高中化學(xué)必修一《4.1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表》課件

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律熟悉并掌握原子核外電子數(shù)的規(guī)律2課程學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉并掌握原子結(jié)構(gòu)的概念1探究元素周期表中元素的規(guī)律3學(xué)習(xí)并掌握核素與同位素的概念4了解同位素在生活中的應(yīng)用5第一課時(shí)導(dǎo)入豐富多彩的物質(zhì)世界是由一百多種元素組成的。最初，人們通過分類整理的方法對(duì)元素之間的聯(lián)系進(jìn)行研究的。隨著元素周期表的建立和元素周期律的發(fā)現(xiàn)，特別是原子結(jié)構(gòu)的奧秘被揭示，人們從微觀角度探索元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律，并通過研究粒子間的相互作用，認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)；逐步建立了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念。導(dǎo)入元素周期表揭示了元素間的內(nèi)在聯(lián)系，使元素構(gòu)成了一個(gè)較為系統(tǒng)的體系。元素周期表的建立成為化學(xué)發(fā)展史上的重要的里程碑之一。導(dǎo)入20世紀(jì)初，原子結(jié)構(gòu)的奧秘被揭示后，人們對(duì)元素周期表的認(rèn)識(shí)更加完善。那么，原子結(jié)構(gòu)與元素周期表之間有怎樣的關(guān)系呢？新課講解原子結(jié)構(gòu)原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子原子核核外電子質(zhì)子中子新課講解質(zhì)量數(shù)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，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)。質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）在含有多個(gè)電子的原子力，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層。（有人把這種電子層模型比擬為洋蔥式結(jié)構(gòu)）分別用n=1,2,3,4,5,6,7或K、L、M、N、O、P、Q來表示從內(nèi)到外的電子層。NMLK原子核新課講解原子結(jié)構(gòu)在多電子原子中，電子的能量是不相同的。在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較低，在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較高。由于原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子總是從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層。那么，每個(gè)電子層最多可以排布多少個(gè)電子呢？思考·討論1個(gè)？2個(gè)？8個(gè)？16個(gè)？+11281KLMNa思考·討論根據(jù)Na元素的核外電子排布，我們可以發(fā)現(xiàn)，K層最多可以排布2個(gè)電子，L層最多可以排布8個(gè)電子。下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，根據(jù)表格回答問題。核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLMNOP2氦He210氖Ne2818氬Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188思考·討論（1）當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？思考·討論當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納2個(gè)電子數(shù)除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納8個(gè)電子數(shù)。（2）次外層最多容納的電子數(shù)是多少？思考·討論次外層最多容納18個(gè)電子數(shù)。（3）你能歸納出第n層最多能容納的電子數(shù)嗎？思考·討論縱向觀察數(shù)據(jù)，K層最多容納2個(gè)電子，L層最多容納8個(gè)電子，M層最多容納18個(gè)電子，N層最多容納32個(gè)電子……利用數(shù)學(xué)歸納法，可以總結(jié)出第n層最多能容納2n2電子數(shù)（4）請(qǐng)你根據(jù)所歸納的規(guī)律，用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示核電荷數(shù)為1,6,11,15,17號(hào)元素原子的核外電子排布。思考·討論核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLMNOP1氫H16碳C2411鈉Na28115磷P28517氯Cl287思維啟迪

