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第1章 原子結(jié)構(gòu) 元素周期律
第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 課時(shí)2
1.了解原子核外電子的排布規(guī)律，能畫出1～20號(hào)元素原子的核外電子排布。
2.了解原子的最外層電子排布與元素的原子得失電子能力和化合價(jià)的關(guān)系。
原子的構(gòu)成、原子核的構(gòu)成是怎樣的？
【知識(shí)回顧】
原子
質(zhì)子
中子
原子核
核外電子
{
{
X
A
Z
質(zhì)量數(shù)
—
—
元素符號(hào)
質(zhì)子數(shù)
—
（核電荷數(shù)）
決定元素種類
決定核素種類
盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型：
原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，位于原子的中心；帶負(fù)電荷的電子在原子核周圍的空間做高速運(yùn)動(dòng)
問題：
電子在原子內(nèi)有“廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間，在這“廣闊”的空間里，電子怎樣運(yùn)動(dòng)呢？有規(guī)律嗎？
一、原子核外電子排布的規(guī)律
1.電子層
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)域簡化為不連續(xù)的殼層，稱作電子層。
電子層模型示意圖
把這種電子層模型比擬為洋蔥式結(jié)構(gòu)
電子層 （n） 1 2 3 4 5 6 7
或 K L M N O P Q
一般總是先從能量低的排起，當(dāng)一層充滿之后再填充下一層
離核由近到遠(yuǎn)，電子能量由低到高
【思考】每個(gè)電子層最多可以容納多少個(gè)電子呢？
稀有氣體元素原子的電子排布
①當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？
②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？
③次外層最多容納的電子數(shù)是多少？
④倒數(shù)第三層最多容納的電子數(shù)是多少？
⑤你能歸納出第n層最多能容納的電子數(shù)嗎？
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
稀有氣體元素原子的電子排布
①當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？
K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為2個(gè)
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
稀有氣體元素原子的電子排布
②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？
其他各層為最外層時(shí)，最多容納電子數(shù)為8個(gè)
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
稀有氣體元素原子的電子排布
③次外層最多容納的電子數(shù)是多少？
次外層最多能容納電子數(shù)為18個(gè)
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
稀有氣體元素原子的電子排布
④倒數(shù)第三層最多容納的電子數(shù)是多少？
倒數(shù)第三層最多容納的電子數(shù)為32個(gè)
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
稀有氣體元素原子的電子排布
⑤你能歸納出第n層最多能容納的電子數(shù)嗎？
2×12、2×22、2×32、2×42......
原子核外每一層最多能容納的電子數(shù)為2n2
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并回答下列問題。
思考與討論
①電子一般先從能量低的排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層
②K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)為2個(gè)
③其他各層為最外層時(shí)，最多容納電子數(shù)為8個(gè)（K層為2個(gè)）
④次外層最多能容納電子數(shù)為18個(gè)
⑤倒數(shù)第三層最多容納的電子數(shù)為32個(gè)
⑥2×12、2×22、2×32、2×42......原子核外每一層最多能容納的電子數(shù)為2n2
【結(jié)論】
【注意】這些規(guī)律是相互聯(lián)系，相互制約，不可分割。
2.原子結(jié)構(gòu)示意圖
元素符號(hào)
原子核
核內(nèi)質(zhì)子數(shù)
M層電子數(shù)
電子層
鈉原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖
1. 請(qǐng)你根據(jù)所歸納的電子排布規(guī)律，用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示核電荷數(shù)為1~20號(hào)元素原子的核外電子排布。
練一練
H He Li Be B
C N O F Ne
Na Mg Al Si P
S Cl Ar K Ca
根據(jù)鈉原子和氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖，你能否寫出鈉離子和氯離子得結(jié)構(gòu)示意圖？
Cl-
失去最外層電子
最外層得1個(gè)電子
Na+
方法導(dǎo)引
離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖寫法相同，只是因?yàn)樵釉谛纬呻x子時(shí)，會(huì)失去最外層電子或最外層得到電子，因此核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不等于核外電子數(shù)。
3.離子結(jié)構(gòu)示意圖
總結(jié)：
原子：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
陽離子：核外電子數(shù)=核電荷數(shù)-電荷數(shù)
