高一化学标准学案人教版 高一第五章doc.docx
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高一化学标准学案人教版高一第五章doc
第五章物质结构 元素周期律
第一节原子结构
预习导航（预习教材，提供教材关键信息）
一、原子核
1．原子的构成：
原子是由居于原子中心的带的 和核外带的 构成的。
2．原子核是由和两种粒子构成的。
3．原子与原子核的大小比较：
原子核的半径约为原子半径的分之一，原子核的体积约占原子体积的分之一。
4．电子、质子、中子的电性和电量关系：
1个电子带的电荷。
1个质子带的电荷，中子。
原子是否显电性?
由此分析原子中的核电荷数、质子数与核外电子数之间有什么关系?
5．电子、质子、中子的相对质量关系：
一个质子的相对质量为，近似看作；一个中子的相对质量为，近似看作；1个电子的质量约占1个质子质量的。
因此，原子质量主要集中在上。
质量数：
将原子核内所有的和的取近似值加起来所得的数值，叫做质量数，其表示符号为。
原子中质量数、质子数、中子数之间的关系为
6．元素符号为X的某原子，其质子数为Z．质量数为A，则该原子的表示形式为。
二、原子核外电子运动的特征
1．原子核外电子的运动跟普通宏观物体的运动一样吗?
各自有何特点?
2．电子云——核外电子运动的形象描述。
（1）电子云的描述：
电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为
笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“ ”。
（2）电子云中的一个小黑点代表1个电子吗?
电子云是一个平面形状吗?
（3）电子云的表示意义：
电子云密度大的地方，表明；电子云密度小的地方，表示。
三、原子核外电子排布规律
1．电子层：
（1）在含有多个电子的原子里，核外电子是分层排布的，电子层划分的标准是 。
离核最近的电子层为第层，该层上的电子的能量最，电子层数越大，电子离核越．电子的能量越。
（2）电子层的表示符号：
电子层：
一二三四五六七
对应表示符号：
2．核外电子的排布规律：
按照下表形式写出1－20号元素的元素名称、元素符号、各电子层的电子数，并写出各元素的原子结构示意图，然后总结出规律：
核电荷数
元素
名称
元素
符号
各电子层的电子数
K
L
M
N
1
氢
H
1
2
氦
He
2
（1）能量最低原理：
核外电子的分层运动．又叫核外电子的。
电子在排布时，一般总是尽先排布在的电子层里。
即最先排布在层．当
层排满后，再排布层。
（2）从稀有气体的电子层排布可以看出：
①各电子层最多排布的电子数为：
K层、L层、M层、N层。
你能从中看出什么规律?
若看出来。
请填写：
O层、P层、Q层，若用n表示电子层的序数，则第n电子层最多排布的电子数为；②不论原子有几个电子层，其最外层中的电子数目最多为个（氦原子是个）。
根据稀有气体的性质特点。
可以得出一个结论：
原子最外电子层中有个电子（最外层为K层时。
最多只有个电子）的结构是相对稳定的结构；③次外层电子数不超过个；①倒数第三层电子数不超过个。
关键信息
1．正电 原子核
负电 核外电子
2．质子 中子
3．十万
几千万
4．
1个单位 负 1个单位 正 不显电性 不显电性
核电荷数＝质子数＝核外电子数
5．
1.007 1
1.008 1 1/1836
原子核 质子
中子 A
质量数＝质子数＋中子数
6．
X
二、
1．不一样 略
2．
（1）
一团带负电荷的云雾 电子云
（2）不 不
（3）单位体积内电子出现的机会多
单位体积内电子出现的机会少
三、
1．
（1）按能量的高低 一
低 远
高
（2）
K L M N O P Q
2．
（1）分层排布
能量最低 K
K L
（2）
2 8 18 32
50 72 98
2n2
82
82
18
32
要点解析（名师点拨，重点、难点、热点轻松过关）
1．原子的构成：
（
X
的含义）
①电子、质子、中子的电性和电量关系
核电荷数＝质子数＝核外电子数
②电子、质子、中子的相对质量关系
质量数＝质子数＋中子数
质子
原子核
原子 中子
核外电子
X是指元素X含有Z个质子，质量数为A
2．原子核外电子运动的特征
（1）核外电子的运动与宏观物体运动的对比
宏观物体：
质量大，运动空间大，可准确测定其位置、速率和运动轨迹。
核外电子：
质量小（仅为质子质量的l／1836），运动空间小（在直径lO-10m的空间内运动），运动速率大（接近光速3×108m·s-1），不能准确测定其位置、速率和运动轨迹。
电子本身的特征可概括为两小一大带负电。
（2）核外电子运动的描述方法——电子云出现过一次，并不代表一个电子。
小黑点的疏密表示电子在该处出现机会的多少。