原子核外第n層最多能容納的電子數(shù)為2n2。

無論原子有幾個(gè)電子層，其最外層中的電子數(shù)最多只有8個(gè)。（K層只有2個(gè)）原子最外電子層有8個(gè)電子（最外層為K層時(shí)，最多只有2個(gè)電子）的結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。原子核外電子數(shù)的規(guī)律原子結(jié)構(gòu)模型的演變道爾頓模型（1803年）思維啟迪原子結(jié)構(gòu)模型是科學(xué)家根據(jù)科學(xué)猜想和分析，通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)的形象和描摹而建構(gòu)的揭示原子本質(zhì)的認(rèn)知模型。湯姆孫原子模型（1904年）盧瑟福原子模型（1911年）玻爾原子模型（1913年）電子云模型（1926~1935年）元素周期表1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫在前人研究的基礎(chǔ)上，將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量由小到大依次排列，并將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個(gè)縱列，制出了第一張?jiān)刂芷诒?。新課講解門捷列夫按照元素在周期表中的順序給元素編號(hào)，得到原子序數(shù)。在發(fā)現(xiàn)原子的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)之后，人們發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)與元素的原子結(jié)構(gòu)之間存在著如下關(guān)系：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)思考·討論1、填空原子由_______和________構(gòu)成，原子核由____和____構(gòu)成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，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______。課堂達(dá)標(biāo)原子核核外電子質(zhì)子中子質(zhì)量數(shù)解析：原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，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)。2.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是()A．原子由原子核和核外電子構(gòu)成B．對(duì)于任何微粒，質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)都成立C．當(dāng)微粒達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時(shí)，最外層電子數(shù)一定是8D．原子的質(zhì)量等于原子核的質(zhì)量課堂達(dá)標(biāo)解析：選項(xiàng)A中，原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，A項(xiàng)正確；選項(xiàng)B中，離子的質(zhì)子數(shù)不等于核外電子數(shù)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，由第一周期元素可知，最外層電子數(shù)小于8，C項(xiàng)錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，D項(xiàng)錯(cuò)誤。因此選A。A3.下列敘述不正確的是()A．同一周期原子半徑從左到右依次減小B．同一周期元素最高化合價(jià)從左到右不一定增大C．同一主族元素的化學(xué)性質(zhì)相同D．同一主族元素的化學(xué)性質(zhì)相似課堂達(dá)標(biāo)C解析：選項(xiàng)A中，同一周期原子半徑從左到右依次減小，故A的說法正確；選項(xiàng)B中，同一周期元素最高化合價(jià)從左到右不一定增大，故B的說法正確；選項(xiàng)C和D中，同一主族元素的化學(xué)性質(zhì)相同，故D的說法正確，C的說法不正確。題目要選擇敘述不正確的一項(xiàng)，因此選C。4.短周期元素X、Y的原子序數(shù)相差2，下列有關(guān)敘述正確的是（）A.X與Y不可能位于同一主族B.X與Y一定位于同一周期C.X與Y可能形成共價(jià)化合物XYD.X與Y不可能形成離子化合物XY課堂達(dá)標(biāo)解析：選項(xiàng)A中，若短周期元素X、Y分別為Li與H時(shí)，原子序數(shù)相差2，二者位于同一主族，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，兩種元素不一定處于同一周期，如鈉元素和氟元素，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，短周期元素X、Y分別為C與O，可以形成共價(jià)化合物CO，故C正確；選項(xiàng)D中，當(dāng)XY可能是離子化合物，例如NaF，LiH。因此選C、D。C、D原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課堂小結(jié)原子結(jié)構(gòu)：原子核外電子數(shù)的規(guī)律：原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，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)。原子核外第n層最多能容納的電子數(shù)為2n2。無論原子有幾個(gè)電子層，其最外層中的電子數(shù)最多只有8個(gè)。（K層只有2個(gè)）原子最外電子層有8個(gè)電子（最外層為K層時(shí)，最多只有2個(gè)電子）的結(jié)構(gòu)是相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。作業(yè)布置熟記原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)點(diǎn)熟記原子核外電子數(shù)的規(guī)律第二課時(shí)你認(rèn)識(shí)這幅圖嗎？這是元素周期表。這節(jié)課我們將一起來探討這幅元素周期表中的秘密！導(dǎo)入觀察下表并思考周期序數(shù)起止元素包括元素種數(shù)核外電子層數(shù)1H~He21234567Fr~Og（118號(hào)）7新課講解元素周期表周期表中，把電子層數(shù)目相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，再把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排成縱列。元素周期表有7個(gè)橫行，18個(gè)縱行。每一個(gè)橫行叫做一個(gè)周期，每一個(gè)縱列叫做一個(gè)族（8、9、10三個(gè)縱列共同組成第）Ⅷ族。新課講解第一周期2種元素短周期元素第二周期8種元素短周期元素第三周期8種元素短周期元素第四周期18種元素長周期元素………………每一周期中元素的電子層數(shù)相同，從左到右原子序數(shù)遞增，周期的序數(shù)就是該周期元素所具有的電子層數(shù)。新課講解族主族副族由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族，叫做主族，族序數(shù)后標(biāo)A完全由長周期元素構(gòu)成的族，叫做副族，族序數(shù)后標(biāo)B（除第Ⅷ族）元素周期表中的族新課講解思維啟迪①元素周期表的第一周期最短，只有兩種元素，第二、第三周期各有8種元素，前三周期稱為短周期；其他周期稱為長周期。②每一周期中元素的電子層數(shù)相同，從左到右原子序數(shù)遞增，周期的序數(shù)就是該周期元素所具有的的電子層數(shù)。思維啟迪③元素周期表中的族分為主族和副族。由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族，叫做主族，族序數(shù)后標(biāo)A；完全由長周期元素構(gòu)成的族，叫做副族，族序數(shù)后標(biāo)B（除第Ⅷ族）。④稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為8（第一周期的氦最外層電子數(shù)為2），元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑，通常難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把它們的化合價(jià)定為0，叫做0族。注意：周期表中有些族的元素有特別的名稱，如第IA族（除了氫）叫做堿金屬元素，第ⅦA族叫做鹵族元素。元素的基本信息新課講解元素周期表的每個(gè)方格中，都標(biāo)有元素的基本信息，如原子序數(shù)、元素符號(hào)、元素名稱和相對(duì)分子質(zhì)量等。根據(jù)需要，有的周期表方格中還標(biāo)有質(zhì)量數(shù)等信息。元素符號(hào)元素名稱原子序數(shù)相對(duì)原子質(zhì)量原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。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，所得數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。例如：H的質(zhì)量數(shù)：1+1=2質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)質(zhì)量數(shù)新課講解為什么圖中H的質(zhì)量數(shù)有3個(gè)呢？質(zhì)量數(shù)H1氫1.008123元素是具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的一類原子的總稱。同種元素原子的原子核中質(zhì)子數(shù)是相同的。同種元素原子的原子核中，中子數(shù)不一定相同，如氫元素的原子核。思考·討論新課講解核素概念：把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。氫元素的原子核原子名稱質(zhì)子數(shù)（Z）中子數(shù)（N）10氕(pie)11氘(dao)12氚(chuan)

