人教版(2019)高中化学必修一学案4.1原子结构与元素周期表

原子结构与元素周期表

【学习目标与素养】

1．微观探析：认识原子结构。了解原子核外电子的排布。

2．宏观辨识与微观探析：能够正确书写1～20 号元素的原子结构示意图。知道元素、核素的含义。认识原子结构以及元素在元素周期表中位置的关系。知道元素周期表的结构。体会元素周期表在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。通过碱金属、卤素原子的结构特点，认识原子结构与元素性质的关系。

3．变化观念：能初步运用原子结构理论解释碱金属、卤素性质的相似性和递变性。【学习重难点】

了解原子核外的电子排布；知道元素周期表的结构；知道元素、核素、同位素的含义。

认识碱金属元素、卤族元素的性质与其在元素周期表中位置的关系；以碱金属元素和卤族元素为例，了解同主族元素性质的递变规律。

【学习过程】

【第一课时】

（一）基础知识填充

一、原子的构成

1．构成

质子相对质量近似为1，带1个单位正电荷）

原子核

（1）原子原子核中子（相对质量近似为1，不带电）

核外电子带1个单位负电荷

（2）关系：原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数（电中性原子中）。

2．质量数

（1）概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫作质量数。

（2）关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。

二、核外电子排布

1．电子层

（1）概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。

（2）不同电子层的表示及能量关系

2．电子分层排布

（1）能量最低原理核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N⋯⋯顺序排列。

（2）电子层最多容纳的电子数

①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N 层最多容纳电子数分别为2、8、18、

32 ②最外层电子数目最多不能超过8 个（K 层为最外层时不能超过2 个）。

③次外层最多能容纳的电子数不超过18 个。3．（1）原子（离子）结构的表示方

法，如下所示

（2）原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：

阳离子：核外电子数小于核电荷数

阴离子：核外电子数大于核电荷数。

微点拨：①电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外

层电子数不超过8 个的限制。其原子结构示意图为而不应该

（二）自学检测

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）所有原子都由质子、中子和核外电子构成（）

（2）某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。（）

（3）锂的原子结构示意图是。（）

（4）某原子M 层电子数为L 层电子数的 4 倍。（）答案：（1）×（2）√（3）×（4）× 2．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是（）

答案：C

解析：A 项不符合能量最低原理，应该先排满K 层再排L 层；B 项不符合各层最多排2n2 个电子，K 层最多排2个电子；D项不符合最外层最多只能排8个电子。

3．（1）A 元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为，该元素原子的二价

阴

离子中，核外电子数为____ 。

（2）B 元素原子的一价阳离子的核外有18 个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为。

解析：（1）核电荷数＝质子数，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝

10。（2）B

元素质子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。

答案：（1）8；10

（2）21

（三）重难点突破

重难点1：原子核外电子排布规律的应用

1．确定元素的种类根据原子核外电子排布的某些特点可以确定元素的种类，注意1～20 号元素原子结构的特殊关系。

2．推断元素的性质

特别提醒：通常把最外层有8个电子（K 层为最外层时电子数是2个）的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素的原子最外层电子数小于8（K 层小于2）时是不稳定结构。在化学反应中，不稳定结构总是通过各种方式如得失电子、共用电子等趋向达到相对稳定结构。

重难点2：“ 10电子”“ 18电子”的等电子粒子

1．利用元素排布寻找“ 10电子”微粒的方法

2．利用元素排布寻找“ 18电子”微粒的方法

3．与OH－具有相同质子数和电子数的粒子是（）

A．H2O

B．F－

C．Na＋

D．NH3

答案：B

解析：OH－具有9个质子，10个电子；H2O具有10个质子，10个电子；F－具有9个质子，10个电子；Na＋具有11个质子，10个电子；NH3具有10个质子，10个电子。

4．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒（离子或分

子），请回答：

（1）A 元素是______ ，B 元素是______ ，C元素是______ （用元素符号表示）。

（2）D 是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是___ 。

解析：常见的18e－微粒有：阳离子：K＋、Ca2＋；阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl －；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件可确定答案。

答案：（1）K；Cl；S

（2）HCl

【第二课时】

（一）基础知识填充

一、元素周期表的编排原则

1．元素周期表的出现与演变

2．原子序数

（1）含义：按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。

（2）原子序数与原子结构的关系：

原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

二、元素周期表的结构

1．编排原则