高中 化學(xué) 必修 第一冊 第四章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律《第一節(jié) 第1課時 原子結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時原子結(jié)構(gòu)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]認(rèn)識原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出核電荷數(shù)為1～20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。任務(wù)一原子的構(gòu)成1．構(gòu)成原子的微粒及其性質(zhì)原子eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子：相對質(zhì)量近似為1，帶1個單位正電荷,中子：相對質(zhì)量近似為1，不帶電)),核外電子：帶1個單位負(fù)電荷，質(zhì)量很?。珊雎圆挥嫞?)[交流研討1]已知質(zhì)子的質(zhì)量為1.673×10－27kg，中子的質(zhì)量為1.675×10－27kg，12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)為1.66×10－27kg。(1)計算質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量。(2)取質(zhì)子和中子相對質(zhì)量的近似整數(shù)各為多少？提示：(1)Mr(質(zhì)子)＝eq\f(1.673×10－27kg,1.66×10－27kg)≈1.008；Mr(中子)＝eq\f(1.675×10－27kg,1.66×10－27kg)≈1.009。(2)質(zhì)子和中子相對質(zhì)量的近似整數(shù)值均為1。2．質(zhì)量數(shù)(1)概念：將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用A表示。(2)構(gòu)成原子的粒子間的兩個關(guān)系①核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)(原子呈電中性)②質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。3．原子的表示方法原子質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)表示方法F910eq\o\al(19,9)FNa1112eq\o\al(23,11)NaAl1314eq\o\al(27,13)Al[交流研討2]填寫下列表格并思考離子的核外電子、質(zhì)子數(shù)、電荷數(shù)之間的關(guān)系。粒子符號質(zhì)子數(shù)(Z)質(zhì)量數(shù)(A)電荷數(shù)核外電子數(shù)eq\o\al(23,11)Na＋1123eq\o\al(37,17)Cl－1737提示：(從左到右，從上到下)110118陽離子(Rm＋)的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－m；陰離子(Rm－)的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋m。1．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子的質(zhì)量數(shù)：___________________________________________________________________________________________________________________。(2)微粒中的質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)一定相等：___________________________________________________________________________________________________________________。(3)某種氯原子的中子數(shù)是18，則其質(zhì)量數(shù)是35，核外電子數(shù)是17：_______________________________________________________________________________________________。答案：(1)正確(2)錯誤。原子的質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)；離子的質(zhì)子數(shù)不等于核外電子數(shù)(3)正確2．(2023·浙江諸暨高一期末)在商場、醫(yī)院、賓館等公共場所，常常使用一種電離式煙霧報警器，其關(guān)鍵部件是一個放有镅-241放射源的電離室，镅-241其質(zhì)子數(shù)為95，質(zhì)量數(shù)為241。原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A．241 B．146C．95 D．51答案：D解析：原子镅-241的中子數(shù)＝241－95＝146，核外電子數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝95，中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是146－95＝51。3．原子X核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，其陽離子Xn＋核外共有a個電子，X的質(zhì)量數(shù)為()A．2(a＋n) B．2(a－n)C．2a D．n＋2答案：A解析：根據(jù)陽離子Xn＋核外共有a個電子，故X原子核內(nèi)有a＋n個電子，又原子X核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，其X的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，故為2(a＋n)。任務(wù)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，把電子運(yùn)動的能量不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，稱作電子層。