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第一节　原子结构与元素周期表
第1课时　原子结构
[学习目标]　认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图。
任务一　原子的构成
1.质量数
(1)概念：将原子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核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子呈电中性)。
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
2.原子的表示方法
原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法
F 9 10 F
Na 11 12 Na
Al 13 14 Al
[交流研讨]　填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。
粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 电荷数 核外电子数
Na＋ 11 23
Cl－ 17 37
提示：(从左到右，从上到下)1　10　1　18
离子中电子数的计算方法
阳离子(Rm＋)的核外电子数＝质子数－m；
阴离子(Rm－)的核外电子数＝质子数＋m。
1.正误判断
(1)质子数和中子数决定原子的质量数。(　　)
(2)微粒中的质子数与核外电子数一定相等。(　　)
(3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。(　　)
提示：(1)正确　(2)错误。原子的质子数等于核外电子数；离子的质子数不等于核外电子数　(3)正确
2.(2025·河北冀州高一检测Ra可用于辐照治疗癌症，下列关于Ra说法正确的是(　　)
A.核电荷数为138 B.核外电子数为226
C.中子数为88 D.质量数为226
答案：D
解析Ra的核电荷数等于质子数等于核外电子数等于88，A错误Ra的核外电子数等于核电荷数为88，B错误Ra的中子数等于质量数减去质子数，为226－88＝138，C错误Ra中左上角数据表示质量数Ra的质量数为226，D正确。
3.原子X核内质子数等于中子数，其阳离子Xn＋核外共有a个电子，X的质量数为(　　)
A.2(a＋n) B.2(a－n)
C.2a D.n＋2
答案：A
解析：根据阳离子Xn＋核外共有a个电子， 则有Z－n＝a，故X原子核外有a＋n个电子，又原子X核内质子数等于中子数，其质量数等于质子数加中子数，故为2(a＋n)。
任务二　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，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层 由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
2.核外电子分层排布规律
(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。
(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(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18。
3.核外电子排布的表示方法——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
S：，S2－：。
[交流研讨]　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：原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。
4.常见的10e－和18e－微粒
(1)
(2)
1.正误判断
(1)M层为最外层时，最多容纳18个电子。(　　)
(2)原子的次外层电子数都是8。(　　)
(3)Mg的原子结构示意图是。(　　)
提示：(1)错误。最多应容纳8个电子　(2)错误。核电荷数从3到10的元素原子次外层电子数都是2　(3)错误。Mg的原子结构示意图应为
2.(2024·北京第一六六中学高一期末)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，最多可排有18个电子
答案：B
解析：在多电子原子中，电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误；氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误；由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但其作为最外层时，最多可排8个电子，D错误。
3.(2024·福建福州高一期末)下列各组微粒具有相同质子数和电子数的是(　　)
A.F－和OH－ B.H2O和N
C.OH－和NH3 D.O2－和N
答案：A
解析：F－和OH－质子数都为9，电子数都为10，A正确；H2O和N质子数分别为10、11，电子数都为10，B错误；OH－和NH3质子数分别为9、10，电子数都为10，C错误；O2－和N质子数分别为8、11，电子数都为10，D错误。
1.在原子结构研究的历史中，提出“葡萄干面包式”原子结构模型的是(　　)
A.卢瑟福 B.道尔顿
C.玻尔 D.汤姆孙
答案：D
2.工业焊接钢管常用Cs进行“无损探伤”。下列有关说法正确的是(　　)
A.137表示质量数
B.137表示中子数
C.该原子质子数大于中子数
D.该原子的K、L层共容纳了11个电子
答案：A
解析Cs的质子数为55、质量数为137、中子数为137－55＝82，则质子数小于中子数，由核外电子排布规律可知，K层最多只能容纳2个电子、L层最多只能容纳8个电子，最多共容纳10个电子，故选A。
3.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是　　　　。
(2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是　　　　。
(3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图：　　　　。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是　　　　。
答案：(1)Ne　(2)Na＋　(3)　(4)F－
