高中化學(xué)課公開課學(xué)案原子結(jié)構(gòu)

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

第1課時原子結(jié)構(gòu)

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］從微觀角度認(rèn)識原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出核

電荷數(shù)為1?20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，能根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)特征確定元素，促進(jìn)“宏觀辨

識與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、原子的構(gòu)成

1.構(gòu)成原子的微粒及其性質(zhì)

r［質(zhì)子：相對質(zhì)量為1,帶1個單位正電荷

［史壬：相對質(zhì)量為1,不帶電

原子《

核外電子：帶1個單位負(fù)電荷，質(zhì)量很小

、(可忽略不計(jì))

2.質(zhì)量數(shù)

⑴概念：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(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o

(2)構(gòu)成原子的粒子間的兩個關(guān)系

①質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。

②質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)。

r判斷正誤」

(D原子呈電中性是因?yàn)橹凶硬粠щ?)

(2)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子的質(zhì)量()

(3)原子的質(zhì)量數(shù)就是原子的相對原子質(zhì)量()

(4)微粒中的質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)一定相等()

(5)某種氯原子的中子數(shù)是18,則其質(zhì)量數(shù)是35,核外電子數(shù)是17()

答案(1)X(2)V(3)X(4)X(5)V

r深度思考」

人類認(rèn)識原子的歷史是漫長、逐步深化的演變過程。

(1)1803年道爾頓模型：原子是構(gòu)成物質(zhì)的,是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的。

(2)1904年湯姆孫原子模型：原子是一個平均分布著正電荷的,其中鑲嵌著許多

,中和了正電荷，從而形成了原子。

(3)1911年盧瑟福原子模型：在原子的中心有一個帶,它的質(zhì)量幾乎等于

,電子在它的周圍沿著運(yùn)轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。

(4)1913年玻爾原子模型：________在原子核外空間的________上繞核做。

(5)1926?1935年電子云模型:現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說。電子在原子核外很小的空間內(nèi)做高速運(yùn)動,

其運(yùn)動規(guī)律與一般物體不同，沒有o

答案(1)基本粒子實(shí)心球(2)粒子電子中性(3)正電荷的核原子的全部質(zhì)量不

同的軌道(4)電子一定軌道高速圓周運(yùn)動(5)確定的軌道

二、原子核外電子排布

1.電子層

(1)概念：在含有多個電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動。我們把不同的區(qū)域

簡化為不連續(xù)的殼層,也稱作電子層。

(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系

電子層數(shù)1234567

各電子層字母代號KLMNOPQ

由內(nèi)到外離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)

能量高低由低到高

2.核外電子排布規(guī)律

(1)電子總是盡可能先從內(nèi)層排起,當(dāng)一層充滿后再填充下一層,即按K-L-M……順序排

列。

(2)K層為最外層時最多容納的電子數(shù)為2,除K層外，其他各層為最外層時，最多容納的電

子數(shù)為H。

(3)K層為次外層時，所排電子數(shù)為2,除K層外，其他各層為次外層時，最多容納的電子數(shù)

為國

3.核外電子排布的表示方法一原子結(jié)構(gòu)示意圖

(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖:

原f核電子層

牡該電子層上

粒子符H號一NaQll)28/一的電子數(shù)

核內(nèi)質(zhì)子數(shù)(或核電荷數(shù))

(2)畫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖。

(+16)286^6)288

@S"),S2-；

(^2())2882620288

?Ca，*,Ca2+。

4.1?18號元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在練習(xí)本上依次畫出1?18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析總結(jié)它們的核外電子排布特點(diǎn)(填

元素符號)：

(1)最外層電子數(shù)為1的原子有;最外層電子數(shù)為2的原子有=

(2)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有=

(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子有,3倍的原子有。

(4)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有

(5)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有o

(6)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有0

答案(1)H、Li、NaHe、Be、Mg(2)Be、Ar(3)CO(4)Li、Si(5)H、Be、Al

(6)He、C、S

r判斷正誤」

(i)在多電子原子里，電子的能量不完全相同()

