第1章第1節(jié)第2課時+核外電子排布+高一化學(xué)魯科版（2019）必修第二冊

原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)1.1.2核外電子排布原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解原子核外電子的排布規(guī)律，認識原子結(jié)構(gòu)示意圖的含義。2.能畫出核電荷數(shù)1～20的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。3.知道元素原子得失電子能力的判斷依據(jù)，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的關(guān)系?！緦?dǎo)入】我們已經(jīng)知道，原子是由原子核和核外電子所構(gòu)成的。電子圍繞著核作高速運動。氫原子核外只有一個電子，電子的運動比較簡單。那么，在含有多個電子的原子中，電子運動情況是怎么樣的呢？這節(jié)課我們將研究核外電子排布及其運動規(guī)律?！咀詫W(xué)探究】閱讀教材P5頁內(nèi)容，歸納總結(jié)在含有多個電子的原子里，電子是如何分層排布的？有什么規(guī)律？1．電子層與其電子的能量各電子層(由內(nèi)到外)序號(n)1234567符號KLMNOPQ與原子核的距離由近到遠能量由低到高2.原子核外電子排布的一般規(guī)律(1)“一低”——電子首先排布在能量較低的電子層里，排滿能量較低的電子層后，再排能量較高的電子層。(2)3．核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖(1)鈉元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖如下，請注明其意義：1-20號元素原子結(jié)構(gòu)示意圖(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖：Cl－；Na＋。4．元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系洋蔥是我們非常熟悉的一種蔬菜，洋蔥切開后，我們會看到里面一層一層的呈現(xiàn)，電子層模型類似于切開的洋蔥。請思考：合作探究：1．原子核周圍是否真實存在這樣的殼層？電子層不是真實存在的，是科學(xué)家為了表達形象，根據(jù)電子經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域而設(shè)想的結(jié)構(gòu)模型。2．電子在原子核外是否沿固定軌跡做高速旋轉(zhuǎn)？電子在某一區(qū)域內(nèi)做無規(guī)則運動。根據(jù)核外電子排布規(guī)律判斷M層最多容納多少個電子？鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，為什么鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖不是?根據(jù)核外電子排布規(guī)律可以判斷M層最多容納18個電子。若鐵元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為時，元素原子的最外層電子數(shù)為16，超過了8個電子，不符合原子核外電子的排布規(guī)律。4.當(dāng)原子第4層上有電子時，第3層上的電子是否已經(jīng)排滿？提示：不一定。第3層排滿時是18個電子，當(dāng)?shù)?層為最外層時不能超過8個電子，故當(dāng)?shù)?層排布8個電子后，如果還有電子，就排布在第4層上，例如，鈣原子，第1、2、3、4層的電子數(shù)分別為2、8、8、2。5.原子得到或失去一定數(shù)目的電子形成陰離子或陽離子，原子核不發(fā)生改變，只是核外電子(一般是最外層電子)數(shù)目發(fā)生了改變，那么原子得失電子變成單核離子，有什么規(guī)律嗎？原子變成單核離子，一般情況下，最外層電子變?yōu)?電子(少數(shù)為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（圖示如下）【鞏固診斷】1．判斷正誤(1)電子的能量越低，運動區(qū)域離核越遠()(2)鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖為()(3)最外層電子數(shù)等于8的微粒，一定為稀有氣體元素原子()(4)S原子的最外層電子數(shù)為6，故其最高正價為＋6價()(5)核外電子排布相同的微粒，化學(xué)性質(zhì)可能幾乎完全相同，也可能不同()2．根據(jù)下列敘述，畫出對應(yīng)微粒的結(jié)構(gòu)示意圖。(1)A元素原子的最外層電子數(shù)為電子層數(shù)的3倍：________。(2)與Ar原子電子層結(jié)構(gòu)相同的－1價陰離子：________________________。(3)質(zhì)量數(shù)為23、中子數(shù)為12的原子：______________________________。3．觀察下列A、B、C、D、E五種粒子(原子或離子)的結(jié)構(gòu)示意圖，回答有關(guān)問題：(1)屬于離子結(jié)構(gòu)示意圖的是________________(填字母，下同)。(2)性質(zhì)最穩(wěn)定的原子是____，最容易失去電子的原子是____，最容易得到電子的原子是________。(3)A、D兩種元素形成的化合物在水溶液中的電離方程式：____________。(4)在核電荷數(shù)為1～18的元素內(nèi)，列舉兩個與B中核外電子層排布相同的離子，寫出離子符號：_____________________、________________。4．