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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】 1.认识原子结构,能画出1~20号元素的原子结构示意图,能从微观角度了解原子的核外电子排布。(宏观辨识与微观探析) 2.了解原子的核外电子排布,建构原子结构和核外电子排布的认知模型,指出模型表示的具体含义。(证据推理与模型认知)
学习任务一　认识原子的结构
【新知导学】
一、原子的构成
【思考】原子内部微粒带有电荷,整个原子是否显电性 请说出原因。
提示:在原子中,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,质子所带正电荷总数等于核外电子所带负电荷总数,所以整个原子不显电性。
二、质量数
1.质量数:原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
2.关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
质量数可看作该原子相对原子质量的近似整数值
【教材微拓】(溯源教材·P106 T1)
粒子符号中各种数字的含义
【总结升华】
1.构成原子的粒子
2.原子中微粒数之间的关系
3.原子结构的特殊点
(1)原子的质量主要集中在原子核上;
(2)原子中既有正电荷,又有负电荷,但整个原子不显电性;
(3)核电荷数(质子数)=核外电子数,只适用于原子和分子。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)原子呈电中性,其质量主要集中在原子核上。 (√)
提示:原子中电子的质量相对于质子或中子来说可以忽略不计。
(2)相对原子质量就是质量数。 (×)
提示:质量数=质子数+中子数。相对原子质量是指某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比值。
(3)任何粒子的质子数等于电子数。 (×)
提示:阴阳离子的质子数与电子数不相等。
(4)标准状况下,0.1 mol H2O含有的质子数为0.8NA。(×)
提示:氢原子中含有1个质子,O原子中含有8个质子,0.1 mol H2O含有的质子数为NA。
2.下列模型能表示碳-14原子结构的是 (　　)
【解析】选C。碳-14原子中含有6个质子,6个电子,8个中子,符合的是C。
3.(2026·清华大学附属中学高一检测)某三价金属的阳离子含有28个电子,其质量数为70,那么它的核内中子数为 (　　)
A.28　　B.31　　C.39　　D.42
【解析】选C。某三价金属的阳离子含有28个电子,说明该原子的核外电子数为31个,根据核外电子数=核内质子数,可知该金属原子核内质子数为31,根据质量数=核内质子数+中子数,可知中子数为39个。
【题后归纳】粒子间的数量关系
学习任务二　探究原子核外电子排布
【新知导学】
一、电子层
1.电子层:在含有多个电子的原子里,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.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(n) 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
二、核外电子排布规律
【思考】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。
三、原子或离子结构示意图
1.钠的原子结构示意图
2.离子结构示意图
如,S2-的结构示意图为;Al3+的结构示意图为。
【思考】某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时,忘记在圆圈内标出质子数,请你根据核外电子排布,推测可能的微粒符号。
提示:可能为中性原子Ne,也可能为阳离子Na+、Mg2+、Al3+,也可能为阴离子F-、O2-、N3-。
【教材微拓】(溯源教材·P94科学史话)
原子结构模型的演变
【总结升华】
1.原子(或离子)结构的表示方法
2.常见的10e-和18e-微粒
(1)
(2)
【即学即练】
1.核外电子排布遵循一定的规律。下列关于核外电子排布的说法正确的是 (　　)
A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构,则该微粒一定是氩原子
B.最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C.最多容纳8个电子的不一定是第二层
D.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素一定是金属元素
【解题指南】(1)微粒核外电子排布为2、8、8结构,该微粒可能是原子,也可能是离子;(2)最外层电子达到稳定结构的微粒可能是原子,也可能是离子;(3)He原子与Mg原子最外层都只有2个电子。
