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第一節　原子結構與元素周期表
第1課時　原子結構
[核心素養發展目標]　1.了解原子的表示方法,掌握有關質量數、質子數、中子數、電子數的相關計算。2.能從微觀角度認識原子的構成,掌握原子核外電子排布規律,能畫出1~20號元素的原子結構示意圖。
一、原子的構成
1.構成原子的微粒及其性質
原子
2.質量數
(1)概念:將原子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,常用A表示。
(2)構成原子的粒子間的兩個關系
①質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)。
②質子數=核電荷數=核外電子數。
思考1　原子的質量數是否就是原子的相對原子質量 請舉例說明。
提示　不一定。如S的質量數為32,而硫原子的相對原子質量為32.06,兩者數值上相近但不相等。
3.原子的表示方法
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10 F
Na 11 12 Na
Al 13 14 Al
思考2　填寫下列表格并思考離子的核外電子數、質子數、電荷數之間的關系。
粒子 符號 質子 數(Z) 質量 數(A) 中子 數(N) 電荷數 核外電 子數
Na+ 11 23 12 1 10
Cl- 17 37 20 1 18
結論:陽離子中核外電子數=質子數-電荷數;
陰離子中核外電子數=質子數+電荷數。
1.判斷正誤
(1)原子呈電中性是因為中子不帶電 (　　)
(2)質子數和中子數決定原子的質量 (　　)
(3)微粒中的質子數與核外電子數一定相等 (　　)
(4)某種氯原子的中子數是18,則其質量數是35,核外電子數是17 (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
2.(2024·福建泉州十六中高一月考)下列關于Ir的說法不正確的是 (　　)
A.核內質子數是77 B.核內中子數是192
C.核外電子數是77 D.質量數是192
答案　B
解析　由原子符號Ir可知,質量數是192,核內質子數是77,核內中子數是192-77=115,核外電子數是77,故選B。
3.帶有2個單位正電荷的粒子X2+,它的質量數等于137,中子數是81,則其核外電子數為 (　　)
A.56　　　　　　　B.54　　　　　C.58　　　　　　　D.137
答案　B
解析　X2+的質子數=質量數-中子數=137-81=56,則X2+的核外電子數為56-2=54。
(1)一個信息豐富的符號解讀
(2)粒子中的電性關系
①分子或原子:質子數=核外電子數
②陽離子Xn+:質子數=核外電子數+n
③陰離子Xn-:質子數=核外電子數-n
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域內運動。我們把不同的區域簡化為不連續的殼層,也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖:
(2)不同電子層的表示及能量關系
各電子層由內到外 電子層數 1 2 3 4 5 6 7
字母代號 K L M N O P Q
離核遠近 由近到遠
能量高低 由低到高
2.電子分層排布
閱讀教材思考與討論中稀有氣體元素原子的電子層排布規律
(1)能量最低原理
核外電子總是優先排布在能量最低的電子層里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里,即按K→L→M→N……順序排列。
(2)電子層最多容納的電子數
①第n層最多容納2n2個電子。如K、L、M、N層最多容納的電子數分別為2、8、18、32。
②最外層電子數目最多不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個)。
③次外層最多能容納的電子數不超過18個。
3.核外電子排布的表示方法——原子結構示意圖
(1)鈉的原子結構示意圖
(2)畫出下列原子或離子的結構示意圖
①S:,S2-:;
②Ca:,Ca2+:。
思考1　M層最多可容納18個電子,為什么鉀原子的核外電子排布不是而是
提示　原子核外電子排布每層最多容納2n2個電子,故M層最多可容納18個電子,但M層作為最外層時,最多不超過8個電子。
4.常見的10e-和18e-微粒
(1)
(2)
思考2　某同學在畫某種元素的一種單核微粒的結構示意圖時,忘記在圓圈內標出質子數,請你根據核外電子排布,推測可能的微粒符號。
提示　可能為中性原子Ne,也可能為陽離子Na+、Mg2+、Al3+,也可能為陰離子F-、O2-、N3-。
(1)從兩個角度看核外電子排布規律
(2)核外電子排布的規律是互相聯系的,不能孤立地理解。如鈣原子由于受最外層電子數不超過8個的限制,其原子結構示意圖為而不是。
(3)通常把最外層有8個電子(最外層為K層時,只有2個電子)的結構,稱為相對穩定結構。
1.判斷正誤
(1)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域內運動 (　　)
(3)N層為最外層時,最多容納32個電子 (　　)
(4)原子的次外層電子數都是8 (　　)
(5)Mg的原子結構示意圖是 (　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2.(2024·北京第一六六中學高一期末)下列敘述正確的是 (　　)
A.電子的能量越低,運動區域離核越遠
B.某原子K層上只有一個電子
C.稀有氣體元素原子的最外層都排有8個電子
D.當M層是最外層時,最多可排有18個電子
答案　B
解析　在多電子原子中,電子的能量越低,運動區域離核越近,電子的能量越高,運動區域離核越遠,A錯誤;氦為稀有氣體元素,其最外層只有2個電子,C錯誤;由電子的排布規律可知,M層最多排18個電子,但其作為最外層時,最多可排8個電子,D錯誤。