(2)能量高的電子在離核近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動()

(3)M層為最外層時，最多容納18個電子()

(4)原子的次外層電子數(shù)都是8()

Q49)289

(5)鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖是7〃()

答案(1)V(2)X(3)X(4)X(5)X

r深度思考」

某同學(xué)在畫某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時，忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出其質(zhì)子數(shù)，請你根

據(jù)下面的提示作出自己的判斷。

(+?)28

(1)該微粒是中性微粒，這種微粒的符號是O

(2)該微粒對應(yīng)的單質(zhì)是一種能與水劇烈反應(yīng)的金屬，這種微粒的符號是=

(3)該微粒帶兩個單位的負(fù)電荷，畫出其中性原子的結(jié)構(gòu)示意圖________o

(4)該微粒的還原性很弱，失去1個電子后變?yōu)樵?，這種微粒的符號是。

(+8)2f)

答案(l)Ne(2)Na+(3)”(4)廣

■歸納總結(jié)

（1）簡單離子中，質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)的關(guān)系

陽離子（R”）質(zhì)子數(shù)>電子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)+m

陰離子（RL）質(zhì)子數(shù)〈電子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)一根

（2）與Ne電子層結(jié)構(gòu)相同的陽離子有：Na+、Mg2+,Al3+；陰離子有：F-,02>N?一等。

隨堂演練知識落實(shí)

1.（2019?浙江諸暨中學(xué)高一檢測）在原子結(jié)構(gòu)研究的歷史中，提出“葡萄干面包式”原子結(jié)構(gòu)

模型的是（）

A.盧瑟福B.道爾頓

C.玻爾D.湯姆孫

答案D

2.（2019?湖北黃岡調(diào)研）下列說法中正確的是（）

A.在多電子的原子里，能量高的電子通常在離核近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動

B.核外電子總是先排在能量低的電子層上，例如只有M層排滿后才排N層

C.某原子M層電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍

D.某離子的核電荷數(shù)與其最外層電子數(shù)相等

答案D

解析在多電子的原子里，能量高的電子通常在離核遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，A項(xiàng)錯誤；原子核外

電子通常先排在能量低的電子層上，但不完全遵循先排滿內(nèi)電子層，再排外電子層的規(guī)律，

如鉀原子的N層上有1個電子，若該電子排在M層上，則M層變?yōu)樽钔鈱?，且?個電子，

不符合最外層電子數(shù)不超過8的規(guī)律，B項(xiàng)錯誤；當(dāng)M層上排有電子時，L層上一定排滿了

（+8）28

8個電子，而M層最多只能容納18個電子，C項(xiàng)錯誤；。2-的結(jié)構(gòu)示意圖是，，D項(xiàng)正確。

3.某元素原子的原子核外有三個電子層，最外層電子數(shù)是4。該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是（）

A.14B.15C.16D.17

答案A

4.某元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的，〃倍⑺為大于1的整數(shù)），則該原子的核外電子總

數(shù)為（）

A.2mB.2m+10C.2m+2D.m+2

答案c

解析按照原子核外電子排布的一般規(guī)律，最外層電子數(shù)不超過8o最外層電子數(shù)是次外層

的/"倍（加為大于1的整數(shù)），所以次外層電子數(shù)小于8,即次外層只能為K層，電子數(shù)為2,

最外層電子數(shù)是2加，則該原子的核外電子總數(shù)為2m+2,C正確。

5.(2019?山東濟(jì)寧檢測)已知A、B、C三種元素的原子中，質(zhì)子數(shù)為A<B<C,且都小于18,

A元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍；B元素的原子核外M層電子數(shù)是L層電

子數(shù)的一半；C元素的原子次外層電子數(shù)比最外層電子數(shù)多1個。試推斷：

(1)三種元素的元素符號：

A；B；Co

(2)畫出三種元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖：

A；B；Co

答案(1)CSiCl

(^6)4㈣284但力287

⑵%2f

解析由A元素的原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，可知A是碳元素；B元素的原

子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半，可知B為硅元素；C元素的原子次外層電子數(shù)比

