化学必修第一册：第一节课时1 原子结构 元素周期表

3.符号
中各个字母的含义
4.原子核外电子排布规律中的“三最”
能量最低原理：核外电子总是尽可能地先排布在 一个 能量最低的电子层上，然后再由内向外排布在能 最低 量逐步升高的电子层上，即按 K→L→M→N……
顺序排列 各电子层最多容纳 2n2 个电子，如 K、L、M、N 两个 层最多容纳的电子数分别为 2、8、18、32 最多 最外层电子数最多是 8 个(K 层是最外层时，最多 不超过 2 个)
K
L MNOPQ 由近到远
内到外)
能量
由低到高
(5)原子核外第 n 层最多能容纳的电子数为 2n2 ；最
外层中的电子数最多只有 8 个(K 层只有 2 个)。
3.元素周期表 (1)按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原 子序数。原子序数与原子结构的关系如下： 原子序数= 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 。 (2)编排原则。 横行——电子层数相同的元素，按原子序数 递增 的 顺序从左到右排列； 纵列——不同横行中 最外层电子数 相同的元素， 按电子层数递增的顺序由上而下排列。
答案 O：8、10、8 O2-：8、10、10 Mg2+： 12、12、10；1 O：10、9、10。
3.M 电子层最多容纳 18 个电子，为什么钾原子的核
外电子排布不是
而是
？
答案：若钾原子的 M 层排布 9 个电子，此时 M 层就 成为最外层，这和电子排布规律中的“最外层上排布的电 子数不能超过 8 个(K 层为最外层时不超过 2 个)”相矛盾， 不符合电子排布的规律。
(3) 电 子 层 是 否 像 铁 路 轨 道 一 样 ， 在 原 子 中 真 实 存 在？
提示：不是。电子层在原子中不存在，只是为了表达 形象，人们根据电子经常出现的区域而设想的结构模型， 在真实结构中是不存在的。
(4)不同电子层的表示及能量关系。
各电子
序号(n)
1 2 3 4 567
层
符号 ( 由 与原子核的距离
2.利用原子结构推断元素的位置(本方法常用于确定
原子序数小于 18 的元素)
一般应用规律：
周期序数=电子层数
主族序数=最图为
，该元素原子有
3 个电子层，最外层电子数是 1，则钠元素在元素周期表
中的位置为第三周期第ⅠA 族。
3.0 族元素定位法 (1)明确 0 族元素信息。
答案：A=18-2+17=33。
2.原子核外电子排布规律 (1)在含有多个电子的原子里，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(也称作洋 葱式结构)。
(2)在多电子原子中，电子的能量是不相同的，在离 核 较近 的区域内运动的电子能量较低，在离核 较远 的 区域内运动的电子能量较高。
答案：(1)Ar (2)S2- (3)K+ (4)Cl-
拓展延伸 核外电子排布相同的粒子一定是同种元素吗？
提示：不一定。氖原子和钠离子的核外电子排布相同， 但不是同种元素。
活学活用
1.以下是某同学画的 X 的原子结构示意图，其中正
确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
答案：D 2.与氖原子的核外电子排布相同的离子跟与氩原子 的核外电子排布相同的离子形成的化合物可能是 ( )
典例精析 【例 1】某同学在画某种元素的一种单核粒子的结构 示意图时，忘记在圆圈内标出其核电荷数，请你根据下 面的提示作出自己的判断。
(1) 该 粒 子 是 中 性 粒 子 ， 这 种 粒 子 的 符 号
是
。
(2)该粒子失去 2 个电子后变为原子，这种粒子的符号
是
。
(3)该粒子得到 1 个电子后变为原子，且原子的还原性
0 族元素 HeNeArKrXeRnOg 所在周期序数 一 二 三 四 五 六 七
原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小，定周期。 比较该元素的原子序数与其相临近的 0 族元素的原子序 数的大小，若该元素的原子序数比相应 0 族元素大，则该元 素位于该 0 族元素的下一周期，若比相应 0 族元素小，则与 该 0 族元素处于同一周期。
Na：
Na+：
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和
同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如：
Cl：
Cl-：
