学年高一人教版化学必修二学案第一章 第二节 第1课时.docx
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学年高一人教版化学必修二学案第一章第二节第1课时
第二节 元素周期律
第1课时 原子核外电子的排布
[学习目标定位] 1.知道核外电子能量高低与分层排布的关系。
2.能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。
一 电子层
1.电子的能量
(1)在多电子原子里,电子的能量不同。
(2)在离核近的区域运动的电子的能量较低,在离核远的区域运动的电子的能量较高。
2.电子层
(1)概念:
在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
3.电子层的表示方法
(1)钠原子的结构示意图如下,请注明其意义:
(2)离子结构示意图
离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中核电荷数等于质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。
如Cl-:
、Na+:
归纳总结
构成原子或离子的粒子间的数量关系
(1)原子:
核电荷数=质子数=核外电子数。
(2)阳离子:
质子数=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数。
(3)阴离子:
质子数=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数。
1.下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是( )
①核外电子是分层运动的 ②所有电子在同一区域里运动 ③能量高的电子在离核近的区域内运动 ④能量低的电子在离核近的区域内运动
A.①④B.②③C.①③D.②④
答案 A
解析 原子核外电子是分层运动的,能量越低离核越近,能量越高离核越远。
2.排布在下列各电子层上的一个电子,所具有的能量最低的是( )
A.K层B.L层C.M层D.N层
答案 A
二 原子核外电子的排布规律
1.完成下列表格:
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
8
氧
O
2
6
11
钠
Na
2
8
1
17
氯
Cl
2
8
7
18
氩
Ar
2
8
8
19
钾
K
2
8
8
1
2.观察分析上表,元素原子核外电子排布的规律特点:
(1)原子核外电子分层排布。
(2)K层最多容纳电子数为2。
(3)L层最多排8个电子。
(4)最外层电子数不超过8个等。
归纳总结
在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同而分层排布,其主要规律是
(1)核外电子总是先排布在能量较低的电子层,然后由内向外,依次排布在能量逐步升高的电子层。
(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
(3)原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2),次外层电子数不能超过18,倒数第三层电子数不能超过32。
3.下列关于原子结构的叙述中正确的是( )
A.所有的原子核都由质子和中子构成
B.原子的最外层电子数不超过8个
C.稀有气体原子的最外层电子数均为8个
D.原子的次外层电子数都是8个
答案 B
解析 A项,H不含有中子;C项,He最外层电子为2个;D项,第二周期元素原子的次外层电子数为2个。
4.在第n电子层中,当它作为原子的最外电子层时,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
答案 C
解析 n作为最外层时,最多只能容纳8个电子,所以(n-1)层应为8个电子,为L层,则n应为M层;若n为次外层,则(n+1)为最外层,则次外层电子数最多为10+8=18,则进一步证明n为M层。
理解感悟
(1)核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当M层不是最外层时,最多可以排18个电子,而当它是最外层时,最多可以排8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层,如K和Ca的核外电子排布情况分别为
。
1.下列叙述正确的是( )
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子
答案 B
解析 电子能量越低,运动区域离核越近,A错;电子的分层排布即是电子的分层运动,B正确;稀有气体元素中He原子最外层只有2个电子,C错;M层为最外层时,最多只能排8个电子,D错。
2.已知A的原子序数是x,B2-与A3+具有相同的电子层结构,则B元素的原子序数为( )
A.x+5B.x-5C.x+1D.x-1
答案 B
解析 设B的原子序数为y,则x-3=y+2,y=x-5,B项正确。
3.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
答案 (从左到右,从上到下)硅
硼
钠
氧
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。
4.已知元素X和Y的核电荷数均小于18,最外层电子数分别为n和(m-5),次外层分别有(n+2)个和m个电子,据此推断元素X和Y,其名称为X________,Y________。
答案 硫 铝
解析 元素X和Y的核电荷数均小于18,元素X次外层有(n+2)个电子,此层为L层,n+2=8,n=6,元素X为硫;元素Y最外层电子数为(m-5),m大于或等于5,而次外层有m个电子,则m等于8,元素Y为铝。
5.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时,忘记在圆圈内标出其质子数,请你根据下面的提示做出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒,这种微粒的符号是________。
(2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色,并出现浑浊,这种微粒的符号是________。
(3)该微粒的氧化性很弱,得到1个电子后变为原子,原子的还原性很强,这种微粒的符号是________。
(4)该微粒的还原性很弱,失去1个电子后变为原子,原子的氧化性很强,这种微粒的符号是________。
答案
(1)Ar
(2)S2- (3)K+ (4)Cl-
解析 由微粒结构示意图的各部分含义,可知该微粒共有3个电子层,共18个电子。
根据题意结合组成原子的各微粒之间的关系,可判断该微粒为中性时或分别带正、负电荷时,原子核内质子的数值。
核外电子排布为2、8、8构型的单核微粒主要有Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+。
(1)单核中性微粒为原子,原子的核电荷数=核外电子数,因此,此微粒为核电荷数为18的氩原子。
(2)具有还原性能被溴水氧化的是硫离子。
(3)氧化性很弱的+1价的是钾离子。
(4)还原性很弱的-1价的是氯离子。
理解感悟 不论是原子还是离子,核电荷数是不变的,变化的是最外层电子数。
40分钟课时作业
[经典基础题]
一、核外电子排布表示方法
1.下列微粒的结构示意图,正确的是( )
A.Mg2+:
B.Cl:
C.Ar:
D.K:
答案 A
解析 Mg2+是镁原子失去最外层两个电子后生成的,A选项正确;Cl的最外层应该只有7个电子,B选项错误;Ar的次外层与最外层应该有8个电子,C选项错误;K原子的结构示意图应该是
,故D选项错误。
2.具有下列结构示意图的微粒,既可以是原子又可以是阴离子和阳离子的是( )
答案 C
解析 A项中x=13,为Al原子,错误;B项中,只能为氮原子,x=7,错误;C项中,若x=18,为Ar原子,若x=17,为Cl-,若x=19,为K+,正确;D项中只能为氯原子,x=17,错误。