現(xiàn)有A、B、C、D四種元素，它們原子的核電荷數(shù)依次遞增且均小于18，A原子核內(nèi)僅有一個質(zhì)子；B原子的電子總數(shù)與D原子的最外層電子數(shù)相等；A原子與B原子的最外層電子數(shù)之和與C原子的最外層電子數(shù)相等；D原子有兩個電子層，最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍。(1)寫出四種元素對應(yīng)的元素符號：A________，B________，C________，D________。(2)畫出D的離子結(jié)構(gòu)示意圖：______________________。(3)由這四種元素中的一種或幾種組成的三核10電子的分子為________，五核10電子的微粒是________________________。5．對于核電荷數(shù)1～18的元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律填空：(1)最外層電子數(shù)為1的原子有________、________、________。(2)最外層電子數(shù)為2的原子有________、________、________。(3)最外層電子數(shù)跟次外層電子數(shù)相等的原子有________、________。(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是________。(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是________。(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是________。(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有________、________。(8)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有________、________。(9)電子層數(shù)跟最外層電子數(shù)相等的原子有__________、________、________。(10)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子是________。(11)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有________、________、________。(12)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是________?！敬鸢浮?．判斷正誤答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√2．答案(1)(2)(3)3．答案(1)BE(2)CDA(3)NaCl=Na＋＋Cl－(4)Na＋Al3＋(答案合理即可)解析根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖可知A是氯原子，B是氧離子，C是氖原子，D是鈉原子，E是鎂離子。(2)稀有氣體元素原子最外層已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，性質(zhì)最穩(wěn)定；金屬元素的原子易失去電子，非金屬元素的原子易得到電子。(3)A、D兩種元素形成的化合物為NaCl，NaCl在水溶液中電離出鈉離子和氯離子。(4)核外有10個電子的離子有氧離子、氟離子、鈉離子、鎂離子、鋁離子等。4．答案(1)HCNO(2)(3)H2OCH4、NHeq\o\al(＋,4)解析(1)由A原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子，可確定A是氫元素；由D元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍且D原子有兩個電子層可知，D為氧元素，進一步可確定B是碳元素，C是氮元素。(3)由題中元素組成的三核10電子的分子是H2O，五核10電子的微粒是CH4、NHeq\o\al(＋,4)。5.【答案】(1)HLiNa(2)HeBeMg(3)BeAr(4)C(5)O(6)Ne(7)LiSi(8)LiP(9)HBeAl(10)Li(11)HeCS(12)O二原子結(jié)構(gòu)與元素原子得失電子能力【聯(lián)想質(zhì)疑】根據(jù)初中的學(xué)習(xí)，我們知道不同的金屬其活動性是不同的，與酸反應(yīng)的難易程度也不同，即不同金屬元素原子的得失電子不同，那么金屬元素原子得失電子的能力與其原子結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系呢？請大家完成教材“活動探究”?！净顒犹骄俊?.預(yù)測鈉、鎂兩種元素原子失電子能力強弱，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，對最外層電子吸引力更強，不易失去2.預(yù)測鈉、鉀兩種元素原子失電子能力強弱，并從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由。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，原子核對最外層電子吸引力弱，易失去【交流展示】找部分同學(xué)交流自己的預(yù)測和理由。【質(zhì)疑】大家的預(yù)測是否正確呢？我們能否通過實驗來驗證我們的預(yù)測呢？【方法導(dǎo)引】通常情況下可以通過比較元素的單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出氫氣的難易程度來判斷元素原子失電子能力強弱。下面我們就通過實驗來驗證一下我們的預(yù)測是否正確。