4.1.1原子结构与元素周期表(教学课件)-高中化学人教版(2019)必修第一册
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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构 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。
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中子 ①中子不带电
原子
②相对质量约为1
①围绕原子核做高速运动
核外电子 ②每个电子带一个单位负电荷
③相对质量为一个质子(中子)的
1
1 836
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： 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(。N)
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➢ 每层分别最多容纳 2n2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 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。 ➢ 注：K层为最外层或次外层时不超过2个。
LKM NO 能量逐渐增高
重难点剖析1 原子、离子、分子中微粒间的数量关系
___1_8__、___3_2__、32。
列数 1 2 3
45
6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
类别 主族
副族
Ⅷ族
副族
主族
0 族
名称 Ⅰ A
Ⅱ A
ⅢB ⅣB
Ⅴ B
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
Ⅰ B
Ⅱ B
ⅢA
ⅣA
Ⅴ A
ⅥA
ⅦA
0
8 He 2
最外 层电 1 2 子数
过渡元素
（
34
56
7
）
钠原子
钠离子
(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＝ 核外电子数＋m 。 (3)阴离子Xm－：质子数＝ 核外电子数－m 。
【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- 买的VIP时长期间，下载特权不清零。
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玻尔原子模型(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。
电子云模型( 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。
一、原子结构
1.原子的构成
①每个质子带一个单位正电荷
质子
原子核
②相对质量约为1
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3.元素周期表的结构
周期类别
周期序数
1
短周期
2
3
4
长周期
5
6
7
起止元素 H ～He Li～Ne Na ～ Ar K ～ Kr Rb ～Xe Cs ～ Rn Fr ～Uuo
起止原子序数 1～2 3～10 11～18
19～36 37～54 55～86 87～118
元素种数 2 8 8 18 18 32 32
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= 质子数 = 核外电子数= 核电荷数 。 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 = 电子层数。 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= 最外层电子数。
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⑥常见族的别称
名称 别称
ⅠA 碱金属
ⅡA 碱土金属
ⅢB 碳族
ⅣB 氮族
ⅤB 氧族
ⅥB 卤族
ⅦB 稀有气体
思考讨论.同一主族相邻周期元素的原子序数相差多少?
提示对于第ⅠA、ⅡA族而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于上一周期 所含元素的种类数。
如第ⅡA族,第三周期（12号）和第四周期元素（20号）的原子序数相差的数值等 于第三周期所含元素的种类数,为8。
对应元素 H、Li、Na、K He、Be、Mg、Ca
Be、Ar C O Ne
Li、Si Li、P H、Be、Al Li、Ca He、C、S
O H H
【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:
（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
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
(1)周期(元素周期表有___七___个横行，___七___个周期) ①周期序数＝_电__子__层___数____。
②短周期：第一、二、三周期，每周期所含元素种类数分别为__2____、___8___、 ___8___。
③长周期：第四、五、六、七周期，每周期所含元素种类数分别为__1__8__、
质量数(N)
3.核外电子排布
质子数(Z)
(1)电子层：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)电子层划分
电子层（n） 1
2
3
4
5
6
7
符号
K LMNO P Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
(3)排布规律
➢ 核外电子总是先排布能量较低的电子层， 然后由内到外依次排布在能量逐渐升高 的电子层上。
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
。
（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
（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）
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为
(2)族(元素周期表有__1_8___个纵列，___1_6__个族) ①主族序数＝__最__外__层__电__子__数______。 ②主族，共__7____个(由长、短周期元素构成，族序数后标A)。 ③副族，共___7___个(只由长周期元素构成，族序数后标B)。 ④第Ⅷ族，包括___8_、__9_、__1_0__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__金__属__元素，统称为过渡元素。
对于第ⅢA~ⅦA族元素而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于下一周期 所含元素的种类数。
如第ⅦA族,第三周期（17号）和第四周期元素（35号）的原子序数相差的数值等 于第四周期所含元素的种类数,为18。
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道尔顿模型(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。
汤姆孙原子模型(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。
卢瑟福原子模型(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。
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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 项正确。