3.原子核外电子的排布
（1）原子核外电子能量的高低与电子层的关系
在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同，能量低的．受核电荷的吸引，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。
为了便于说明问题。
通常将核外电子按能量的不同分成不同的电子层，把能量最低、离核最近的叫第一层，能量稍高、离核稍远的叫第二层，由里往外依次类推，叫三、四、五、六、七层。
即随着电子层数的递增，其电子的能量依次升高，离核的距离越来越远。
（2）原子核外各电子层的表示符号
电子层：
一二三四五六七
对应表示符号：
KLMNOPQ
（3）核外电子的排布规律
①核外电子的分层运动又叫核外电子的分层排布。
科学研究证明：
核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里，即先排K层，排满了K层再排L层，排满了L层再排M层，以此类推。
（4）应用原子核外各电子层的电子数推断元素
（1）某元素的M层上的电子数是K层电子数的3倍，则该元素是硫。
（2）某元素最外层电子数是次外层电子数的一半，是倒数第三层的2倍，则该元素为硅。
（3）某元素最外层电子数是次外层电子数的2倍，则该元素是碳。
4．构成原子的粒子及其性质
粒子种类
质子
中子
核外电子
电性
正电
不带电
负电
电量
1个质子带1个单位的正电荷
不显电性
1个电子带1个单位的负电荷
相对质量
1.007
1.008
l／1836
作用
决定元素的种类；决定核电荷数；与中子一起决定相对原千质量
与质子一起决定相对原子质量
最外层电子数决定元素的化学性质
5．原子结构与元素化学性质的关系
（1）八电子稳定结构
通常把最外层有8个电子（K为最外层时为2个）的结构，称为相对稳定结构。
稀有气体的原子就是这种结构，化学性质稳定。
一般不与其他物质发生化学反应。
（2）元素的金属性与非金属性
原子的核外电子排布，特别是最外层电子数决定着元素的主要化学性质（如化合价、氧化性或还原性、金属性或非金属性等）。
金属元素的原子最外层电子数一般少于4个，在化学反应中比较容易失去电子而达到相对稳定结构．表现出金属性（还原性）；而非金属元素的原子最外层电子数一般多于4个，在化学反应中容易得到电子而达到相对稳定结构．表现出非金属性（氧化性）。
【例1】已制造出的第112号新元素，其原子的质量数为277，是迄今已知元素中最重的原子。
关于该新元素的下列叙述正确的是（）
A．其原子核内中子数和质子数都是112
B．其原子核内中子数为165，核外电子数为112
C．其原子质量是12C原子质量的277倍
D．其原子质量与12C原子质量之比为277：
12
【解析】根据已知，可知第112号元素的原子中含质子数112，核外电子数112，中子数277一112=165。
故A项不正确，B项正确。
同位素的相对原子质量应是该原子的质量与12C原子质量的
相比较所得的数值，这个数值近似等于该原子的质量数。
故C项不正确，D项正确。
答案：
B、D
【点拨】本题主要考查原子结构、同位素的相对原子质量、原子的质量的概念。
要正确解题一定要熟悉两个重要关系式：
质量数＝质子数+中子数，原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
【例2】X、Y、Z和R分别代表四种元素。
如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同（a、b、c、d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（）
A．a-c=m-nB．a-b=n-m
C．c-d=m+nD．b-d=n+m
【解析】由于阳离子的核外电子数=原子序数－阳离子的电荷数。
所以：
aXm+的核外电子数为：
a-m、bYn+的核外电子数为：
b-n
阴离子的核外电子数=原子序数+阴离子电荷数的绝对值。
所以：
cZn-的核外电子数为：
c+n、dRm-的核外电子数为：
n+m
A项中涉及aXm+和cZn-，依题意，a-m=c+n，即a-c=m+n。
这和A项的表示式不同，所以排除A项。
B项中涉及aXm+和bYn+，依题意，a-m=b-n，即a-b=m-n。
与题意不符，所以B项亦排除。
C项中涉及cZn-和dRm-，依题意，c+n=d+m，即c-d=m-n，也与题意不符，故c项也应排除。
而根据bYn+和dRm-可写出b-n=d+m，即b-d=n+m，符合题意。
答案：
D
【点拨】本题考查学生对阴、阳离子结构的理解以及原子序数的表达和书写方式。
解答本题的关键是应以题 中所指的“四种离子的电子层结构相同”为突破口，分析和判断正确答案。
