PAGE8-第1課時原子結構課程目標素養目標1.了解原子的組成，理解質量數的概念以及與質子數、中子數的關系。2．相識原子核外電子的排布規律。1.宏觀辨識與微觀探析：能從元素和原子、分子水平相識物質的組成、結構、性質和改變，形成“結構確定性質”的觀念。2．科學看法與社會責任：具有嚴謹求實的科學看法和探究未知崇尚真理的意識。授課提示：對應學生用書第61頁一、原子的構成1．原子的構成原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子：帶1個單位正電荷,中子：不帶電)),電子：帶1個單位負電荷))如碳原子的原子結構模型2．質量數(1)質量數：原子核內全部質子和中子的相對質量取近似整數值后相加所得的數值。(2)構成原子的粒子間的兩個關系①質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)。②質子數＝核外電子數＝核電荷數。3．原子的表示方法[牛刀小試]1．我國在全球最先發覺自然金屬鈾。下列對鈾元素的一種原子eq\o\al(235,92)U的說法正確的是()A．核電荷數為92 B．質子數為143C．中子數為235 D．核外電子數為235答案：A2．下列關于原子的幾種描述中，不正確的是()A．18O與19FB．16O與17O具有相同的電子數C．15N與14N具有相同的質子數D．12C與13答案：D二、原子核外電子的排布1．電子層(1)概念：在含有多個電子的原子里，把電子運動的能量不同的區域簡化為不連續的殼層，稱作電子層。(2)不同電子層的表示及能量關系。各電子層(由內到外)序號(n)1234567符號KLMNOPQ與原子核的距離由近到遠能量由低到高2.電子的能量(1)在多電子原子中，電子的能量是不相同的。(2)電子能量與運動的區域。電子能量較低→運動區域離核較近。電子能量較高→運動區域離核較遠。3．電子排布的規律(1)電子總是盡可能先從內層排起，當一層充溢后再填充下一層。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。(3)原子最外層電子數不能超過8(K層為最外層時不能超過2)，次外層電子數不能超過18。[牛刀小試]1．排布在下列各電子層上的一個電子，所具有的能量最低的是()A．K層B．L層C．M層D．N層答案：A2．下列關于原子結構的敘述中正確的是()A．全部的原子核都由質子和中子構成B．原子的最外層電子數不超過8C．稀有氣體原子的最外層電子數均為8D．原子的次外層電子數都是8解析：A項，H不含有中子；C項，He最外層電子有2個；D項，其次周期元素原子的次外層電子有2個。答案：B授課提示：對應學生用書第62頁要點一原子的構成及微粒數目間的關系1．構成原子的粒子eq\a\vs4\al(原子,\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子Z→確定元素種類,中子A—Z→確定原子種類)),核外電子Z\o(→,\s\up7(最外層電子))確定元素的化學性質))2．有關粒子間的關系(1)質量關系。①質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)。②原子的相對原子質量近似等于質量數。(2)電性關系。①電中性微粒(原子或分子)：核電荷數＝核內質子數＝核外電子數。②帶電離子。質子數≠電子數，詳細如下表：陽離子(Rm＋)質子數>電子數質子數＝電子數＋m陰離子(Rm－)質子數<電子數質子數＝電子數－m(3)數量關系。原子序數＝質子數。3．符號eq\o\al(A,Z)eq\o(X,\s\up6(±c))eq\o\al(n±,m)中各個字母的含義[典例1]已知R2－的核內有n個中子，R原子的質量數為M，則mgR2－中含有電子的物質的量為()A.eq\f(mM－n,M)mol B.eq\f(M－n－2,Mm)molC.eq\f(mM－n－2,M)mol D.eq\f(mM－n＋2,M)mol[解析]R2－含有的電子數為M－n＋2，mgR2－的物質的量為eq\f(m,M)mol，則mgR2－含有電子的物質的量為eq\f(mM－n＋2,M)mol。[答案]D[題組訓練]1．1996年2月，德國某探討所在高能加速器中，將eq\o\al(70,30)Zn撞入一個eq\o\al(208,)82Pb的原子核并釋放出一個中子后，合成一種人造超重元素的原子，該元素原子內中子數為()A．278 B．277C．166 D．165解析：eq\o\al(70,30)Zn＋eq\o\al(208,)82Pb→eq\o\al(277,112)X＋eq\o\al(1,0)n，所以該元素原子內中子數為277－112＝165。答案：D2．已知R2＋核外有a個電子，b個中子。下列表示的R原子符號正確的是()A.eq\o\al(b,a)R B.eq\o\al(a＋b－2,a＋2)RC.eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)R D.eq\o\al(a＋b,a－2)R解析：R2＋核外有a個電子，則R原子核外有(a＋2)個電子，即核內有(a＋2)個質子，R的質量數為a＋2＋b。答案：C要點二原子核外電子的排布1．原子結構示意圖(1)小圓圈和圓圈內的數字分別表示原子核及核內質子數。(2)弧線表示電子層。(3)弧線上的數字表示該電子層上的電子數，如2．離子結構示意圖(1)當主族中的金屬元素原子失去最外層全部電子變為離子時，電子層數削減一層，形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結構。(2)非金屬元素的原子得電子形成簡潔離子時，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結構。3．