人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表精品导学案及答案

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一、原子的构成
1．构成原子的微粒及其性质
原子eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子：相对质量近似为1，带1个, 单位正电荷,中子：相对质量近似为1，不带电)),核外电子：带1个单位负电荷，质量很小, 可忽略不计))
2．质量数
(1)概念：将原子核内所有 和 的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)＝ ＋ 。
②质子数＝核电荷数＝ 。
3．原子的表示方法
如作为相对原子质量标准的eq \\al(12, 6)C表示质子数为 、质量数为 的碳原子。
(1)一个信息丰富的符号解读
eq \\al(A,Z)Xeq \\al(n±,b)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(A——质量数,Z——核电荷数或质子数,n——离子所带的电荷数,b——化学式中原子的个数))
(2)粒子中的电性关系
①分子或原子：质子数＝核外电子数
②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n
③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n
二、原子核外电子排布
1．电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图：
(2)不同电子层的表示及能量关系
2.核外电子排布规律
下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应的问题：
(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。
(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为 。
(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为 ，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为 。
(4)K层为次外层时，所排电子数为 ，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为 。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图：
(2)画出下列原子或离子的结构示意图。
①S：，S2－：；②Ca：，Ca2＋：。
4．常见的10e－和18e－微粒
(1)10e－微粒
单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋
多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq \\al(－,2)、NHeq \\al(＋,4)、H3O＋
(2)18e－微粒
单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋
多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2
【归纳总结】
(1)从两个角度看核外电子排布规律
(2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。
(3)通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。
三、元素周期表的编排原则与结构
1．元素周期表的编排原则
(1)原子序数：按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。
(2)原子序数＝ ＝ ＝ 。
(3)横行原则：把 相同的元素，按 的顺序从左到右排列。
(4)纵列原则：把不同横行中 相同的元素，按 的顺序由上而下排列。
2．元素周期表的结构
元素周期表有 个横行， 个纵列。每一个横行叫做一个 ，每一个纵列叫做一个 (8、9、10三个纵列共同组成第Ⅷ族)。
(1)周期
观察元素周期表，填写下表，并思考周期序数与原子核外电子层数之间的关系。
由此可知：
①周期序数＝电子层数
②周期的分类
周期—eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(短周期：包括第一、二、三周期，分别有, 2、8、8种元素,长周期：包括第四、五、六、七周期，分别有18、18、32、32种元素))
(2)族
①周期表中族的特点和划分
②常见族的别称
3.元素周期表中方格里的符号的意义
【归纳总结】元素周期表的结构
原子序数的定量关系
①同周期，第ⅡA族与第ⅢA族原子序数差可能为1、11、25；
②同族，相邻周期原子序数差：第ⅠA族～第ⅡA族：上一周期元素种类数；第ⅢA族～0族：下一周期元素种类数。如Na与K相差8，Cl与Br相差18。
③利用稀有气体元素的原子序数推断元素在周期表中的位置。
四、核素 同位素
1．元素
(1)概念：具有相同 (核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是 。
2．核素
(1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。表示方法：eq \\al(A,Z)X。
(2)实例
3.同位素
(1)概念： 相同而 不同的同一 的不同原子互称为同位素(即同一 的不同 互称为同位素)。“同位”是指核素的 相同，在元素周期表中占有 的位置。
例如：氢元素有eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H三种核素；碳元素有eq \\ar(12, 6)C、eq \\ar(13, 6)C、eq \\ar(14, 6)C等核素；氧元素有eq \\ar(16, 8)O、eq \\ar(17, 8)O和eq \\ar(18, 8)O三种核素；铀元素有eq \\ar(234, 92)U、eq \\ar(235, 92)U、eq \\ar(238, 92)U等核素。
(2)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎 ；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的 。
(3)常见同位素的用途
①考古测定文物的年代的是eq \\ar(14, 6)C；
②制造氢弹的是 eq \\al(2,1)H和eq \\al(3,1)H；
③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。
【归纳总结】
(1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较
(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
核心考点一：原子结构
【例1】下列粒子中，与OH－具有相同质子数和电子数的是( )
A．Cl－ B．F－
C．NH3 D．NHeq \\al(＋,4)
核心考点二：核外电子排布
【例2】不符合原子核外电子排布基本规律的是( )
A．核外电子总是优先排在能量最低的电子层上
B．K层是能量最低的电子层
C．N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18
D．各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
核心考点三：元素周期表的结构
【例3】元素周期表揭示了化学元素间的内在联系，下列有关元素周期表的说法不正确的是( )
A．俄国化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
B．周期表中最外层电子数相同的元素都排列在同一列中
C．周期表中一共有18列，但只有16个族
D．随着人们的认识发展，周期表也在不断地发展变化着
核心考点四：同周期、同主族元素的序差规律
【例4】已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是( )
A．n＝m＋1 B．n＝m＋11
C．n＝m＋25 D．n＝m＋10
核心考点五：元素、核素、同位素和同素异形体
【例5】科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：eq \\ar(249, 98)Cf＋eq \\al(48,20)Ca―→eq \\al(294,118)Og＋3eq \\al(1,0)n。下列说法正确的是( )
A.eq \\ar(249, 98)Cf的电子数为151
B.eq \\al(294,118)Og的中子数为294
C.eq \\al(48,20)Ca和eq \\al(40,20)Ca互为同素异形体
D. eq \\ar(249, 98)Cf和eq \\ar(250, 98)Cf互为同位素
【基础练】
1．下列粒子中，与OH-具有相同质子数和电子数的是
A．Cl-B．F-C．NH3D．NH
2．有、两种元素，已知元素的核电荷数为，且与的电子排布完全相同，则元素的质子数为
A．B．C．D．
3．下列说法正确的是
A．、、是同一种核素B．O2和O3之间的转化属于物理变化
C．与中含有相同的中子数D．和石墨互为同素异形体
4．稀有金属铟由于其良好的性能常用于生产液晶显示器和平板屏幕，如图是铟元素的相关信息，下列说法中不正确的是
A．原子核内有个中子
B．、的化学性质有很大不同
C．、互为同位素
D．原子最外层有个电子
5．下列说法正确的是
A．元素周期表中，第Ⅷ族的元素种类最多
B．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高
C．元素周期表中第IA族的元素均为金属元素
D．在过渡元素区域可以寻找制备新型农药的元素
6．下列原子在化学变化中易得电子的是
A． B． C． D．
7．元素的化学性质主要取决于
A．核电荷数B．质量数和质子数
C．原子的最外层电子数D．相对原子质量
8．某粒子的结构示意图为 ，下列关于该粒子的说法正确的是
A．该粒子为阳离子
B．最外层电子数为2
C．核外电子数为8
D．已形成相对稳定的结构
9．某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的原子为
A．LiB．AlC．SiD．K
10．下列叙述正确的是
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．某原子K层上只有一个电子
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
【提升练】
11．下列说法正确的是
A．卢瑟福原子模型认为电子在原子核周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样
B．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氯原子
C．和是铀元素的两种同素异形体
D．核外电子总是先排布在能量低的电子层内，排满后依次向外排布，即排满L层再排M层，排满M层再排N层
12．国际化学联合会宣布，将合成的117号元素（）提名为化学新元素，该元素有两种原子：、，下列说法不正确的是
A．和是两种核素
B．和互为同位素
C．和的中子数分别为176和177
D．和的最外层电子数不相等.
13．下列表示物质结构的化学用语正确的是
A．的结构示意图：B．H、D、T表示同一种核素
C．8个中子的碳原子的核素符号：D．、具有不同的最外层电子数
14．1~18号元素中，原子核外电子层数等于最外层电子数的元素一共有
A．1种B．3种C．5种D．7种
15．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是
16．完成下列问题：
(1) 和 _______。
A．是同一种原子B．具有相同的中子数
C．具有相同的化学性质D．具有相同的核外电子排布
(2)有下列微粒或物质：
① ② ③石墨、金刚石 ④ ⑤ ⑥，回答下列问题：
a.互为同位素的是 。
b.互为同素异形体的是 。
c.①⑤⑥中共有 种核素，共 种元素。
(3)的摩尔质量为 ，相同质量的与所含中子数之比为
模块一 思维导图串知识
模块二 基础知识全梳理（吃透教材）
模块三 教材习题学解题
模块四 核心考点精准练（5大考点）
模块五 小试牛刀过关测
（基础练10题）
（提升练6题）
1.从微观角度认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。
2.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的推导。
3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。
4.知道元素、核素、同位素的含义，并能比较它们的不同。
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号