最外層電子數(shù)多1個，且質(zhì)子數(shù)C>B,可知C為氯元素。

課時對點(diǎn)練

【A組基礎(chǔ)對點(diǎn)練】

題組一電子排布規(guī)律及各微粒間量的關(guān)系

1.不符合原子核外電子排布基本規(guī)律的是()

A.核外電子總是優(yōu)先排在能量最低的電子層上

B.K層是能量最低的電子層

C.N電子層為次外層時，最多可容納的電子數(shù)為18

D.各電子層⑺最多可容納的電子數(shù)為層

答案D

解析K層離核最近，能量最低，B正確；次外層電子數(shù)不超過18,C正確；各電子層最多

容納的電子數(shù)為2層，D錯誤。

【考點(diǎn)】原子核外電子排布

【題點(diǎn)】原子核外電子排布

2.(2019?大連高一檢測)原子的質(zhì)量主要由原子核決定。已知質(zhì)量數(shù)為A的某陽離子R科,核

外有X個電子，則核內(nèi)中子數(shù)為()

A.A—XB.A-X-n

C.A—X+〃D.A+X—n

答案B

解析R"+核外有X個電子，故R原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)為X+”，故R核內(nèi)中子數(shù)為故選

B項(xiàng)。

題組二原子（或離子）結(jié)構(gòu)示意圖

3.（2019?北師大附中高一期中）下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖中，表示鈉離子的是（）

A."B.V

■磷

C,"JD.</

答案D

（+11）28

解析鈉離子核內(nèi)有H個質(zhì)子，核外有10個電子，其離子結(jié)構(gòu)示意圖為。，故答案為

Do

【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)

【題點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)

4.據(jù)科學(xué)家預(yù)測，月球的土壤中吸附著百萬噸的氫（He-3）,其原子核中質(zhì)子數(shù)為2、中子數(shù)

為1。下列關(guān)于氫（He-3）元素的說法正確的是（）

A.原子核外電子數(shù)為3

B.相對原子質(zhì)量為2

（+2）2

C.原子結(jié)構(gòu)示意圖為7

D.該元素原子的核電荷數(shù)為1

答案C

【考點(diǎn)】原子的結(jié)構(gòu)示意圖

【題點(diǎn)】原子的結(jié)構(gòu)示意圖

U16）286

5.（2019?北京101中學(xué)高一期末）某元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為"J,由此得到的結(jié)論不正

確的是（）

A.該原子有3個電子層

B.該元素屬于金屬元素

C.該原子在化學(xué)反應(yīng)中易得2個電子

D.該元素的最高正化合價為+6

答案B

解析由該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知：該原子核外有3個電子層，選項(xiàng)A正確；最外層電

子數(shù)是6,大于4,為非金屬元素，在化學(xué)反應(yīng)中易得到2個電子而形成陰離子，選項(xiàng)B不

正確、C正確；最外層電子數(shù)是6,最高正化合價為+6,選項(xiàng)D正確。

【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)

【題點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)排布原則

6.下列結(jié)構(gòu)示意圖所代表的微粒中，最難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是（）

^28（+1^88（+1^88

ABCD

答案A

解析A項(xiàng)表示的是Ne原子，B項(xiàng)表示的是AF+,C項(xiàng)表示的是CP,D項(xiàng)表示的是S?，

Ne是稀有氣體元素，它及其他的稀有氣體原子具有非常穩(wěn)定的電子層結(jié)構(gòu)，極難發(fā)生化學(xué)反

應(yīng)。

題組三利用核外電子排布規(guī)律進(jìn)行元素推斷

7.某元素的原子核外有三個電子層，M層的電子數(shù)是L層電子數(shù)的;，則該元素的符號是

（）

A.LiB.SiC.AlD.K

答案B

解析根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律可知，K層排滿2個電子后再排L層，L層需排滿8個

