高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表学案
展开第一节 原子结构与元素周期表
第1课时
【学法指导】
1.了解原子核外电子排布。
2.结合原子结构示意图,归纳总结出元素周期表的编排原则及能够根据原子序数确定元素在元素周期表的位置。
【基础梳理】
原子结构模型的演变
模型(1803年):原子是构成物质的基本粒子,它们是坚实的、不可再分实心球。
原子模型(1911年):在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转一样。
原子模型(1904年):原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。
原子模型(1913年):电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。
模型( 1926~1935年):现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速运动,其运动规律与一般物体不同,没有确定的轨道。
原子结构
1.原子的构成
关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(电中性原子中)。
2.质量数
(1)概念:如果忽略电子的质量,将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫作质量数,常用A表示。
(2)质量关系: 。
3.核外电子排布
(1)电子层:在多电子原子里,把电子运动的 的区域简化为 ,称作电子层。
(2)电子层划分
(3)排布规律
核外电子总是先排布能量 的电子层,然后由内到外依次排布在能量逐渐升高的电子层上。
每层分别最多容纳 个(K、L、M、N层分别容纳2、8、18、32个电子。
最外层电子数目不超过 个。
次外层电子数目不超过 个。
倒数第三层电子数目不超过32个。
注:K层为最外层或次外层时不超过 个。
如第49号元素铟的原子结构示意图为:
▶重难点剖析1 原子、离子、分子中微粒间的数量关系
(1)电中性微粒(分子或原子):质子数=核外电子数=核电荷数。
(2)阳离子Xm+:质子数= 。
(3)阴离子Xm-:质子数= 。
【微点拨】电子层实质上是一个“区域”,或者说是一个“空间范围”,它与宏观上层的含义完全不同。
【典型例题1】质量数为37, 有20个中子的原子R,它可以生成的离子是( )
A. R+B. R-C.R2+D. R2-
答案:B
解析:质量数为37、中子数为20的R原子,它的质子数= 质量数-中子数= 37-20 = 17,所以原子序数是17,该元素是氯元素,氯原子最外层有7个电子,很容易得一个电子达 到最外层8个电子的稳定结构,生成带一个单位负电荷的阴离子Cl-。
【素养提升】已知元素X、Y的质子数分别为a和b,它们的离子和的核外电子排布相同,则下列关系式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:因为和具有相同的核外电子排布,因此和具有相同的核外电子数,的核外电子数等于,的核外电子数等于,则,所以A项正确。
▶重难点剖析2 1-20号元素的原子特点
【典型例题2】画出下列1~18号元素的原子结构示意图:
(1)原子核内没有中子的原子: 。
(2)质量数为23,中子数为12的原子: 。
(3)某元素的原子L层电子数是M层电子数的2倍: 。
(4)某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍: 。
(5)某元素原子L层上的电子数为K层的3倍: 。
(6)某元素原子L层上的电子数为K层的一半: 。
(7)某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数:
(8)电子总数是最外层电子数3倍的原子 。
答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)、(8)
解析:(1)H原子核内没有中子,只有一个质子,因此其原子结构示意图为。
(2)质量数为23,中子数为12的原子,其质子数为11,即核外电子数为11,因此其原子结构示意图为。
(3)L层电子数是M层电子数的2倍,则最外层电子数为4,即其原子结构示意图为。
(4)当元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍时,该原子核外电子只有2层,则最外层有4个电子,即其原子结构示意图为。
(5)当元素原子L层上的电子数为K层的3倍时,该原子核外电子只有2层,则最外层有6个电子,即其原子结构示意图为。
(6)当元素原子L层上的电子数为K层的一半时,该原子核外电子只有2层,则最外层有1个电子,即其原子结构示意图为。
(7)如果只有两个电子层,最外层电子数要等于次外层电子数则最外层电子数应为2,即其原子结构示意图为;如果只有三个电子层,最外层电子数要等于次外层电子数,则最外层电子数应为8,即其原子结构示意图为。
(8)如果有两个电子层,当电子总数是最外层电子数3倍时,则最外层电子数应为1,即其原子结构示意图为;如果有三个电子层,当电子总数是最外层电子数3倍时,则最外层电子数应为5,即其原子结构示意图为。
二、元素周期表
1.元素周期表的发展历程
2.元素周期表的编排原则
顺序原则:按原子序数(核电荷数)递增顺序从左到右排列,即原子序数= = 核外电子数= 。
横行原则:将电子层数相同元素排列为一个横行称为周期,周期数= 。
纵行原则:将最外层电子数相同元素按电子层递增的顺序从上到下排列为一个纵行称为族,主族数= 。
3.元素周期表的结构
(1)周期(元素周期表有______个横行,______个周期)
①周期序数=____________。
②短周期:第一、二、三周期,每周期所含元素种类数分别为______、______、______。
③长周期:第四、五、六、七周期,每周期所含元素种类数分别为_____、____、____、32。
(2)族(元素周期表有______个纵列,______个族)
①主族序数=__________________。
②主族,共______个(由长、短周期元素构成,族序数后标A)。
③副族,共______个(只由长周期元素构成,族序数后标B)。
④第Ⅷ族,包括____________三个纵列;0族,最外层电子数是8(He是2)。
⑤过渡元素:元素周期表中从ⅢB到ⅡB共10个纵列,包括了第Ⅷ族和全部副族元素,共60多种元素,全部为______元素,统称为过渡元素。
⑥常见族的别称
☑思考讨论.同一主族相邻周期元素的原子序数相差多少?