新課講解同位素概念：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。（即同一種元素的不同核素互稱為同位素）氫元素的原子核原子名稱質(zhì)子數(shù)（Z）中子數(shù)（N）10氕(pie)11氘(dao)12氚(chuan)

同位素中的“同位”是什么意思？思考·討論

H1氫1.008新課講解同位素新課講解

同位素思維啟迪元素周期表的發(fā)展1789年，拉瓦錫在《化學(xué)概要》中提出第一個(gè)元素分類表，此后，人們對(duì)元素體系的研究不斷深入。1829年，德國化學(xué)家德貝賴納提出了“三素組”的概念，對(duì)于探尋元素性質(zhì)的規(guī)律具有啟發(fā)性。1867年，俄國化學(xué)家門捷列夫在研究中開始觸及到元素進(jìn)行分類。1905年，瑞士化學(xué)家維爾納制成了現(xiàn)代形式的元素周期表。1913年，英國物理學(xué)家莫塞萊發(fā)現(xiàn)并證明了周期表元素的原子序數(shù)等于原子的核電荷數(shù)。1.填寫下列橫線把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做_____。把______相同而______不同的_____元素的不同原子互稱為同位素。（即同一種元素的不同核素互稱為同位素）課堂達(dá)標(biāo)核素質(zhì)子數(shù)中子數(shù)解析：把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子叫做核素。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。（即同一種元素的不同核素互稱為同位素）同一

課堂達(dá)標(biāo)D

3.下列說法中不正確的是()A.稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為8，把它們的化合價(jià)定為8，叫做8族B.元素周期表中，第IA族（除了氫）叫做堿金屬元素，第ⅧA族叫做鹵族元素C.元素周期表中的族分為主族和副族。主族的族序號(hào)標(biāo)為A，副族的族序號(hào)標(biāo)為BD.每一周期中元素的電子層數(shù)相同，從左到右原子序數(shù)遞增，周期的序數(shù)就是該周期元素所具有的的電子層數(shù)課堂達(dá)標(biāo)A解析：選項(xiàng)A中，稀有氣體元素的原子最外層電子數(shù)為8（第一周期的氦最外層電子數(shù)為2），元素的化學(xué)性質(zhì)不活潑，通常難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把它們的化合價(jià)定為0，叫做0族。故A正確；選項(xiàng)B中，元素周期表中，第IA族（除了氫）叫做堿金屬元素，第ⅧA族叫做鹵族元素。故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，元素周期表中的族分為主族和副族。主族的族序號(hào)標(biāo)為A，副族的族序號(hào)標(biāo)為B。故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，每一周期中元素的電子層數(shù)相同，從左到右原子序數(shù)遞增，周期的序數(shù)就是該周期元素所具有的的電子層數(shù)。故D錯(cuò)誤。因此選A。4.下列各組中的元素用原子序數(shù)表示，其中都屬于主族的一組元素是（）A．2、4、6B．19、20、21C．1、3、5

D．8、16、18課堂達(dá)標(biāo)解析：選項(xiàng)A中，2是He，是0族元素,4是Be，是第ⅡA的元素，6是C，是第ⅣA的元素，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，19、20、21是第四周期的不同族的元素，21是副族元素，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，1、3是第IA主族的元素，5是第ⅢA主族的元素，同屬于主族，故C正確；選項(xiàng)D中，8、16是第ⅥA的元素，18是0族元素，故D錯(cuò)誤。C原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課堂小結(jié)元素的基本信息元素周期表的每個(gè)方格中，都標(biāo)有元素的基本信息，如原子序數(shù)、元素符號(hào)、元素名稱和相對(duì)分子質(zhì)量等。根據(jù)需要，有的周期表方格中還標(biāo)有質(zhì)量數(shù)等信息。①元素周期表的第一周期最短，只有兩種元素，第二、第三周期各有8種元素，前三周期稱為短周期；其他周期稱為長周期。②每一周期中元素的電子層數(shù)相同，從左到右原子序數(shù)遞增，周期的序數(shù)就