3.(2024·福建福州高一期末)下列各組微粒具有相同質子數和電子數的是 (　　)
A.F-和OH- B.H2O和N
C.OH-和NH3 D.O2-和N
答案　A
解析　F-和OH-質子數都為9,電子數都為10,A正確;H2O和N質子數分別為10、11,電子數都為10,B錯誤;OH-和NH3質子數分別為9、10,電子數都為10,C錯誤;O2-和N質子數分別為8、11,電子數都為10,D錯誤。
1.(2024·南京五中高一月考)工業焊接鋼管常用Cs進行“無損探傷”。下列有關說法正確的是 (　　)
A.137表示質量數
B.137表示中子數
C.該原子質子數大于中子數
D.該原子的K、L層共容納了11個電子
答案　A
解析Cs的質子數為55、質量數為137、中子數137-55=82,則質子數小于中子數,由核外電子排布規律可知,K層最多只能容納2個電子、L層最多只能容納8個電子,最多共容納10個電子,故選A。
2.如圖為某元素的原子結構示意圖,下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.核電荷數為11
B.該原子的摩爾質量為23 g
C.電子層數為3
D.最外層有1個電子
答案　B
解析　原子結構示意圖中圓圈內為核電荷數,原子的核電荷數為11,故A正確;該原子為鈉原子,原子的摩爾質量為23 g·mol-1,故B錯誤;鈉原子核外有3個電子層,最外層電子數為1,故C、D正確。
3.(2024·上海進才中學高一期末)1~18號元素中,原子核外電子層數等于最外層電子數的元素一共有 (　　)
A.1種 B.3種 C.5種 D.7種
答案　B
解析　1~18號元素中,原子核外電子層數等于最外層電子數的元素是氫、鈹、鋁,一共有3種,故選B。
4.根據下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結構示意圖。
信息 元素名稱 原子結構 示意圖
A元素原子最外層電子數是次外層電子數的1.5倍
B元素+1價離子B+的電子層排布與Ne相同
C元素原子次外層電子數是最外層電子數的
答案　(從左到右,從上到下)硼　
鈉　　氧　
解析　當次外層為K層時,A元素原子最外層電子數為3,是硼,當次外層為L層時,A元素原子最外層電子數為1.5×8=12,違背了電子排布規律,故不可能;B元素原子的質子數為10+1=11,故為鈉;當次外層為K層時,C為氧,當次外層為L層時,最外層則有24個電子,故不可能。
課時對點練　
[分值:100分]
(選擇題1~8題,每小題5分,9~12題,每小題6分,共64分)
題組一　原子結構
1.(2024·太原高一期末)科學家利用粒子加速器在實驗室創造出了超重鋁Al,下列有關Al說法錯誤的是 (　　)
A.質子數為13 B.中子數為29
C.最外層電子數為13 D.核電荷數為13
答案　C
解析　根據Al可知,質子數=核電荷數=13,中子數為42-13=29,根據Al的核外電子排布可知最外層電子數為3,故選C。
2.(2024·深圳高一期末)下列關于說法正確的是 (　　)
A.的質子數為b
B. 的電子數為a
C. 的質量數為a+b
D.一個X原子的質量約為 g
答案　D
解析　的質量數為b,質子數為a,電子數為a+1,A、B、C錯誤;一個X原子的質量約為 g= g,D正確。
3.鈷 60Co)放射源的應用非常廣泛,在農業上,常用于輻射育種、刺激增產、輻射防治蟲害等。下列有關說法錯誤的是 (　　)
A.鈷的相對原子質量是60
B.60Co與60Fe具有相同的質量數
C.60Co與59Co核外電子數相同
DCo核內中子數與核外電子數之差為6
答案　A
解析　60是鈷 60Co)原子的質量數,不是鈷的相對原子質量,故A錯誤;60Co與60Fe的質量數均為60,故B正確;60Co與59Co的質子數均為27,且核外電子數=質子數=27,故C正確Co中的27為質子數,則核外電子數也為27,60為質量數,而中子數=質量數-質子數=60-27=33,則中子數與核外電子數之差為33-27=6,故D正確。
題組二　原子核外電子排布規律
4.下列說法不符合原子核外電子排布基本規律的是 (　　)
A.核外電子總是優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為18
D.各電子層(n)最多可容納的電子數為n2
答案　D
解析　K層離核最近,能量最低,B正確;次外層電子數不超過18,C正確;各電子層(n)最多可容納的電子數為2n2,D錯誤。
5.下列關于核外電子排布的說法不正確的是 (　　)
A.第二電子層最多容納的電子數為8
B.次外層最多可容納的電子數為18
C.最多可容納2個電子的電子層一定是第一電子層
D.最多可容納8個電子的電子層一定是第二電子層
答案　D
解析　根據核外電子排布規律可知,第二電子層最多可容納的電子數為8,A正確;次外層最多可容納的電子數為18,B正確;最多可容納2個電子的電子層一定是第一電子層,即K層,C正確;由于最外層電子數不超過8,因此最多可容納8個電子的電子層不一定是第二電子層,D錯誤。
題組三　原子(離子)結構示意圖的理解及判斷
6.某粒子的結構示意圖為,關于該粒子的說法不正確的是 (　　)
A.屬于陰離子
B.核外有3個電子層
C.核外電子數為18
D.在化學反應中易得電子
答案　D
解析　該粒子為氯離子,為陰離子,故A正確;依據粒子結構示意圖可知,核外有3個電子層,核外電子數為18,故B、C正確;該粒子為氯離子,最外層達到8電子穩定結構,不能得電子,反應中易失去電子,故D錯誤。
7.(2024·上海行知中學高一月考)下列微粒中,最外層是8個電子,并與H+相差兩個電子層的是 (　　)
A.H- B.Mg2+ C.S2- D.Li+
答案　B
