高中化學(xué) 1.2.1 原子核外電子的排布課件 新人教版必修2.ppt
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成才之路 · 化學(xué),路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 · 必修2,物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律,第一章,第二節(jié) 元素周期律,第一章,第1課時(shí) 原子核外電子的排布,第一章,核外電子是處在一定的軌道上繞核運(yùn)行的,正如太陽(yáng)系的行星繞太陽(yáng)運(yùn)行一樣;核外運(yùn)行的電子分層排布,按能量高低而距核遠(yuǎn)近不同。這個(gè)模型被稱為“玻爾原子模型”?,F(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論在新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上保留了“玻爾原子模型”合理的部分,并賦予其新的內(nèi)容。你想知道核外電子是如何排布的嗎?請(qǐng)讓我們一起走進(jìn)教材第二節(jié)·元素周期律。,,●學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解原子的核外電子能量高低與分層排布的關(guān)系。 2.了解核外電子分層排布規(guī)律。,●新知預(yù)習(xí) 1.電子的能量狀況 通常情況下,在離核較近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量____,在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量_______。,較低,較高,不同,K,L,M,N,O,P,Q,近,遠(yuǎn),低,高,3.原子核外電子的分層排布 在含有多個(gè)電子的原子里,電子依能量的不同是分層排布的,其主要規(guī)律是: (1)核外電子總是盡先排布在______________的電子層,然后由里向外,依次排布在______________的電子層; (2)原子核外各電子層最多容納______個(gè)電子; (3)原子最外層電子數(shù)目不能超過(guò)___個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)___個(gè)); (4)次外層電子數(shù)目不能超過(guò)____個(gè),倒數(shù)第三層電子數(shù)目不能超過(guò)____個(gè)。,能量最低,能量逐漸升高,2n2,8,2,18,32,●自主探究 1.電子極其微小,即使使用最先進(jìn)的掃描隧道顯微鏡(STM),也只能觀察到排列有序、緊密堆積的電子,而觀察不到比原子小得多的電子。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),科學(xué)家們主要采用模型的方法對(duì)核外電子的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行研究。請(qǐng)你查詢有關(guān)原子結(jié)構(gòu)模型的資料,與同學(xué)們討論電子在原子核外是怎樣運(yùn)動(dòng)的。 提示:(1)玻爾原子模型:核外電子是處在一定的軌道上繞核運(yùn)行的,正如太陽(yáng)系的行星繞太陽(yáng)運(yùn)行一樣;在核外運(yùn)動(dòng)的電子分層排布,按能量高低而距核遠(yuǎn)近不同。,(2)電子層模型 ①在含有多個(gè)電子的原子里,電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng),我們把不同的區(qū)域簡(jiǎn)化為不連續(xù)的殼層,也稱為電子層(有人把這種電子層模型比擬為洋蔥式結(jié)構(gòu))。 ②能量最低原理:由于原子中的電子是處在原子核的引力場(chǎng)中(類似于地球上的萬(wàn)物處于地心的引力場(chǎng)中),電子總是盡可能地先排布在能量最低的電子層,即最內(nèi)層,當(dāng)一層排滿后再排布在下一層。,2.你認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)對(duì)于理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系有哪些幫助? 提示:原子的最外層電子數(shù)和電子層數(shù)直接決定原子得失電子的難易,原子最外層電子數(shù)越少,電子層數(shù)越多,就越容易失電子,單質(zhì)還原性就越強(qiáng);原子最外層電子數(shù)越多,電子層數(shù)越少,就越容易得電子,單質(zhì)氧化性就越強(qiáng)。 元素的化合價(jià)與原子的最外層電子數(shù)有關(guān),通過(guò)分析元素在物質(zhì)中的化合價(jià),可確定這種元素的化合價(jià)在該元素所有化合價(jià)中的位置,進(jìn)而可判斷該元素的價(jià)態(tài)變化情況(是升價(jià)還是降價(jià)還是既能升價(jià)又能降價(jià))。