离核远近
由 到
能量高低
由 到
核电荷数
元素名称
元素符号
各电子层的电子数
K
L
M
N
O
P
2
氦
He
2
10
氖
Ne
2
8
18
氩
Ar
2
8
8
36
氪
Kr
2
8
18
8
54
氙
Xe
2
8
18
18
8
86
氡
Rn
2
8
18
32
18
8
周期序数
起止元素
包括元素种数
核外电子层数
1
H～He


2
Li～Ne


3
Na～Ar


4
K～Kr


5
Rb～Xe


6
Cs～Rn


7
Fr～Og(118号)


特点
主族元素的族序数＝最外层电子数
分类
主族
共有 个，包括 ，由 周期和 周期元素共同构成
副族
共有 个，包括 ，完全由 周期元素构成
0族
占据元素周期表的第 纵列，最外层电子数为 (He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价
族
别名
第ⅠA族(除氢外)
元素
第ⅦA族
元素
0族
稀有气体元素
原子符号(eq \\al(A,Z)X)
原子名称
氢元素的原子核
质子数(Z)
中子数(N)
eq \\al(1,1)H
氕


eq \\al(2,1)H或D
氘


eq \\al(3,1)H或T
氚


元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的不同核素
同种元素形成的不同单质
举例
H、C、N三种元素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H三种核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H互为同位素
O2与O3互为同素异形体
教材习题01
某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为( )
A．2m B．2m＋10
C．2m＋2 D．m＋2
解题思路
教材习题02
如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为( )
A．5x＋10 B．5x＋11
C．5x＋14 D．5x＋16
解题思路
49 In
铟
5s25p1
114.8
A．
B．
C．
D．