解析　H+核外電子數為0,相差兩個電子層,最外層是8個電子的微粒核外有10個電子, H-核外有2個電子;Mg2+核外有10個電子; S2-核外有18個電子;Li+核外有2個電子;故選B。
8.某粒子(原子或離子)的結構示意圖如圖所示,下列說法錯誤的是 (　　)
A.若n=8,則該粒子所對應元素的符號一定為Ar
B.若該粒子帶兩個單位負電荷,且n=8,則該粒子的符號為S2-
C.若m-n<10,則該粒子是一個陰離子
D.若m-n=10,則該粒子一定是原子
答案　A
解析　若n=8,則該粒子所對應元素的符號不一定為Ar,可能是K+、Ca2+等,故A錯誤;若該粒子帶兩個單位負電荷,且n=8,說明原子的最外層電子數為6,是硫元素原子形成的陰離子,則該粒子的符號為S2-,故B正確;若m-n<10,說明核電荷數小于核外電子數,則該粒子是一個陰離子,故C正確;若m-n=10,說明核電荷數等于核外電子數,則該粒子一定是原子,故D正確。
9.(2023·青島高一檢測He是核聚變的重要原料,主要存在于月球上,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一個12C原子的質量為a g,一個He原子的質量為b g,NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是 (　　)
AHe比He多一個中子
B.氦元素的近似相對原子質量為3
CHe的相對原子質量為
DHe的摩爾質量為2bNA g·mol-1
答案　C
解析He的中子數為3-2=1He的中子數為4-2=2He比He少1個中子,故A錯誤He的相對原子質量為=,故C正確He的摩爾質量在數值上與1 mol原子的質量相同,則其摩爾質量為bNA g·mol-1,故D錯誤。
10.(2024·福建高一期末)在離子R中,共有x個核外電子,R原子的質量數為a,氧原子的質子數為8,則R原子核內含有的中子數目是 (　　)
A.x-33 B.a-x+33
C.a-x-31 D.x-31
答案　B
解析　在離子R中,共有x個核外電子,設R中含有Z個質子,氧原子的質子數為8,故有:Z+4×8+1=x,則Z=x-33,R原子的質量數為a,則R原子中含有的中子數為a-Z=a-x+33,故選B。
11.下列各組粒子:①H3O+、N、Na+,②OH-、N、F-,③O2-、Na+、Mg2+,④CH4、NH3、H2O。具有相同電子數和質子數的組合是 (　　)
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
答案　C
解析　①中三種離子均有10個電子、11個質子;②中三種離子均有10個電子、9個質子;③中三種離子均有10個電子,質子數分別為8、11、12;④中三種分子均有10個電子、10個質子。
12.(2024·河北唐山高一期末)下列關于電子排布的說法正確的是 (　　)
A.氧離子(O2-)的核電荷數與最外層電子數相等
B.最外層電子數為8的粒子為稀有氣體元素
C.核外電子總是先排在能量高的電子層上
D.某原子M層電子數為L層電子數的4倍
答案　A
解析　 氧離子(O2-)的核電荷數為8,最外層電子數為8,二者相等,A正確;核外電子總是先排在能量低的電子層上,C錯誤; 若有M層,則L層一定排滿電子,L層為8個電子,而M層最多容納18個電子,若M層作為最外層,最多容納8個電子,D錯誤。
13.(8分)(2024·福建泉州十六中高一月考)按要求填空。
(1)已知A原子,其核外電子數為17,則A是　　　　　(填元素符號)。
(2)已知B原子,L層上的電子數為K層的3倍,則其原子結構示意圖是　　　　　。
(3)已知C原子,其最外層電子數等于次外層電子數的2倍,則C的元素名稱是　　　　　。
(4)某元素D的原子得到2個電子后,電子層排布與氖原子相同,該元素的離子結構示意圖為　　　　　。
答案　(1)Cl　(2)　(3)碳　(4)
14.(8分)按要求填寫下列空白。
(1)ARn+共有x個電子,則該陽離子的中子數為　　　　　　　。
(2)AXn-共有x個電子,則該陰離子的中子數為　　　　　　　。
(3)已知R原子有b個中子,R2+核外有a個電子,則R原子的組成符號是　　　　　　　。
(4)A2-原子核內有x個中子,其質量數為m,則n g A2-所含電子的物質的量為　　　　　　　。
答案　(1)A-x-n　(2)A-x+n　(3R　(4)(m-x+2) mol
解析　(1)ARn+中的質子數=核外電子數+電荷數=x+n,中子數=質量數-質子數=A-(x+n)。(2)AXn-中的質子數=核外電子數-電荷數=x-n,中子數=質量數-質子數=A-(x-n)。(3)陽離子R2+中的質子數=核外電子數+電荷數=a+2,質量數=質子數+中子數=a+2+b,表示元素R的原子組成符號為R。(4)n g A2-中所含電子的物質的量為(m-x+2) mol。
15.(20分)有四種元素A、B、C、D,其中B2-與C+核外都有兩個電子層,B原子的質子數與C原子的質子數之和等于D原子的質子數,A原子失去一個電子后變成一個質子,試回答:
(1)A、B、C、D的元素符號分別為　　　、　　　　、　　　　　、　　　　　。
(2)D原子的原子結構示意圖為　　　　　,C+的離子結構示意圖為　　　　　。
(3)寫出與C+具有相同電子數的四種分子:　　　、　　　　　、　　　　　、　　　　　(填化學式)。
答案　(1)H　O　Na　K　(2)　　(3)H2O　NH3　CH4　HF
解析　四種元素A、B、C、D,其中B2-與C+核外都有兩個電子層,則B為O、C為Na;B原子的質子數與C原子的質子數之和等于D原子的質子數,則D的質子數為8+11=19,故D為K元素;A原子失去1個電子后變成一個質子,則A為H元素。第一節　原子結構與元素周期表
第1課時　原子結構
[核心素養發展目標]　1.了解原子的表示方法,掌握有關質量數、質子數、中子數、電子數的相關計算。2.能從微觀角度認識原子的構成,掌握原子核外電子排布規律,能畫出1~20號元素的原子結構示意圖。
