第2課時(shí)核外電子排布一、核外電子的分層排布1.核外電子的運(yùn)動(dòng)特征:(1)具有“廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間。(2)運(yùn)動(dòng)速率很快。(3)所處位置和運(yùn)動(dòng)速率不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定。【聯(lián)想】核外電子的運(yùn)動(dòng)不像宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)一樣有確定的軌道。2.核外電子的排布規(guī)律:(1)依據(jù):電子能量高低,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核遠(yuǎn)近。(2)電子層與電子能量的關(guān)系。電子層序數(shù)一二三四五六七電子層符號(hào)________OPQ離核距離

電子能量

KLMN近遠(yuǎn)低高(3)核外電子排布規(guī)律。升高2n22【注意】電子層不能理解為電子在核外一薄層空間內(nèi)運(yùn)動(dòng),而是按電子出現(xiàn)幾率最大的區(qū)域,離核遠(yuǎn)近來(lái)劃分的。3.核外電子排布的表示方法——結(jié)構(gòu)示意圖:(1)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖。電子層原子核電子數(shù)核電荷數(shù)(2)簡(jiǎn)單離子的結(jié)構(gòu)示意圖。①Na+的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)______。②Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。二、原子的最外層電子排布與元素的化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系稀有氣體元素金屬元素非金屬元素最外層電子數(shù)__(He為_(kāi)_)一般_____4一般___________4穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定得失電子能力既不易得電子也不易失電子易_____電子一般易_____電子82小于

大于或等于失去得到稀有氣體元素金屬元素非金屬元素化合價(jià)0價(jià)只顯___價(jià)一般為_(kāi)__價(jià)構(gòu)成的簡(jiǎn)單離子不能形成簡(jiǎn)單離子___離子一般為_(kāi)__離子正負(fù)陽(yáng)陰【注意】金屬元素只有正化合價(jià),非金屬元素中氧、氟只有負(fù)化合價(jià),其他的非金屬都有正、負(fù)化合價(jià)?！咀晕倚y(cè)】1.下列粒子的核外電子排布正確的是(

)【解析】選D。本題可用排除法,電子總是盡量先排在離核近的電子層上,故A錯(cuò);最外電子層最多可排8個(gè)電子,故B錯(cuò);倒數(shù)第二層最多可排18個(gè)電子,故C錯(cuò)。2.下面關(guān)于多電子原子核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的敘述正確的是(

)A.核外電子是分層運(yùn)動(dòng)的B.所有電子在同一區(qū)域里運(yùn)動(dòng)C.能量高的電子在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)D.能量低的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域繞核旋轉(zhuǎn)【解析】選A。在含有多個(gè)電子的原子里,電子是在原子核外距核由近及遠(yuǎn)、能量由低到高的不同電子層上分層排布的。3.下列敘述中不符合原子核外電子排布基本規(guī)律的是(

)A.核外電子總是優(yōu)先排在能量最低的電子層上B.K層是能量最低的電子層C.N電子層為次外層時(shí),最多可容納的電子數(shù)為18D.各電子層(n)最多可容納的電子數(shù)為n2【解析】選D。第n電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2,若為最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè),第一層為最外層時(shí),電子數(shù)不超過(guò)2個(gè)。4.下列化學(xué)符號(hào)表示同一種元素的是(

)

A.只有①③

B.①②③C.只有②③ D.全部【解析】選B。元素的種類(lèi)由質(zhì)子數(shù)決定,由給出符號(hào)可知①、②、③核內(nèi)質(zhì)子數(shù)均為17,為同一種元素。5.已知最外層電子數(shù)相同的原子具有相似的化學(xué)性質(zhì)。氧原子的核外電子分層排布示意圖為,則下列原子中,與氧原子的化學(xué)性質(zhì)相似的是(