陰離子：核外電子數(shù)=核電荷數(shù)+電荷數(shù)
單位體積內(nèi)小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率大小。
小黑點(diǎn)越密，電子出現(xiàn)的概率越大；
小黑點(diǎn)越疏，電子出現(xiàn)的概率越小。
拓展視野：了解電子云模型
二、原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力
活動(dòng)·探究
1.預(yù)測(cè)鈉、鎂兩種元素原子的得失電子能力強(qiáng)弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角
度說明理由。
2.預(yù)測(cè)鈉、鉀兩種元素原子的得失電子能力強(qiáng)弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角
度說明理由。
鈉大于鎂
鈉和鎂最外層均為L層，鎂原子核電荷數(shù)大，對(duì)最外層電子吸引力更強(qiáng)，不易失去
鈉小于鉀
鈉和鉀最外層電子數(shù)相同，但鉀的最外層為N層，離原子核較遠(yuǎn)，原子核對(duì)最外層電子吸引力弱，易失去
【實(shí)驗(yàn)1】鈉、鎂與水反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)1】鈉、鉀與水反應(yīng)
觀看實(shí)驗(yàn)視頻并記錄現(xiàn)象
元素 Na Mg K
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
反應(yīng)方程式
結(jié)論
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
鈉浮在水面上,熔成一個(gè)閃亮的小球,小球向四周移動(dòng),發(fā)出“嘶嘶”的響聲,酚酞變紅 。
鎂片幾乎沒有變化,加
熱時(shí),鎂片上有氣泡冒出,酚酞溶液變紅
鉀與水立即劇烈反應(yīng),放出的熱使鉀立即燃燒起來,酚酞溶液變紅
與水反應(yīng)的劇烈程度: K > Na> Mg
Mg+2H2O
Mg(OH)2+H2↑
2K+2H2O=2KOH+H2↑
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
思考:
1.你對(duì)以上兩組元素原子失電子能力強(qiáng)弱的預(yù)測(cè)正確嗎？你從原子結(jié)構(gòu)的角度對(duì)它們失電子能力強(qiáng)弱的解釋是否合理？哪些證據(jù)支持了你的預(yù)測(cè)和解釋？
2.通過前面的學(xué)習(xí)，你已經(jīng)可以從質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)、最外層電子數(shù)、電子層數(shù)等方面描述原子的結(jié)構(gòu)了，它們是否會(huì)影響元素原子失電子能力的強(qiáng)弱？如果會(huì)，如何影響？如果不會(huì)，說明理由。
中子不帶電，對(duì)原子得失電子能力強(qiáng)弱沒有影響；
質(zhì)子帶正電，原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越多對(duì)最外層電子吸引力越強(qiáng)，當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大對(duì)外層電子吸引力就越大，原子越不易失電子；
最外層電子數(shù)相同時(shí)，電子層數(shù)越多，最外層電子離原子核越遠(yuǎn)，越容易失去。
鉀與水反應(yīng)比鈉與水反應(yīng)劇烈
鈉與水易反應(yīng)，鎂與水在常溫下不易反應(yīng)
3. 請(qǐng)根據(jù)以上討論來分析說明硫、氯兩元素中哪種元素原子的得電子能力強(qiáng)。
氯和硫電子層數(shù)相同，氯的核電荷數(shù)大，對(duì)最外層電子的吸引力強(qiáng)，更易得電子
4. 如何用圖示的方式描述原子結(jié)構(gòu)對(duì)元素原子得失電子能力的影響？
1.下列敘述中,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(dòng)
B.核外電子總是先排在能量低的電子層上,例如只有排滿了L層后才排M層
C.兩種微粒,若核外電子排布完全相同,則其化學(xué)性質(zhì)一定相同
D.微粒的最外電子層只有達(dá)到8個(gè)電子才穩(wěn)定
[練一練]
B
2.下列關(guān)于核外電子排布的說法不正確的是(　　)
A.第n電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2
B.次外層中最多可容納的電子數(shù)為18
C.最多可容納2個(gè)電子的電子層一定是第一電子層
D.最多可容納8個(gè)電子的電子層一定是第二電子層
D
3.下列單質(zhì)中,與水反應(yīng)最劇烈的是(　　)
A.K B.Cs C.Na D.Li
B
4.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(　　)
A
5.(雙選)下列說法正確的是(　　)
A.氟原子與氧原子的最外層電子數(shù)都是7
B.氯原子半徑小于氟原子
C.從F到I,原子核對(duì)最外層電子的吸引能力依次減弱,原子得電子能力依次減弱
D.鹵素單質(zhì)與H2化合的容易程度為F2>Cl2>Br2>I2
解析:鹵素原子最外層有7個(gè)電子,氧原子最外層有6個(gè)電子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鹵素原子從F到I,電子層數(shù)依次增多,半徑依次增大,原子核對(duì)最外層電子吸引能力依次減弱,原子得電子能力依次減弱,故B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;單質(zhì)與H2化合的容易程度為F2>Cl2>Br2>I2,故D項(xiàng)正確。
CD
原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
原子結(jié)構(gòu)示意圖
核外電子排布
元素原子得失電子能力與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
分層排布
由低能到高能排布
每層最多容納的電子數(shù)為2n2

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