這樣就可確定含這種元素的物質(zhì)是表現(xiàn)氧化性還是表現(xiàn)還原性。,原子核外電子排布的一般規(guī)律,●思維導(dǎo)圖,,1.電子層 在含有多個(gè)電子的原子里,電子的能量并不完全相同,離核的遠(yuǎn)近也不相同,電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。我們把不同的電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域簡(jiǎn)化為不連續(xù)的殼層,稱為電子層。 (1)通常(參看教材13頁(yè)圖1-7),能量低的電子在離核較近的區(qū)域運(yùn)動(dòng),而能量高的電子在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運(yùn)動(dòng); (2)第1至第7電子層符號(hào)分別是K、L、M、N、O、P、Q。,●教材點(diǎn)撥,2.核外電子的排布規(guī)律 (1)核外電子分層排布:核外電子一般總是盡可能地先排布在能量最低的電子層里,即最先排布K層,當(dāng)K層排滿后,再排布L層等。 (2)各電子層容納電子數(shù)的規(guī)律:各電子層最多容納的電子數(shù)為2n2(n僅代表電子層數(shù)),原子核外最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(當(dāng)K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)),次外層電子數(shù)目不超過(guò)18個(gè),倒數(shù)第3層電子數(shù)目不超過(guò)32個(gè);在核電荷數(shù)1~20號(hào)元素原子中,各電子層最多能容納的電子數(shù)為K層2個(gè)、L層8個(gè)、M層8個(gè)。,注意:核外電子數(shù)排布規(guī)律中的各項(xiàng)是相互聯(lián)系的,不能孤立地理解或應(yīng)用其中的某一部分。 3.核外電子排布的表示方法——結(jié)構(gòu)示意圖 結(jié)構(gòu)示意圖是用小圓圈和圓圈內(nèi)的符號(hào)及數(shù)字表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù),弧線表示各電子層,弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。例如:鈉原子結(jié)構(gòu)示意圖為:,,4.原子結(jié)構(gòu)示意圖與離子結(jié)構(gòu)示意圖的比較 結(jié)構(gòu)示意圖包括原子結(jié)構(gòu)示意圖和離子結(jié)構(gòu)示意圖。原子結(jié)構(gòu)示意圖中,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù);離子結(jié)構(gòu)示意圖中,二者則不相等。例如: 陽(yáng)離子:核外電子數(shù)小于核電荷數(shù);陰離子:核外電子數(shù)大于核電荷數(shù),其差值均為離子所帶的電荷數(shù)。,(2014·試題調(diào)研)核電荷數(shù)小于或等于18的元素中,原子的最外層電子數(shù)是其余電子總數(shù)一半的元素種類有( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種 【解析】 在1號(hào)~18號(hào)元素中,符合題給要求的元素原子的電子排布依次為2、1和2、8、5。 【答案】 B,●典例透析,●變式訓(xùn)練,點(diǎn)撥:A中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)都是8,這是8O的原子結(jié)構(gòu)示意圖,正確;B中核電荷數(shù)為11,這是Na的原子核,鈉原子的核外有11個(gè)電子,鈉元素的最高化合價(jià)為+1價(jià),Na+的核外應(yīng)有10個(gè)電子,而圖中核外只有9個(gè)電子,錯(cuò)誤;C中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)都是17,這是17Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖,正確;D中核電荷數(shù)和核外電子數(shù)分別是17和18,這是17Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖,正確。,元素性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系,●思維導(dǎo)圖,,1.