高中化学 核外电子排布与元素原子得失电子能力.docx

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高中化学核外电子排布与元素原子得失电子能力

课时2　核外电子排布与元素原子得失电子能力

目标与素养：

1.了解1～18号元素原子的核外电子排布。

（微观探析）2.了解核外电子的排布规律。

（微观探析）3.了解原子结构与元素原子得失电子的能力和化合价的关系。

（证据推理）

一、核外电子排布

1．电子层与电子能量的关系

电子层数

1

2

3

4

5

6

7

电子层符号

K

L

M

N

O

P

Q

电子能量

2.核外电子排布规律

微点拨：

核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解。

3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图

4．原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系

　　元素

结构与性质

金属元素

非金属

元素

稀有气

体元素

最外层电子数

一般小于4

一般大于或等于4

8（He为2）

稳定性

不稳定

不稳定

稳定

得失电子能力

易失电子

易得电子

不易得、失电子

化合价

只显正价

既有正价，又有负价

0价

微点拨：

原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。

二、原子结构与元素原子得失电子能力

1．钠、镁失电子能力比较

金属

钠

镁

操作

现象及

原理

钠与水剧烈反应。

反应的方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

镁与冷水不反应，加热后反应缓慢，溶液呈浅红色。

反应的方程式：

结论

失电子能力Na>Mg

原因

钠、镁的电子层数相同，但镁的核电荷数多，最外层电子数目多且离核近，故Mg比Na难失电子。

2.钠、钾失电子能力比较

碱金属

钠

钾

操作

现象及原理

钠与水剧烈反应。

反应的方程式：

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

钾与水反应更剧烈，甚至可产生爆炸现象。

反应的方程式：

2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

结论

失电子能力K>Na

原因

K、Na最外层电子数目相同，但K比Na电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）最外层电子数为2的原子一定是金属元素。

（　　）

（2）最外层电子数大于4的原子一定是非金属元素。

（　　）

（3）不容易得电子的原子一定容易失电子。

（　　）

（4）氧原子的最外层电子数为6，故其最高正价为＋6。

（　　）

（5）金属原子只有还原性。

（　　）

[答案]

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√

2．下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是（　　）

A．核外电子是分层运动的

B．所有电子在同一区域里运动

C．能量高的电子在离核近的区域运动

D．能量低的电子在离核远的区域绕核旋转

[答案]　A

3．下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是（　　）

D　[A.K层排满才能排L层，K层最多排2个电子，故A错误；B.最外层最多排8个电子，故B错误；C.S2－得到2个电子后，最外层为8个电子，故C错误；D.Mg2＋失去2个电子后，最外层为8个电子，D正确。

]

原子核外电子排布规律

1.“一低”——原子核外电子首先排布在能量最低的电子层上。

2．“三不超”——最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个电子）；次外层不超过18个电子；倒数第3层不超过32个电子。

3．“一稳定”

相对不稳定结构　　　　　　　相对稳定结构

【典例1】　根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。

信息

元素名称

原子结构示意图

A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半

B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍

C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同

D元素原子次外层电子数是最外层电子数的

[解析]　L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅

。

当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼

；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。

C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。

当次外层为K层时，D为氧

；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。

[答案]　（从左到右，从上到下）硅　

硼　

1～20号元素原子结构特点

（1）原子核中无中子的原子是

H。

（2）最外层有1个电子的元素：

H、Li、Na、K。

（3）最外层有2个电子的元素：

He、Be、Mg、Ca。

（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：

Be、Ar。

（5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：

C。

（6）最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素：

O。

（7）最外层电子数是次外层电子数的4倍的元素：

Ne。

（8）最外层电子数是内层电子总数的一半的元素：

Li、P。

（9）最外层电子数是次外层电子数的一半的元素：

Li、Si。

（10）最外层电子数等于电子层数的元素：

H、Be、Al。

1．下列说法中肯定错误的是（　　）

A．某原子K层上只有1个电子

B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍

C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍

D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等

B　[K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于18<8×4，故B错；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋均属于这种情况，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，故D正确。

]

原子结构与元素性质的关系

1.原子结构与元素性质、元素化合价的关系

原子类别

与元素性质的关系

与元素化合价的关系

稀有气体

最外层电子数为8（He为2），结构稳定，性质不活泼

原子结构为稳定结构，常见化合价为零

金属元素原子

最外层电子数一般小于4，较易失去电子

易失去最外层电子，达到稳定结构，其最高正价为＋m（m为最外层电子数）

非金属元素原子

最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，形成8电子稳定结构

得到一定数目的电子，达到稳定结构，其最低负价为m－8（H为m－2）

2.原子结构与元素原子得失电子能力的关系

（1）影响因素：

最外层电子数、核电荷数、电子层数。

（2）规律：

①若原子的电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子而越容易得电子。

②若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子而越难得电子。

（3）应用：

①金属在化学反应中通常表现为失电子，失电子能力较强的金属元素其金属活泼性越强。

②非金属在化学反应中通常表现为得电子，得电子能力较强的非金属元素其非金属活泼性越强。

【典例2】　核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是（　　）

A．原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素

B．核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同

C．原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素

D．核电荷数为17的元素容易获得1个电子

D　[在核电荷数为1～18的元素中，最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H为非金属元素，最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He为稀有气体元素，A项错误；核外电子排布完全相同的微粒S2－和K＋化学性质不相同，S2－具有还原性，K＋不具有还原性，B项错误；原子核外各层电子数相等的只有Be，它是金属元素，C项错误；核电荷数为17的元素的原子结构示意图为