(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系各電子層由內(nèi)到外電子層數(shù)1234567字母代號KLMNOPQ離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)能量高低由低到高2.核外電子分層排布規(guī)律(1)電子總是盡可能先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。(3)原子最外層電子數(shù)不能超過8(K層為最外層時不能超過2)，次外層電子數(shù)不能超過18。3．核外電子排布的表示方法——結(jié)構(gòu)示意圖(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖(2)畫出下列原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖S：，S2－：。[交流研討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。常見的10e－和18e－微粒(1)(2)[交流研討2]某同學(xué)在畫某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時，忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出質(zhì)子數(shù)，請你根據(jù)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．正誤判斷，錯誤的說明原因。(1)M層為最外層時，最多容納18個電子：_________________________。(2)原子的次外層電子數(shù)都是8：__________________________________________。(3)Mg的原子結(jié)構(gòu)示意圖是：__________________________________。答案：(1)錯誤。最多應(yīng)容納8個電子(2)錯誤。核電荷數(shù)從3到10的元素原子次外層電子數(shù)都是2(3)錯誤。應(yīng)為2．在練習(xí)本上依次畫出1～18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析總結(jié)它們的核外電子排布特點(diǎn)(填元素符號)。(1)最外層電子數(shù)為1的原子有________；最外層電子數(shù)為2的原子有________。(2)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有________。(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子有________，3倍的原子有________。(4)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有________。(5)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有________。(6)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有________。答案：(1)H、Li、NaHe、Be、Mg(2)Be、Ar(3)CO(4)Li、Si(5)H、Be、Al(6)He、C、S1．在原子結(jié)構(gòu)研究的歷史中，提出“葡萄干面包式”原子結(jié)構(gòu)模型的是()A．盧瑟福 B．道爾頓C．玻爾 D．湯姆孫答案：D2．某元素原子的原子核外有三個電子層，最外層電子數(shù)是4。該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)是()A．14 B．15C．16 D．17答案：A3．(2023·南京師大附中高一檢測)下列各原子結(jié)構(gòu)示意圖中所表示的核外電子排布正確的是()答案：C解析：A項，應(yīng)先排滿K層再排L層；B項與各層最多排2n2個電子不符，K層最多排2個電子；D項不符合最外層最多排8個電子的規(guī)律。課時測評27原子結(jié)構(gòu)(本欄目內(nèi)容在學(xué)生用書中以活頁形式分冊裝訂！)題點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)1．原子是化學(xué)變化中的最小微粒。在化學(xué)變化過程中，原子中的下列粒子數(shù)可能發(fā)生改變的是()A．質(zhì)子數(shù) B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù) D．電子數(shù)答案：D解析：化學(xué)反應(yīng)中原子的種類不變，質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)不變，電子數(shù)可能發(fā)生改變。2．鈹?shù)拿芏仁氢伒囊话?，鈹元素被稱為“未來的航天元素”。中國是世界上有能力提煉鈹?shù)纳贁?shù)國家之一。已知鈹?shù)囊环N同位素eq\o\al(9,4)Be，其核內(nèi)中子數(shù)為()A．4 B．5C．9 D．13答案：B3．月球土壤中含有釷元素，eq\o\al(232,)90Th(中文名“釷”)是一種天然放射性核素，通常用來制造合金，提高金屬強(qiáng)度，也是一種極有前途的能源。下列關(guān)于eq\o\al(232,)90Th的說法不正確的是()A．質(zhì)子數(shù)為90 B．核外電子數(shù)為90C．中子數(shù)為142 D．質(zhì)量數(shù)為322答案：D4．鈷-60(eq\o\al(60,27)Co)放射源的應(yīng)用非常廣泛，在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、刺激增產(chǎn)、輻射防治蟲害等。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．鈷的相對原子質(zhì)量是60B．60Co與60Fe具有相同的質(zhì)量數(shù)C．60Co與59Co核外電子數(shù)相同D.eq\o\al(60,27)Co核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為6答案：A題點(diǎn)二原子核外電子排布規(guī)律5．據(jù)科學(xué)家預(yù)測，月球的土壤中吸附著百萬噸的氦(He-3)，其原子核中質(zhì)子數(shù)為2、中子數(shù)為1。下列關(guān)于氦(He-3)元素的說法正確的是()A．原子核外電子數(shù)為3B．