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第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
第一課時 原子結構
【導入】豐富多彩的物質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元素之間的聯系進行研究的。隨著元素周期表的建立和元素周期律的發現，特別是原子結構的奧秘被揭示，人們從微觀角度探索元素之間的內在聯系，進一步認識了元素性質及其遞變規律，并通過研究粒子間的相互作用，認識化學反應的本質；逐步建立了結構決定性質的觀念。
元素周期表揭示了元素間的內在聯系，使元素構成了一個較為系統的體系。元素周期表的建立成為化學發展史上的重要的里程碑之一。20世紀初，原子結構的奧秘被揭示之后，人們對元素周期表的認識更加完善。那么，原子結構與元素周期表之間有怎樣的關系呢？
閱讀P94 科學史話，了解原子結構發展經歷的階段。
【學習任務一】原子結構模型的發展史
道爾頓模型
湯姆孫模型
盧瑟福原子模型
玻爾原子模型
電子云模型
“葡萄干面包模型”——正電荷和電子均勻分布，原子呈電中性。
“行星式模型”——原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉。
電子在原子核外很小的空間內做高速無規則運動。
電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速圓周運動。
“實心球模型”——不可再分。
【討論交流】從幾百年前到現在，我們對原子結構的理解大多來源于科學家的猜想和分析，在現代分析技術出現以前，我們是無法觀察到原子的準確結構的，原子結構模型的發展其實也是化學學科內容的完善的一種體現。時至今日，利用現代分析技術，我們對原子的結構已有了更深入的了解，但我們所使用的原子結構示意圖依舊是一種理論模型。通過對原子結構模型的演變過程的學習，你有何感悟？
①化學認識發展的形式與科學認識發展的形式一樣，都是繼承、積累、突破和革命。
②實驗方法是科學研究的一種重要方法，實驗手段的不斷進步是化學發展的一個關鍵。
③科學研究、科學發現是無止境的。
原子由原子核和核外電子構成，原子核由質子和中子構成。原子呈現 ，原子核帶正電，原子核中每個質子帶 ，中子 ，核外電子呈 ，每個電子帶 ，原子核幾乎占據原子的全部質量，核外電子質量可忽略不計。
【學習任務二】認識原子結構
經過初中的學習，我們已經對原子結構有了一定的認識，請結合教材P92頁圖4-2和第二段黑體字，簡述構成原子的各種微粒在電性、質量等方面有和特點？
原子
原子核
核外電子
質子
中子
電中性
1個單位正電荷
不帶電
負電性
1個單位負電荷
原子的質量主要集中在原子核上，質子和中子的相對質量都近似為1，如果忽略電子的質量，將核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值相加，所得的數值叫做質量數。
質量數（A）= 質子數（Z）+ 中子數（N）
【學習任務三】質量數
閱讀教材P92第二段黑體字，思考什么是質量數？
表示某質量數為A，質子數為Z，中子數為(A-Z)的X原子。
X
A
Z
—元素符號
質量數—
質子數—
X
A
Z
±b
n±
m
【討論交流】元素符號周圍不同位置的數字有不同的含義，請總結說明。
質量數—
質子數—
化合價—
—離子所帶正、負電荷數
—原子個數
【思考】“ C”——你能從這個符號上獲取什么信息呢？
質量數：
質子數：
中子數：
12
6
6
【例1】下列關于具有放射性的 的說法正確的是（ ）
A．是一種新元素 B．中子數是125
C．其化學性質與 有很大區別 D．質子數是53
D
【討論交流】認識了原子結構，思考多電子原子核外電子是如何排布的呢？
閱讀P92 第3、4段黑體字，認識核外電子排布的規律。
【學習任務四】電子層與電子能量的關系
我們把原子結構看作是“洋蔥”，電子在不連續的殼層內運動，從原子核開始，從內到外，可以用n=1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q來表示電子層。
【思考】電子在不同電子層中運動存在什么規律呢？
電子與原子核帶相反電荷，電子分布在核外時，總是處在原子核的引力場中。能量高的電子能克服引力場作用，離核遠，反之，能量較低的電子離核近。
【總結】電子層與電子能量的關系：
電子層序數 1 2 3 4 5 6 7
電子層符號 K L M N O P Q
電子離核距離 電子能量 近遠
低高
【思考】由于原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子總是從內層排起，當一層充滿后再填充下一層。
那么，每個電子層最多可以排布多少個電子呢？
二、電子層排布的規律——P93思考與討論
核電荷數 元素名稱 元素符號 各電子層的電子數 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
（1）當K層為最外層時，最多能容納的電子數是多少？除了K層，其他各層為最外層時，最多能容納的電子數是多少？
當K層為最外層時，最多能容納2個電子。除了K層，其他各層為最外層時，最多能容納8個電子。
二、電子層排布的規律——P93思考與討論
核電荷數 元素名稱 元素符號 各電子層的電子數 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
次外層最多容納18個電子數。
（2）次外層最多容納的電子數是多少？
二、電子層排布的規律——P93思考與討論
核電荷數 元素名稱 元素符號 各電子層的電子數 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
第n層最多能容納2n2電子數
（3）你能歸納出第n層最多能容納的電子數嗎？
（1）K層為最外層時，最多能容納 電子，其他層為最外層時，可容納電子數最多為 。原子最外電子層有 電子（最外層為K層時，最多只有 電子）的結構是相對 的結構。
（2）次外層電子數最多 ，倒數第三層電子數最多 。
（3）第n層最多能容納的電子數為 。
（4）電子一般總是先從能量 的內層排起，當一層充滿后再填充能量 的下一層。
【總結】原子核外電子排布的規律
2個
8個
8個
2個
穩定
18個
32個
2n2
較低
較高
核外電子排布規律是根據原子光譜和理論分析的結果而得出的，其中也包括從元素周期表得到的啟示。
【例2】A、B兩種原子，A的L電子層比B的M電子層少3個電子， B的L電子層電子數恰為A的L電子層電子數的2倍。A和B分別是 （ ）
A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氦原子
C．碳原子和氯原子 D．碳原子和鋁原子
C
（4）請你根據所歸納的規律，用原子結構示意圖表示核電荷數為1--20號元素原子的核外電子排布。
二、電子層排布的規律——P93思考與討論
Na
+11 2 8 1
元素符號
原子核
核內質子
電子層
層內電子數
三、原子核外電子排布的表示方法——原子結構示意圖
【今日任務】掌握前20號元素的原子結構示意圖。
原子
結構
原子結構的探索歷程
原子核外
電子排布
構成原子的微粒及性質—質子、中子、電子
構成原子的微粒之間的關系—A=Z+N
原子的表示方法—
核外電子排布的表示方法—原子結構示意圖
X
A
Z
原子的構成
核外電子運動規律—高速無規則運動
電子層的表示方法及能量—由里到外升高
【總結】

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