10電子和18電子常見微粒總結(1)與氖原子具有相同電子層排布的微粒(10電子微粒)：陽離子Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NHeq\o\al(＋,4)陰離子F－、O2－、N3－、OH－分子Ne、HF、H2O、NH3、CH4若A、B、C、D均是10電子微粒，它們之間存在如下關系：(2)與氬原子具有相同電子層排布的微粒(18電子微粒)：陽離子K＋、Ca2＋陰離子Cl－、S2－、HS－、Oeq\o\al(2－,2)分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2、F2[典例2](1)某元素原子的核電荷數是核外電子層數的5倍，其質子數是最外層電子數的3倍，該元素的原子結構示意圖為________。(2)已知某粒子的結構示意圖為回答下列問題：①當x－y＝10時，該粒子為________(填“原子”“陽離子”或“陰離子”)。②當y＝8時，該粒子可能為(填名稱)________、________、________、________、________。③寫出y＝3與y＝7時的元素最高價氧化物對應的水化物之間發生反應的離子方程式：________________________________________________________________________。[解析](1)設核電荷數＝質子數＝a，元素原子的電子層數為x，最外層電子數為y，依題意：a＝5x，a＝3y，則5x＝3y，x＝3y/5。因原子的最外層電子數不能超過8，即y為1～8的正整數，故僅當y＝5，x＝3時合理，該元素的核電荷數為15，其原子結構示意圖為(2)①當x－y＝10時，x＝10＋y，說明核電荷數等于核外電子數，所以該粒子應為原子；②當y＝8時，該粒子應有18個電子，所以可能為氬原子、氯離子、硫離子、鉀離子、鈣離子；③y＝3時為鋁原子，y＝7時為氯原子，其最高價氧化物對應的水化物分別為氫氧化鋁和高氯酸，反應的離子方程式為Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。[答案](1)(2)①原子②氬原子氯離子硫離子鉀離子鈣離子③Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O[題組訓練]3．鈣原子的原子結構示意圖是()答案：D4．今有A、B兩種原子，A原子的M層比B原子的M層少3個電子，B原子的L層電子數恰為A原子L層電子數的2倍，A和B分別是()A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氫原子C．氯原子和碳原子 D．碳原子和鋁原子解析：設x、y分別為A原子L、M層電子數，依題意，A、B兩原子的電子層結構為：KLMA2xyB22xy＋3B原子的M層至少有3個電子，因而其L層的電子數必定是8個，求得x＝4。對A原子來說，L層有4個電子時只能是最外層，即y＝0，y＋3＝3。因此，這兩個原子分別為碳原子和鋁原子，D項正確。答案：D授課提示：對應學生用書第63頁1．下列粒子的結構示意圖，正確的是()解析：Cl的原子結構示意圖為；Ar的原子結構示意圖為；K的原子結構示意圖為答案：A2．下列說法不正確的是()①質子數相同的粒子肯定是同一元素②質子數相同且電子數也相同的兩種粒子不行能一種是分子，另一種是離子③電子數相同的粒子不肯定是同種元素④一種元素不行以形成不同單質⑤某元素的相對原子質量取整數值就是質量數A．②④⑤ B．①④⑤C．②③④ D．①②③④⑤解析：粒子包括分子、原子、離子、質子、中子等，質子數相同、中子數不同的同一類原子是同一元素。但質子數相同，若一種是分子而另一種是原子時，則不是同一元素，如H2O、Ne，所以①不正確、③正確。離子形成的緣由是質子總數與電子總數不同，當為分子時，電子數和質子數相等，整個分子不顯電性；當為離子時，陽離子：質子總數>電子總數，陰離子：質子總數<電子總數。若分子是由同種元素的原子形成則為單質，在各單質中雖組成元素相同，但每個分子含有的原子數不肯定相同，如O2、O3，金剛石、石墨，紅磷、白磷等，所以②正確、④不正確。由于元素的原子還存在同位素，所以元素的相對原子質量不等于某同位素原子的相對原子質量。元素的相對原子質量取整數值也不肯定是質量數，所以⑤不正確。答案：B3．現有bXn－和aYm＋兩種離子，它們的電子層結構相同，則a與下列式子有相等關系的是()A．b－m－n B．b＋m＋nC．b－m＋n D．b＋m－n解析：陽離子中：質子數＝核外電子數＋電荷數；陰離子中：質子數＝核外電子數－電荷數，由題意知a－m＝b＋n，則a＝b＋m＋n。答案：B4．在原子的第n電子層中，當n為最外層時，最多容納電子數與(n－1)層相同；當n為次外層時，其最多容納的電子數比(n－1)層最多容納的電子數多10，則n層是()A．N層 B．M層C．L層 D．K層解析：由題意可知第n層肯定不是K層，所以當其為最外層時所容納電子數為8，所以n－1層為其次層。通過n為次外層時，最多容納的電子數比(n－1)層多10，可進一步驗證n為M層。答案：B5．A＋、B＋、C－、D、E五種粒子(分子或離子)，它們都分別含有10個電子，已知它們有如下轉化關系：①A＋＋C－eq\o(→,\s\up7(△))D＋E↑②B＋＋C－→2D(1)寫出①的離子方程式：__________________________________________________；寫出②的離子方程式：____________________________________________________。(2)除D、E外，請再寫出兩種含10個電子的分子：___________________________________________________________________________________________________。(3)除A＋、B＋外，請再寫出兩種含10個電子的陽離子：_______________________。解析：先列出常見的10電子粒子，比照分析找出其轉化關系。①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。②陽離子：Na＋、Mg2＋、