元素性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系 (1)當(dāng)原子最外層電子數(shù)達(dá)到8(氦為2)時(shí),該原子處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定。 (2)一般來(lái)講;當(dāng)原子最外層電子數(shù)小于4時(shí),易失電子,表現(xiàn)為金屬性;最外層電子數(shù)大于4時(shí),易得到電子,表現(xiàn)為非金屬性;最外層電子數(shù)等于4時(shí),既不易失去也不易得到電子,易形成共價(jià)化合物。,●教材點(diǎn)撥,(3)化合價(jià)是元素的一種重要性質(zhì)。元素的化合價(jià)的數(shù)值與原子的電子層結(jié)構(gòu),特別是最外層電子數(shù)有關(guān)。例如:①稀有氣體原子核外電子排布已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),既不易得電子也不易失電子,所以稀有氣體元素的常見(jiàn)化合價(jià)為零。②鈉原子最外層只有1個(gè)電子,容易失去這個(gè)電子而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此鈉元素在化合物中通常顯+1價(jià)。③氯原子最外層有7個(gè)電子,只需得到1個(gè)電子便可達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),因此氯元素在化合物中可顯-1價(jià)。,(2014·經(jīng)典習(xí)題選萃)A、B、C、D、E均為短周期元素,A元素的原子M層上有一個(gè)電子;B元素次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的4倍;C原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;D元素原子最外層電子數(shù)為a,次外層電子數(shù)為b;E元素的原子M層電子數(shù)為a-b,L層電子數(shù)為a+b,則A、B、C、D、E元素的元素符號(hào)分別為_(kāi)_______、________、________、________、________。,●典例透析,【解析】 A元素的原子M層上有一個(gè)電子可知A元素K、L層已經(jīng)排滿,所以A原子的核外電子排布是2、8、1,A的原子序數(shù)為11,是Na;B元素次外層是最外層電子數(shù)的4倍,所以B元素原子次外層電子數(shù)只能是8,最外層電子數(shù)為2,K層電子數(shù)已排滿2,即B的原子序數(shù)為12,是Mg;C原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,因?yàn)樽钔鈱与娮訑?shù)最多為8,所以C原子次外層排滿后電子數(shù)只能為2,即為K層,C原子的核外電子排布是2、4,是碳元素;E元素的原子M層電子數(shù)為a-b,說(shuō)明L電子層已經(jīng)排滿為8,所以a+b=8,b<8,又知D元素次外層電子數(shù)為b,所以b只能等于2,a=6,即D是O、E是Si。,(2014·試題調(diào)研)某同學(xué)在畫(huà)某種元素的一種單核微粒的結(jié)構(gòu)示意圖時(shí),忘記在圓圈內(nèi)標(biāo)出其質(zhì)子數(shù),請(qǐng)你根據(jù)下面的提示做出自己的判斷。 (1)該微粒是中性微粒,這種微粒的符號(hào)是________。 (2)該微粒的鹽溶液能使溴水褪色,并出現(xiàn)渾濁,這種微粒的符號(hào)是____________________。,,,(3)該微粒的氧化性很弱,得到1個(gè)電子后變?yōu)樵?,原子的還原性很強(qiáng),這種微粒的符號(hào)是________。 (4)該微粒的還原性很弱,失去1個(gè)電子后變?yōu)樵?,原子的氧化性很?qiáng),這種微粒的符號(hào)是________。,【解析】 核外電子排布為2、8、8構(gòu)型的單核微粒主要有:Ar、S2-、Cl-、K+、Ca2+。 (1)單核中性微粒為原子,原子的核電荷數(shù)=核外電子數(shù),因此,此微粒是核電荷數(shù)為18的氬原子; (2)具有還原性能被溴水氧化的是硫離子。 (3)氧化性很弱的+1價(jià)的是鉀離子; (4)還原性很弱的-1價(jià)的是氯離子。 【答案】 (1)Ar (2)S2- (3)K+ (4)Cl-,【點(diǎn)撥】 由微粒結(jié)構(gòu)示意圖的各部分含義,可知該微粒共有3個(gè)電子層,共18個(gè)電子。根據(jù)題意結(jié)合組成原子的各微粒之間的關(guān)系,可判斷該微粒為中性時(shí)或分別帶正負(fù)電荷時(shí),原子核內(nèi)質(zhì)子的數(shù)值。由此,熟練掌握1~20號(hào)元素的原子核外電子的排布特點(diǎn)尤為重要。,2.