一、原子的構成
1.構成原子的微粒及其性質
原子
2.質量數
(1)概念:將原子核內所有__________和__________的相對質量取近似__________,所得的數值叫做質量數,常用__________表示。
(2)構成原子的粒子間的兩個關系
①質量數(A)=__________+__________。
②質子數=核電荷數=__________。
思考1　原子的質量數是否就是原子的相對原子質量 請舉例說明。
3.原子的表示方法
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10
Na 11 12
Al 13 14
思考2　填寫下列表格并思考離子的核外電子數、質子數、電荷數之間的關系。
粒子 符號 質子 數(Z) 質量 數(A) 中子 數(N) 電荷數 核外電 子數
Na+ 11 23
Cl- 17 37
結論:陽離子中核外電子數=__________-__________;
陰離子中核外電子數=__________+__________。
1.判斷正誤
(1)原子呈電中性是因為中子不帶電(　　)
(2)質子數和中子數決定原子的質量(　　)
(3)微粒中的質子數與核外電子數一定相等(　　)
(4)某種氯原子的中子數是18,則其質量數是35,核外電子數是17(　　)
2.(2024·福建泉州十六中高一月考)下列關于Ir的說法不正確的是(　　)
A.核內質子數是77 B.核內中子數是192
C.核外電子數是77 D.質量數是192
3.帶有2個單位正電荷的粒子X2+,它的質量數等于137,中子數是81,則其核外電子數為(　　)
A.56　　　　　　　B.54　　　　　C.58　　　　　　　D.137
(1)一個信息豐富的符號解讀
(2)粒子中的電性關系
①分子或原子:質子數=核外電子數
②陽離子Xn+:質子數=核外電子數+n
③陰離子Xn-:質子數=核外電子數-n
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__________的區域內運動。我們把不同的區域簡化為__________,也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖:
(2)不同電子層的表示及能量關系
各電子層由內到外 電子層數 1 2 3 4 5 6 7
字母代號
離核遠近 由__________到__________
能量高低 由__________到__________
2.電子分層排布
閱讀教材思考與討論中稀有氣體元素原子的電子層排布規律
(1)能量最低原理
核外電子總是優先排布在能量最低的電子層里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里,即按K→L→M→N……順序排列。
(2)電子層最多容納的電子數
①第n層最多容納__________個電子。如K、L、M、N層最多容納的電子數分別為__________。
②最外層電子數目最多不能超過__________個(K層為最外層時不能超過__________個)。
③次外層最多能容納的電子數不超過__________個。
3.核外電子排布的表示方法——原子結構示意圖
(1)鈉的原子結構示意圖
(2)畫出下列原子或離子的結構示意圖
①S:__________,S2-:___________;
②Ca:_________,Ca2+:__________。
思考1　M層最多可容納18個電子,為什么鉀原子的核外電子排布不是而是
4.常見的10e-和18e-微粒
思考2　某同學在畫某種元素的一種單核微粒的結構示意圖時,忘記在圓圈內標出質子數,請你根據核外電子排布,推測可能的微粒符號。
(1)從兩個角度看核外電子排布規律
(2)核外電子排布的規律是互相聯系的,不能孤立地理解。如鈣原子由于受最外層電子數不超過8個的限制,其原子結構示意圖為而不是。
(3)通常把最外層有8個電子(最外層為K層時,只有2個電子)的結構,稱為相對穩定結構。
1.判斷正誤
(1)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域內運動(　　)
(3)N層為最外層時,最多容納32個電子(　　)
(4)原子的次外層電子數都是8(　　)
(5)Mg的原子結構示意圖是(　　)
2.(2024·北京第一六六中學高一期末)下列敘述正確的是(　　)
A.電子的能量越低,運動區域離核越遠
B.某原子K層上只有一個電子
C.稀有氣體元素原子的最外層都排有8個電子
D.當M層是最外層時,最多可排有18個電子
3.(2024·福建福州高一期末)下列各組微粒具有相同質子數和電子數的是(　　)
A.F-和OH- B.H2O和N
C.OH-和NH3 D.O2-和N
1.(2024·南京五中高一月考)工業焊接鋼管常用Cs進行“無損探傷”。下列有關說法正確的是 (　　)
A.137表示質量數
B.137表示中子數
C.該原子質子數大于中子數
D.該原子的K、L層共容納了11個電子
2.如圖為某元素的原子結構示意圖,下列有關說法錯誤的是(　　)
A.核電荷數為11
B.該原子的摩爾質量為23 g
C.電子層數為3
D.最外層有1個電子
3.(2024·上海進才中學高一期末)1~18號元素中,原子核外電子層數等于最外層電子數的元素一共有 (　　)
A.1種 B.3種 C.5種 D.7種
4.根據下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結構示意圖。
信息 元素名稱 原子結構 示意圖
A元素原子最外層電子數是次外層電子數的1.5倍
B元素+1價離子B+的電子層排布與Ne相同
C元素原子次外層電子數是最外層電子數的
答案精析
一、
1.質子　中子
2.(1)質子　中子　整數值相加　A　(2)①質子數(Z)　中子數(N)　②核外電子數