6.1~18 号元素的原子结构的特殊性 (1)原子核中无中子的元素：H。 (2)最外层有 1 个电子的元素：H、Li、Na。 (3)最外层有 2 个电子的元素：Be、Mg、He。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。 (5)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素：C。最 外层电子数是次外层电子数 3 倍的元素：O。最外层电子 数是次外层电子数 4 倍的元素：Ne。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。 (7)电子总数为最外层电子数 2 倍的元素：Be。 (8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、Si。 (9)内层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、P。
A.MgBr 2 B.Na2S C.Li2O D.KCl
答案：B
探究点二 元素周期表的结构 问题情境 下面是一段师生对话，仔细阅读后回答下列问题。
1.元素周期表中，周期序数由什么决定？主族序数由 什么决定？
答案：周期序数由电子层数决定，主族序数由最外层 电子数决定。
2.元素周期表从左到右一共有 18 个纵列，哪一个纵 列所含元素种数最多？为什么？
提示：由粒子符号可知，离子 AXm- 带 m 个负电荷， 是 AX 原子得到 m 个电子形成的，所以它的电子数比质 子数多 m，即 AXm-电子数为(A-N+m)；同理可知 AXn+是 AX 失去 n 个电子形成的，电子数为(A-N-n)。
2. O O2- Mg2+、1 O 中的质子数、中子 数、电子数各为多少？
很强，这种粒子的符号是
。
(4)该粒子失去 1 个电子后变为原子，且原子的氧化性
很强，这种粒子的符号是
。
解析：(1)单核中性粒子为原子，原子的核电荷数=核 外电子数，因此，此粒子是核电荷数为 18 的氩原子。
(2)失去 2 个电子后变为原子，该粒子为硫离子。 (3)得到 1 个电子后变为原子，该粒子为钾离子。 (4)失去 1 个电子后变为原子，该粒子为氯离子。
2.通过归纳总结，了解元素周期表的编排原则及其 结构，并能根据原子序数确定元素在周期表中的位置， 能从原子结构的角度理解元素周期表的编排，形成“结 构决定性质”的观念；通过推理、论证原子序数与元素 周期表中元素位置的关系，建立元素推断模型，发展宏 观辨识与微观探析和证据推理与模型认知的学科核心 素养。
原子 X) 2.有关粒子间的关系 (1)质量关系。 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
(2)电性关系。 ①电中性粒子(原子或分子)：核电荷数=核内质子数= 核外电子数。 ②带电离子：质子数≠电子数，具体如下表：
阳离子(Rm+) 质子数>电子数 质子数=电子数+m
阴离子(Rm-) 质子数<电子数 质子数=电子数-m
(√ ) (8)每一周期都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素
结束 ( × )
探究点一 原子结构与原子核外电子排布 问题情境 图一：
原子核决定原子的质量。原子的质量主要由质子和中 子的质量决定。
图二：
图三： 电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填 充下一层。
1.若原子 X 的质量数为 A，中子数为 N，则 X 的质 子数为(A-N)，根据离子的形成过程，试确定 AXm-和 AXn+ 的电子数。
35( √ ) (4)最外层电子数为 8 的粒子一定是稀有气体元素原
子 (× ) (5)电子层数相同的元素一定位于同一周期，最外层
电子数相同的元素一定位于同一族 ( × )
(6)元素周期表有 7 个横行，即 7 个周期；有 18 个纵列， 即 18 个族 ( × )
(7)氧元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA 族
解析：原子序数之差为 2 的两种元素可能位于同一主 族，例如 H 和 Li，A 项错误； 若 D-核外有 36 个电子，则 元素 D 是 Br，位于第四周期第ⅦA 族，B 项正确； 第三、 四周期同主族元素的原子序数不一定相差 8，也可能相差 18，例如，Cl 与 Br 相差 18，C 项错误； 位于同一周期的 甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA 族，原子序数为 x，乙位于 第ⅢA 族，乙的原子序数不一定为 x+2，例如，若甲、乙位 于第四周期，则两者原子序数相差 12，D 项错误。