4.在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有　　　　　　；最外层电子数为2的原子有　　　　　　。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有　　　　。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有　　　　，3倍的原子有　　　　。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有　　　　。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有　　　　。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有　　　　。
答案：(1)H、Li、Na　He、Be、Mg　(2)Be、Ar
(3)C　O　(4)Li、Si　(5)H、Be、Al　(6)He、C、S
课时测评22　原子结构
(时间：40分钟　满分：60分)
(1－12题，每小题3分，共36分)
题点一　原子结构
1.原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是(　　)
A.质子数 B.中子数
C.质量数 D.电子数
答案：D
解析：化学反应中原子的种类不变，质子数、中子数、质量数不变，电子数可能发生改变。
2.(2025·江西抚州高一上检测)铍的密度是钛的一半，铍元素被称为“未来的航天元素”。中国是世界上有能力提炼铍的少数国家之一。已知铍的一种同位素Be，其核内中子数为(　　)
A.4 B.5
C.9　 D.13
答案：B
3.(2024·广西桂林高一期末)月球土壤中含有钍元素Th(中文名“钍”)是一种天然放射性核素，通常用来制造合金，提高金属强度，也是一种极有前途的能源。下列关于Th的说法不正确的是(　　)
A.质子数为90 B.核外电子数为90
C.中子数为142 D.质量数为322
答案：D
4.钴-60Co)放射源的应用非常广泛，在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害等。下列有关说法错误的是(　　)
A.钴的相对原子质量是60
B.60Co与60Fe具有相同的质量数
C.60Co与59Co核外电子数相同
DCo核内中子数与核外电子数之差为6
答案：A
题点二　原子核外电子排布规律
5.下列说法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
答案：D
解析：K层离核最近，能量最低，B正确；N电子层为次外层时，电子数不超过18，C正确；各电子层(n)最多可容纳的电子数为2n2，D错误。
6.(2025·福建三明六校高一检测)据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(He-3)，其原子核中质子数为2、中子数为1。下列关于氦(He-3)元素的说法正确的是(　　)
A.原子核外电子数为3
B.相对原子质量为2
C.原子结构示意图为
D.该元素原子的核电荷数为1
答案：C
7.(2025·天津静安区高一检测)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，则该元素的符号是(　　)
A.Li B.Si
C.Al D.K
答案：B
解析：根据原子核外电子的排布规律可知，K层排满2个电子后再排L层，L层需排满8个电子后再排M层，M层的电子数是L层电子数的，即M层电子数为4，则该元素的核外电子数是2＋8＋4＝14，即原子序数为14，该元素是Si元素。
8.核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有(　　)
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
答案：B
解析：在1～18号元素中，符合题给要求的元素原子的电子排布依次为2、1和2、8、5。
题点三　结构示意图
9.认识原子的结构有利于理解元素的性质。某元素X的原子结构示意图如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.a＝16
B.该元素原子可得2个电子达到稳定结构
C.该元素的最高化合价为＋10
D.该元素单质在空气中燃烧的产物的化学式为SO2
答案：C
解析：a为质子数，质子数＝核外电子数＝16，故A正确；硫原子最外层电子数为6，得2个电子形成稳定结构，故B正确；硫元素原子最外层电子数为6，其最高化合价为＋6，故C错误；硫在空气中燃烧生成二氧化硫，故D正确。
10.(2025·河北滦州高一检测)某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是(　　)
A.属于阴离子
B.核外有3个电子层
C.核外电子数为18
D.在化学反应中易得电子
答案：D
解析：该粒子为氯离子，为阴离子，故A正确；依据粒子结构示意图可知，核外有3个电子层，核外电子数为18，故B、C正确；该离子为氯离子，最外层达到8电子稳定结构，不能得电子，反应中可失去电子，故D错误。
11.(2025·贵州毕节高一检测)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。若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(　　)
答案：D
解析：氟元素原子核外最外层电子数为7，D元素原子核外最外层电子数也为7，故两种原子的化学性质相似。
12.已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为(　　)
A. mol B. mol
C. mol D. mol
答案：C
解析：R2＋的核外电子数为A－N－2，m g R2＋的物质的量为＝ mol，m g R2＋中含有电子的物质的量为(A－N－2) mol。
13.(6分)A、B为核电荷数为1～20的原子。
(1)A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为　　　　，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为　　　　。
(2)B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为　　　　。
答案：(1)8　10　(2)21
解析：(1)核电荷数＝质子数＝8，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝10。(2)B元素原子质子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。