思考1　不一定。如S的質量數為32，而硫原子的相對原子質量為32.06，兩者數值上相近但不相等。
3.質量數　質子數FNaAl
思考2　12　1　10　20　1　18
質子數　電荷數　質子數　電荷數
應用體驗
1.(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
2.B
3.B　[X2+的質子數=質量數-中子數=137-81=56，則X2+的核外電子數為56-2=54。]
二、
1.(1)能量不同　不連續的殼層　(2)K　L　M　N　O　P　Q　近　遠　低　高
2.(2)①2n2　2、8、18、32　②8　2　③18
3.(2)①　　②　
思考1　原子核外電子排布每層最多容納2n2個電子，故M層最多可容納18個電子，但M層作為最外層時，最多不超過8個電子。
4.(1)F-、O2-、N3-、OH-　HF、H2O、NH3、CH4　Na+、Mg2+、Al3+、N、H3O+　(2)H2S　F2　K+、Ca2+
思考2　可能為中性原子Ne，也可能為陽離子Na+、Mg2+、Al3+，也可能為陰離子F-、O2-、N3-。
應用體驗
1.(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2.B
3.A　[F-和OH-質子數都為9，電子數都為10，A正確；H2O和N質子數分別為10、11，電子數都為10，B錯誤；OH-和NH3質子數分別為9、10，電子數都為10，C錯誤；O2-和N質子數分別為8、11，電子數都為10，D錯誤。]
隨堂演練　知識落實
1.A
2.B　[原子結構示意圖中圓圈內為核電荷數，原子的核電荷數為11，故A正確；該原子為鈉原子，原子的摩爾質量為23 g·mol-1，故B錯誤；鈉原子核外有3個電子層，最外層電子數為1，故C、D正確。]
3.B
4.(從左到右，從上到下)硼　
鈉　　氧　
解析　當次外層為K層時，A元素原子最外層電子數為3，是硼，當次外層為L層時，A元素原子最外層電子數為1.5×8=12，違背了電子排布規律，故不可能；B元素原子的質子數為10+1=11，故為鈉；當次外層為K層時，C為氧，當次外層為L層時，最外層則有24個電子，故不可能。(共66張PPT)
原子結構
第1課時
第四章　第一節
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核心素養
發展目標
1.了解原子的表示方法,掌握有關質量數、質子數、中子數、電子數的相關計算。
2.能從微觀角度認識原子的構成,掌握原子核外電子排布規律,能畫出1~20號元素的原子結構示意圖。
內容索引
一、原子的構成
二、原子核外電子排布
課時對點練
隨堂演練　知識落實
原子的構成
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一
1.構成原子的微粒及其性質
原子
原子核
核外電子:帶1個單位負電荷，質量很小(可忽略不計)
_____:相對質量近似為1，帶1個單位正電荷
_____:相對質量近似為1，不帶電
質子
中子
一、原子的構成
2.質量數
(1)概念:將原子核內所有_____和_____的相對質量取近似___________,所得的數值叫做質量數,常用____表示。
(2)構成原子的粒子間的兩個關系
①質量數(A)=___________+__________。
②質子數=核電荷數=___________。
質子
中子
整數值相加
A
質子數(Z)
中子數(N)
核外電子數
思考1　原子的質量數是否就是原子的相對原子質量 請舉例說明。
提示　不一定。如S的質量數為32,而硫原子的相對原子質量為32.06,兩者數值上相近但不相等。
3.原子的表示方法
質量數
質子數
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10 _____
Na 11 12 _____
Al 13 14 _____
思考2　填寫下列表格并思考離子的核外電子數、質子數、電荷數之間的關系。
粒子符號 質子數(Z) 質量數(A) 中子數(N) 電荷數 核外電子數
Na+ 11 23 ____ ____ ____
Cl- 17 37 ____ ____ ____
結論:陽離子中核外電子數=_______-_______;
陰離子中核外電子數=_______+_______。
12
1
10
20
1
18
質子數
電荷數
質子數
電荷數
1.判斷正誤
(1)原子呈電中性是因為中子不帶電
(2)質子數和中子數決定原子的質量
(3)微粒中的質子數與核外電子數一定相等
(4)某種氯原子的中子數是18,則其質量數是35,核外電子數是17
×
×
√
√
2.(2024·福建泉州十六中高一月考)下列關于Ir的說法不正確的是
A.核內質子數是77 B.核內中子數是192
C.核外電子數是77 D.質量數是192
√
由原子符號可知,質量數是192,核內質子數是77,核內中子數是192-77=115,核外電子數是77,故選B。
3.帶有2個單位正電荷的粒子X2+,它的質量數等于137,中子數是81,則其核外電子數為
A.56　　　　　　　B.54　　　　　C.58　　　　　　　D.137
√
X2+的質子數=質量數-中子數=137-81=56,則X2+的核外電子數為56-2=54。
歸納總結
(1)一個信息豐富的符號解讀
歸納總結
(2)粒子中的電性關系
①分子或原子:質子數=核外電子數
②陽離子Xn+:質子數=核外電子數+n
③陰離子Xn-:質子數=核外電子數-n
返回
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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_________的區域內運動。我們把不同的區域簡化為_____________,也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖:
