;它們的最外層電子數(shù)都是8,都具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故C正確。10.(2021浙江衢州高一聯(lián)考)A、B、C、D、E五種元素原子的核電荷數(shù)均小于18,A元素原子M層上有一個(gè)電子;B元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的4倍;C元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;D元素原子最外層電子數(shù)為a,次外層電子數(shù)為b;E元素原子的M層電子數(shù)為a-b,L層電子數(shù)為a+b,則A、B、C、D、E的元素符號(hào)分別為、。答案NaMgCOSi解析A、B、

17、C、D、E元素原子的核電荷數(shù)均小于18,由A元素原子M層上有一個(gè)電子可知,A是Na;B元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的4倍,B是Mg;C元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,C是C;E元素原子的M層電子數(shù)為a-b,說(shuō)明L層已經(jīng)排滿8個(gè)電子,所以a+b=8,又知D元素原子次外層電子數(shù)為b,b只能為2,a=6,則D是O、E是Si。11.(2021天津和平高一期末)核內(nèi)中子數(shù)為N的R2+,質(zhì)量數(shù)為A,則n g它的氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A.nA+16(A-N+8) molB.nA+16(A-N+10) molC.(A-N+2) molD.nA(A-N+6) mol答案A由題意可知,它

18、的氧化物可表示為RO,1個(gè)R原子的質(zhì)子數(shù)為A-N,所以1個(gè)RO所含質(zhì)子數(shù)為(A-N+8),則n g RO所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為nA+16(A-N+8) mol。12.(2021安徽阜陽(yáng)高一期末)某粒子結(jié)構(gòu)示意圖為,若該粒子為離子,則它所帶的電荷數(shù)可能為()8-nn-810-nn-10A.B.C.D.答案C若為陽(yáng)離子,所帶電荷數(shù)=離子的質(zhì)子數(shù)(n)-離子核外電子總數(shù)(2+8)=n-10;若為陰離子,所帶電荷數(shù)=離子核外電子總數(shù)(2+8)-離子的質(zhì)子數(shù)(n)=10-n。13(A).有關(guān)核電荷數(shù)為118的元素的敘述正確的是()A.最外層只有1個(gè)電子的元素一定是金屬元素B.最外層只有2個(gè)電子的元素不可能

19、是非金屬元素C.原子核外各層電子數(shù)相等的元素是非金屬元素D.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍的元素是非金屬元素答案D最外層只有1個(gè)電子的元素可能為氫元素,氫元素屬于非金屬元素,A錯(cuò)誤;最外層只有2個(gè)電子的元素可能是非金屬元素氦元素,B錯(cuò)誤;鈹元素原子有兩個(gè)電子層,每層上都是2個(gè)電子,鈹元素是金屬元素,C錯(cuò)誤;短周期元素中,最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍的元素是氧元素,氧元素屬于非金屬元素,D正確。13(B).(不定項(xiàng))有關(guān)核電荷數(shù)為118的元素的敘述正確的是()A.最外層只有1個(gè)電子的元素一定是金屬元素B.最外層只有2個(gè)電子的元素可能是非金屬元素C.原子核外各層電子數(shù)相等的元素是非金屬元素D

20、.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍的元素是非金屬元素答案BD最外層只有1個(gè)電子的元素可能為氫元素,氫元素屬于非金屬元素,A錯(cuò)誤;最外層只有2個(gè)電子的元素可能是非金屬元素氦元素,B正確;鈹元素原子有兩個(gè)電子層,每層上都是2個(gè)電子,鈹元素是金屬元素,C錯(cuò)誤;短周期元素中,最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍的元素是氧元素,氧元素屬于非金屬元素,D正確。14(A).兩種粒子的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別相等,它們可能是()A.一種陽(yáng)離子和一種陰離子B.兩種雙原子單質(zhì)分子C.兩種不同的分子D.一種離子和一種分子答案C對(duì)原子或分子而言,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),兩種雙原子單質(zhì)分子的質(zhì)子數(shù)一定不相等。對(duì)離子而言,質(zhì)子數(shù)和核外

21、電子數(shù)一定不相等。一種陽(yáng)離子和一種陰離子只要質(zhì)子數(shù)相等,電子數(shù)一定不相等,一種離子和一種分子只要質(zhì)子數(shù)相等,電子數(shù)一定不相等,A、B、D項(xiàng)不符合題意。14(B).(不定項(xiàng))兩種粒子的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別相等,它們可能是()A.一種陽(yáng)離子和一種陰離子B.一種單質(zhì)和一種化合物分子C.兩種不同的分子D.一種離子和一種分子答案BC對(duì)原子或分子而言,質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù);對(duì)離子而言,質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)一定不相等。一種陽(yáng)離子和一種陰離子只要質(zhì)子數(shù)相等,電子數(shù)一定不相等,一種離子和一種分子只要質(zhì)子數(shù)相等,電子數(shù)一定不相等,A、D項(xiàng)不符合題意。15.(2021湖北黃岡高一期末)已知某粒子A的結(jié)構(gòu)示意圖為。下列說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)Y=8時(shí),該粒子為氖原子B.當(dāng)X-Y2時(shí),該粒子為陰離子C.當(dāng)Y=7時(shí),該元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式為HAO4D.當(dāng)X=13時(shí),該元素在地殼中的含量居第三位答案DY=8時(shí),表示核外電子數(shù)為10,而核內(nèi)質(zhì)子數(shù)可能等于10,也可能大于10或小于10,故該粒子可能為氖原子、陽(yáng)離子、陰離子,故A錯(cuò)誤;當(dāng)X-Y2時(shí),說(shuō)明核內(nèi)質(zhì)子數(shù)大于核外電子數(shù),該粒子為陽(yáng)離子,故B錯(cuò)誤;Y=7時(shí),該元素為F,F沒(méi)有正化合價(jià),故C錯(cuò)誤;X=13時(shí),該元素為Al,在地殼中的含量?jī)H次于O、Si,居第三位,故D正確。16.已知A元素原子