第四章

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

元素周期律第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表4.1.1原子結(jié)構(gòu)核心素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：了解原子結(jié)構(gòu)模型演變中科學(xué)家的探索精神，理解原子結(jié)構(gòu)研究對(duì)化學(xué)發(fā)展、科技進(jìn)步的重要意義，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求真的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)對(duì)化學(xué)學(xué)科價(jià)值的認(rèn)同與社會(huì)責(zé)任感。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：依據(jù)稀有氣體電子排布等證據(jù)，歸納核外電子排布規(guī)律，構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)示意圖的表示模型，運(yùn)用模型推理元素核外電子排布及元素性質(zhì)。宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從宏觀元素周期表的編排，關(guān)聯(lián)微觀原子結(jié)構(gòu)，理解原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系，構(gòu)建宏微結(jié)合的原子結(jié)構(gòu)認(rèn)知。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)掌握原子的構(gòu)成、質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的關(guān)系，理解核外電子分層排布的規(guī)律，學(xué)會(huì)繪制原子結(jié)構(gòu)示意圖。難點(diǎn)深入理解核外電子排布規(guī)律的本質(zhì)（能量最低原理等

），突破“電子層填充順序、最外層電子數(shù)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)”的抽象認(rèn)知；準(zhǔn)確運(yùn)用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)，推理元素在周期表中的位置及性質(zhì)，解決復(fù)雜原子結(jié)構(gòu)相關(guān)問題。課前導(dǎo)入元素周期表揭示了元素間的內(nèi)在聯(lián)系，而這一切源于原子結(jié)構(gòu)的奧秘

。從道爾頓的實(shí)心球模型，到現(xiàn)代電子云模型，人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的探索從未止步

。原子由哪些微粒構(gòu)成？核外電子如何排布？原子結(jié)構(gòu)怎樣決定元素在周期表中的位置？

本節(jié)課將帶你走進(jìn)原子結(jié)構(gòu)的微觀世界，探究核外電子排布規(guī)律，追溯原子結(jié)構(gòu)模型的演變，解鎖元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)密碼，開啟“原子結(jié)構(gòu)與元素周期表”的探索之旅

。PART01原子結(jié)構(gòu)質(zhì)量數(shù)→概念：我們知道，原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。→數(shù)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝

質(zhì)子數(shù)(Z)＋

中子數(shù)(N)原子結(jié)構(gòu)

原子核核外電子，Z個(gè)質(zhì)子，Z個(gè)中子，（A-Z）個(gè)決定元素的種類最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)（每個(gè)電子帶1個(gè)單位的負(fù)電荷）（不帶電）（每個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位的正電荷）微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義化合價(jià)所帶正負(fù)電荷數(shù)所含X原子個(gè)數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)PART02原子核外電子排布電子層在含有多個(gè)電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的區(qū)域簡(jiǎn)化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層（有人把這種電子層模型比擬為洋蔥式結(jié)構(gòu)，如圖），

分

別

用

n＝1，2，3，4，5，6，7

或

K、L、M、N、O、P、Q來(lái)表示從內(nèi)到外的電子層。電子層電子層序數(shù)1234567電子層符號(hào)KLMNOPQ離核距離電子能量電子層模型下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？請(qǐng)思考并討論下列問題。(1)當(dāng)K層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？除了K層，其他各層為最外層時(shí)，最多能容納的電子數(shù)是多少？K層為最外層時(shí)，最多容納2個(gè)電子，其余層為最外層，最多容納8個(gè)電子。(2)次外層最多能容納的電子數(shù)是多少？

次外層最多容納18個(gè)電子。(3)你能歸納出第n層最多能容納的電子數(shù)嗎？

第n層最多容納2n2電子原子核外電子的排布規(guī)律→能量規(guī)律：原子核外電子總是盡可能先排布在能量較低的電子層上，然后由內(nèi)向外依次排布在能量逐漸升高的電子層上→數(shù)量規(guī)律：每個(gè)電子層最多能容納

2n2（n代表電子層數(shù)）個(gè)電子最外層所能容納的電子則不超過(guò)

8個(gè)（第一層為最外層時(shí)不超過(guò)

2

個(gè)）次外層電子不超過(guò)18個(gè)倒數(shù)第三層電子不超過(guò)32個(gè)原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖中，圓圈表示原子核并標(biāo)明核電荷數(shù)，圓圈外的每一段弧線代表不同的電子層，數(shù)字代表該電子層中的電子數(shù)。例如，鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示微粒符號(hào)Na原子核核電荷數(shù)所帶正、負(fù)電荷數(shù)該電子層上的電子數(shù)(4)請(qǐng)你根據(jù)所歸納的規(guī)律，用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示核電荷數(shù)為1~20號(hào)元素原子的核外電子排布。氫（H）氦（He）鋰（Li）鈹（Be）硼（B）碳（C）氮（N）氧（O）氟（F）氖（Ne）鈉（Na）鎂（Mg）鋁（Al）硅（Si）磷（P）硫（S）氯（Cl）氬（Ar）核電荷數(shù)為1～20的原子或離子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)沒有中子的原子是1H(2)最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na、K(3)最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg、Ca(4)原子最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)存在倍數(shù)關(guān)系：①最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar②最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C③最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O④最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne⑤次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si核電荷數(shù)為1～20的原子或離子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(5)原子最外層電子數(shù)與電子層數(shù)存在倍數(shù)關(guān)系：①電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al②電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Ca③電子層數(shù)是最外層電子數(shù)3倍的原子是Na④最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S⑤最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是O(6)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P(7)最外層電子數(shù)與最內(nèi)層電子數(shù)相等的原子有Be、Mg、Ca常見的10電子微粒Ne（出發(fā)點(diǎn)）Na+Mg2+Al3+HFH2ONH3CH4

N3-OH-O2-H3O+F-常見的18電子微粒Ar（出發(fā)點(diǎn)）K+Ca2+F2、H2O2、N2H4、CH3OH、CH3F、NH2OHHClH2SPH3SiH4

N3-HS-S2-Cl-玻爾的量子化模型湯姆生的葡萄干模型道爾頓的實(shí)心球模型盧瑟福的核式模型現(xiàn)代20世紀(jì)20年代電子云模型原子結(jié)構(gòu)模型的演變PART03課堂小結(jié)PART04課堂練習(xí)1.不同元素的原子（

）A．質(zhì)子數(shù)一定不等

B．中子數(shù)一定不等C．質(zhì)量數(shù)一定不等

D．最外層電子數(shù)一定不等A2.下列說(shuō)法中正確的是()A．非金屬元素呈現(xiàn)的最高化合價(jià)不超過(guò)該元素原子的最外層電子數(shù)B．非金屬元素呈現(xiàn)的最低負(fù)化合價(jià)，其絕對(duì)值等于該元素原子的最外層電子數(shù)C．最外層有2個(gè)電子的原子都是金屬原子D．最外層有5個(gè)電子的原子都是非金屬原子A3.嫦娥五號(hào)帶回的月壤中含有大量安全無(wú)污染的核聚變?cè)螲e-3(如圖所示)，下列關(guān)于He-3的說(shuō)法正確的是()A．He-3是一種新元素B．He-3原子中含有1個(gè)質(zhì)子，2個(gè)電子C．He-3原子中含有3個(gè)質(zhì)子，沒有中子D．He-3原子中含有2個(gè)質(zhì)子，1個(gè)中子，2個(gè)電子D4.下列說(shuō)