鲁科版高中化学必修二《原子结构与元素性质》原子结构元素周期律(第2课时)

【迁移·应用】 1.下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是
() A.K层是能量最低的电子层 B.原子失电子时先失去能量低的电子 C.核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上 D.N层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
【解析】选B。距原子核由近到远,电子的能量由低到 高,即离原子核近的电子能量低,离原子核远的电子能 量高,则K层是能量最低的电子层,A正确;原子最先失去 最外层电子,最外层电子的能量最高,所以原子失电子 时先失去能量高的电子,B错误;核外电子总是优先排布 在能量较低的电子层上,C正确;电子层的次外层最多容
子,化学性质较稳定。 ( ) 提示:√。最外层电子数为4时,形成稳定结构得失电子 的概率是相等的,所以化学性质比较稳定。
二、原子结构与元素原子得失电子能力 1.实验探究
元素
Na
用_小__刀__切下
一小块金属
钠,用__滤__纸_
实验 吸干表面的
过程 煤油,放入盛
有水并滴加
几滴酚酞的
烧杯中
Mg
取一小段镁
到外 能量高低
由_低__到_高__
3.原子核外电子排布的一般规律
【巧判断】
(1)距核越近的电子能量越高。 ( ) 提示:×。核外电子排布的原则是距核由近及远,能量由 低到高依次排列,所以距核越近的电子能量越低。
(2)每层电子容纳的电子数必须是2n2个。( ) 提示:×。每层电子容纳的电子数最多是2n2个,可以少 于这个数。 (3)钾元素是19号元素,钾原子最外层电子数是9个。
提示: (1)
(2)相同点是核外电子排布方式完全相同,不同点是核 电荷数不同。
5.元素性质与原子最外层电子数之间的关系 (1)元素的性质与原子最外层电子排布的关系
元素种类 最外层电子数
金属元素 一般小
于_4_
非金属元素 一般大于或
等于_4_
稀有气体元素
_8_(He 为_2_)
元素种类
原子得失电 子的能力
(2)最外层电子数相同,电子层数越多,最外层电子离核 越远,原子越易_失__电__子__而越难 _得__电__子__。
【情境·思考】 镁和铝在金属活动性顺序表中均排在氢之前,但是二者 分别与盐酸反应的速率、现象不一样,①中反应剧烈, ②中反应不剧烈。
(1)根据图示以及镁、铝的电子层结构分析,哪个图表 示的是镁与盐酸的反应? (2)试利用原子结构的观点解释反应剧烈的一方剧烈的 原因是什么?
原子。
【母题追问】(1)A元素的原子最外层电子数是次外 层电子数的2倍,则该元素的原子核内质子数是多少?( 证据推理与模型认知)
提示:K层为次外层时,A元素的原子最外层电子数为 2×2=4<8;L层为次外层时,A元素的原子最外层电子数为 8×2=16>8,不可能,故A元素的原子核外电子数为2+4=6, 即质子数为6。
【思维建模】解答核外电子推断题的思路如下:
【解析】选D。设x、y分别为A原子L层、M层的电子 数,依题意可知:
A原子 B原子
K
L
M
2
x
y
2
2x
y+3
B原子的M层至少有3个电子,因而其L层的电子数必然是 8,求得x=4;对A原子来说,L层有4个电子时只能是最外 层,即y=0,y+3=3,因此,A、B两原子分别为碳原子和铝
第1章 原子结构 元素周期律 第1节 原子结构与元素性质
第2课时 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力
一、核外电子排布 1.原子核外电子排布的特征
2.电子能量与电子层的关系
各电 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
子层 字母代号 K L M N O P Q
由内 离核远近
由_近__到_远__
【思考·讨论】 (1)M层上最多可容纳18个电子,为什么钾原子的核外
电子排布不是
,而是
呢?