【例3】某元素的原子最外层电子数为次外层电子数的3倍，则该元素原子核内质子数为（）
A．3B．7C．8D．10
【解析】根据原子核外电子排布规律，写出该元素的原子结构示意图，明显看出第二种情况不可能。
故原子核内质子数=核外电子数=8
答案：
C
【点拨】本题考查学生对核外电子排布规律的理解及应用。
解答本题的关键是应以题中所给最外层电子数为次外层电子数的3倍，各电子层所能容纳电子数为突破口，分析和判断正确答案。
【例4】下列说法肯定错误的是（）
A．原子K层上只有1个电子
B．某原子M层上电子数为L层上电子数的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
【解析】K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能。
当M层上排有电子时，L层上一定排满了电子，即已排了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8×4，所以B项说法是错误的。
K层上只能排2个电子，2×4=8，即M层和L层都为8个电子的离子，K＋、Ca2＋均可能，C正确。
对于D项来说，最外层电子数可为2或8，核电荷数与最外层电子数相等，可有两种情况，一种是均为2，这种情况只能是原子，另一种是均为8，核电荷数为8的元素是氧，氧离子的最外层电子数也为8，所以D有可能。
答案：
B
【点拨】灵活运用核外电子排布规律是解答本题的关键。
综合应用创新（学以致用，这可是新高考方向）
1．（应用题）已知．阴离子R2-的原子核内有x个中子，R元素的质量数为m，则WgR2-中共含有的电子总数为（）
【解析】先通过A=Z+N求得R原子核内有（m-x）个质子，再根据核内质子数=核外电子数可知R原子核外有（m-x）个电子，可知每个R2-中含有（m-x+2）个电子，最后计算WgR元素的物质的量为
mol，则WgR2-中共含有的电子总数为
（m-x+2）mol
2．（综合题）有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中：
X、Z是金属元素；V和Z元素原子的最外电子层都只有一个电子；W和Y元素原子的最外层电子数相同，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数一半。
由此推知（填元素符号）：
V是___，W是_____，X是_____，Y是_____，Z是_____。
由这些元素组成一种结晶水合物的化学式为_____，俗称_____。
【解析】由题意，先确定W的L层电子数为2×3=6，即为O，则Y为S；X为金属且核电荷数大于8只能是Al，Z为K，V最外层1个电子，可能是H、Li、Na，但金属只有X、Z，故只能为H。
答案：
H、O、Al、S、K；KAl（SO4）2·12H2O，明矾
3．（创新题）1911年前后，物理学家卢瑟福把一束变速运动的a粒子（质量数为4、带2个正电荷的质子粒），射向一片极薄的金箔。
他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟然可以让大多数a粒子畅通无阻地通过，就像金箔不存在似的，但仔细研究，发现也有极少数的a粒子发生了偏转，有些还被笔直地弹回。
根据以上实验现象，能得出关于金箔中Au原子结构的一些结论，试写出其中的三点：
（1）_________________
（2）_________________
（3）________________
【解析】极薄的金箔，被a粒子畅通无阻地通过，证明原子内部的空间“广阔”；有的a粒发生偏转或被笔直弹回，证明了原子核的存在，且质量远大于a粒子。
答案：
（1）原子中存在原子核，它占原子中极小的体积；
（2）原子核带正电，且电荷数远大于a粒子；
（3）金的原子核质量远大于a粒子。
【点拨】本题把质量数、中子数、质子数之间的关系延伸到物质的量这一领域，拓宽了微观粒子与宏观质量间的联系，丰富了物质的量计算的内容．
【点拨】了解核外电子排布规律是解答元素推断题的法宝。
【点拨】理解课本介绍关于原子的组成，原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。
原子很小，但原子核又比原子小得多，它的半径约为原子半径的十万分之一。
同步达标（只学不练，等于白干）
A级（基础巩固）
1．在任何原子里都含有的粒子是（）
A．质子、中子、电子B．质子、中子
C．质子、电子D．中子、电子
2．某元素R的阴离子（R2-）核外共有a个电子，核内有b个中子，则表示R原子的符号正确的是（）
A．
RB．
R
C．
RD．
R
