高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质第2课时导学案及答案

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质第2课时导学案及答案，共8页。学案主要包含了核外电子排布规律，原子结构与元素原子得失电子能力等内容，欢迎下载使用。

学生自主学习


核外电子排布


1．核外电子的运动特征


(1)具有“eq \(□,\s\up4(01))广阔”的运动空间。


(2)运动速率很快。


(3)所处位置和运动速率不能同时准确测定。


2．核外电子的排布规律


(1)依据：电子能量高低，运动区域离核远近。


(2)电子层与电子能量的关系





(3)排布规律


①各层最多能容纳的电子数是eq \(□,\s\up4(08))2n2(n表示电子层数)。


②各原子最外电子层上能容纳的电子数不超过eq \(□,\s\up4(09))8个(第一层为最外层时不超过eq \(□,\s\up4(10))2个)。


3．核外电子排布的表示方法——结构示意图：人们常用原子结构示意图来简明地表示电子在原子核外的分层排布情况。如钠原子的结构示意图如图所示。





原子结构与元素原子得失电子能力


1．元素的性质与原子的eq \(□,\s\up4(01))最外层电子数密切相关，比如，稀有气体元素原子最外层电子数为eq \(□,\s\up4(02))8(氦原子除外，它的最外层只有2个电子)，原子结构稳定，原子既不容易获得电子也不容易失去电子；金属元素原子最外层电子数一般小于4，原子较易eq \(□,\s\up4(03))失去电子形成阳离子；非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，原子较易eq \(□,\s\up4(04))获得电子形成阴离子。元素的化合价也与原子的电子层结构特别是eq \(□,\s\up4(05))最外层电子数有关。


2．元素原子得失电子的能力与原子的eq \(□,\s\up4(06))最外层电子数、eq \(□,\s\up4(07))核电荷数和eq \(□,\s\up4(08))电子层数均有关系。若原子的电子层数相同，则eq \(□,\s\up4(09))核电荷数越大，eq \(□,\s\up4(10))最外层电子离核越近，原子越难失电子而越容易得电子；若原子的最外层电子数相同，则eq \(□,\s\up4(11))电子层数越多，eq \(□,\s\up4(12))最外层电子离核越远，原子越容易失电子而越难得电子。


3．在多数情况下，可以通过比较元素的单质与eq \(□,\s\up4(13))水(或酸)反应置换出氢气的难易程度来判断元素原子失电子能力的强弱。





课堂互动探究


一、核外电子排布规律





当原子第4层上有电子时，第3层上的电子是否已经排满？


提示：不一定。第3层排满时是18个电子，当第3层为最外层时不能超过8个电子，故当第3层排布8个电子后，如果还有电子，就排布在第4层上，例如，钙原子，第1、2、3、4层的电子数分别为2、8、8、2。





1．核外电子排布规律


(1)核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。


(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。


(3)原子最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)；次外层电子数不超过18个(当K层或L层为次外层时分别为2个和8个)，倒数第三层电子数最多不超过32个。


2．离子结构示意图


原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变，只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Mg2＋和Cl－的结构示意图分别为和。


(1)离子结构示意图中，阳离子：核内质子数>核外电子数，阴离子：核内质子数<核外电子数，且差值为离子所带的电荷数。


(2)离子结构示意图中最外层电子一般为8电子稳定结构。


知识拓展


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最外层电子数跟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。








1．下列说法中肯定错误的是( )


A．某原子K层上只有一个电子


B．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍


C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍


D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子


答案 C


解析 每个电子层上最多容纳2n2个电子，如K层最多容纳2个电子，但可以不排满，如H，A正确；如K＋，B正确；电子首先占据能量低的电子层，若M层上有电子则L层上必有8个电子，M层上不可能有32个电子，C错误；离子的最外层电子数常为2或8，存在核电荷数和最外层电子数都为8的离子，如O2－，D正确。


2．根据下列叙述，写出粒子符号并画出相应的结构示意图。


(1)A元素原子的M层电子数是L层电子数的一半：______________。


(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：______________。


(3)C元素的＋1价离子与Ne原子电子层排布相同：______________。


(4)D元素原子的－2价离子次外层电子数是最外层电子数的eq \f(1,4)：______________。


答案 (1)Si (2)B (3)Na＋


(4)O2－


解析 (1)L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅(Si)。


(2)当次外层为K层时，最外层电子数为3，是硼(B)，；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。


(3)C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠，故＋1价离子是Na＋。


(4)－2价离子次外层电子数是最外层电子数的eq \f(1,4)，当次外层为K层时，其核外电子排布为2、8，与Ne电子层排布相同，则其原子的质子数为10－2＝8，为氧元素，写出O2－结构示意图即可；当次外层为L层时，最外层则有32个电子，故不可能。


规律方法


(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排18个电子，而当它是最外层时，最多可以排8个电子。


(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为K、Ca。








二、原子结构与元素原子得失电子能力





你能由钠、镁、钾三种元素原子的核外电子排布规律推测出三者失电子能力的强弱吗？


提示：从钾到钠再到镁，元素原子的半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。





元素原子失电子能力强弱的实验探究


钠、镁、钾与水反应





由上述实验可知：


钠、镁、钾置换出水中的氢时，由易到难的顺序是K>Na>Mg。


知识拓展


元素原子得失电子能力的理解：“元素的金属性、非金属性”不同于“金属活动性”，金属的活动性指的是金属单质在水溶液中失电子的能力；原子的得失电子能力在某些特定的条件下，能体现元素的金属性、非金属性。








3．能说明钠比铝活泼的是( )


A．最外层电子数钠原子比铝原子少


B．相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少


C．钠与铝的电子层数相等


D．常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能


答案 D


解析 能说明失电子能力Na>Al，取决于其失电子难易程度，不决定于其失电子多少。


4．下列叙述中能证明A比B的金属性强的是( )


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原子的电子层数比B原子的电子层数多


C．1 ml A与足量的酸反应生成的H2比1 ml B与足量的酸反应生成的H2多


D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能


答案 D


解析





规律方法


(1)决定元素金属性强弱的是元素原子失电子的难易程度，而不是失电子的多少。如镁原子比钠原子失电子数多，但钠原子比镁原子失电子容易，故钠的金属性比镁强。


(2)元素原子得失电子能力与元素单质的活泼性是不同的两个概念，二者变化规律基本相符，但有特例。如非金属性：N>P，但活泼性：P>N2。再如金属性：SnPb。





本课小结








核心素养发展重点
学业要求
建立原子结构与元素性质，元素性质与物质性质之间的关系。
1.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.了解原子的最外层电子排布与元素原子得、失电子能力和化合价的关系。
A
×
判断金属性和非金属性强弱的方法很多，但最根本的是看其得失电子的难易程度。而只有当电子层数相同时，最外层电子数越少，金属性才越强
B
×
电子层数的多少不能作为判断元素金属性和非金属性强弱的依据
C
×
金属与同浓度的酸反应的剧烈程度能说明金属性的强弱，产生氢气的多少与金属性强弱无关
D
√
常温时，A能从水中置换出氢，而B不能，说明A比B的金属性强