人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律第1课时导学案

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第四章　物质结构　元素周期律[情景切入]丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。这些元素之间有什么内在联系？它们是如何相互结合形成多种多样的物质的？让我们走进教材，学习物质结构、元素周期律。[知识导航]本章通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究；从微观角度探究元素之间的内在联系。本章知识在结构上分为三节：第一节主要学习原子结构与元素周期表——原子结构、元素周期表、核素、原子结构与元素性质；第二节主要学习元素周期律——元素性质的周期性变化规律、元素周期表和元素周期律的应用；第三节主要学习化学键——离子键、共价键。[学法指导]1．微观分析·练规范微观分析原子的组成，掌握原子的书写标准，知道原子中各种微粒的关系。通过类比的方法，对元素、核素、同位素的概念进行辨析，加深理解。2．理解本质·重应用结合第3周期元素的原子结构示意图，通过对教材中元素原子的核外电子排布、原子半径、主要化合价等各项内容的比较、分析和归纳，总结出元素周期律的本质。3．把握内涵·懂实质通过周期表的排列规则，认识元素周期表的结构，理解同周期或同主族元素性质递变的规律性，掌握元素性质的递变规律。4．由表及里·明方法依据教材所给的方法，通过实验学会比较元素的金属性和非金属性强弱的方法，并明确通过固定物质的性质反过来比较元素的金属性或非金属性。5．紧扣特征·得规律依据元素周期律，结合元素周期表，根据“位置—结构—性质”的关系，得出元素的性质。第一节　原子结构与元素周期表第1课时　原子结构学习目标核心素养1．回顾初中所学原子结构知识，了解核外电子能量高低与分层排布的关系。2．依据稀有气体元素原子的电子排布，总结出核外电子排布规律，学会书写简单原子的原子结构示意图。通过对“原子结构”的学习，培养微观探析、证据推理和模型认知的意识和习惯。新课情境呈现 英国物理学家卢瑟福(E.Rutherford)在α粒子散射实验经过理论分析和计算，提出了核式原子模型：原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动。让我们走进教材，学习原子结构。课前素能奠基 知识回顾　　 1．元素是具有相同__核电荷数__(即__质子数__)的同一类原子的总称。2．原子中的质子数＝__核电荷数__＝__核外电子数__。3．镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为：____、____、____、____。4．什么样的核外电子排布结构是稳定的结构？__最外层达到8电子(只有1层电子时是2电子)结构。__新知预习　　 一、原子结构1．原子的构成原子点拨：质子或中子的相对质量等于一个质子或中子的质量与12C原子质量的(1.66×10－27 kg)相比较所得的数值。2．质量数(1)概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有__质子__和__中子__的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。(2)关系：质量数(A)＝__质子数(Z)＋中子数(N)__二、核外电子排布1．电子层(1)概念：在多电子原子里，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。(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号KLMNOPQ离核远近由__近__到__远__能量高低由__低__到__高__2．电子分层排布(1)能量最低原理：核外电子总是优先排布在__能量最低__的电子层里，然后再由里往外排布在__能量逐步升高__的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。(2)电子层最多容纳的电子数①各电子层最多容纳__2n2__个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为__2、8、18、32__。②最外层电子数目最多不能超过__8__个(K层为最外层时不能超过__2__个)。③次外层最多能容纳的电子数不超过__18__个。3．原子结构模型的演变年代模型观点或理论1803年道尔顿模型原子是构成物质的基本粒子，是坚实的、不可再分的实心球。1904年汤姆孙模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。1911年卢瑟福原子模型在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。1913年玻尔原子模型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。1926～1935年电子云模型电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。点拨：电子云模型理论认为电子在原子核外运动没有固定的轨道。应用体验　　 1．原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法中错误的是(　D　)A．电子总是先排布在能量最低的电子层里B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2C．最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)D．S2－的M层电子数是K层电子数的3倍解析：S2－的M层电子数是8个，K层为2个，则S2－的M层电子数是K层电子数的4倍，故D错误。2．原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是(　D　)A．质子数　　　　 B．中子数C．质量数　　　　 D．电子数解析：在化学变化过程中，原子中的质子数、中子数不变，所以质量数不变，原子变成阳离子，核外电子数减少，原子变成阴离子，核外电子数增多，故选D。3．结构决定性质，性质体现结构，这是化学乃至自然科学的基本规律之一。下列粒子结构示意图中，表示具有稳定结构的原子是(　B　)解析：为阳离子，和都为原子，为阴离子，电子层为一层时2电子为稳定结构，多电子层时，最外层8e－为稳定结构，故选B。