2.3.2原子核外電子排布學案高一上學期化學

第2課時原子核外電子排布【學習目標】1.了解元素原子核外電子排布的基本規(guī)律。2.知道核外電子能量高低與分層排布的關系，能用原子（離子）結構示意圖表示1~18號元素的核外電子排布。3.掌握元素化學性質與核外電子排布的規(guī)律?！咀灾黝A習】一、原子核外電子的排布1．電子的能量：(1)在多電子原子中，電子的能量。(2)電子能量與運動區(qū)域。電子能量較低→運動區(qū)域離核較；電子能量較高→運動區(qū)域離核較。2．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)域運動，把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，稱作電子層。(2)電子層的表示方法及與能量的關系。表示方法n1234567字母OPQ離核遠近由到能量高低由到3.電子的分層排布：電子總是盡量先從排起，當一層充滿后再填充下一層，即原子核外電子排布時，先排層，充滿后再填充層。各電子層最多容納電子的數(shù)目為個。自主探究：1．核電荷數(shù)為11的鈉原子，其質子數(shù)是多少？核外電子數(shù)是多少？原子中質子數(shù)、核外電子數(shù)之間有何關系？2．鈉原子的核外電子中能量最低的電子層是哪一層，能容納幾個電子？二、原子結構示意圖1．鈉原子的結構示意圖如下，請注明其意義：2．畫出常見微粒結構示意圖：氟原子：；鎂原子：3．原子和離子中微粒間的數(shù)量關系：(1)原子：核外電子數(shù)＝＝，如N原子(2)陽離子：核外電子數(shù)＝，如Na＋的結構示意圖：(3)陰離子：核外電子數(shù)＝，如S2－的結構示意圖：自主探究：1．依據(jù)核外電子排布規(guī)律，請畫出下列各原子的原子結構示意圖。(1)O________；(2)Ne________；(3)Mg________；(4)Ar________。2．在(1)O、(2)Ne、(3)Mg、(4)Ar中，形成穩(wěn)定電子層結構的有哪些？3．根據(jù)核外電子排布規(guī)律寫出鈣原子的結構示意圖。【合作探究】一、核外電子排布規(guī)律及應用核外電子排布的一般規(guī)律：合作探究：教材中描述“電子在原子核外排布時，總是盡量先排在能量最低的電子層”、“各電子層最多能容納的電子數(shù)為2n2”。完成下表內容，并找出規(guī)律。(宏觀辨識與微觀探析)元素化合物中化合價最外層電子數(shù)目失去(或得到)的電子數(shù)目Na________1________Mg________2________O________6________Cl________7________Ne/8不易得失電子Ar/8不易得失電子典例分析：【典例】下列說法正確的是()A．某微粒核外電子排布為2、8、8結構，則該微粒一定是氬原子B．最外層電子達到穩(wěn)定結構的微粒只能是稀有氣體的原子C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是與Ne原子具有相同電子層結構的離子D．某元素原子的最外層只有2個電子，則該元素一定是金屬元素深化思考：(1)某原子核外電子排布為2、7結構，該原子是什么原子？(2)該原子在化學反應中易得電子還是易失電子？(3)寫出該元素與鈉元素組成化合物的化學式。對點練習：有A、B、C、D四種元素(核電荷數(shù)均小于18)，且它們的原子序數(shù)依次增大。其中A元素是宇宙中最輕的元素，B元素原子的核外電子總數(shù)是其最內層電子數(shù)的3.5倍；C為金屬元素且原子的最外層電子數(shù)和最內層電子數(shù)相等；D元素可以與A元素形成AD型化合物。(1)寫出四種元素的元素符號：A________；B________；C________；D________。(2)畫出C元素的離子結構示意圖：______________________________________。(3)寫出A、B、D形成的化合物在水中的電離方程式：_______________________。二、核外電子排布的表示方法——結構示意圖1．原子結構示意圖：(1)用小圓圈和圓圈內的符號及數(shù)字表示原子核和核電荷數(shù)。(2)用弧線表示電子層。(3)弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。(4)原子結構示意圖中，核內質子數(shù)＝核外電子數(shù)。如鈉的原子結構示意圖：2．離子結構示意圖：(1)當主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減少一層，形成與上一周期稀有氣體元素原子相同的電子層結構(電子層數(shù)相同，每層上所排布的電子數(shù)也相同)。