✔知识深挖 1 利用“0族定位法”确定元素在周期表中的位置
1.零族元素的周期序数和原子序数
2.比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相邻近的两种0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。
如:已知第六周期稀有气体的原子序数是86,请写出第82号元素位于 。
3.求差值定族数
若某元素原子序数比相应0族元素多1或2,则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族;若比相应的0族元素少1~5时,则应处在同周期的ⅦA~ⅢA族。如第11号元素位于 ;第32号元素 。
【典型例题2】原子序数为83的元素位于:
①第五周期;② 第六周期;③ ⅣA族;④ ⅤA族;⑤ ⅡB族,
其中正确的组合是( )
A.① ④B.② ③C.② ④D.① ⑤
答案:C
解析:本题可根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素原子序数最接近的0族元素为86号元素氡,且83号元素的原子序数比氡元素的小3,故它在元素周期表中位于第6横行第15纵行,即第六周期第VA族,C项正确。
【素养提升】下列选项各截取了元素周期表的一部分,图中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是( )
A. B. C. D.
答案:C
解析:M的原子序数为37,其位于元索周期表中第五周期 I A族。A项,17号、53号元素均为第ⅦA族元素,图中M 为稀有气体元素Kr,故A项错误;B项,19号、55号元素均 处于第I A族,则M应处于第II A族,故B项错误;C项,20 号、56号元素均处于第ⅡA族.20号元素为钙元素,处于第 四周期 ⅡA族.则M处于第五周期I A族,故C项正确,26号、28号元素为第Ⅷ族元素,图中M处于第Ⅷ族,故 D项错误。
【典型例题3】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表某一化学元素
(1)表中所列元素中属于主族元素的有__________;属于金属元素的有__________;e在元素周期表中的位置是__________
(2)下列__________组元素的单质可能都是电的良导体。
A.d、e、f B.b、 c、i C.c、d、g D.a、g、k
答案:1.a、b、c、d、f、g、h、i、j、k、l; b、c、d、e、f 、h, 第四周期VIII族
2.AC;
✔知识深挖 2 “10电子”“18电子”的等电子粒子
1.利用元素排布寻找“10电子”微粒的方法
2.利用元素排布寻找“18电子”微粒的方法
【典型例题4】与OH-具有相同电子总数和质子总数的微粒是( )
A.K+B. Na+ C. F- D. Ne
答案:C
解析:A.K+中具有19个质子和18个电子,则与OH-不 具有相同的质子数和电子数,选项A错误;B. Na+中具有11 个质子和10个电子,则与OH-不具有相同的质子数,选项 B错误;C.F-中有9个质子和10个电子,则与OH-具有相 同的质子数和电子数,选项C正确;D.Ne中有10个质子和 10个电子,而OH-具有9个质子和10个电子,选项D.