要点归纳　　 对核外电子的能量及运动区域的解读课堂素能探究 知识点　核外电子的分层排布问题探究：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地呈现，电子层模型就类似于切开的洋葱。请思考：1．原子核周围是否真实存在这样的壳层？2．电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转？探究提示：1．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．电子在某一区域内做无规则运动。知识归纳总结：1．原子核外电子排布规律及其之间的关系2．原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图。①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。②弧线表示电子层。③弧线内数字表示该层中的电子数。(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的电子变为离子时，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。如典例　A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是(　D　)A．硅原子和钠原子　　　　 B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子　　　　 D．碳原子和铝原子解析：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，说明A、B为第二、第三周期元素；L层最多排8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，说明B原子的L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝原子。〔素养应用〕观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的示意图，用化学用语回答下列有关问题。(1)其中属于阴离子的是__O2－__。(2)其中化学性质最稳定的是__Ne__。(3)已知A元素的某种核素的中子数为18，该核素的符号是__Cl__。(4)某元素的原子核外有3个电子层，最外层比次外层少2个电子，该元素的离子结构示意图为____。解析：(1)原子或离子结构示意图中，如果核内质子数不等于核外电子数，则该结构示意图为离子结构示意图，如果核外电子数等于核内质子数，则为原子结构示意图，A、B、C、D、E分别是Cl、O2－、Ne、Na、Mg2＋ ，则属于阴离子的是O2－。(2)稀有气体元素的化学性质最稳定，所以性质最稳定的是Ne。(3)已知A元素的某种核素的中子数为18，质子数为17，质量数＝质子数＋中子数＝17＋18＝35，该核素的符号是Cl。(4)某元素的原子核外有3个电子层，最外层比次外层少2个电子，最外层电子为6个，则该元素核电荷数为16，为硫元素，该元素的离子为得到两个电子的阴离子，该元素的离子结构示意图为。名师博客呈现 1～20号元素原子核外电子排布特征1．最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。2．最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。3．原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系：(1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。4．原子最外层电子数与其他相关数的关系：(1)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。(2)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。(3)电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca。(4)电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na。(5)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。(6)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。〔即时训练〕(1)当M层有电子时，K、L层是否一定充满电子？当N层有电子时，M层是否充满电子？(2)M电子层最多容纳18个电子，钙原子的核外电子排布不是而是，请说明理由。答案：(1)当M层有电子时，K、L层一定充满电子，当N层有电子时，M层不一定充满。(2)若钙原子的M层排10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”相矛盾，不符合电子排布的规律，即M层不是最外层时最多排18个电子，而它作为最外层时最多只能排8个电子。课堂达标验收 1．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是(　A　)①核外电子是分层运动的②所有电子在同一区域里运动③能量高的电子在离核近的区域内运动④能量低的电子在离核近的区域内运动A．①④　　　　 B．②③　　　　C．①③　　　　 D．②④解析：原子核外电子是分层运动的，能量越低离核越近，能量越高离核越远。2．下列微粒结构示意图中，不正确的是(　B　)解析：A中核电荷数和核外电子数都是8，这是氧原子的结构示意图，正确；B中核电荷数为11，这是Na的原子核，钠原子的核外有11个电子，钠元素的最高化合价为＋1价，Na＋的核外应有10个电子，而图中核外只有9个电子，错误；C中核电荷数和核外电子数都是17，这是氯原子的结构示意图，正确；D中核电荷数和核外电子数分别是17和18，这是Cl－的结构示意图，正确。3．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：(1)三种元素的名称和符号：A__碳C__，B__硅Si__，C__氯Cl__。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A____，B____，C____。解析：由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，可知C应为氯元素。