高中化学专题1微观结构与物质的多样性第1单元原子核外电子排布与元素周期律第1课时教学案苏教版.docx
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高中化学专题1微观结构与物质的多样性第1单元原子核外电子排布与元素周期律第1课时教学案苏教版
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、原子结构
1．原子的构成
（1）原子是由原子核和核外电子构成的。
（2）在多电子原子里，电子的能量不同。
（3）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）原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。
如：
Na＋
；Cl－
。
阳离子：
核外电子数小于核电荷数。
阴离子：
核外电子数大于核电荷数。
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。
原子核外电子的排布规律
（1）能量规律：
根据电子能量由低到高，依次在由内向外的电子层上排布。
（2）数量规律：
每层最多容纳2n2个电子，最外层电子数目不超过8个，次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
特别提醒 核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。
如钙原子由于受最外层电子数不超过8个
的限制。
其原子结构示意图为
，而不是
。
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最外层电子数为2个；D项，第2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。
1．同种元素的原子和离子具有相同的（ ）
A．质子数B．电子数
C．电子层数D．最外层电子数
答案 A
解析 由原子变成离子时核外电子（特别是最外层电子）发生变化，导致电子数、最外层电子数发生变化，电子层数也可能变化，但原子核中的质子数不变。
2．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。
3．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－5
C．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。
4．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，B元素原子最外层电子数则为3，是硼
；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为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。
5．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5，而次外层有m个电子，则m等于8，元素Y为铝。
[基础过关]
题组一 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原子的最外层应该只有7个电子，B选项错误；Ar原子的次外层与最外层应该均有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，x＝13，为Al原子，错误；B项，只能为氮原子，x＝7，错误；C项，若x＝18，为Ar原子，若x＝17，为Cl－，若x＝19，为K＋，正确；D项，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．①③
C．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。
题组二 核外电子排布规律
4．下列叙述中错误的是（ ）
A．原子最外层电子数不超过8个
B．原子中易失去的电子能量一定最低
C．原子的次外层电子数不超过18个
D．M层电子的能量比L层电子的能量高
答案 B
解析 由核外电子排布规律可知，A、C正确；电子能量越高，离核越远，越易失去，故B错误，D正确。
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。
题组三 原子核外电子排布规律的应用
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。
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．前18号元素中，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
10．前18号元素中，A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元素原子序数关系中正确的是（ ）
A．C＞D＞B＞AB．D＞B＞A＞C
C．A＞D＞C＞BD．B＞A＞C＞D
答案 A
解析 A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；D的阳离子与B的阴离子（即O2－）电子层结构相同，D为Na，原子序数为11；故原子序数：
C＞D＞B＞A。
[能力提升]
11．
（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
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（答案合理即可）
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＝
。
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；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。
13．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A试推断：
（1）三种元素的名称和符号：
A________，B________，C________。
（2）画出三种元素的原子结构示意图：
A______________，B____________，C____________。
答案
（1）碳C 硅Si 氯Cl
（2）
解析 由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，且质子数A14．用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒（离子或分子），请回答：
（1）A元素是________，B元素是________，C元素是________（用元素符号表示）。
（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。
（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。
（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________，将其通入足量的NaOH溶液中，反应的离子方程式为____________________________________________________。
（5）G分子中含有4个原子，其分子式是________。
答案
（1）K Cl S
（2）HCl （3）F2 （4）H2S H2S＋2OH－===S2－＋2H2O （5）H2O2（或PH3）
解析 常见的18e－微粒有：
阳离子：
K＋、Ca2＋；阴离子：
P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。
结合题目所给条件，不难确定答案。
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