鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质学案及答案

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质学案及答案，共11页。学案主要包含了核外电子排布，原子结构与元素原子得失电子能力，C－为OH－等内容，欢迎下载使用。

目标与素养：1.了解1～18号元素原子的核外电子排布。(微观探析)2.了解核外电子的排布规律。(微观探析)3.了解原子结构与元素原子得失电子的能力和化合价的关系。(证据推理)








一、核外电子排布


1．电子层与电子能量的关系


2.核外电子排布规律





微点拨：核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解。


3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图





4．原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系


微点拨：原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。


二、原子结构与元素原子得失电子能力


1．钠、镁失电子能力比较


2.钠、钾失电子能力比较





1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)


(1)最外层电子数为2的原子一定是金属元素。( )


(2)最外层电子数大于4的原子一定是非金属元素。( )


(3)不容易得电子的原子一定容易失电子。( )


(4)氧原子的最外层电子数为6，故其最高正价为＋6。( )


(5)金属原子只有还原性。( )


[答案](1)× (2)× (3)× (4)× (5)√


2．下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是( )


A．核外电子是分层运动的


B．所有电子在同一区域里运动


C．能量高的电子在离核近的区域运动


D．能量低的电子在离核远的区域绕核旋转


[答案] A


3．下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是( )





D [A.K层排满才能排L层，K层最多排2个电子，故A错误；B.最外层最多排8个电子，故B错误；C.S2－得到2个电子后，最外层为8个电子，故C错误；D.Mg2＋失去2个电子后，最外层为8个电子，D正确。]





1.“一低”——原子核外电子首先排布在能量最低的电子层上。


2．“三不超”——最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子)；次外层不超过18个电子；倒数第3层不超过32个电子。


3．“一稳定”





相对不稳定结构 相对稳定结构


【典例1】 根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。


[解析] L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。当次外层为K层时，最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠。当次外层为K层时，D为氧 ；当次外层为L层时，最外层则有24个电子，故不可能。


[答案] (从左到右，从上到下)硅


硼





1～20号元素原子结构特点


(1)原子核中无中子的原子是eq \\al(1,1)H。


(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K。


(3)最外层有2个电子的元素：He、Be、Mg、Ca。


(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。


(5)最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：C。


(6)最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素：O。


(7)最外层电子数是次外层电子数的4倍的元素：Ne。


(8)最外层电子数是内层电子总数的一半的元素：Li、P。


(9)最外层电子数是次外层电子数的一半的元素：Li、Si。


(10)最外层电子数等于电子层数的元素：H、Be、Al。








1．下列说法中肯定错误的是( )


A．某原子K层上只有1个电子


B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍


C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍


D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等


B [K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于18<8×4，故B错；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋均属于这种情况，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，故D正确。]


1.原子结构与元素性质、元素化合价的关系





2.原子结构与元素原子得失电子能力的关系


(1)影响因素：最外层电子数、核电荷数、电子层数。


(2)规律：


①若原子的电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子而越容易得电子。


②若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子而越难得电子。


(3)应用：


①金属在化学反应中通常表现为失电子，失电子能力较强的金属元素其金属活泼性越强。


②非金属在化学反应中通常表现为得电子，得电子能力较强的非金属元素其非金属活泼性越强。


【典例2】 核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是 ( )


A．原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素


B．核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同


C．原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素


D．核电荷数为17的元素容易获得1个电子


D [在核电荷数为1～18的元素中，最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H为非金属元素，最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He为稀有气体元素，A项错误；核外电子排布完全相同的微粒S2－和K＋化学性质不相同，S2－具有还原性，K＋不具有还原性，B项错误；原子核外各层电子数相等的只有Be，它是金属元素，C项错误；核电荷数为17的元素的原子结构示意图为 ，其最外层有7个电子，很容易获得1个电子而成为8个电子的稳定结构，D项正确。]





1最外层电子数小于4的不一定为金属元素，如H、He等；最外层电子数大于4的不一定为非金属元素，如P等。


2活泼金属易形成阳离子，活泼非金属易形成阴离子，但是碳难以形成C4－、C4＋；氢元素可以形成H＋和H－。








2．下列叙述能肯定金属A比金属B更活泼的是( )


A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少


B．A原子电子层数比B原子的电子层数多


C．1 ml A从酸中置换生成的H2比1 ml B从酸中置换生成的H2多


D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能


D [金属A比金属B活泼的依据是A比B更易失去电子，而失电子的能力并不取决于最外层电子数的多少、电子层数的多少，以及与酸反应置换出H2的多少，而是取决于其与酸(或H2O)反应置换出氢的难易程度。]