能量不同
不連續的殼層
二、原子核外電子排布
(2)不同電子層的表示及能量關系
各電子層由內到外 電子層數 1 2 3 4 5 6 7
字母代號 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
離核遠近 由____到____
能量高低 由____到____
K
L
M
N
O
P
Q
近
遠
低
高
2.電子分層排布
閱讀教材思考與討論中稀有氣體元素原子的電子層排布規律
(1)能量最低原理
核外電子總是優先排布在能量最低的電子層里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里,即按K→L→M→N……順序排列。
(2)電子層最多容納的電子數
①第n層最多容納_____個電子。如K、L、M、N層最多容納的電子數分別為______________。
②最外層電子數目最多不能超過__個(K層為最外層時不能超過___個)。
③次外層最多能容納的電子數不超過____個。
2n2
2、8、18、32
8
2
18
3.核外電子排布的表示方法——原子結構示意圖
(1)鈉的原子結構示意圖
(2)畫出下列原子或離子的結構示意圖
①S:_______,S2-:_______;
②Ca:_______,Ca2+:_______。
思考1　M層最多可容納18個電子,為什么鉀原子的核外電子排布不是
而是
提示　原子核外電子排布每層最多容納2n2個電子,故M層最多可容納18個電子,但M層作為最外層時,最多不超過8個電子。
4.常見的10e-和18e-微粒
F-、O2-、N3-、OH-
HF、H2O、NH3、CH4
Na+、Mg2+、Al3+、N、H3O+
H2S
F2
K+、Ca2+
思考2　某同學在畫某種元素的一種單核微粒的結構示意圖時,忘記在圓圈內標出質子數,請你根據核外電子排布,推測可能的微粒符號。
提示　可能為中性原子Ne,也可能為陽離子Na+、Mg2+、Al3+,也可能為陰離子F-、O2-、N3-。
歸納總結
(1)從兩個角度看核外電子排布規律
歸納總結
(2)核外電子排布的規律是互相聯系的,不能孤立地理解。如鈣原子
由于受最外層電子數不超過8個的限制,其原子結構示意圖為
而不是 。
(3)通常把最外層有8個電子(最外層為K層時,只有2個電子)的結構,稱為相對穩定結構。
1.判斷正誤
(1)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域內運動
(3)N層為最外層時,最多容納32個電子
(4)原子的次外層電子數都是8
×
(5)Mg的原子結構示意圖是
√
×
×
×
2.(2024·北京第一六六中學高一期末)下列敘述正確的是
A.電子的能量越低,運動區域離核越遠
B.某原子K層上只有一個電子
C.稀有氣體元素原子的最外層都排有8個電子
D.當M層是最外層時,最多可排有18個電子
√
在多電子原子中,電子的能量越低,運動區域離核越近,電子的能量越高,運動區域離核越遠,A錯誤;
氦為稀有氣體元素,其最外層只有2個電子,C錯誤;
由電子的排布規律可知,M層最多排18個電子,但其作為最外層時,最多可排8個電子,D錯誤。
3.(2024·福建福州高一期末)下列各組微粒具有相同質子數和電子數的是
A.F-和OH- B.H2O和N
C.OH-和NH3 D.O2-和N
√
F-和OH-質子數都為9,電子數都為10,A正確;
H2O和N質子數分別為10、11,電子數都為10,B錯誤;
OH-和NH3質子數分別為9、10,電子數都為10,C錯誤;
O2-和N質子數分別為8、11,電子數都為10,D錯誤。
返回
隨堂演練　知識落實
1.(2024·南京五中高一月考)工業焊接鋼管常用進行“無損探傷”。下列有關說法正確的是
A.137表示質量數
B.137表示中子數
C.該原子質子數大于中子數
D.該原子的K、L層共容納了11個電子
√
1
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4
1
2
3
4
的質子數為55、質量數為137、中子數137-55=82,則質子數小于中子數,由核外電子排布規律可知,K層最多只能容納2個電子、L層最多只能容納8個電子,最多共容納10個電子,故選A。
1
2
3
4
2.如圖為某元素的原子結構示意圖,下列有關說法錯誤的是
A.核電荷數為11
B.該原子的摩爾質量為23 g
C.電子層數為3
D.最外層有1個電子
√
原子結構示意圖中圓圈內為核電荷數,原子的核電荷數為11,故A正確;
該原子為鈉原子,原子的摩爾質量為23 g·mol-1,故B錯誤;
鈉原子核外有3個電子層,最外層電子數為1,故C、D正確。
3.(2024·上海進才中學高一期末)1~18號元素中,原子核外電子層數等于最外層電子數的元素一共有
A.1種　　　　B.3種　　　　C.5種　　　　D.7種
1
2
3
4
√
1~18號元素中,原子核外電子層數等于最外層電子數的元素是氫、鈹、鋁,一共有3種,故選B。
4.根據下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結構示意圖。
1
2
3
4
信息 元素名稱 原子結構示意圖
A元素原子最外層電子數是次外層電子數的1.5倍
B元素+1價離子B+的電子層排布與Ne相同
C元素原子次外層電子數是最外層電子數的
硼
鈉
氧
1
2
3
4
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當次外層為K層時,A元素原子最外層電子數為3,是硼　　 ,當次外層
為L層時,A元素原子最外層電子數為1.5×8=12,違背了電子排布規律,故不可能;
B元素原子的質子數為10+1=11,故為鈉 ;
當次外層為K層時,C為氧 ,當次外層為L層時,最外層則有24個電
子,故不可能。
課時對點練
題組一　原子結構