14.(12分)根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
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
答案：(从左到右，从上到下)硅　　硼　　钠　　氧　
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，B元素原子最外层电子数则为3，是硼；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规则，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。
15.(6分)已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1。试推断：
(1)三种元素的元素符号：A为　　　；C为　　　。
(2)画出B元素的原子结构示意图：　　　　　　。
答案：(1)C　Cl　(2)
解析：由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1，且质子数为C＞B，可知C为氯元素。
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第1课时　原子结构
　
第四章 第一节　原子结构与元素周期表
认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图。
学习目标
任务一　原子的构成
新知构建
1.质量数
(1)概念：将原子核内所有______和______的相对质量取近似___________
____，所得的数值叫做质量数，常用____表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①核电荷数＝质子数＝____________(原子呈电中性)。
②质量数(A)＝____________＋____________。
质子
中子
整数值相
加
A
核外电子数
质子数(Z)
中子数(N)
2.原子的表示方法
原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法
F 9 10 ____
Na 11 12 _____
Al 13 14 _____
质量数
质子数
填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。
交流研讨
粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 电荷数 核外电子数
11 23
17 37
1
10
1
18
离子中电子数的计算方法
阳离子(Rm＋)的核外电子数＝质子数－m；
阴离子(Rm－)的核外电子数＝质子数＋m。
归纳总结
学以致用
1.正误判断
(1)质子数和中子数决定原子的质量数。 (　　)
提示：正确
(2)微粒中的质子数与核外电子数一定相等。 (　　)
提示：错误。原子的质子数等于核外电子数；离子的质子数不等于核外电子数
(3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。(　　)
提示：正确
√

3.原子X核内质子数等于中子数，其阳离子Xn＋核外共有a个电子，X的质量数为
A.2(a＋n) B.2(a－n)
C.2a D.n＋2
√
根据阳离子Xn＋核外共有a个电子， 则有Z－n＝a，故X原子核外有a＋n个电子，又原子X核内质子数等于中子数，其质量数等于质子数加中子数，故为2(a＋n)。
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任务二　原子核外电子排布
新知构建
1.电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，把电子运动的______不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层
由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 ____ ____ ____ ____ O P Q
离核远近 由____到____
能量高低 由____到____
能量
K
L
M
N
近
远
低
高
2.核外电子分层排布规律
(1)电子总是尽可能先从______排起，当一层______后再填充下一层。
(2)原子核外各电子层最多容纳_____个电子。
(3)原子最外层电子数不能超过___(K层为最外层时不能超过___)，次外层电子数不能超过____。
内层
充满
2n2
8
2
18
3.核外电子排布的表示方法——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
S：__________，S2－：__________。
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：原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。
交流研讨
4.常见的10e－和18e－微粒
(1)
F－、O2－、N3－、OH－
HF、H2O、NH3、CH4
(2)
H2S
F2
K＋、Ca2＋
学以致用
1.正误判断
(1)M层为最外层时，最多容纳18个电子。 (　　)
提示：错误。最多应容纳8个电子
(2)原子的次外层电子数都是8。 (　　)
提示：错误。核电荷数从3到10的元素原子次外层电子数都是2
(3)Mg的原子结构示意图是 。 (　　)
提示：错误。Mg的原子结构示意图应为
2.(2024·北京第一六六中学高一期末)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，最多可排有18个电子
√
在多电子原子中，电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误；氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误；由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但其作为最外层时，最多可排8个电子，D错误。
√
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随堂演练
√
1.在原子结构研究的历史中，提出“葡萄干面包式”原子结构模型的是
A.卢瑟福 B.道尔顿
C.玻尔 D.汤姆孙
√