3．下列叙述中，不属于核外电子的运动特征的是（）
A．质量很小B．运动范围很小
C．运动速率很快D．有确定的运动轨道
4．电子云示意图上的小黑点表示（）
A．一个小黑点表示一个电子
B．电子出现的固定位置
C．电子距核的远近
D．小黑点的疏密表示电子出现机会的多少
5．在核电荷数为1～20的元素中，原子的最外层电子数等于次外层电子数的有（）
A．1种 B.2种C．3种D．4种
6．有A和B两种元素的原子，A元素原子的M层比B元素原子的M层少3个电子，B元素原子的L层电子数恰好是A元素原子L层电子数的2倍．A、B两元素分别是（）
A．C和C1B．C和Al
C．Si和Na D．Na和He
7．下列粒子都具有10个电子，请写出它们的化学式：
（1）含一个原子的阳离子：
_____。
（2）含两个原子的粒子：
_____。
（3）含三个原子的分子：
_____。
（4）含四个原子的粒子：
_____。
（5）含五个原子的粒子：
_____。
B级（能力提高）
1．美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元
（1）四种元素分别是：
A．___，B___，C____，D．____。
（2）画出A元素原子的结构示意图：
___。
素原子核内的中子数与核外电子数之差是（）
A．57B．47C．61D．293
2．含6．02×1023个中子的
Li的质量是（）
A．
gB．4．7gC．7．4gD．
g
3．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，最多容纳的电子数与（n－1）层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比（n+1）层最多能多10个，则此电子层是（）
A．K层B．L层C．M层D．N层
4．已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子xm+和yn-的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是（）
A．a=b+m+nB．a=b-m+n
C．a=b+m-nD．a=b-m-n
D．电子云示意图是用高速照相机拍摄的照片
5．某元素R原子的核外电子数等于核内中子数，该元素的单质2．8g与O2充分反应得到6g化合物RO2，则该元素（）
A．核内有28个中子
B．是碳元素
C．具有两层电子
D．原子最外层电子数是4
6．2gAO32-中电子数比质子数多3．01×1022个，则A的相对原子质量为．
7．今有A、B、C、D四种元素，其中A元素是1826年一位法国青年科学家发现的．他在研究海水制盐时，往剩余的副产物中通入C12，发现溶液颜色变深，经进一步提取，可得一种红棕色液体，有刺鼻的臭味．B、C、D的原子电子层排布均不超过3层．D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍，且其最外层电子数恰好相等．D原子的最外层电子数是B原子核外电子数的6倍．请回答：
（3）由上述元素组成的单质和两种氧化物可发生氧化还原反应，生成两种强酸，其反应方程式是____。
同步达标答案
A级
1．C2．D3．D4．D5．B6．B7．
（1）Na+
（2）HF（3）H2O（4）NH3（5）CH4
B级
1．A2．D3．C4．A5．D6．327．BrLiOS
考题样板（看看高考是怎样考的）
1．（2003年全国）人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。
氦的该种原子应表示为（）
A．
HeB．
HeC．
HeD．
He
【解析】只要掌握了原子组成符号的表示方法；
X即元素符号的左上角的A表示质量数、左下角Z表示质子数，便可轻易推出氦一3的表示方式为B（氦为2号元素）。
答案：
B
2．（2000年全国）
-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析。
表示的碳原子
A．核外有13个电子，其中4个能参与成键
B．核内有6个质子，核外有7个电子
C．质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子
D．质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子
【解析】由图式“
”可以知道：
质量数为13，质子数为6，根据“质量数＝质子数＋中子数、核电荷数＝质子数＝核外电子数”可求出：
核外电子数为6，中子数为7。
答案：
D
3．（2001年上海）美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是（）