【解析】选C。电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2-、Cl-等,A项错误;O2-、F-、Cl-、Li+、Na+、Mg2+等微粒最外层电子均达到了稳定结构,B项错误;如第三层作最外层时电子的数目不超过8个,C项正确;He原子的最外层只有2个电子,但He元素是稀有气体元素,D项错误。
2.某离子的原子核里有n个质子,该离子的电子层排布与氩原子相同,此离子所带的电荷可能是 (　　)
A.+(n-18)　　　　　 B.-n
C.-(n+18) D.+(18-n)
【解析】选A。若是K原子则n=19,K+所带的电荷为+(19-18),A正确;不可能存在带-n电荷的离子满足以上条件,B错误;不可能存在带-(n+18)电荷的离子满足以上条件,C错误;若n=16则对应的离子为+(18-16),但+2价硫离子的核外电子排布与氩原子不同,无满足以上条件的带+(18-n)电荷的离子,D错误。
【解题有招】寻找“等电子”微粒的思维方法
以稀有气体元素He(2电子微粒)、Ne(10电子微粒)、Ar(18电子微粒)为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
课堂检测效果诊断
1.在核电荷数1~18的元素中,原子的最外层电子数等于次外层电子数的有 (　　)
A.1种　　B.2种　　C.3种　　D.4种
【解析】选B。在核电荷数1~18的元素中,原子的最外层电子数等于次外层电子数的有Be、Ar 2种,故选B。
2.(2026·闵行中学高一检测)在R中,共有x个核外电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数目是 (　　)
A.A-x+n+48　　　 B.A-x+n+24
C.A-x-n-24 D.A+x-n-24
【解析】选B。在R中,质子总数=核外电子总数x-n,质量数=A+3×16=A+48,则R的中子总数=A+48-(x-n)=A+48-x+n,则R原子核内含有的中子数=A+48-x+n-3×8= A-x+n+24,B正确。
3.北京大学研究团队与中国科学院空天信息创新研究院合作,成功开发出世界首款光子时钟芯片,可将芯片上的时间调控速度提升100倍。芯片中的主要材质是硅。如图所示是硅原子的构成示意图,下列说法错误的是 (　　)
A.硅元素属于金属元素
B.硅原子的结构示意图为
C.硅原子最外电子层为M层
D.硅原子不带电的原因是其质子数与核外电子数目相同,电性相反
【图示析题】
【解析】选A。硅带石字旁,属于非金属元素,故A错误;由图可知第一、三层上电子数分别为2、4,由核外电子排布规律可知第二层电子数为8,又根据原子中“质子数=核外电子数”,则核内质子数为2+8+4=14,故硅原子的结构示意图为,故B正确;硅原子核外有3个电子层,最外电子层为M层,故C正确;硅原子质子数等于核外电子数,数目相等,电性相反,所以硅原子不带电,故D正确。(共35张PPT)
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】
1.认识原子结构,能画出1~20号元素的原子结构示意图,能从微观角度了解原子的核外电子排布。(宏观辨识与微观探析)
2.了解原子的核外电子排布,建构原子结构和核外电子排布的认知模型,指出模型表示的具体含义。(证据推理与模型认知)
01
学习任务一　认识原子的结构
【新知导学】
一、原子的构成
【思考】原子内部微粒带有电荷,整个原子是否显电性 请说出原因。
提示:在原子中,原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,质子所带正电荷总数等于核外电子所带负电荷总数,所以整个原子不显电性。
二、质量数
1.质量数:原子核内所有_____和_____的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。
2.关系:质量数(A)=__________+__________。
质量数可看作该原子相对原子质量的近似整数值
质子
中子
质子数(Z)
中子数(N)
【教材微拓】(溯源教材·P106 T1)
粒子符号中各种数字的含义
【总结升华】
1.构成原子的粒子
2.原子中微粒数之间的关系
3.原子结构的特殊点
(1)原子的质量主要集中在原子核上;
(2)原子中既有正电荷,又有负电荷,但整个原子不显电性;
(3)核电荷数(质子数)=核外电子数,只适用于原子和分子。
【即学即练】
1.易错辨析
(1)原子呈电中性,其质量主要集中在原子核上。( )
提示:原子中电子的质量相对于质子或中子来说可以忽略不计。
(2)相对原子质量就是质量数。( )
提示:质量数=质子数+中子数。相对原子质量是指某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比值。
√
×
(3)任何粒子的质子数等于电子数。 ( )
提示:阴阳离子的质子数与电子数不相等。
(4)标准状况下,0.1 mol H2O含有的质子数为0.8NA。( )
提示:氢原子中含有1个质子,O原子中含有8个质子,0.1 mol H2O含有的质子数为NA。
×
×
2.下列模型能表示碳-14原子结构的是 (　　)
【解析】选C。碳-14原子中含有6个质子,6个电子,8个中子,符合的是C。
√
