2020-2021学年第二节 元素周期律第一课时学案

这是一份2020-2021学年第二节 元素周期律第一课时学案，共8页。
第一课时　原子结构　核素1．从微观视角认识原子的构成，了解元素、核素、同位素的含义。2．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，能根据原子的结构特征确定元素，促进宏观辨识与微观探析化学核心素养的发展。  图1展示了原子结构的发现史，通过本图我们可以知道原子结构的认知是逐步深入的；图2表示原子结构，结合本图完成下列知识点。1．原子的构成原子2．质量数(1)概念：将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。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)②质子数＝核电荷数＝核外电子数3．原子的表示方法如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。4．粒子符号()中各数字的含义[名师点拨](1)并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。(2)在任何微粒中，质子数都等于核电荷数，但质子数与核外电子数不一定相等，如阴离子(如Cl－)的质子数小于其核外电子数，阳离子(如Na＋)的质子数大于其核外电子数。1．下列关于O的叙述正确的是(　　)A．质量数为8 B．质子数为8C．中子数为16 D．电子数为16解析：选B　O的质子数是8，中子数是8，质量数是16，电子数是8。2.C与N具有相同的(　　)A．质量数 B．质子数C．电子数 D．中子数解析：选D　C的中子数为13－6＝7，N的中子数为14－7＝7，因此二者具有相同的中子数。3．某＋2价阳离子含24个电子，它的质量数为56，则该离子核内中子数是(　　)A．24 B．30C．32 D．34解析：选B　该元素原子核外电子数为24＋2＝26，即质子数为26；故该离子核内中子数为56－26＝30。  如图所示，核外电子在原子核外的排布规律是用电子云来表示的，在高中阶段为了好理解，出现了最后一图的排布方式。[问题探讨]1．将Na原子结构示意图画成正确吗？为什么？提示：不正确；L层没有填满，只有排满L层才能排M层，正确的示意图为。2．将K原子结构示意图画成正确吗？为什么？提示：不正确；最外层电子数不能超过8个，正确的示意图为。3．分别画出Na＋、Cl－的结构示意图，它们与哪种原子核外电子排布相同？提示：Na＋与稀有气体Ne的核外电子排布相同；Cl－与稀有气体Ar的核外电子排布相同。1．电子层在含有多个电子的原子中，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。2．核外电子的分层排布在多电子原子中，电子的能量是不相同的。能量较低的，通常在离核较近的区域内运动；能量较高的，通常在离核较远的区域内运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：电子层(n)符号　　　　　　离核远近近―→远能量高低低―→高3.原子核外电子的排布规律4．原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。以钠原子为例：(2)离子结构示意图①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，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(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如Mg：→Mg2＋：。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F：→F－：。[名师点拨](1)最外层电子数排满8个(He为2个)形成稳定结构，不易得失电子、化学性质稳定。(2)原子核外电子排布规律是相互联系、相互制约的，不能孤立地理解或应用其中一部分。如M层不是最外层时，其容纳的电子数最多为18个，当M层为最外层时，其容纳的电子数最多为8个。(3)原子形成离子时，核外电子数发生变化，但核内质子数不变。1．下列说法中正确的是(　　)A．在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核近的区域内运动B．核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有M层排满后才排N层C．某原子M层电子数为L层电子数的4倍D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等解析：选D　在多电子的原子中，能量高的电子通常在离核远的区域内运动，A项错误；原子核外电子通常先排在能量低的电子层上，但不完全遵循先排满内电子层，再排外电子层的规律，如钾原子的N层上有1个电子，若该电子排在M层上，则M层变为最外层，且有9个电子，不符合最外层电子数不超过8的规律，B项错误；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层最多只能容纳18个电子，C项错误；O2－的结构示意图是，D项正确。2．下列原子(离子)的结构示意图正确的是(　　)　　　①磷原子  ②碳原子③钠原子 ④氧离子A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：选D　依据核外电子排布的一般规律可知，②违反每个电子层最多只能容纳2n2个电子，③违反最外层电子数不能超过8个，D项符合题意。3．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，则该原子核内的质子数为(　　)A．14 B．15C．16 D．17解析：选A　该原子核外电子的排布为2、8、4，具有电子数为14，即原子中电子数＝质子数。  请结合上图氢元素的不同原子结构，完成下列知识点：1．核素(1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。(2)实例①氢元素的三种核素原子符号(X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)H氕H或D氘H或T氚②氧元素的三种核素：O、O和O。③碳元素的三种核素：C、C和C。④铀元素有U、U、U等核素。2．同位素(1)概念质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素(即同一元素的不同核素互为同位素)。(2)性质①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。(3)用途①考古时利用C测定一些文物的年代。②H和H用于制造氢弹。③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。[名师点拨](1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如H、H、H、C、C、C各为一种核素。(2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。(3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如Li与Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。“四素”的区别与联系1．区别名称内容项目元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子的总称质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同，物理性质不同元素相同，性质不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素C、C、C三种核素C、C、C互为同位素O2与O3互为同素异形体2.联系[注意](1)在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可做出判断。(2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目小于原子的种类数目。1．下列互为同位素的是(　　)A．H2与D2 B．14N与14CC．16O与17O D．金刚石与石墨解析：选C　质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素。2．下列说法错误的是(　　)A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同粒子B.Ca和 Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C.H和 H是不同的核素D．12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同解析：选B　Ca和Ca是质子数相同、中子数不同的两种核素，二者互为同位素，不属于同素异形体。3．(1)下列原子：C、N、H、Na、H、Ca、K、H、C中，元素有________种，核素有________种，互为同位素的有________。(2)18O2与16O2，二者的关系是________(填“互为同位素”“互为同素异形体”或“属于同一种物质”)。解析：(1)题目提供的9种原子共9种核素，6种元素，其中H、H、H，C、C分别互为同位素。(2)18O2和16O2是分子，属于同一种物质。答案：(1)6　9　H、H、H；C、C(2)属于同一种物质[分级训练·课课过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．人工放射性原子I在核医学领域中有重要的用途。该原子的中子数是(　　)A．53 B．78C．131 D．184解析：选B　原子I的质量数为131，质子数为53，中子数＝131－53＝78。2．下列关于234U和238U说法正确的是(　　)A．两者互为同位素B．两者互为同素异形体C．两者属于同一种核素D．两者属于不同种元素解析：选A　234U和238U质子数相同，而中子数不同，二者互为同位素。3．下列微粒结构示意图中，不正确的是(　　)　　　　　　A　　　　　B　　　 　C　　　　　　D解析：选B　B项中若为钠原子，结构示意图为；若为Na＋，结构示意图为。4．下列粒子中，与氩原子具有相同电子层结构的是(　　)A．Na＋ B．Cl－C. D．Ne解析：选B　A项，Na＋核外电子排布是2、8，具有10个电子，与Ne原子电子层结构相同，错误；B项，Cl－核外有18个电子，与Ar原子电子层结构相同，正确；C项，Al3＋核外有10个电子，与Ne原子电子层结构相同，错误；D项，Ne核外有10个电子，错误。5．下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。(1)表示核素的符号共________种。(2)互为同位素的是________和________。(3)中子数相等，但质子数不相等的核素是________和________。解析：(1)H2、H2为分子，不属于核素范畴。(2)Li、Li的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。(3)Na和Mg的中子数相等，但质子数不同。答案：(1)6　(2)Li　Li　(3)Na　Mg