如(2)非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時，形成和同周期稀有氣體元素原子相同的電子層結構。如合作探究：根據(jù)指定微粒的結構示意圖分析有關問題：(1)同一元素的原子和離子構成有什么差異？(2)原子形成陽離子或陰離子后，其電子層結構有何變化？(3)原子或離子中質子數(shù)(或核電荷數(shù))與核外電子數(shù)是否相等？有什么規(guī)律存在？典例分析：【典例】觀察下列A、B、C、D、E五種粒子(原子或離子)的結構示意圖，回答下列有關問題。(1)與離子相對應的元素的符號是________，與原子相對應的離子的結構示意圖是____________。(2)電子層結構相同的是________(填寫字母，下同)，性質最穩(wěn)定的是__________，最容易失去電子的是__________，最容易得到電子的是________。(3)可直接相互結合形成的化合物的化學式是______________(寫一個即可，下同)，可經過得失電子后再相互結合形成的化合物的化學式是________________。對點練習：有A、B、C三種元素，核電荷數(shù)均小于18。已知A元素原子的核電荷數(shù)大于B元素原子的核電荷數(shù)，但兩種元素的原子具有相同數(shù)目的電子層，A元素最外層電子數(shù)為B元素的兩倍，A元素原子第三層電子數(shù)為第一層電子數(shù)的三倍，C元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的4倍，其質子數(shù)為最外層電子數(shù)的6倍。請回答下列問題：(1)A的原子結構示意圖：____________；A元素的名稱：________。(2)B的原子結構示意圖：____________；B元素的名稱：________。(3)C的離子結構示意圖：____________；C元素的符號：__________。【課堂小結】【課堂檢測】1．下列關于原子核外電子排布規(guī)律的說法錯誤的是()A．K層是能量最低的電子層B．原子失電子時先失去能量低的電子C．核外電子總是優(yōu)先排布在能量較低的電子層上D．N層為次外層時，最多可容納的電子數(shù)為182．下列敘述正確的是()A．電子的能量越低，運動區(qū)域離核越遠B．核外電子的分層排布即核外電子的分層運動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，最多可排布18個電子3．已知最外層電子數(shù)相同的原子具有相似的化學性質。下列原子中與氧原子化學性質相似的是()4．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eq\f(1,2)，則該元素的原子為()A．LiB．AlC．SiD．K5．據(jù)報道，科學家新合成了一種抗癌、治癌的藥物，其化學式可表示為10B20。下列敘述不正確的是()A．10B為硼元素的一種原子B．10B20為硼元素的一種單質C．10B20的中子數(shù)與核外電子數(shù)相同D．10B的原子核外電子排布為6．已知元素X、Y、Z質子數(shù)都小于18，并且質子數(shù)X＋Y＝Z。X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相同，Z原子有兩個電子層，外層電子數(shù)是內層的電子數(shù)的三倍，則(1)X是________，Z是________；Y原子結構示意圖____________。(2)由Y和Z組成，且Y和Z的質量比為7∶20的化合物的分子式是____________。(3)X、Z可以形成兩種化合物A和B，A中原子個數(shù)比為2∶1，則A的摩爾質量是________。B中兩原子個數(shù)比為1∶1，實驗室常用B制備少量的氧氣，寫出該反應的化學反應方程式____________?！緟⒖即鸢浮俊咀灾黝A習】一、原子核外電子的排布1．(1)不同(2)近遠2．(2)KLMN近遠低高3.內層KL2n2自主探究：1．提示：鈉原子的質子數(shù)為11，核外電子數(shù)為11。原子中，質子數(shù)＝核外電子數(shù)。2．提示：K層，能容納兩個電子。二、原子結構示意圖1．電子層電子數(shù)原子核核電荷數(shù)2．3．(1)質子數(shù)核電荷數(shù)(2)質子數(shù)－所帶電荷數(shù)(3)質子數(shù)＋所帶電荷數(shù)自主探究：1．(1)提示：2．提示：(2)Ne、(4)Ar。最外層為8個電子，形成了穩(wěn)定結構。3．提示：?！竞献魈骄俊恳?、核外電子排布規(guī)律及應用合作探究：提示：Na：＋1；失去1個電子；Mg：＋2；失去2個電子；O：－2；得到2個電子；Cl：－1；得到1個電子。