電子后再排M層，M層的電子數(shù)是L層電子數(shù)的今即M層電子數(shù)為4,則該元素的核外電

子數(shù)是2+8+4=14,即原子序數(shù)為14,該元素是Si元素。

【考點(diǎn)】原子的核外電子排布

【題點(diǎn)】依據(jù)核外電子的排布規(guī)律推理元素種類

8.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)前者是后者4倍的

是（）

①電子數(shù)②最外層電子數(shù)③電子層數(shù)④次外層電子數(shù)

A.①④B.①③④C.①②④D.①②③④

答案A

解析核電荷數(shù)為16的元素和核電荷數(shù)為4的元素的原子的電子數(shù)分別是16和4,最外層

電子數(shù)分別是6和2,電子層數(shù)分別是3和2,次外層電子數(shù)分別為8和2,A項(xiàng)正確。

【考點(diǎn)】原子中微粒間的等量關(guān)系

【題點(diǎn)】原子中微粒間的等量關(guān)系

9.A元素的原子最外層電子數(shù)是a,次外層電子數(shù)是b；B元素的原子M層電子數(shù)是a—b,

L層電子數(shù)是a+b,則A、B兩元素形成化合物的化學(xué)式最可能表示為（）

A.B3A2B.BA2

C.A3B2D.AB2

答案B

解析因?yàn)锽的L層電子數(shù)為a+b且有M層，所以a+b=8,又因A原子最外層電子數(shù)為

a,次外層電子數(shù)為6,且滿足“+6=8,所以A原子有兩個電子層，且K層為2個電子，L

層為6個電子，所以。=6,6=2。進(jìn)而推知B的各電子層上的電子數(shù)分別為2、8、4。即A

為O,B為Sio

【考點(diǎn)】原子中微粒間的等量關(guān)系

【題點(diǎn)】原子中微粒間的等量關(guān)系與化合價間關(guān)系的考查

10.根據(jù)下列敘述，寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。

信息元素名稱原子結(jié)構(gòu)示意圖

A元素原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半

B元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍

C元素+1價離子C+的電子層排布與Ne相同

D元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的;

@284（0）23⑨2%1@26

答案（從左到右，從上到下）硅硼鈉〃氧。

@）284

解析L層有8個電子，則M層有4個電子，故A為硅。當(dāng)次外層為K層時，B元

素原子最外層電子數(shù)則為3,是硼夕；當(dāng)次外層為L層時，B元素原子最外層電子數(shù)為

1.5X8=12,違背了排布規(guī)則，故不可能。C元素原子的質(zhì)子數(shù)為10+1=11,故為鈉。當(dāng)次

外層為K層時，D為氧當(dāng)次外層為L層時，最外層則有24個電子，故不可能。

【考點(diǎn)】核外電子排布推測原子結(jié)構(gòu)

【題點(diǎn)】核外電子排布推測原子結(jié)構(gòu)

【B組綜合強(qiáng)化練】

1.（2019?成都高一檢測）粒子結(jié)構(gòu)示意圖是表示原子核電荷數(shù)和電子層排布的圖示形式。根據(jù)

@28（^28

粒子結(jié)構(gòu)示意圖：夕，夕，%下列判斷正確的是（）

A.它們都帶有電荷

B.它們原子的核外電子數(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

答案C

解析分析比較三■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)，表示氟原

子，A錯誤；它們的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不同，所以它們的元素種類不同，它們原子的核外電子

數(shù)也不相同，故B、D錯誤；它們的最外層電子數(shù)都是8個，所以它們都具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C

