第三单元　人类对原子结构的认识优秀教学设计

第一单元原子核外电子排布与元素周期律

第一课时

原子核外电子的排布、元素周期律

[课标要求] 1．知道核外电子能量高低与分层排布的关系。

2．能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图。

3．通过分析1～18号元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的变化，总结出它们的递变规律，并由此认识元素周期律。

4．初步认识元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。,

原子核外电子的排布

1．原子结构

(1)原子的构成

(2)原子结构的表示方法——原子结构示意图(以钠原子为例)

2．原子核外电子排布

(1)电子的能量与电子层

含有多个核外电子的原子中，电子运动的主要区域离核有远有近，在离核较近的区域运动的电子能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高，可以认为电子在原子核外是分层排布的，且把核外电子运动的不同区域看成不同的电子层，各电子层由内向外的序数n依次为1、2、3、4、5、6、7……分别称为K、L、M、N、O、P、Q……电子层。

(2)稀有气体元素的原子核外电子排布

元素

K 2He(氦) 10Ne(氖) 18Ar(氩) 36Kr(氪) 各电子层的电子数

L

8 8 8 M

8 18 N

8 O

P

2 2 2 2

54Xe(氙) 86Rn(氡) 2 2 8 8 18 18 18 32 8 18

8 (3)原子核外电子的排布规律

①电子排布规律

电子在原子核外排布时，总是尽量先排在能量最低的电子层里，即最先排布K层，当K层排满后，再排L层等。

②各电子层容纳电子数规律

原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2，最外电子层最多只能容纳8个电子(K层为最外层时最多只能容纳2个电子)，次外层最多只能容纳18个电子，倒数第三层最多只能容纳32个电子。稀有气体元素原子中最外电子层都已经填满，形成了稳定的电子层结构1．M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？

提示：若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这与电子排布规律中“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾。

2．核外电子排布完全相同的两微粒是否是同种元素？

提示：不一定；如Na和Ne的核外电子排布相同，但不属于同种元素。

3．核外电子排布与Ne相同的阳离子有哪些？

提示：Na、Mg2、Al3。

＋＋＋＋4．最外层电子数是次外层电子数2倍的是哪种原子？那3倍的呢？

提示：分别为C、O。

1．10电子微粒及其推断方法

2．核电荷数1～20的元素中常见特殊结构的原子

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最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有：Be、Ar；

④最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；

⑤最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O；

⑥最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne；

⑦次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有：Li、Si；

⑧内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有：Li、P；

⑨电子层数与最外层电子数相等的原子有：H、Be、Al；

⑩电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)最外层电子数为2的原子都为金属原子(×) (2)Ca的原子结构示意图为(×) (3)K层电子离核比L层电子离核近，但能量高(×) (4)核电荷数1～18的原子中，最外层电子数为次外层电子数一半的原子有Li、Si(√) 2．下列说法不正确的是(

) A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数) B．同一原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多

C．如果原子只有一个电子层，该原子的核电荷数不超过2 D．核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有3种

解析：选BD

根据核外电子排布规律可知，A正确；当M为最外层时，可能的电子数为1～8，而此时L层电子数为8，故B项错误；如果原子只有一个电子层，即只有K层，电子数不超过2个，C正确；核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有He和Ne 2种元素，D项错误。

3．下列短周期元素的最高价氧化物溶于水一定能生成强碱的是(

) A．最外层电子数为1的元素

B．原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素

C．原子次外层电子数是最外层电子数4倍的元素

D．原子次外层电子数是最外层电子数8倍的元素

解析：选D

A项，元素可能为H，B项，元素为Li或Si，C项，元素为Mg，D项，元素为Na。

4．A、B、C、D、E五种微粒(分子或离子)，它们分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：

①A＋C――→D＋E↑

②B＋C―→2D (1)写出①的离子方程式：__________________________________________________，

写出②的离子方程式：__________________________________________________。

(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：______________________________。

＋－＋－＋＋－△

(3)除A、B外，请再写出两种10个电子的阳离子：

__________。

解析：常见的含有10个电子的微粒中，分子有：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子有：Na、Mg2、Al3、NH4、H3O；阴离子有：F、O2、OH、NH2等。结合题目中＋＋＋＋＋－－－－＋＋的转化关系可推知A为NH4，B为H3O，C为OH，D为H2O，E为NH3。

答案：(1)NH4＋OH=====NH3↑＋H2O

H3O＋OH===2H2O

(2)Ne、CH4

(3)Na

＋＋－＋＋＋＋－－△＋－、Mg2

＋

[方法技巧] “10e”微粒间的转化

A、B、C、D均为核外电子总数为10的微粒，若它们之间存在如图关系：

＋－△

，则该反应一定是NH4＋OH=====

NH3↑＋H2O。此转化关系常用

－

作推断题的突破口。

②最外层电子数相同而电子层数不同的原子，电子层数越多，原子半径越大；其同价态的离子半径也是如此。

如r(F)

r(F)

③电子层结构相同的不同微粒，原子序数越大，半径越小。如r(S2)>r(Cl)>r(K)>r －－＋－－－－(Ca2)。

＋小结：第一知识点比较重要

练习：课后作业