3.某粒子结构示意图为
,若该粒子为离子,则它所带的电荷数可能为( )
①8-n ②n-8 ③10-n ④n-10
A.①②B.①③C.③④D.②④
答案 C
解析 若为阳离子,电荷数为n-2-8=n-10;若为阴离子,电荷数为2+8-n=10-n。
二、核外电子排布规律
4.某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,那么该原子( )
A.有3个电子层B.有2个电子层
C.最外层电子数是8D.核电荷数是10
答案 B
解析 第一层排满为2个电子,第二层排满为8个电子,第三层为最外层时,最多排8个电子,若该原子有3个电子层,依题意可知最外层(第3层)要排到24个电子,这不可能,则该原子只有2个电子层,第一层为2个电子,第二层为6个电子。
5.某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数),则该原子的核外电子总数为( )
A.2mB.2m+10
C.2m+2D.m+2
答案 C
解析 按照原子核外电子排布的一般规律,最外层电子数不超过8个,最外层电子数是次外层的m倍,所以次外层电子数<8,即次外层只能为K层,电子数为2,最外层电子数是2m,该原子的核外电子总数为(2m+2)。
6.在1~18号元素中,最外层电子数等于电子层数的元素有( )
A.1种B.2种
C.3种D.4种
答案 C
解析 在1~18号元素中,电子层数可以为一层、二层、三层,所以最外层电子数为1、2、3,最外层电子数和电子层数相等的元素有H、Be、Al三种。
7.某元素的原子核外有三个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为( )
A.14B.15C.16D.17
答案 A
解析 该原子核外有三个电子层,即K、L、M三层,K层最多容纳2个电子,L层最多容纳8个电子,最外层有4个电子,故该原子核外电子数为2+8+4=14,质子数=核外电子数,故质子数为14。
三、由原子核外电子排布推断元素
8.A、B两种原子,A的M电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。
A和B分别是( )
A.硅原子和钠原子B.硼原子和氦原子
C.氯原子和碳原子D.碳原子和铝原子
答案 D
解析 设x、y分别为A的L层和M层的电子数。
依题意有
K
L
M
A
2
x
y
B
2
2x
y+3
由于B的M层上有电子,故其L层肯定充满电子,2x=8,x=4。
由于A的L层未充满电子,故其M层无电子,y=0。
所以A、B的核外电子数分别为6、13,是碳原子和铝原子。
9.X、Y均为短周期元素,X原子的最外层有2个电子,Y原子的最外层有6个电子,这两种元素形成的化合物的化学式是( )
A.XY2B.X2Y3C.X2YD.XY
答案 D
解析 X为Be或Mg,Y为O或S,所以这两种元素组成的化合物的化学式为XY。
[能力提升题]
10.
(1)画出下列元素的原子结构示意图。
①核电荷数为13的元素:
______________________________________________________;
②某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数:
___________________________
________________________________________________________________________;
③L层电子数是M层电子数2倍的元素:
________________________________________________________________________;
④某原子核内没有中子的元素:
__________。
(2)写出1~18号元素中符合下列条件的原子(离子)的微粒符号和结构示意图。
①某元素原子L层上的电子数为K层的3倍:
________________________________________________________________________;
②某元素原子L层上的电子数为K层的一半:
________________________________________________________________________;
③得到2个电子后,电子总数与氩原子的电子总数相同的离子:
________________________________________________________________________;
④某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍:
________________________________________________________________________。
答案
(1)①
②
、
③
④
(2)①O
②Li
③S2-
④C
11.有A、B、C、D四种元素,A的最高正价与其负价的绝对值之差为6;A、D次外层都是8个电子,A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴、阳离子;B有两个电子层,其最高正价与最低负价的代数和为零;C2-与氩原子具有相同的电子层结构。
(1)试写出上述各元素的符号:
A________,B________,C________,D________。
(2)画出下列粒子的结构示意图:
A____________________,C2-____________________。
(3)写出A、D的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)Cl C S K
(2)
(3)HClO4+KOH===KClO4+H2O
解析 因为“A的最高正价与负价的绝对值之差为6”,最外层都是8个电子,确定A为氯(Cl);“B有两个电子层,最高正价与最低负价的代数和为0”,确定B为碳(C);C2-的结构示意图为
,确定C为硫(S);再由A推出D为钾(K)。
12.
(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图是
________________________。
(2)已知某粒子的结构示意图为
试回答:
①当x-y=10时,该粒子为____________(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”);
②当y=8时,粒子可能为(填名称)
________、________、________、________、________;
③写出y=3与y=7的元素最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式________________________________________________________________________。
答案
(1)
(2)①原子 ②氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子
③Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
解析
(1)设:
核电荷数=质子数=a,元素原子的电子层数为x,最外层电子数为y,依题意:
a=5x,a=3y,则5x=3y,x=3y/5。
因原子的最外层电子数不超过8,即y为1~8的正整数,故仅当y=5,x=3时合理,该元素的核电荷数为15。
(2)①当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子;②当y=8时,应为有18个电子的粒子,所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子;③y=3时为铝原子、y=7时为氯原子,其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸,反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。