1.10电子微粒





2．18电子微粒





【典例3】 A＋、B＋、C－、D、E五种微粒(分子或离子)中，每个微粒均有10个电子，已知：


①A＋＋C－eq \(=====,\s\up12(△))D＋E↑；②B＋＋C－===2D。


请回答：


(1)C－的离子符号是 。


(2)分别写出A＋和C－反应、B＋和E反应的离子方程式： 、 。


(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式 。


[解析] 因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－eq \(=====,\s\up12(△))D＋E↑，则通过排查10电子微粒的性质可知，该反应为NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up12(△))NH3↑＋H2O，即A＋为NHeq \\al(＋,4)、C－为OH－、D为H2O、E为NH3；由B＋＋C－===2D可知B＋为H3O＋。


[答案](1)OH－ (2)NHeq \\al(＋,4)＋OH－eq \(=====,\s\up12(△))NH3↑＋H2O


H3O＋＋NH3===NHeq \\al(＋,4)＋H2O


(3)CH4、HF、Ne(其中的两种即可)





3．下列微粒电子数相同的一组是( )


A．Na＋和K＋ B．CH4和NHeq \\al(＋,4)


C．NHeq \\al(－,2)和Cl－ D．O2－和eq \\al(16, 8)O


B [各微粒电子数分别为A中Na＋：10，K＋：18；B中：CH4：10，NHeq \\al(＋,4)：10；C中：NHeq \\al(－,2)：10，Cl－：18；D中：O2－：10，eq \\al(16, 8)O：8。]





1．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


D [A项为能量最低原理，正确；K层离核最近，能量最低，B项正确；次外层电子数不超过18，C项正确；各电子层最多容纳电子数为2n2，D项错误。]


2．下列微粒结构示意图中，不正确的是( )





B [电子在排布时先排能量低的电子层(K层)，排满后再排能量较高的L层、M层，K层最多只能排2个，L层最多排8个，M层最多能排18个，但如果是作为最外层，则最多只能排8个，B不正确；D表示的是Cl－的结构示意图。]


3．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是( )


A．Mg2＋、O2－、Na＋、F－


B．Na＋、F－、S2－、Ar


C．K＋、Ca2＋、S2－、Ba2＋


D．Mg2＋、S2－、Na＋、F－


A [分析各微粒的核外电子排布情况即可。A项各微粒都含10个电子，核外电子排布相同。]


4．下列说法中正确的是( )


A．某单核微粒的核外电子排布为，则该微粒一定是氩原子


B．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素


C．NHeq \\al(＋,4)与H3O＋具有相同的质子数和电子数


D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子


C [核外电子排布为 的微粒可以是S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋等，A不正确；硼(B)最外层有3个电子，但硼元素属于非金属元素，B不正确；NHeq \\al(＋,4)和H3O＋质子数和电子数分别都是11和10，C正确；最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是碳原子，最外层电子数是4，既不易失去电子，又不易得到电子，D不正确。]


5．以下是4种微粒的结构示意图。





(1)上述微粒中氧化性最强的是 (填字母)，写出一个它表现氧化性的化学方程式：


。


(2)上述微粒中还原性最强的是 (填字母)，写出一个它表现还原性的化学方程式：


。


(3)电子层结构与D相同、化学性质最稳定的元素，原子的核电荷数是 ，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因


。


(4)A的一种同位素可用于考古断代，这种同位素的符号是 ，这种用途取决于它的 性。


[解析] A→D四种微粒依次为C、F、Na、Al3＋。微粒氧化性最强即得电子能力最强，微粒还原性最强即失电子能力最强。


[答案](1)B 2F2＋2H2O===4HF＋O2(合理即可)


(2)C 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑


(3)10 原子最外层为8电子稳定结构，不易得、失电子，性质稳定


(4)eq \\al(14, 6)C 放射


电子层数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子能量
元素


结构与性质
金属元素
非金属


元素
稀有气


体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于或等于4
8(He为2)
稳定性
不稳定
不稳定
稳定
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价
既有正价，又有负价
0价
金属
钠
镁
操作
现象及


原理
钠与水剧烈反应。


反应的方程式：


2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
镁与冷水不反应，加热后反应缓慢，溶液呈浅红色。反应的方程式：



结论
失电子能力Na>Mg
原因
钠、镁的电子层数相同，但镁的核电荷数多，最外层电子数目多且离核近，故Mg比Na难失电子。
碱金属
钠
钾
操作
现象及原理
钠与水剧烈反应。


反应的方程式：


2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
钾与水反应更剧烈，甚至可产生爆炸现象。反应的方程式：


2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
结论
失电子能力K>Na
原因
K、Na最外层电子数目相同，但K比Na电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子。
原子核外电子排布规律
信息
元素名称
原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素＋1价离子C＋的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的eq \f(1,3)
原子结构与元素性质的关系
原子类别
与元素性质的关系
与元素化合价的关系
稀有气体
最外层电子数为8(He为2)，结构稳定，性质不活泼
原子结构为稳定结构，常见化合价为零
金属元素原子
最外层电子数一般小于4，较易失去电子
易失去最外层电子，达到稳定结构，其最高正价为＋m(m为最外层电子数)
非金属元素原子
最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，形成8电子稳定结构
得到一定数目的电子，达到稳定结构，其最低负价为m－8(H为m－2)
巧记10电子、18电子微粒