【课后练习】
1.下列说法错误的是( )
A.原子是由原子核和核外电子构成的
B.原子的质量主要集中在原子核上
C.质子和中子的相对质量都近似为1
D.原子中不存在带电荷的粒子,所以原子不显电性
2.关于微粒,下列说法正确的是( )
A.该微粒的质子数为37 B.该微粒的中子数为17
C.该微粒的核外电子数为17 D.该微粒的质子数和中子数差为20
3.下列说法错误的是( )
A.K层是能量最低的电子层
B.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上
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
4.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.某离子的质子数与最外层电子数相等
5.质子数和中子数相同的原子R,其阳离子核外共有Rn+个电 子,则R的质量数为( )
A. 2(x+n) B. 2(x-n) C. 2xD. n+2
6.某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1),则 该原子的核内质子数是( )
A.a+2 B. 2a+10 C. 2a+2 D. 2a
7.知 A2-离子共含有x个中子,A元素的质量数为m,则n g A2-离子共含有电子的物质的量(ml)为( )
A.B.C.D.
8.A3+与B2-有相同的电子层结构,已知A 的原子序数是x,则B元素的原子序数为( )
A.x-5B.x+5C.x+1D.x-1
9.A、B两种元素为同一族第三周期和第四周期元素. 若A元素的原子序数为x,则B元素的原子序 数可能为( )
①x+2 ② x+8 ③ x+18 ④x+32
A.①③ B.②④ C.②③ D.①②
10.已知核外有a个电子,它含有b个中子。表示R原子符号正确的是( )
A. B. C. D.
11.下列关于元素周期表应用的说法正确的是( )
A.在过渡元素中,可以找到半导体材料
B.在ⅠA、ⅡA族元素中,寻找制造农药的主要元素
C.在金属与非金属的交界处,寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料
D.为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现提供线索
12.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W、X、Y、Z四种元素在元素周期表中所处的位置关系如下:
①W、X、Z分别位于不同周期
②只有X、Y位于同一周期
③只有X、Y、Z三种元素相邻
则下列说法错误的是( )
A.W一定是H元素
B.X一定是N元素
C.Y、Z元素一定属于同主族元素
D.W、X、Y、Z元素一定都属于非金属元素
13.下列关于元素周期表的说法不正确的是( )
A.编制第一张元素周期表的是俄国化学家门捷列夫
B.门捷列夫编制元素周期表的排序依据是原子的核电荷数
C.门捷列夫编制元素周期表的排序依据是相对原子质量
D.元素周期表揭示了化学元素间的内在规律
14.发现元素周期律并绘制出第一张元素周期表的科学家是( )
A.门捷列夫B.卢瑟福C.道尔顿D.迈尔
15.下列说法正确的是( )
A.元素周期表中有18个纵行,分为18个族
B.元素周期表中有九个横行,分为七个周期
C.元素周期表中有七个横行,分为七个周期
D.元素周期表中有16个纵行,分为16个族
16.在元素周期表中,第三、四、五、六周期元素的数目分别是( )
A.8、18、32、32B. 8、18、18、32
C.8、18、18、18D.8、18、18、18
答案及解析
1.答案:D
解析:A项,原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成的,所以正确,不符合题意;B项,电子的质量相对质子和中子的质量可以忽略,因此原子的质量主要集中在原子核上,所以正确,不符合题意;C项,质子的质量和中子的质量与原子质量的1/12相比所得的数值均为1,所以正确,不符合题意;D项,构成原子的粒子中,中子不带电,但质子和核外电子均带电,所以错误,符合题意。
2.答案:C
解析:表示质子数为17,中子数为20,核外电子数为17的Cl原子,质子数和中子数差为3,所以C项正确。
3.答案:D
解析:A项,K表示第一层,是能量最低的电子层,所以正确,不符合题意;B项,电子总是先从内层排起,所以正确,不符合题意;C项,次外层电子数不超过18个,所以正确,不符合题意;D项,各电子层(n)最多可容纳的电子数为,所以错误,符合题意。
4.答案:B
解析:A项,H原子K层上只有1个电子,所以正确,不符合题意;B项,存在M层则L层一定有8个电子,M层最多能容纳18个电子,因此M层上电子数不可能为L层电子数的4倍,所以错误,符合题意;C项,该离子可以等,所以正确,不符合题意;D项,的质子数为8,最外层电子数也为8,所以正确,不符合题意。
5.答案:A
解析:质子数和中子数相同的原子R,其阳离子Rn+核外 共有x个电子,则R原子核外的电子数为x+n,即质子数为 x+n,所以A的质量数为2(x+n)。
6.答案:C
解析:某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a> 1),故该原子核外只有2个电子层,最外层的电子数为2a, 故该原子的核内质子数是2a + 2,故C正确。
7.答案:B