請大家認真觀察實驗并記錄實驗現(xiàn)象,寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式，并根據(jù)實驗現(xiàn)象得出正確的結(jié)論?！緦嶒烌炞C】【實驗1】用小刀切下一小塊金屬鈉，用濾紙吸干表面的煤油，放入盛有水并滴加有幾滴酚酞溶液的燒杯中，立即蓋上表面皿；取一小段鎂條，用砂紙除去表面的氧化膜，放入盛有等量水并滴加有幾滴酚酞溶液的另一只燒杯中，立即蓋上表面皿，觀察現(xiàn)象。【實驗2】取兩只燒杯，向其中加入等量的水并加入幾滴酚酞溶液。用小刀分別切下大小相似的一小塊金屬鈉和一小塊金屬鉀，用濾紙吸干表面的煤油，同時將金屬鈉和金屬鉀分別放入上述兩只燒杯中，立即蓋上表面皿，觀察現(xiàn)象?！窘涣髡故尽空也糠滞瑢W(xué)展示方程式的書寫，以及根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。多媒體展示：元素NaMgK實驗現(xiàn)象鈉浮在水面上,熔成一個閃亮的小球,小球向四周移動,發(fā)出“嘶嘶”的響聲,酚酞變紅。鎂片幾乎沒有變化,加熱時,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,酚酞溶液變紅反應(yīng)方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑結(jié)論與水反應(yīng)的劇烈程度:K>Na>Mg【思考】1.你對以上兩組元素原子失電子能力強弱的預(yù)測正確嗎？你從原子結(jié)構(gòu)的角度對它們失電子能力強弱的解釋是否合理？哪些證據(jù)支持了你的預(yù)測和解釋？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)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，它們是否會影響元素原子失電子能力的強弱？如果會，如何影響？如果不會，說明理由。中子不帶電，對原子得失電子能力強弱沒有影響；質(zhì)子帶正電，質(zhì)子數(shù)決定核電荷數(shù)和核外電子數(shù)，核電荷數(shù)對最外層電子有吸引力，當(dāng)電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大對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，核外電子數(shù)越多，則電子層數(shù)就會越多，電子層數(shù)越多，最外層電子離原子核越遠，越容易失去。3.請根據(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。氯和硫電子層數(shù)相同，氯的核電荷數(shù)大，對最外層電子的吸引力強，更易得電子【歸納總結(jié)】影響因素最外層電子數(shù)、核電荷數(shù)、電子層數(shù)規(guī)律①若原子的電子層數(shù)相同，則核電荷數(shù)越大，最外層電子離核越近，原子越難失電子、越容易得電子。②若原子的最外層電子數(shù)相同，則電子層數(shù)越多，最外層電子離核越遠，原子越容易失電子、越難得電子應(yīng)用①金屬元素原子在化學(xué)反應(yīng)中通常表現(xiàn)為失電子，失電子能力越強，其單質(zhì)還原性越強。②非金屬元素原子在化學(xué)反應(yīng)中通常表現(xiàn)為得電子，得電子能力越強，其單質(zhì)氧化性越強通常所說的元素的金屬性、非金屬性分別與元素原子的失電子能力和得電子能力相對應(yīng)?！井?dāng)堂練習(xí)】1．下列關(guān)于鉀元素和鈉元素的敘述不正確的是()A．它們的原子最外層都只有1個電子，易失去電子顯正價B．它們的單質(zhì)都是強還原劑C．它們的單質(zhì)與水反應(yīng)的劇烈程度不同D．它們的離子電子層結(jié)構(gòu)相同2．下列說法錯誤的是()A．將一小塊鈉和鎂分別放入冷水中，可判斷鈉原子和鎂原子失電子能力的強弱B．硫原子得電子能力比氯原子強C．根據(jù)電子層數(shù)和核電荷數(shù)，可判斷硫原子與氯原子得電子能力的強弱D．元素的金屬性、非金屬性分別與元素原子失電子能力和得電子能力相對應(yīng)3．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了一組實驗驗證元素原子的失電子能力。甲同學(xué)在a、b、c、d四只燒杯中分別加入50mL冷水，再各滴加幾滴酚酞溶液，依次加入大小相近的鈉(Na)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鉀(K)金屬塊，觀察現(xiàn)象。(1)甲同學(xué)設(shè)計實驗的目的是驗證：最外層電子數(shù)相同的原子，電子層數(shù)越多，原子失電子能力越強；電子層數(shù)相同的原子，核電荷數(shù)越大，原子越難________，越容易________。(2)反應(yīng)最劇烈的燒杯中的金屬是________(填字母)。A．鈉 B．鎂C．鋁 D．鉀(3)實驗中發(fā)現(xiàn)b、c兩只燒杯中幾乎沒有什么現(xiàn)象，要想達到實驗?zāi)康?，請你選擇下列合適的方法________(填字母)。(已知鎂、鋁常溫下與水基本不反應(yīng))A．把鎂、鋁的金屬塊換成金屬粉末B．把燒杯中的冷水換成熱水C．把燒杯中的冷水換成鹽酸D．把燒杯中的冷水換成氫氧化鈉溶液【答案】1．解析：選D。鉀離子比鈉離子多1個電子層，電子層結(jié)構(gòu)不同。2.解析：選B。鈉與冷水劇烈反應(yīng)，鎂與冷水幾乎不反應(yīng)，因此鈉原子失電子能力強于鎂原子，A項正確；硫原子得電子能力比氯原子弱，B項錯誤；根據(jù)電子層數(shù)和核電荷數(shù)，可判斷原子得電子能力強弱，C項正確；元素的金屬性、非金屬性分別與元素原子失電子能力和得電子能力相對應(yīng)，D項正確。3．解析：(1)電子層數(shù)相