A57B47C61D293
【解析】因为质子数等于核外电子数，所以核外电子数为118，中子数与核外电子数之差是57。
答案：
A
【点拨】
X中各数、量间的关系与互求一直是高考考查的重点和热点。
属化学科的基础知识内容。
题目往往以信息题的形式给出，给出的信息大多是化学科的科技发展的最前沿知识，起点虽高，但落点却很低。
【点拨】本题旨在引导考生“关注社会、关注生活”以提高化学素养，是一道典型的“高起点、低落点”的考题。
【点拨】学习原子结构紧紧抓住两个等量关系：
质量关系、电量关系。
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师生三代共建原子结构模型
19世纪末20世纪初，随着X射线、电子、放射性现象的发现，在物理学领域内爆发了一场举世瞩目的大革命。
在不太长的时间内，新理论风起云涌，新实验层出不穷，一位位科学巨匠应运而生。
在这批科学巨人所创建的科学大厦中，汤姆生、卢瑟福、玻尔师生三代精心雕塑起来的原子结构模型，至今依然光芒闪耀。
1897年，刚刚40岁的汤姆生证明了电子的存在，轰动了科学界，一举成为国际物理学界的佼佼者。
然而，他并没有因此而停步不前，仍一如既往、兢兢业业，继续攀登科学的高峰。
1904年，汤姆生提出，原子好像一个带正电的球，这个球承担了原子质量的绝大部分，电子作为点电荷镶嵌在球中间。
这种“葡萄于蛋糕”式的无核模型是汤姆生企图解释元素化学性质发生规律性变化而反复思考得出的。
汤姆生既是一位理论物理学家，又是一位出色的教育家。
他在担任英国卡文迪什实验物理学教授及实验室主任的34年间，培养出了众多优秀人才，在他的弟子中，有9位获得过诺贝尔奖，卢瑟福就是其中之一。
1906年，英国人卢瑟福做了一次极为著名的实验，他用a粒子（即氦粒子流）作“炮弹”去轰击金属箔片制的靶子，他发现a粒子穿过箔片后，大多数没有改变方向，如入无人之境，畅通无阻，这说明原子内部是很“空”的。
同时他也发现竞有少数a粒子在偏离原方向相当大的角度散射出来，有极少数甚至被反弹回来，这是汤姆生原子模型所无法解释的，由此卢瑟福证明了正电荷不是分散分布在一个较大的球体内，而是集中在一个很小的核心上，这个核心被他称作原子核。
原子核的发现使卢瑟福感到惊讶，而科学家的敏感和追根问底的性格使他始终抓住这个问题不放，并经过周密的思考后于1911年大胆地提出了有核原子模型。
他设想原子可以和一个小行星系统相比拟，原子模型的中心是一个带正电的核，这个核几乎把整个原子的质量集中于一身，原子核的半径在lO-14m～10-15m问，是整个原子半径的万分之一至十万分之一，带负电的电子散布在核的外面，围绕原子核旋转。
这种模型被后人称之为行星式原子结构模型。
卢瑟福的原子模型虽比汤姆生模型前进了一大步，但是仍然没有摆脱宏观物体运动规律的框架，所以在解释原子的稳定性和光谱规律性上同样遇到了难以逾越的困难。
而提出解释这一困难办法的是丹麦物理学家玻尔。
玻尔曾在曼彻斯特大学的卢瑟福实验室工作过。
他非常赞赏他的老师的学问和为人。
受卢瑟福的影响，玻尔的主要兴趣就集中在原子和原子核问题的研究上，于1913年提出了“电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动”原子模型学说，使原子结构理论为之一新，在整个物理学界引起了“轰动性效应”。
爱因斯坦曾高度赞扬玻尔的原子结构模型是“最伟大的发现之一”。
玻尔原子结构模型仍是当今大学、中学物理、化学教科书中必不可少的内容。
值得一提的是，1919年，卢瑟福和他的另一位学生查威克在原子核里发现了质子，1932年，查威克又在原子核里发现了中子。
至此，“原子不可再分”的形而上学的观念彻底被瓦解。
汤姆生、卢瑟福、玻尔师生三代创建的原子结构模型虽已被后人“科学演变”，但他们对科学发展的贡献仍功不可没，在科学发展的历史上谱写了光辉的一页。
第五章物质结构 元素周期律
第二节元素周期律
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一、复习旧知识：
卤素、碱金属的结构与性质递变规律
1．卤素结构与性质的递变规律：
F、Cl、Br、I随着核电荷数的递增，电子层数依次__，原子半径依次___；但最外层都有___个电子，最高化合价为___价（F除外，F通常只显一1价，无正价）．最低化合价为__价。
这样从原子结构看既有___，也有____，表现在化学性质上都有较强的____性。
其___性随着核电荷数的递增而逐渐___。
2．碱金属的结构与性质递变规律：
。
Li、Na、K、Rb、Cs随着核电荷数的
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