1.3核外电子

1.3 揭开原子核外电子运动的面纱
★知识要点
1.原子核外电子排布规律，
①按能量大小分层排布：电子层数越大，电子能量越高，电子越不稳定；
②电子优先排布在能量低的轨道上，遵循能量最低原理；
③每层排布电子数至多不超过个2n2个（n为电子层数）；
④最外层排布电子数≤8个，次外层≤18个，倒数第三层≤32个，依次…；
2．核外电子运动状态描述主要方法：①原子结构示意图；②电子式。

原子结构示意图：描述原子核电荷数（质子数）和核外电子排布情况的化学用语；
电子式：在元素符号周围用·或X来表示原子、分子或离子的最外层的电子数。

3．元素的化学性质主要由最外层电子数决定。

原子核外运动状态描述
原子核外的电子，是人们的感觉器官不能直接感受到的较小的物体，称为微观物体。

微观物质的运动有以下三方面特点：
（1）二象性：微观物体既具有波动性，又具有微粒性。

所谓波动性是指微观物体的运动规律可用波的方程来描述，并且有反射、衍射等波的特性。

微粒性，指微观粒子具有实际的静质量，能产生光电效应等。

（2）量子化：在经典物理学中，对物理量变化的最小值没有限制，它们可以连续变化，但微观体系的物理量（如电量、能量等）只能以确定的大小一份一份地进行变化，如能量的值，只能以能量最小的值（一个光子的能量）的整数倍变化，电量的值只能以电量最小的值（一个电子的电量）的整数倍变化，这种现象称之为量子化。

（3）统计性：由于原子、电子等微观粒子质量小，速度快，因此不能确切测定某一时刻所在的位置，只能通过统计粒子在某区域出现的几率（可能性）来描述它们的运动状态。

因为微观粒子的运动具有上述三个特点，所以不能用描述宏观运动规律的理论——经典力学的方法来描述核外电子运动规律，也就是说，不能用轨迹的方法来描述电子运动规律。

为了形象地描述电子在核外运动的情况，科学家以微观粒子运动的特点为基础建立了量子力学理论，提出了电子云的概念。

电子云是以统计性为依据，形象地描述了电子在核外空间运动的规律。

人们用小黑点作为电子在原子核外某处出现几率大小的描述：点密，表示出现可能性大，形象地描述了电子在核外运动的情况，人们称这种图形为电子云。

所以，电子云是描述电子运动状态的图形，是形象化的描述方法，并不是说电子真的呈云状包围着原子核。

（4）电子在原子核外的运动状态，可以分别从能层、能级、轨道、自旋状态四个方面进行描述。

4. 离子：在化学变化中，电中性的原子得到或者失去电子而成为带电荷的微粒，这种带电的微粒叫做离子。

阳离子：原子失去电子形成的微粒，如H+、Na+、Mg2+等；
离子所带电荷数＝质子数-核外电子数
阴离子：原子得到电子形成的微粒，如O2-、S2-、Cl-等
离子所带电荷数＝核外电子数-质子数
5．原子和离子的区别
原子是电中性的，而离子是由原子得失电子形成的带电微粒。

原子得到电子则形成阴离子，原子失去电子则形成阳离子。

当微粒中质子数和电子数相等时则为原子，反之，则为离子。

离子与对应的原子结构示意图的区别在于最外层电子数的不同。

电子式是表示微粒最外层上的电子，所以两者有明显的区别。

6 .用结构示意图和电子式表示不同微粒的比较：
微粒结构示意图电子式
O
Mg2+Mg2+
Cl-
例题解析
例1．1~18号元素中，原子核外电子层数等于最外层电子数的元素共有（）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
例2．某元素R原子的核外电子数等于核内中子数，该元素(相对原子质量的整数部分与R 原子的质量数相同)的单质R 2.8 g与氧气充分反应，可得到6.0 g化合物RO2，则该元素的原子（）
A．具有3个电子层B．具有2个电子层
C．最外层电子数为6 D．最外层电子数为4
例3．下列电子式书写正确的是（）
例4．写出下列微粒的符号并画出相应的离子结构示意图。