正確。

2.（2019?福州高一期中）若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

原子序數(shù)為1?18的元素中，滿足上述關(guān)系的元素共有（）

A.3組B.4組C.5組D.6組

答案D

解析兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等有如下情況：①當(dāng)為1：2

時，兩元素為H與Be或He與C;②當(dāng)為1：3時，兩元素為H與A1或He與S;③當(dāng)為2:3

時，兩元素為Be與A1或C與S。故D正確。

3.A、B兩種原子，A的M電子層的電子數(shù)比B的M電子層的電子數(shù)少3個電子，B的L

電子層的電子數(shù)恰為A的L電子層的電子數(shù)的2倍。A和B分別是（）

A.硅原子和鈉原子B.硼原子和氫原子

C.氯原子和碳原子D.碳原子和鋁原子

答案D

解析A原子的M層比B原子的M層少3個電子，B原子的L層電子數(shù)恰為A原子L層電

子數(shù)的2倍，說明A、B分別為第二、三周期元素；L層最多排8個電子，B原子的L層電

子數(shù)恰為A原子L層電子數(shù)的2倍，說明B原子L層有8個電子，A原子的L層有4個電

子，故A是碳；A原子的M層比B原子的M層少3個電子，故B為鋁。

【考點(diǎn)】原子的核外電子排布

【題點(diǎn)】依據(jù)核外電子的排布規(guī)律推理元素種類

4.有A、B兩種元素，已知元素A的核電荷數(shù)為a,且A3-與B"+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+力+3

C.a~\~n—3D.a—w+3

答案B

解析設(shè)B的質(zhì)子數(shù)為b,由題意可得，a+3=b~n,即b=a+3+〃。

5.核電荷數(shù)小于18的兩種元素X、Y,核電荷數(shù)：Y>X,兩種元素原子的核外電子層數(shù)不

同，X元素原子的最外層與最內(nèi)層電子數(shù)之比為3：1,Y元素原子的最外層只有1個電子。

下列有關(guān)這兩種元素形成的化合物的說法不正確的是()

A.X、Y形成的兩種常見化合物中，每個離子都形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

B.X、Y形成的化合物均具有較強(qiáng)的氧化性

C.X、Y形成的兩種常見化合物溶解于水所形成的溶液均具有堿性

D.X、Y形成的兩種常見化合物中，Y的化合價相同

答案B

解析根據(jù)題目提供的信息可知X為O,Y為Na,形成的兩種常見化合物為Na?。、Na2O2,

A項(xiàng)正確；NazO無強(qiáng)氧化性，B項(xiàng)錯誤；二者溶解于水均能生成NaOH,C項(xiàng)正確；Na2O>

Na2O2中Na的化合價均為+1,D項(xiàng)正確。

【考點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的綜合考查

【題點(diǎn)】原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的綜合考查

6.已知R2+核內(nèi)共有N個中子,R的質(zhì)量數(shù)為A,確定相gR2+中含有電子的物質(zhì)的量為()

m(A—N)m(A—N+2)

A.-----------molB.----------------mol

m(A—N—2)機(jī)(A+N—2)

C.----------------molD.----------------mol

答案C

解析R2+的核外電子數(shù)為A—N—2,mgR2+的物質(zhì)的量為了備mol,機(jī)gR2個中含

有電子的物質(zhì)的量為了(A—N—2)molo

7.(2019?濰坊高一檢測)若元素X和Y的核電荷數(shù)都小于18,最外層電子數(shù)分別為〃和⑺一

5),次外層分別有(〃+2)個和771個電子。

⑴對于元素X,a(填或“W")8,(〃+2)個電子所在電子層為層，(n

+2),n=o

(2)對于元素Y,0<(〃L5)(填或“W”)8；次外層有個電子，則〃k；

m個電子所在電子層為層。

⑶據(jù)此推斷元素X和Y,其元素名稱為：

X,Yo

答案⑴WL86⑵W8L(3)硫鋁

解析元素X和Y的核電荷數(shù)都小于18,元素X次外層有(”+2)個電子，此層為L層，n+