)【解析】選C。根據(jù)已知信息可知,最外層電子數(shù)相同的原子具有相似的化學(xué)性質(zhì),氧原子最外層電子數(shù)為6,C項(xiàng)所示原子最外層電子數(shù)也是6。一、核外電子排布規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)示意圖1.核外電子排布規(guī)律的理解:(1)“一低”:電子首先排布在能量最低的電子層里。排滿(mǎn)能量低的電子層,再排能量高的電子層。(2)“兩不超”。①各電子層電子數(shù)不超過(guò)2n2。②最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(第一層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè))。注意:核外電子排布規(guī)律是相互聯(lián)系的,不能孤立地理解,如當(dāng)M層不是最外層時(shí),最多可以排布18個(gè)電子,而當(dāng)它是最外層時(shí),最多可以排布8個(gè)電子。2.離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖:(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖:原子結(jié)構(gòu)示意圖是為了形象地描述極其微小的原子的結(jié)構(gòu),而采用圖示的方法,將原子結(jié)構(gòu)直觀(guān)地表現(xiàn)出來(lái)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。如氯原子結(jié)構(gòu)示意圖為(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖:離子結(jié)構(gòu)示意圖就是指原子得失電子以后的結(jié)構(gòu)示意圖。陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)示意圖與其原子結(jié)構(gòu)示意圖相比,少了一個(gè)電子層,核電荷數(shù)不變;陰離子結(jié)構(gòu)示意圖與其原子結(jié)構(gòu)示意圖相比,核電荷數(shù)、電子層數(shù)相同,但最外層電子數(shù)增加為8。如【拓展深化】核電荷數(shù)為1～20的原子或離子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)原子核中無(wú)中子的原子:1H。(2)最外層電子數(shù)。①有1個(gè)電子:H、Li、Na、K。②有2個(gè)電子:Be、Mg、Ca、He。③等于次外層電子數(shù):Be、Ar。④是次外層電子數(shù)2倍:C。⑤是次外層電子數(shù)3倍:O。⑥是次外層電子數(shù)4倍:Ne。⑦是內(nèi)層電子總數(shù)的一半:Li、P。⑧等于電子層數(shù):H、Be、Al。⑨是次外層電子數(shù)的一半:Li、Si。⑩是電子總數(shù)的一半:Be。【題組過(guò)關(guān)】

1.在第n電子層中,當(dāng)它作為原子的最外電子層時(shí),容納電子數(shù)最多與(n-1)層相同,當(dāng)它作為原子的次外層時(shí),其電子數(shù)比(n+1)層最多能多容納10個(gè)電子,則此電子層是(

)A.K層B.L層C.M層D.N層【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個(gè)。(2)核外電子排布規(guī)律中的最外層最多容納8個(gè)電子。【解析】選C。n是最外層時(shí),最多容納8個(gè)電子,與(n-1)層電子數(shù)相同,說(shuō)明(n-1)層應(yīng)有8個(gè)電子,即為L(zhǎng)層,n為M層;若n為次外層,(n+1)為最外層,其電子數(shù)最多為8個(gè),n層電子數(shù)最多為18個(gè),同樣符合題意,進(jìn)一步證明此電子層為M層?！狙由焯骄俊咳舾鶕?jù)上題中的判斷該層電子是2個(gè)時(shí),對(duì)應(yīng)的元素的符號(hào)是________。提示:Mg。根據(jù)判斷,該層是M層,所以當(dāng)該電子層電子數(shù)是2時(shí),應(yīng)該是Mg。原子的核外電子數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù),為12個(gè)。2.核電荷數(shù)分別是16和4的元素原子相比較,前者的下列數(shù)據(jù)是后者4倍的是(

)①質(zhì)子數(shù) ②最外層電子數(shù)③電子層數(shù) ④電子總數(shù)A.①② B.①④ C.②③ D.③④【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖的書(shū)寫(xiě)方法。(2)原子核外電子排布的一般規(guī)則的掌握?！窘馕觥緽。寫(xiě)出二者的原子結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)比可知,①④正確。3.下列三種微?？梢詺w為一類(lèi),請(qǐng)選擇一項(xiàng)可以歸入此類(lèi)的結(jié)構(gòu)示意圖(

)【解析】選C。題給三種微粒的結(jié)構(gòu)示意圖均表示陽(yáng)離子,即核電荷數(shù)大于核外電子數(shù),符合此特點(diǎn)的只有C項(xiàng)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列說(shuō)法中正確的是(