（1）最外层电子数是次外层电子数4倍的二价阴离子__________________。

（2）电子总数为18的＋1价单核阳离子__________________。

例5． 某微粒的核外电子的数目分别为：K 层2个，L 层8个，该微粒一定是 （ ）
A ．氖原子
B ．钠离子
C ．氟离子
D ．无法确定
巩固练习
一、单项选择题
1.元素的化学性质主要取决于（ ）
A ．核电荷数
B ．质量数与质子数
C ．原子的最外层电子数
D ．相对原子质量
2.一个原子中至少应包含的微粒是（ ）
A ．质子和电子
B ．质子和中子
C ．中子和电子
D ．质子、中子和电子
3.今有A 、B 两种原子，A 原子的M 层比B 原子的M 层少３个电子，B 原子的L 层电子数恰为A 原子L 层电子数的2倍。

A 和B 分别是（ ）
A.Si 和 Na
B.B 和 He
C. Cl 和 C
D. C 和 Al
4.与氩的核外电子排布相同的离子，跟与氖的核外电子排布相同的离子，所形成的化合物是（ ）
A ．CaF 2 B.HCl C.Na 2O D.H 2O
5.已知元素R 的原子，与A 元素的原子形成化学式为AmRn 的化合物，其中一个R 微粒的核外电子数是a ，核内中子数是b 。

则该原子的符号是（ ）
6.某元素M n+核外共有x 个电子，该原子质量数为a ，则该原子核内含有的中子数为（ ）
A ．a+ x +n
B ．a+ x —n
C ．a －x +n
D ．a －x －n 7. a A x+和b B n －的核外电子数相同，则b 值为（ ）
A ．a －x+n
B ．a+x+n
C ．a －n+x
D ．a －x －n
8．A 、B 均为核电荷数1～20的元素，已知A 的核电荷数为n ，A 2+离子比B 2-离子少8个电子，
则B 的核电荷数是（ ）
A ．n+4
B ．n+6
C ．n+8
D ．n+10 9．X 、Y 、Z 和R 分别代表四种元素。

如果a X m ＋、b Y n ＋、c Z n －、d R m －四种离子的电子层结构相同，
则下列关系正确的是（ ）
A ．a －c = m －n
B ．a －b = n －m
C ．c －d = m ＋n
D ．b －d = n ＋m
R R R R b a a+b a A.
a+b-m a-m a+b+m a+m B. C. D.
10．下列各组微粒中，微粒最外层的电子数与稀有气体一样达到稳定结构的是（）A．Na、Mg2+、Al3+、S B．He、Ne、Li+、S2-
C．Ne、Cl-、Mg、Na+ D．Al、F-、Mg、Cl
二、填空题：
11. 写出下列原子的原子结构示意图及电子式：
氢原子、；碳原子、；
钾原子、。

12．在1~18号元素中，符合下列要求的元素为（填写元素符号）
（1）原子L层上有3个电子的元素是____________；
（2）原子M层电子数为L层电子数一半的元素是______________；
（3）原子K层与M层上的电子数之和等于L层上的电子数的元素是___________；
（4）原子最外层电子数为其内层电子总数一半的元素是________________；
（5）原子最外层电子数等于其电子层数的元素是_________________________；
（6）次外层电子数为最外层电子数1/3的元素是__________，其原子结构示意图为______________________；
（7）最外层电子数只有1个电子的元素有__________________，其中核电荷数最大的元素的离子结构示意图为______________________。

13．有A、B、C三种元素，且它们的核电荷数均小于18，已知A与B能形成分子AB2，每个分子中有23个电子，A与B原子的电子层数相同，且B原子的最外层电子数比A原子多1，C为非金属元素，C与B能形成化合物C2B与C2B2。

试回答：
（1）A、B、C三种元素的元素符号分别为____________、____________、____________；（2）B原子的原子结构示意图为___________________________；
（3）A、B、C三种元素形成的化合物的化学式为______________或________________。

14. 写出符合下列要求的化学符号。

（1）含有10个电子的离子。

阳离子：_____ _________ （4种）
阴离子：____ __________ （3种）
（2）含有10个电子的分子：____ __________（4种）
（3）含有18个电子的分子：________ ______（4种）
15. 某阳离子A X2+含N个中子，1molX的氧化物中含质子的物质的量为多少？Wg氧化物中含中子的数目为多少个（用N A表示阿佛加德罗常数）？。