提示:若钾原子的M层排布9个电子,此时M层就成为最外 层,这与电子排布规律中的“最外层上排布的电子不能 超过8个”相矛盾,不符合电子排布的规律,即M层不是 最外层时最多可排18个电子,而它作为最外层时最多只 能排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
、
。
【拓展提升】短周期元素原子结构的特殊性 (1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na;最外层电子 数为2的原子有He、Be、Mg。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、 Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍、3倍、4倍的原 子分别是C、O、Ne。
一般既有正价又 有负价,最高正 价=最外层电子 数,最低负价=最 外层电子数-8,如
7 1
Cl、Cl
稀有气体元素
原子结构为稳 定结构,常见化 合价为零
【巧判断】
(1)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。 ( ) 提示:×。稀有气体He最外层有2个电子。 (2)最外层电子数为4时,既不容易得电子也不容易失电
_M_g_+_2_H_2_O______ _M_g_(_O_H_)_2_+_H_2_↑_
_2_K_+_2_H_2_O_=_=_=_= _2_K_O_H_+_H_2_↑_
结论
与水反应的剧烈程度:__K>_N__a>__M_g
2.判断依据
3.原因解释
(1)在电子层数相同时,核电荷数越大,最外层电子离核 越近,原子越难_失__电__子__而越易 _得__电__子__;
(3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si 。 (4)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al; 电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S;最 外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
知识点二 原子结构与元素性质的关系 【重点释疑】 1.原子结构与元素性质、元素化合价的关系
原子类别 稀有气体
金属元素 原子
与元素性质的关系 最外层电子数为8(He 为2),结构稳定,性质
不活泼
最外层电子数一般小 于4,较易失去电子
与元素化合价的关系
原子结构为稳定结构, 常见化合价为零
易失去最外层电子,达 到稳定结构,其最高正 价为+m(m为最外层电子
【易错提醒】关于原子结构与元素性质的主要易错 点 (1)最外层电子数小于4的不一定为金属元素,如H、He 等;最外层电子数大于4的不一定为非金属元素,如Po等 。 (2)氟没有正价;氧没有最高正价,只有在OF2中表现正 价。
(3)活泼金属易形成阳离子,活泼非金属易形成阴离子, 但是碳难以形成C4-、C4+;硅难以形成Si4+和Si4-;硼难以 形成B3+;氢元素可以形成H+和H-。 (4)金属元素只有正化合价不能说明金属元素不能形成 阴离子,如[Al(OH)4]-等,但在这些离子中,金属元素仍 为正价。
纳18个电子,所以N层为次外层时,最多可容纳的电子数 为18,D正确。
2.(2019·邯郸高一检测)核电荷数为16的元素和核电
荷数为4的元素的原子相比较,前者下列数据是后者4倍
的是 ( )
①电子数
②最外层电子数
③电子层数
④次外层电子数
A.①④
B.①③④
C.①②④
D.①②③④
【解析】选A。核电荷数为16的元素和核电荷数为4的 元素的原子的电子数分别是16和4,最外层电子数分别 是6和2,电子层数分别是3和2,次外层电子数分别为8和 2,A项正确。
(2)当第n电子层作为原子的最外层时,其最多容纳的电 子数与(n-1)层相同;当第n电子层作为原子的次外层时 ,其最多容纳的电子数比(n-1)层最多容纳的电子数多 10个。则n层是K层～N层中的哪一层?(证据推理与模型 认知)
提示:根据核外电子排布规律可知,当n为最外层时,最 多可容纳8个电子,则第(n-1)层最多也可容纳8个电子, 故(n-1)层为次外层时,n层应为M层;当n层为次外层时, 其最多可容纳的电子数比(n-1)层多10个,则证明n层最 多可容纳18个电子,也应为M层。
() 提示:×。最外层电子数不能超过8个,所以钾原子的最 外层是1个电子。
【情境·思考】 洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜,洋葱切开后,我们会 看到里面一层一层的呈现,电子层模型类似于切开的洋 葱。请思考:
(1)原子核周围是否真实存在这样的壳层? 提示:电子层不是真实存在的,是科学家为了表达形象, 根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。 (2)电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转? 提示:电子在某一区域内做无规则运动。
(2)1～20号元素形成稳定结构后最外层一定是8个电子
的稳定结构吗?举例说明。 提示:不一定。如Li+和H+等在形成离子变成稳定结构之 后均不是8电子稳定结构。
【案例示范】 【典例】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.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子 C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
(2)离子结构示意图:离子结构示意图就是指原子得失 电子以后的结构示意图。阳离子结构示意图与其原子 结构示意图相比,少了一个电子层,核电荷数不变;阴离 子结构示意图与其原子结构示意图相比,核电荷数、电 子层数相同,但最外层电子数增加为8。
如
【易错提醒】核外电子排布规律的正确认识 (1)核外电子的排布规律是相互联系的,不能孤立地理 解和应用其中的一项,必须同时满足各项要求。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。
数)
原子类别
非金属 元素原子
与元素性质的关系
最外层电子数一般大 于或等于4,较易获得 电子,形成8电子稳定
结构
与元素化合价的关系
得到一定数目的电 子,达到稳定结构, 其最低负价为m-8
(H为m-2)
2.元素原子失电子能力的判断依据 可以根据元素单质与水或酸反应放出氢气的剧烈程度 来判断元素失电子能力的强弱,一般与水或酸反应越剧 烈,失电子能力越强。
提示:(1)图①。镁反应更加剧烈。 (2)因镁和铝电子层数相同,铝的核电荷数更大,最外层 电子离核更近,原子越难失电子,所以金属性较弱,与酸
反应的剧烈程度越不剧烈。
知识点一 核外电子排布的规律与核外电子排布的表 示方法 【重点释疑】 1.核外电子排布规律解读 核外电子排布规律是相互联系的,不能孤立地应用其中 的一项。
4.核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图
(2)离子结构示意图
如Cl-:
、
Na+:
。
【情境·思考】 KCl在医学上有很重要的用途,主要用于治疗各种原因 引起的低钾血症,预防低钾血症,以及治疗洋地黄中毒 引起频发性、多源性早搏或快速心律失常等。
【情境·思考】 (1)画出Cl、K、Cl-、K+的结构示意图。 (2)从结构示意图上可以得出Cl-和K+的结构示意图有什 么异同点?
单质具有的 性质
金属元素
一般易
_失__电子 具有_还__ _原__性
非金属元素 一般易
_得__电子
具有
_氧__化__性
稀有气体元素
既不易__得_电子, 也不易__失_电子
一般不与其他 物质反应
(2)元素的化合价与原子最外层电子数的关系
金属元素
只显正价且
一般等于最
外层电子数,
如
N1a、
2
Mg
非金属元素
(1)“一低” 电子首先排布在能量最低的电子层里。排满能量低的 电子层,再排能量高的电子层。 (2)“两不超” 各电子层电子不超过2n2个;最外层电子不超过8个(第 一层为最外层时不超过2个)。
(3)“一稳定”
2.核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图:为了形象表示原子核外电子分层 排布的情况而采用的直观图示。如氯原子结构示意图 为
条,用__砂__纸_
除去表面的 氧化膜,放入 盛有等量水 并滴有酚酞 的另一只烧 杯中
K
用小刀切下一小
块与钠块__大__小_ _相__同__的金属钾, 用_滤__纸__吸干表
面的煤油,放入 盛有等量水并 滴加几滴酚酞 的烧杯中
元素
பைடு நூலகம்
Na
钠_浮__在水面
上,熔成一个
闪亮的小球,
实验 小球向四周
现象 移动,发出
【思考·讨论】 (1)尝试画出钙原子的结构示意图,分析为什么钙在 化学反应中表现还原性?
“嘶嘶”的
响声,酚酞
_变__红__
Mg
镁片没有 变化,加 热时,镁 片上有气 泡冒出, 酚酞溶液
_变__红__
K
钾与水立 即剧烈反 应,放出的 热使钾立 即燃烧起 来,酚酞溶
液_变___红_
元素
Na
Mg
K
反应 方程
式
_2_N_a_+_2_H_2_O_=_=_=_= _2_N_a_O_H_+_H_2_↑_