3.某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时，忘记在圆圈内标出其质子数，请你根据下面的提示作出自己的判断。
(1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是　　。
(2)该微粒对应的单质是一种能与水剧烈反应的金属，这种微粒的符号是　　　。
(3)该微粒带两个单位的负电荷，画出其中性原子的结构示意图：　 　。
(4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，这种微粒的符号是
　　。
Ne
Na＋
F－
4.在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有　　　　　　；最外层电子数为2的原子有　　　　　　。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有　　　　。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有　 ，3倍的原子有　　。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有　　　　。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有　　 　　。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有　 　　　。
H、Li、Na
He、Be、Mg
Be、Ar
C
O
Li、Si
H、Be、Al
He、C、S
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课时测评
题点一　原子结构
1.原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程中，原子中的下列粒子数可能发生改变的是
A.质子数 B.中子数
C.质量数 D.电子数
√
化学反应中原子的种类不变，质子数、中子数、质量数不变，电子数可能发生改变。
√
√
√
题点二　原子核外电子排布规律
5.下列说法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
√
K层离核最近，能量最低，B正确；N电子层为次外层时，电子数不超过18，C正确；各电子层(n)最多可容纳的电子数为2n2，D错误。
6.(2025·福建三明六校高一检测)据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(He-3)，其原子核中质子数为2、中子数为1。下列关于氦(He-3)元素的说法正确的是
A.原子核外电子数为3
B.相对原子质量为2
C.原子结构示意图为
D.该元素原子的核电荷数为1
√
√
8.核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
√
在1～18号元素中，符合题给要求的元素原子的电子排布依次为2、1和2、8、5。
题点三　结构示意图
9.认识原子的结构有利于理解元素的性质。某元素X的原子结构示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.a＝16
B.该元素原子可得2个电子达到稳定结构
C.该元素的最高化合价为＋10
D.该元素单质在空气中燃烧的产物的化学式为SO2
√
a为质子数，质子数＝核外电子数＝16，故A正确；硫原子最外层电子数为6，得2个电子形成稳定结构，故B正确；硫元素原子最外层电子数为6，其最高化合价为＋6，故C错误；硫在空气中燃烧生成二氧化硫，故D正确。
10.(2025·河北滦州高一检测)某粒子的结构示意图为 ，关于该粒子的说法不正确的是
A.属于阴离子
B.核外有3个电子层
C.核外电子数为18
D.在化学反应中易得电子
√
该粒子为氯离子，为阴离子，故A正确；依据粒子结构示意图可知，核外有3个电子层，核外电子数为18，故B、C正确；该离子为氯离子，最外层达到8电子稳定结构，不能得电子，反应中可失去电子，故D
错误。
11.(2025·贵州毕节高一检测)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。若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
√
氟元素原子核外最外层电子数为7，D元素原子核外最外层电子数也为7，故两种原子的化学性质相似。
√
13.(6分)A、B为核电荷数为1～20的原子。
(1)A元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为　　，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为　　。
8
10
核电荷数＝质子数＝8，阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数＝10。
(2)B元素原子的一价阳离子的核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为　　。
21
B元素原子质子数是18＋1＝19，质量数为40，该元素原子的中子数为40－19＝21。
14.(12分)根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。
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

硅
硼
钠
氧
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，B元素原子最外层电子数则为3，是硼 ；当次外层为L
层时，B元素原子最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规则，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。
15.(6分)已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A＜B＜C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1。试推断：
(1)三种元素的元素符号：A为　　；C为　　。
(2)画出B元素的原子结构示意图：　　　　　　。
C
Cl
由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1，且质子数为C＞B，可知C为氯元素。
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