)A.鋰的原子結(jié)構(gòu)示意圖是B.某原子M層電子數(shù)為L(zhǎng)層電子數(shù)的4倍C.某離子M層和L層電子數(shù)均為K層的4倍D.離子的核電荷數(shù)一定等于其核外電子數(shù)【解析】選C。K層電子數(shù)最多是2,故鋰原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖是,A錯(cuò)誤;元素M層有電子,其L層一定有8個(gè)電子,M層上電子數(shù)為L(zhǎng)層上電子數(shù)的4倍,則M層上電子數(shù)為32,而M層最多容納18個(gè)電子,B項(xiàng)錯(cuò)誤;K層電子數(shù)填滿(mǎn)是2,某離子M層和L層電子數(shù)均為K層的4倍,即均是8,故該離子的核外電子數(shù)是18,C正確;原子得失電子后成為離子,因此離子的核外電子數(shù)一定不等于其核電荷數(shù),D錯(cuò)誤。2.今有A、B兩種原子,A原子的M層比B原子的M層少3個(gè)電子,B原子的L層電子數(shù)恰為A原子L層電子數(shù)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】選D。本題考查核外電子排布規(guī)律。設(shè)A原子L、M層電子數(shù)分別為x、y,依題意,A、B兩原子的電子層結(jié)構(gòu)為電子層KLMA原子2xyB原子22xy+3B原子的M層至少有3個(gè)電子,因而其L層的電子數(shù)必然是8,求得x=4。對(duì)A原子來(lái)說(shuō),L層有4個(gè)電子時(shí)只能是最外層,即y=0,y+3=3。因此,這兩個(gè)原子分別為碳原子和鋁原子,故D項(xiàng)正確。二、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)及化合價(jià)的關(guān)系原子類(lèi)別與元素性質(zhì)的關(guān)系與元素化合價(jià)的關(guān)系稀有氣體最外層電子數(shù)為8(He為2),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,性質(zhì)不活潑原子結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu),常見(jiàn)化合價(jià)為零原子類(lèi)別與元素性質(zhì)的關(guān)系與元素化合價(jià)的關(guān)系金屬元素原子最外層電子數(shù)一般小于4,較易失去電子易失去最外層電子,達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其最高正價(jià)為+m(m為最外層電子數(shù))非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般大于或等于4,較易獲得電子,形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)得到一定數(shù)目的電子,達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其最低負(fù)價(jià)為m-8(H為m-2)

【題組過(guò)關(guān)】

1.從宏觀(guān)方面看物質(zhì)是由元素組成的,從微觀(guān)方面看物質(zhì)是由粒子構(gòu)成的,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

)A.元素原子的多樣性是由構(gòu)成原子的質(zhì)子和中子數(shù)目引起的B.元素的化學(xué)性質(zhì)主要取決于元素原子的最外層電子數(shù)C.只由一種分子構(gòu)成的物質(zhì)一定是純凈物D.質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)的微粒,可能是一種分子或一種離子【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn):(1)質(zhì)子數(shù)決定元素種類(lèi),質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)決定同位素種類(lèi),最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)。(2)質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)的微粒呈電中性,不可能是離子?！窘馕觥窟xD。元素有多種多樣的同位素原子是由質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同引起的,A對(duì);元素的化學(xué)性質(zhì)主要取決于原子的最外層電子數(shù),B對(duì);只由一種分子構(gòu)成的物質(zhì)一定是純凈物,C對(duì);分子的質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù),離子的質(zhì)子數(shù)不等于電子數(shù),D錯(cuò)?！狙由焯骄俊緿項(xiàng),10電子微粒中,質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相同的分子有________(寫(xiě)2種即可)。提示:H2O和CH4(合理即可)。2.核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子核外電子層數(shù)為a,最外層電子數(shù)為(2a+1)。下列有關(guān)元素X的說(shuō)法中,不正確的是(

)A.元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2-1)B.元素X形成的單質(zhì)既能作氧化劑又能作還原劑C.元素X形成的簡(jiǎn)單離子,各電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2個(gè)(n表示電子層數(shù))D.由元素X形成的某些化合物,可能具有殺菌消毒的作用【解析】選C。若a=1,2a+1=3,此元素不存在;若a=2,則2a+1=5,即該元素為氮;若a=3,則2a+1=7,即該元素為氯,氮原子質(zhì)子數(shù)為7,符合(2a2-1)的形式,氯原子質(zhì)子數(shù)為17,也符合(2a2-1)的形式,A項(xiàng)正確;N2、Cl2都既可作氧化劑又可作還原劑,B項(xiàng)正確;N3-、Cl-的結(jié)構(gòu)分別為,故C項(xiàng)不正確;HClO具有殺菌消毒作用,D項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】1.某元素的原子L層電子數(shù)比M層電子數(shù)多5個(gè),該元素的最高化合價(jià)為(