1.(2024·太原高一期末)科學家利用粒子加速器在實驗室創造出了超重鋁Al,下列有關Al說法錯誤的是
A.質子數為13 B.中子數為29
C.最外層電子數為13 D.核電荷數為13
√
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根據Al可知,質子數=核電荷數=13,中子數為42-13=29,根據Al的核外電子排布可知最外層電子數為3,故選C。
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2.(2024·深圳高一期末)下列關于說法正確的是
A.的質子數為b
B. 的電子數為a
C. 的質量數為a+b
D.一個X原子的質量約為 g
√
的質量數為b,質子數為a,電子數為a+1,A、B、C錯誤;
一個X原子的質量約為 g= g,D正確。
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3.鈷 60Co)放射源的應用非常廣泛,在農業上,常用于輻射育種、刺激增產、輻射防治蟲害等。下列有關說法錯誤的是
A.鈷的相對原子質量是60
B.60Co與60Fe具有相同的質量數
C.60Co與59Co核外電子數相同
DCo核內中子數與核外電子數之差為6
√
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60是鈷 60Co)原子的質量數,不是鈷的相對原子質量,故A錯誤;
60Co與60Fe的質量數均為60,故B正確;
60Co與59Co的質子數均為27,且核外電子數=質子數=27,故C正確;
Co中的27為質子數,則核外電子數也為27,60為質量數,而中子數=質量數-質子數=60-27=33,則中子數與核外電子數之差為33-27=6,故D正確。
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題組二　原子核外電子排布規律
4.下列說法不符合原子核外電子排布基本規律的是
A.核外電子總是優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為18
D.各電子層(n)最多可容納的電子數為n2
√
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K層離核最近,能量最低,B正確;
次外層電子數不超過18,C正確;
各電子層(n)最多可容納的電子數為2n2,D錯誤。
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5.下列關于核外電子排布的說法不正確的是
A.第二電子層最多容納的電子數為8
B.次外層最多可容納的電子數為18
C.最多可容納2個電子的電子層一定是第一電子層
D.最多可容納8個電子的電子層一定是第二電子層
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根據核外電子排布規律可知,第二電子層最多可容納的電子數為8,A正確;
次外層最多可容納的電子數為18,B正確;
最多可容納2個電子的電子層一定是第一電子層,即K層,C正確;
由于最外層電子數不超過8,因此最多可容納8個電子的電子層不一定是第二電子層,D錯誤。
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題組三　原子(離子)結構示意圖的理解及判斷
6.某粒子的結構示意圖為 　　　,關于該粒子的說法不正確的是
A.屬于陰離子
B.核外有3個電子層
C.核外電子數為18
D.在化學反應中易得電子
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該粒子為氯離子,為陰離子,故A正確;
依據粒子結構示意圖可知,核外有3個電子層,核外電子數為18,故B、C正確;
該粒子為氯離子,最外層達到8電子穩定結構,不能得電子,反應中易失去電子,故D錯誤。
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7.(2024·上海行知中學高一月考)下列微粒中,最外層是8個電子,并與H+相差兩個電子層的是
A.H-　　　　B.Mg2+　　　　C.S2-　　　　D.Li+
√
H+核外電子數為0,相差兩個電子層,最外層是8個電子的微粒核外有10個電子, H-核外有2個電子;Mg2+核外有10個電子; S2-核外有18個電子;Li+核外有2個電子;故選B。
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8.某粒子(原子或離子)的結構示意圖如圖所示,下列說法錯誤的是
A.若n=8,則該粒子所對應元素的符號一定為Ar
B.若該粒子帶兩個單位負電荷,且n=8,則該粒子的符號為S2-
C.若m-n<10,則該粒子是一個陰離子
D.若m-n=10,則該粒子一定是原子
√
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若n=8,則該粒子所對應元素的符號不一定為Ar,可能是K+、
Ca2+等,故A錯誤;
若該粒子帶兩個單位負電荷,且n=8,說明原子的最外層電子數為6,是硫元素原子形成的陰離子,則該粒子的符號為S2-,故B正確;
若m-n<10,說明核電荷數小于核外電子數,則該粒子是一個陰離子,故C正確;
若m-n=10,說明核電荷數等于核外電子數,則該粒子一定是原子,故D正確。
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9.(2023·青島高一檢測He是核聚變的重要原料,主要存在于月球上,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一個12C原子的質量為a g,一個He原子的質量為b g,NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是