，其最外层有7个电子，很容易获得1个电子而成为8个电子的稳定结构，D项正确。

]

（1）最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如Po等。

（2）活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；氢元素可以形成H＋和H－。

2．下列叙述能肯定金属A比金属B更活泼的是（　　）

A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少

B．A原子电子层数比B原子的电子层数多

C．1molA从酸中置换生成的H2比1molB从酸中置换生成的H2多

D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能

D　[金属A比金属B活泼的依据是A比B更易失去电子，而失电子的能力并不取决于最外层电子数的多少、电子层数的多少，以及与酸反应置换出H2的多少，而是取决于其与酸（或H2O）反应置换出氢的难易程度。

]

巧记10电子、18电子微粒

1.10电子微粒

2．18电子微粒

【典例3】　A＋、B＋、C－、D、E五种微粒（分子或离子）中，每个微粒均有10个电子，已知：

①A＋＋C－

D＋E↑；②B＋＋C－===2D。

请回答：

（1）C－的离子符号是。

（2）分别写出A＋和C－反应、B＋和E反应的离子方程式：

、。

（3）除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式。

[解析]　因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－

D＋E↑，则通过排查10电子微粒的性质可知，该反应为NH

＋OH－

NH3↑＋H2O，即A＋为NH

、C－为OH－、D为H2O、E为NH3；由B＋＋C－===2D可知B＋为H3O＋。

[答案]

（1）OH－　

（2）NH

＋OH－

NH3↑＋H2O

H3O＋＋NH3===NH

＋H2O

（3）CH4、HF、Ne（其中的两种即可）

3．下列微粒电子数相同的一组是（　　）

A．Na＋和K＋　　　　　B．CH4和NH

C．NH

和Cl－D．O2－和

O

B　[各微粒电子数分别为A中Na＋：

10，K＋：

18；B中：

CH4：

10，NH

：

10；C中：

NH

：

10，Cl－：

18；D中：

O2－：

10，

O：

8。

]

1．不符合原子核外电子排布基本规律的是（　　）

A．核外电子总是优先排在能量最低的电子层上

B．K层是能量最低的电子层

C．N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18

D．各电子层（n）最多可容纳的电子数为n2

D　[A项为能量最低原理，正确；K层离核最近，能量最低，B项正确；次外层电子数不超过18，C项正确；各电子层最多容纳电子数为2n2，D项错误。

]

2．下列微粒结构示意图中，不正确的是（　　）

B　[电子在排布时先排能量低的电子层（K层），排满后再排能量较高的L层、M层，K层最多只能排2个，L层最多排8个，M层最多能排18个，但如果是作为最外层，则最多只能排8个，B不正确；D表示的是Cl－的结构示意图。

]

3．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是（　　）

A．Mg2＋、O2－、Na＋、F－

B．Na＋、F－、S2－、Ar

C．K＋、Ca2＋、S2－、Ba2＋

D．Mg2＋、S2－、Na＋、F－

A　[分析各微粒的核外电子排布情况即可。

A项各微粒都含10个电子，核外电子排布相同。

]

4．下列说法中正确的是（　　）

A．某单核微粒的核外电子排布为

，则该微粒一定是氩原子

B．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素

C．NH

与H3O＋具有相同的质子数和电子数

D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子

C　[核外电子排布为

的微粒可以是S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋等，A不正确；硼（B）最外层有3个电子，但硼元素属于非金属元素，B不正确；NH

和H3O＋质子数和电子数分别都是11和10，C正确；最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是碳原子，最外层电子数是4，既不易失去电子，又不易得到电子，D不正确。

]

5．以下是4种微粒的结构示意图。

（1）上述微粒中氧化性最强的是（填字母），写出一个它表现氧化性的化学方程式：

。

（2）上述微粒中还原性最强的是（填字母），写出一个它表现还原性的化学方程式：

。

（3）电子层结构与D相同、化学性质最稳定的元素，原子的核电荷数是，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因

。

（4）A的一种同位素可用于考古断代，这种同位素的符号是，这种用途取决于它的性。

[解析]　A→D四种微粒依次为C、F、Na、Al3＋。

微粒氧化性最强即得电子能力最强，微粒还原性最强即失电子能力最强。

[答案]

（1）B　2F2＋2H2O===4HF＋O2（合理即可）

（2）C　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

（3）10　原子最外层为8电子稳定结构，不易得、失电子，性质稳定

（4）

C　放射