)A.+3

B.+4

C.+5

D.+6【解析】選A。根據(jù)M層有電子可知L層已經(jīng)填充滿(mǎn),即L層的電子數(shù)為8個(gè),則M層的電子數(shù)為3個(gè)。M層是該元素原子的最外層,該元素的最高化合價(jià)為+3。2.已知X、Y是原子核電荷數(shù)不大于18的元素。X原子的最外層電子數(shù)為a,次外層電子數(shù)為a+2;Y原子的最外層電子數(shù)為b-5,次外層電子數(shù)為b。則X、Y兩元素形成化合物的組成是(

)A.XY2

B.Y4X

C.Y2X3

D.YX3【解析】選C。X、Y的次外層(a≠0,a+2>2;b-5>0,b>5)不可能是K層,即最外層為第3層(X、Y核電荷數(shù)小于18),這樣得出X的核外電子排布為2、8、6,為硫,Y的核外電子排布為2、8、3,為鋁,形成化合物為Al2S3。三、常見(jiàn)的10電子和18電子的微粒1.核外電子總數(shù)為10的粒子:(1)原子:Ne;(2)陽(yáng)離子:Na+、Mg2+、Al3+、

、H3O+;(3)陰離子:N3-、O2-、F-、OH-、

;(4)分子:CH4、NH3、H2O、HF。2.核外電子總數(shù)為18的粒子:(1)原子:Ar;(2)陽(yáng)離子:K+、Ca2+;(3)陰離子:P3-、S2-、HS-、Cl-;(4)分子:SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2等?！疽族e(cuò)提醒】推斷“10電子”微粒和“18電子”微粒的方法(1)首先確定10電子和18電子的中性原子Ne和Ar,然后找出比它們少或多電子的原子轉(zhuǎn)化成陰、陽(yáng)離子或氫化物分子。(2)將微粒加、減H+后,核外電子總數(shù)不變,由氫化物分子可推出相應(yīng)的陰離子或陽(yáng)離子,如NH3和

、

,H2O和H3O+、OH-,H2S與HS-等。(3)根據(jù)CH4、NH3、H2O、HF分子內(nèi)有10個(gè)電子,減去一個(gè)H后剩余的原子或原子團(tuán)“CH3”“NH2”“OH”“F”有9個(gè)電子,這四種原子或原子團(tuán)兩兩結(jié)合得到的分子均為18電子微粒,如自身兩兩結(jié)合得到的分子有CH3CH3(乙烷)、N2H4(肼)、H2O2、F2;不同原子或原子團(tuán)之間兩兩結(jié)合可得到的分子有CH3OH、CH3NH2(甲胺)等。

【題組過(guò)關(guān)】

1.下列各組微粒中,核外電子層結(jié)構(gòu)相同的是(

)A.Mg2+、O2-、Na+、F-

B.Na+、F-、S2-、ArC.K+、Ca2+、S2-、Ba2+ D.Mg2+、S2-、Na+、F-【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)熟記10電子和18電子的微粒。(2)注意陰離子與陽(yáng)離子的核外電子排布是否滿(mǎn)足10電子或18電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。【解析】選A。A組中各離子均是10電子微粒;B組中Na+、F-為10電子微粒,S2-、Ar為18電子微粒;C組中K+、Ca2+、S2-為18電子微粒,Ba2+不是;D組中Mg2+、Na+、F-是10電子微粒,而S2-為18電子微粒。2.X原子獲得3個(gè)電子或Y原子失去2個(gè)電子后形成的離子都與OH-具有相同的電子數(shù),X與Y兩單質(zhì)反應(yīng)得到的化合物的化學(xué)式為(

)A.Y3X2

B.X3Y2

C.X2Y3

D.Y2X3【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn):(1)OH-為常見(jiàn)的10電子微粒。(2)解答本題應(yīng)先由題意推導(dǎo)出X、Y原子,再結(jié)合原子結(jié)構(gòu)與元素化合價(jià)的知識(shí)得出該化合物的化學(xué)式。【解析】選A。OH-的電子數(shù)為10,故X原子核外有7個(gè)電子,X為氮元素;Y原子核外有12個(gè)電子,Y為Mg,兩種元素的單質(zhì)反應(yīng)形成的化合物的化學(xué)式為Mg3N2,即Y3X2。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.A+、B-、C、D四種微粒中均含有氫原子,且電子總數(shù)均為18。已知溶液中的A+和B-在一定條件下相互反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為C和D。則C、D分別為(

)A.NH3和H2O B.

和HS-C.