規(guī)律：(1)活潑金屬元素的原子最外層電子數(shù)小于4，容易失去電子，在化合物中表現(xiàn)正化合價。(2)活潑非金屬元素的原子最外層電子數(shù)一般大于4，容易從外界獲得電子，在化合物中表示負化合價。(3)稀有氣體原子最外層有8個(He有2個)電子，化學性質穩(wěn)定，不易得失電子。典例分析：【典例】【解析】選C。電子排布為2、8、8結構的微粒還可能為S2－、Cl－等，A項錯誤；O2－、F－、Cl－、Li＋、Na＋、Mg2＋等微粒最外層電子數(shù)均達到了穩(wěn)定結構，B項錯誤；F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋核外電子排布均為2、8結構，與Ne原子的電子層結構相同，C項正確；He原子的最外層只有2個電子，但He元素是稀有氣體元素，D項錯誤。深化思考：(1)提示：F原子。核外電子總數(shù)為9，質子數(shù)＝核外電子數(shù)＝9，為F原子。(2)提示：F原子最外層電子數(shù)目為7，在化學反應中易得到一個電子。(3)提示：NaF。F原子最外層電子數(shù)目為7，在化學反應中易得到一個電子，F(xiàn)元素在化合物中的化合價為－1價，Na在化合物中的化合價為＋1價。對點練習：【解析】A元素是宇宙中最輕的元素，則A為H元素；B元素原子的核外電子總數(shù)是其最內層電子數(shù)的3.5倍，則為N元素(N的電子總數(shù)為7，最內層電子數(shù)為2)；C為金屬元素且原子的最外層電子數(shù)和最內層電子數(shù)相等，則C為Mg元素，最外層電子數(shù)為2。D元素可以與A元素形成AD型化合物，則AD為HCl。答案：(1)HNMgCl(2)(3)NH4Cl=NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋Cl－二、核外電子排布的表示方法——結構示意圖合作探究：(1)提示：核電荷數(shù)或質子數(shù)相同，核外電子數(shù)不同。(2)提示：原子形成陽離子后，要減少一個電子層，形成陰離子后，電子層數(shù)不變，但最外層電子數(shù)增多，它們都達到了穩(wěn)定結構。(3)提示：①原子：核電荷數(shù)(質子數(shù))＝核外電子數(shù)。②陽離子：核電荷數(shù)(質子數(shù))＝陽離子的核外電子數(shù)＋陽離子的電荷數(shù)。③陰離子：核電荷數(shù)(質子數(shù))＝陰離子的核外電子數(shù)－陰離子的電荷數(shù)。典例分析：【典例】【解析】(1)在A～E這五種粒子中，A是Cl，B是O2－、C是Ne，D是Na，E是Mg2＋。Ne的特殊穩(wěn)定結構決定了它不能形成離子。(2)電子層結構相同，即電子層數(shù)和各個電子層上的電子數(shù)目都相同，但與原子核內質子數(shù)無關。O2－、Ne和Mg2＋都具有穩(wěn)定的電子層結構，但最穩(wěn)定的是Ne。(3)陽離子與陰離子可直接相互結合形成化合物；活潑金屬元素的原子與活潑非金屬元素的原子經過得失電子后可相互結合形成化合物；在化合物里，Na顯＋1價，Mg顯＋2價、Cl顯－1價、O顯－2價。答案：(1)O、Mg(2)BCECDA(3)MgONaCl(合理即可)對點練習：【解析】因為最內層最多容納2個電子，又已知A元素第三層電子數(shù)是第一層電子數(shù)的3倍，所以第三層電子數(shù)為2×3＝6，則A為硫。B元素與A元素電子層數(shù)相同且最外層的電子數(shù)為6÷2＝3，則B為鋁。已知C元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的4倍，質子數(shù)為最外層電子數(shù)的6倍，4與6的最小公倍數(shù)為12，可見該元素原子的核內質子數(shù)應為12的倍數(shù)，又因為核電荷數(shù)小于18，故為鎂元素。答案：(1)硫(2)鋁(3)Mg【課堂檢測】1．【解析】選B。A項，K層為第1層，電子的能量最低，正確；B項，原子先失去能量高的電子，即最外層電子，錯誤；C項，電子先排布能量低的電子層上，正確；D項，最外層電子數(shù)不超過8，次外層不能超過18，正確。2．【解析】選B。原子核外的電子的分層排布是指核外電子在不同的區(qū)域運動，能量越低的電子運動區(qū)域離核越近，A錯；核外電子的分層排布即核外電子的分層運動，B正確；稀有氣體元素中He的原子最外層只有2個電子，C錯；M層為最外層時，最多只能排8個電子，D錯。3．【解析】選D。A中最外層為4個電子，B中最外層為8個電子，C中最外層為2個電子，D中最外層為6個電子。氧原子的最外層為6個電子，最外層電子數(shù)相同的原子，化學性質是相似的，D項正確。4．【