相對原子質(zhì)量為2C．原子結(jié)構(gòu)示意圖為D．該元素原子的核電荷數(shù)為1答案：C6．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)，則該元素的符號是()A．Li B．SiC．Al D．K答案：B解析：根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律可知，K層排滿2個電子后再排L層，L層需排滿8個電子后再排M層，M層的電子數(shù)是L層電子數(shù)的eq\f(1,2)，即M層電子數(shù)為4，則該元素的核外電子數(shù)是2＋8＋4＝14，即原子序數(shù)為14，該元素是Si元素。7．(2023·山東乳山高一檢測)核電荷數(shù)小于或等于18的元素中，原子的最外層電子數(shù)是其余電子總數(shù)一半的元素種類有()A．1種 B．2種C．3種 D．4種答案：B解析：在1～18號元素中，符合題給要求的元素原子的電子排布依次為2、1和2、8、5。8．(2023·大連高一檢測)原子的質(zhì)量主要由原子核決定。已知質(zhì)量數(shù)為A的某陽離子Rn＋，核外有X個電子，則核內(nèi)中子數(shù)為()A．A－X B．A－X－nC．A－X＋n D．A＋X－n答案：B解析：Rn＋核外有X個電子，故R原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)為X＋n，故R核內(nèi)中子數(shù)為A－X－n，故選B項。題點(diǎn)三結(jié)構(gòu)示意圖9.認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu)有利于理解元素的性質(zhì)。某元素X的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。下列說法不正確的是()A．a(chǎn)＝16B．該元素原子可得2個電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C．該元素的最高化合價為＋10D．該元素單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物的化學(xué)式為SO2答案：C解析：a為質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝16，故A正確；硫原子最外層電子數(shù)為6，得2個電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故B正確；硫元素原子最外層電子數(shù)為6，其最高化合價為＋6，故C錯誤；硫在空氣中燃燒生成二氧化硫，故D正確。10．某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為，關(guān)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(shù)為18D．在化學(xué)反應(yīng)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(jù)粒子結(jié)構(gòu)示意圖可知，核外有3個電子層，核外電子數(shù)為18，故B、C正確；該離子為氯離子，最外層達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，反應(yīng)中易失去電子，故D錯誤。11．已知一般情況下原子核外最外層電子數(shù)相等的元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)。若氟元素原子的核外電子排布示意圖為。下列原子中，與氟元素原子的化學(xué)性質(zhì)相似的是()答案：D解析：氟元素原子核外最外層電子數(shù)為7，D元素原子核外最外層電子數(shù)也為7，故兩種原子的化學(xué)性質(zhì)相似。12．已知R2＋核內(nèi)共有N個中子，R的質(zhì)量數(shù)為A，確定mgR2＋中含有電子的物質(zhì)的量為()A.eq\f(m（A－N）,A)mol B.eq\f(m（A－N＋2）,A)molC.eq\f(m（A－N－2）,A)mol D.eq\f(m（A＋N－2）,A)mol答案：C解析：R2＋的核外電子數(shù)為A－N－2，mgR2＋的物質(zhì)的量為eq\f(mg,Ag·mol－1)＝eq\f(m,A)mol，mgR2＋中含有電子的物質(zhì)的量為eq\f(m,A)(A－N－2)mol。13．(2023·河北秦皇島高一檢測改編)A、B為核電荷數(shù)為1～20的原子。(1)A元素原子的核電荷數(shù)為8，其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為________，該元素原子的二價陰離子中，核外電子數(shù)為________。(2)B元素原子的一價陽離子的核外有18個電子，質(zhì)量數(shù)為40，該元素原子的原子核內(nèi)中子數(shù)為________。答案：(1)810(2)21解析：(1)核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝8，陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)＝10。(2)B元素質(zhì)子數(shù)是18＋1＝19，質(zhì)量數(shù)為40，該元素原子的中子數(shù)為40－19＝21。14．根據(jù)下列敘述，寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。信息元素名稱原子結(jié)構(gòu)示意圖A元素原子核外M層電子數(shù)是L層電子數(shù)的一半B元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的1.5倍C元素＋1價離子C＋的電子層排布與Ne相同D元素原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的eq\f(1,3)答案：(從左到右，從上到下)硅硼鈉氧解析：L層有8個電子，則M層有4個電子，故A為硅。當(dāng)次外層為K層時，B元素原子最外層電子數(shù)則為3，是硼；當(dāng)次外層為L層時，B元素原子最外層電子數(shù)為1.5×8＝12，違背了排布規(guī)則，故不可能。C元素原子的質(zhì)子數(shù)為10＋1＝11，故為鈉。當(dāng)次外層為K層時，D為氧；當(dāng)次外層為L層時，最外層則有24個電子，故不可能。15．(2023·上海進(jìn)才