解析:A2-离子中含有x个中子,A元素的质量数为m,则质子数为m-x,电子数为m- x+2,n g A2-离子的物质的量为,则ng A2-离子共含有电子的物质的量为
8.答案:A
解析:设元素B的核电荷数是y,已知A的原子序数是x, 核电荷数为x,所以A3+的核外电子数等于x-3,同理B2-的 离子中带有(y+2)个电子,因为B2-和A3+具有相同的电子 层结构,即核外电子数相同;所以:x-3=y+2,即y=x-5。
9.答案:C
解析:同一族第三周期和第叫周期元素,原子序数相差 可能为8(如19号元素钾与11号元素钠),也可能为18(如 31号镓元素与13号铝元素),所以若A元素的原子序数为 x,则B元素的原子序数可能为x+8或x+18。
10.答案:C
解析:的核外电子数为a,则其质子数为,质量数质子数+中子数,因此其原子符号可表示为,所以C项正确。
11.答案:D
解析:A项,在元素周期表中金属和非金属的交界处可以找到半导体材料,所以错误;B项,通常制造农药所含的元素为F、Cl、S、P等,所以错误;C项,在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料,所以错误;D项,元素周期表为元素性质的系统研究提供指导,为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索,所以正确。
12.答案:B
解析:由W、X、Z原子序数依次增大且“W、X、Z分别位于不同周期”可知,W、X、Z元素分别位于元素周期表的第一、二、三周期,第一周期的主族元素只有H元素,所以W为H元素;X、Y元素均位于元素周期表的第二周期;由X、Y、Z的原子序数大小关系和“只有X、Y、Z三种元素相邻”的条件可知, X、Y、Z在元素周期表中的相对位置为,且X元素不能位于ⅠA族。
13.答案:B
解析:1869年,俄国化学家门捷列夫将已Li知的元素按照相 对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行,制出了第一张元素周期表,叫周期表。A.编制第一张元素周期表的是俄国化学家门捷列夫,故A正确;门捷列夫编制元素周期表的排序依据是原子的相对原子质量,故B错误,C正确;D.元素周期表揭示了化学元素间 的内在规律,故D正确。
14.答案:A
解析:
15.答案:C
解析:A.元素周期表有18个纵行,但由于第1族包括第 8、9、10三个纵行,所以有16个族,分别为7个主族、7个副族、1个0族、1个第Ⅷ族,故A错误;B元素周期表中有7 个横行,则为7个周期,故B错误;C.元素周期表中有7个横行,则为7个周期,故C正确;D.元素周期表有18个纵行, 但由于第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵行,所以有16个族,故 D错误。
16.答案:B
解析:在元素周期表中,第一周期到第六周期元素的数目 分别为2、8、8、18、18、32,第三、四、五、六周期元素的数目分 别是8、18、18、32,B项正确。
电子层(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
特殊关系
对应元素
最外层电子数为1的原子
最外层电子数为2的原子
最外层电子数与次外层电子数相等的原子
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子
最外层电子数是次外层电子数4倍的原子
次外层电子数是最外层电子数2倍的原子
内层电子总数是最外层电子数2倍的原子
电子层数与最外层电子数相等的原子
电子层数是最外层电子数2倍的原子
最外层电子数是电子层数2倍的原子
最外层电子数是电子层数3倍的原子
核外电子数等于核外电子层的原子
核内无中子的原子
周期类别
周期序数
起止元素
起止原子序数
元素种数
电子层数
短周期
1
H ~He
1~2
2
1
2
Li~Ne
3~10
8
2
3
Na ~ Ar
11~18
8
3
长周期
4
K ~ Kr
19~36
18
4
5
Rb ~Xe
37~54
18
5
6
Cs ~ Rn
55~86
32
6
7
Fr ~Uu
87~118
32
7
名称
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
别称
碱金属
碱土金属
碳族
氮族
氧族
卤族
稀有气体
周期序数
一
二
三
四
五
六
0族元素
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
原子序数
2
10
18
36
54
86
人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池导学案及答案: 这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池导学案及答案,共2页。学案主要包含了学习目标,学习重难点,课前复习,新课教学,思考与讨论1,课堂检测,思考与讨论2,课堂总结等内容,欢迎下载使用。
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高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 离子反应学案设计: 这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 离子反应学案设计,共5页。