3.(2026·清华大学附属中学高一检测)某三价金属的阳离子含有28个电子,其质量数为70,那么它的核内中子数为 (　　)
A.28　　B.31　　C.39　　D.42
【解析】选C。某三价金属的阳离子含有28个电子,说明该原子的核外电子数为31个,根据核外电子数=核内质子数,可知该金属原子核内质子数为31,根据质量数=核内质子数+中子数,可知中子数为39个。
√
【题后归纳】粒子间的数量关系
02
学习任务二　探究原子核外电子排布
【新知导学】
一、电子层
1.电子层:在含有多个电子的原子里,电子分别在_________的区域内运动。我们把不同的区域简化为_____________,也称作电子层。
能量不同
不连续的壳层
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(n) 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由___到___
能量高低 由___到___
近
远
低
高
二、核外电子排布规律
【思考】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。
三、原子或离子结构示意图
1.钠的原子结构示意图
2.离子结构示意图
如,S2-的结构示意图为____________;Al3+的结构示意图为___________。
【思考】某同学在画某种元素的一种单核微粒的结构示意图时,忘记在圆圈内标出质子数,请你根据核外电子排布,推测可能的微粒符号。
提示:可能为中性原子Ne,也可能为阳离子Na+、Mg2+、Al3+,也可能为阴离子F-、O2-、N3-。
【教材微拓】(溯源教材·P94科学史话)
原子结构模型的演变
【总结升华】
1.原子(或离子)结构的表示方法
2.常见的10e-和18e-微粒
(1)
(2)
【即学即练】
1.核外电子排布遵循一定的规律。下列关于核外电子排布的说法正确的是 (　　)
A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构,则该微粒一定是氩原子
B.最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
C.最多容纳8个电子的不一定是第二层
D.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素一定是金属元素
√
【解题指南】(1)微粒核外电子排布为2、8、8结构,该微粒可能是原子,也可能是离子;(2)最外层电子达到稳定结构的微粒可能是原子,也可能是离子;(3)He原子与Mg原子最外层都只有2个电子。
【解析】选C。电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2-、Cl-等,A项错误;O2-、F-、Cl-、Li+、Na+、Mg2+等微粒最外层电子均达到了稳定结构,B项错误;如第三层作最外层时电子的数目不超过8个,C项正确;He原子的最外层只有2个电子,但He元素是稀有气体元素,D项错误。
2.某离子的原子核里有n个质子,该离子的电子层排布与氩原子相同,此离子所带的电荷可能是 (　　)
A.+(n-18)　　　　　 B.-n
C.-(n+18) D.+(18-n)
【解析】选A。若是K原子则n=19,K+所带的电荷为+(19-18),A正确;不可能存在带-n电荷的离子满足以上条件,B错误;不可能存在带-(n+18)电荷的离子满足以上条件,C错误;若n=16则对应的离子为+(18-16),但+2价硫离子的核外电子排布与氩原子不同,无满足以上条件的带+(18-n)电荷的离子,D错误。
√
【解题有招】寻找“等电子”微粒的思维方法
以稀有气体元素He(2电子微粒)、Ne(10电子微粒)、Ar(18电子微粒)为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
03
课堂检测 效果诊断
1.在核电荷数1~18的元素中,原子的最外层电子数等于次外层电子数的有 (　　)
A.1种　　B.2种　　C.3种　　D.4种
【解析】选B。在核电荷数1~18的元素中,原子的最外层电子数等于次外层电子数的有Be、Ar 2种,故选B。
√
√
3.北京大学研究团队与中国科学院空天信息创新研究院合作,成功开发出世界首款光子时钟芯片,可将芯片上的时间调控速度提升100倍。芯片中的主要材质是硅。如图所示是硅原子的构成示意图,下列说法错误的是 (　　)
A.硅元素属于金属元素
B.硅原子的结构示意图为
C.硅原子最外电子层为M层
D.硅原子不带电的原因是其质子数与核外电子数目相同,电性相反
√
【图示析题】
【解析】选A。硅带石字旁,属于非金属元素,故A错误;由图可知第一、三层上电子数分别为2、4,由核外电子排布规律可知第二层电子数为8,又根据原子中“质子数=核外电子数”,则核内质子数为2+8+4=14,故硅原子的结构示意图为 ,故B正确;硅原子核外有3个电子层,最外电子层为M层,故C正确;硅原子质子数等于核外电子数,数目相等,电性相反,所以硅原子不带电,故D正确。

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