AHe比He多一個中子
B.氦元素的近似相對原子質量為3
CHe的相對原子質量為
DHe的摩爾質量為2bNA g·mol-1
√
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He的中子數為3-2=1He的中子數為4-2=2He比He少1個中子,故A錯誤;
He的相對原子質量為=,故C正確;
He的摩爾質量在數值上與1 mol原子的質量相同,則其摩爾質量為bNA g·
mol-1,故D錯誤。
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10.(2024·福建高一期末)在離子R中,共有x個核外電子,R原子的質量數為a,氧原子的質子數為8,則R原子核內含有的中子數目是
A.x-33 B.a-x+33
C.a-x-31 D.x-31
√
在離子R中,共有x個核外電子,設R中含有Z個質子,氧原子的質子數為8,故有:Z+4×8+1=x,則Z=x-33,R原子的質量數為a,則R原子中含有的中子數為a-Z=a-x+33,故選B。
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11.下列各組粒子:①H3O+、N、Na+,②OH-、N、F-,③O2-、Na+、Mg2+,④CH4、NH3、H2O。具有相同電子數和質子數的組合是
A.①②③　　　　B.②③④　　　　C.①②④　　　　D.①③④
√
①中三種離子均有10個電子、11個質子;
②中三種離子均有10個電子、9個質子;
③中三種離子均有10個電子,質子數分別為8、11、12;
④中三種分子均有10個電子、10個質子。
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12.(2024·河北唐山高一期末)下列關于電子排布的說法正確的是
A.氧離子(O2-)的核電荷數與最外層電子數相等
B.最外層電子數為8的粒子為稀有氣體元素
C.核外電子總是先排在能量高的電子層上
D.某原子M層電子數為L層電子數的4倍
√
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氧離子(O2-)的核電荷數為8,最外層電子數為8,二者相等,A正確;
核外電子總是先排在能量低的電子層上,C錯誤;
若有M層,則L層一定排滿電子,L層為8個電子,而M層最多容納18個電子,若M層作為最外層,最多容納8個電子,D錯誤。
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13.(2024·福建泉州十六中高一月考)按要求填空。
(1)已知A原子,其核外電子數為17,則A是　　　(填元素符號)。
(2)已知B原子,L層上的電子數為K層的3倍,則其原子結構示意圖是_________。
(3)已知C原子,其最外層電子數等于次外層電子數的2倍,則C的元素名稱是　　。
(4)某元素D的原子得到2個電子后,電子層排布與氖原子相同,該元素的離
子結構示意圖為　　 　。
Cl
碳
14.按要求填寫下列空白。
(1)ARn+共有x個電子,則該陽離子的中子數為　　　。
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A-x-n
ARn+中的質子數=核外電子數+電荷數=x+n,中子數=質量數-質子數=A-(x+n)。
(2)AXn-共有x個電子,則該陰離子的中子數為　　　。
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A-x+n
AXn-中的質子數=核外電子數-電荷數=x-n,中子數=質量數-質子數=A-(x-n)。
(3)已知R原子有b個中子,R2+核外有a個電子,則R原子的組成符號是______。
1
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14
R
陽離子R2+中的質子數=核外電子數+電荷數=a+2,質量數=質子數+中子數=a+2+b,表示元素R的原子組成符號為R。
(4)A2-原子核內有x個中子,其質量數為m,則n g A2-所含電子的物質的量為
　　　　 　　。
1
2
3
4
5
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(m-x+2) mol
n g A2-中所含電子的物質的量為(m-x+2) mol。
15.有四種元素A、B、C、D,其中B2-與C+核外都有兩個電子層,B原子的質子數與C原子的質子數之和等于D原子的質子數,A原子失去一個電子后變成一個質子,試回答:
(1)A、B、C、D的元素符號分別為　　、　　、　　、　　。
(2)D原子的原子結構示意圖為　 　　　,C+的離子結構示意圖為　 　。
(3)寫出與C+具有相同電子數的四種分子:　 　、　 　、　 　、 (填化學式)。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
15
14
H
O
Na
K
H2O
NH3
CH4
HF
1
2
3
4
5
6
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8
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14
四種元素A、B、C、D,其中B2-與C+核外都有兩個電子層,則B為O、C為Na;B原子的質子數與C原子的質子數之和等于D原子的質子數,則D的質子數為8+11=19,故D為K元素;A原子失去1個電子后變成一個質子,則A為H元素。
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