， 的核外电子数等于 ，则
，所以 A
重难点剖析2 1-20号元素的原子特点 特殊关系
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
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构 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。
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中子 ①中子不带电
原子
②相对质量约为1
①围绕原子核做高速运动
核外电子 ②每个电子带一个单位负电荷
③相对质量为一个质子(中子)的
1
1 836
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： 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(。N)
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➢ 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。 ➢ 注：K层为最外层或次外层时不超过2个。
LKM NO 能量逐渐增高
重难点剖析1 原子、离子、分子中微粒间的数量关系
___1_8__、___3_2__、32。
列数 1 2 3
45
6
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
类别 主族
副族
Ⅷ族
副族
主族
0 族
名称 Ⅰ A
Ⅱ A
ⅢB ⅣB
Ⅴ B
ⅥB
ⅦB
Ⅷ
Ⅰ B
Ⅱ B
ⅢA
ⅣA
Ⅴ A
ⅥA
ⅦA
0
8 He 2
最外 层电 1 2 子数
过渡元素
（
34
56
7
）
钠原子
钠离子
(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＝ 核外电子数＋m 。 (3)阴离子Xm－：质子数＝ 核外电子数－m 。
【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。
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电子云模型( 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。
一、原子结构
1.原子的构成
①每个质子带一个单位正电荷
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3.元素周期表的结构
周期类别
周期序数
1
短周期
2
3
4
长周期
5
6
7
起止元素 H ～He Li～Ne Na ～ Ar K ～ Kr Rb ～Xe Cs ～ Rn Fr ～Uuo
起止原子序数 1～2 3～10 11～18
19～36 37～54 55～86 87～118
元素种数 2 8 8 18 18 32 32
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= 质子数 = 核外电子数= 核电荷数 。 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 = 电子层数。 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= 最外层电子数。
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⑥常见族的别称
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ⅠA 碱金属
ⅡA 碱土金属
ⅢB 碳族
ⅣB 氮族
ⅤB 氧族
ⅥB 卤族
ⅦB 稀有气体
思考讨论.同一主族相邻周期元素的原子序数相差多少?
提示对于第ⅠA、ⅡA族而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于上一周期 所含元素的种类数。
如第ⅡA族,第三周期（12号）和第四周期元素（20号）的原子序数相差的数值等 于第三周期所含元素的种类数,为8。
对应元素 H、Li、Na、K He、Be、Mg、Ca
Be、Ar C O Ne
Li、Si Li、P H、Be、Al Li、Ca He、C、S
O H H
【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:
（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
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
(1)周期(元素周期表有___七___个横行，___七___个周期) ①周期序数＝_电__子__层___数____。
②短周期：第一、二、三周期，每周期所含元素种类数分别为__2____、___8___、 ___8___。
③长周期：第四、五、六、七周期，每周期所含元素种类数分别为__1__8__、
质量数(N)
3.核外电子排布
质子数(Z)
(1)电子层：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)电子层划分
电子层（n） 1
2
3
4
5
6
7
符号
K LMNO P Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
(3)排布规律
➢ 核外电子总是先排布能量较低的电子层， 然后由内到外依次排布在能量逐渐升高 的电子层上。
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
。
（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
（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）
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(2)族(元素周期表有__1_8___个纵列，___1_6__个族) ①主族序数＝__最__外__层__电__子__数______。 ②主族，共__7____个(由长、短周期元素构成，族序数后标A)。 ③副族，共___7___个(只由长周期元素构成，族序数后标B)。 ④第Ⅷ族，包括___8_、__9_、__1_0__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__金__属__元素，统称为过渡元素。
对于第ⅢA~ⅦA族元素而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于下一周期 所含元素的种类数。
如第ⅦA族,第三周期（17号）和第四周期元素（35号）的原子序数相差的数值等 于第四周期所含元素的种类数,为18。
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道尔顿模型(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。
汤姆孙原子模型(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。
卢瑟福原子模型(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。
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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 项正确。
， 的核外电子数等于 ，则
，所以 A
重难点剖析2 1-20号元素的原子特点 特殊关系
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