4.与 Ne 原子核外 电子排布相同的常 见粒子有哪 些？
答案：Ne 原子核外有 10 个电子，常见的 10 个电子 的粒子如表所示：
类型 分子
离子
一核
Ne N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+
二核 HF
OH-
三核 四核 五核
H 2O NH 3 CH4
N H3O+ N
过程建构 1.构成原子的粒子
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
课时 1 原子结构 元素周期表
[学习目标] 1.通过归纳总结，明确原子结构的表示方 法，根据核外电子排布规律画出 1～20 号元素的原子结构 示意图，能从微观探析的角度认识原子的构成，建立原子 或离子结构示意图书写思维模型，并运用模型解决核外电 子排布和原子结构示意图书写问题，了解预测、假设、模 型等方法在科学家研究原子结构中的作用，发展宏观辨识 与微观探析和证据推理与模型认知的学科核心素养。
典例精析 【例 2】下列有关元素周期表的说法中正确的是( ) A.原子序数之差为 2 的两种元素不可能位于同一主族 B.若 D-核外有 36 个电子，则元素 D 位于第四周期第
ⅦA 族 C.第三、四周期同主族元素的原子序数一定相差 8 D.位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA 族，
原子序数为 x，乙位于第ⅢA 族，乙的原子序数一 定为 x+2
铺垫知识 在初中，同学们已经了解了原子的构成，原子是由哪 些粒子构成的？请说出碳原子、氯原子中的质子数，Na+、 Cl-中的电子数。
答案：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子 和中子构成。碳原子、氯原子中的质子数分别为 6、17， Na+、Cl-中的电子数分别为 10、18。
新知预习
1.原子结构与质量数 (1)质量数(A )= 质子数(Z)+中子数(N) 。 (2)硫的二价阴离子的核外电子数是 18，中子数为 17，那么它的质量数是多少？
5.原子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图。
①小圆圈表示原子核，圆圈内的数字表示核电荷数。 ②弧线表示电子层。 ③弧线上面的数字表示该层容纳的电子数目。
(2)离子结构示意图。 ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变
为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气
体元素原子相同的电子层结构。如：
答案：第 3 纵列元素种数最多。因为第 3 纵列包含镧 系元素(15 种)和锕系元素(15 种)。
3.元素周 期表中含 元素种数 最多的周 期是哪些 周 期？该周期有多少种元素？
答案：第六、七周期元素种数最多。这两个周期各含 32 种元素。
过程建构 1.元素周期表中的特例 (1)第Ⅷ族包括第 8、9、10 三个纵列，既不属于主族 也不属于副族。 (2)镧系、锕系均包括 15 种元素，且都在第ⅢB 族， 故该族元素种数最多。 (3)从第ⅢB 族到第ⅡB 族(第 3~12 纵列，共 10 个纵 列 68 种元素)的元素统称为过渡元素，因其全部为金属元 素，因此通常也叫做过渡金属元素。
(3)元素周期表的结构。
(4)常见族的特别名称。
第ⅠA 族(除氢外)：碱金属元素； 第ⅦA 族： 卤族 元素；0 族： 稀有气体
元素。
(5)元素周期表中每格代表的信息。
自我检测 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)原子核中质子带正电，中子不带电，核外电子带 负电，原子不带电 ( √ ) (2)所有原子均有质子、中子和电子 ( × ) (3)质子数为 17，中子数为 18 的原子的质量数 为
(3)求差值，定族数。 ①若元素的原子序数比相应的 0 族元素大 1(或 2)， 则该元素应处在相应 0 族元素所在周期的下一周期的第 ⅠA(或第ⅡA)族。 ②若元素的原子序数比相应的 0 族元素小 1~5 时， 则该元素应处在相应 0 族元素同一周期的第ⅦA~ⅢA 族。 ③若元素的原子序数比相应的 0 族元素差其他数， 则由相应的差数得出相应的族序数。