(2014·經(jīng)典習(xí)題選萃)短周期元素中,A元素原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍;B元素原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的3倍;C元素原子M層電子數(shù)等于其L層電子數(shù)的一半;D元素原子最外層有1個(gè)電子,D的陽(yáng)離子與B的陰離子電子層結(jié)構(gòu)相同,則4種元素原子序數(shù)關(guān)系中正確的是( ) A.C>D>B>A B.D>B>A>C C.A>D>C>B D.B>A>C>D 答案:A,●變式訓(xùn)練,點(diǎn)撥:本題主要考查短周期元素的核外電子排布,依據(jù)核外電子排布規(guī)律判斷出A、B、C、D 4種元素的原子序數(shù)。A元素原子的次外層電子數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)是4,A的原子序數(shù)為6;B元素的內(nèi)層電子總數(shù)只能是2,最外層電子數(shù)為6,B的原子序數(shù)為8;C元素原子有3個(gè)電子層,L層必有8個(gè)電子,M層有4個(gè)電子,C的原子序數(shù)為14,D的陽(yáng)離子與B的陰離子(即O2-)電子層結(jié)構(gòu)相同,D為Na,原子序數(shù)為11,故原子序數(shù):C>D>B>A。,3.A、B、C、D、E五種元素,已知: ①A原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍,B的陰離子與C的陽(yáng)離子跟氖原子的電子層結(jié)構(gòu)相同,E原子M層上的電子比K層的多5個(gè)。 ②常溫下B2是氣體,它對(duì)氫氣的相對(duì)密度是16。 ③C的單質(zhì)在B2中燃燒,生成淡黃色固體F,F(xiàn)與AB2反應(yīng)可生成B2。 ④D的單質(zhì)在B2中燃燒,發(fā)出藍(lán)紫色火焰,生成有刺激性氣味的氣體DB2,D在DB2中的含量為50%。,根據(jù)以上情況回答: (1)A、B、C、D、E各為什么元素?(寫(xiě)元素符號(hào)) (2)畫(huà)出E的原子結(jié)構(gòu)示意圖,C的離子結(jié)構(gòu)示意圖。 (3)寫(xiě)出F和AB2反應(yīng)的化學(xué)方程式。,1.(2014·經(jīng)典習(xí)題選萃)下列敘述中正確的是( ) A.電子的能量越低,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離原子核越遠(yuǎn) B.核外電子的分層排布即是核外電子的分層運(yùn)動(dòng) C.稀有氣體元素原子的最外層都排有8個(gè)電子 D.當(dāng)M層是最外層時(shí),最多可排布18個(gè)電子 答案:B 點(diǎn)撥:在離核較近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量較低,A錯(cuò)誤;核外電子的分層排布即是核外電子的分層運(yùn)動(dòng),B正確;氦原子最外層只有2個(gè)電子,C錯(cuò)誤;任何電子層作最外層時(shí),所容納的電子均不超過(guò)8個(gè),D錯(cuò)誤。,3.(2014·江西宜春市上高中學(xué)高一月考)兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等,則在核電荷數(shù)為1~18的元素中,滿足上述關(guān)系的元素共有( ) A.3對(duì) B.4對(duì) C.6對(duì) D.5對(duì) 答案:C,4.(2014·吉林省長(zhǎng)白縣高一月考)寫(xiě)出下列微粒的符號(hào)及結(jié)構(gòu)示意圖: ①原子核內(nèi)有10個(gè)質(zhì)子的原子________, ②核外有10個(gè)電子的二價(jià)陽(yáng)離子________, ③核外有18個(gè)電子的一價(jià)陰離子________, ④L為最外層,L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍的原子________。,(2)W元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。 (3)X元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。 (4)Y的最高正價(jià)為_(kāi)_______,最低負(fù)價(jià)為_(kāi)_______。 (5)Z的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式為_(kāi)_______。,最高正價(jià)為+6價(jià),最低負(fù)價(jià)為-2價(jià)。X原子最外層電子數(shù)是Y元素原子最外層電子數(shù)的一半,即最外層為3個(gè)電子,由題意知X為鋁;由于Z的核電荷數(shù)大于Y,Z為金屬,最外層只有一個(gè)電子,故Z為鉀,最高價(jià)氧化物為K2O,對(duì)應(yīng)水化物為KOH。,元素周期律的建立 玻義耳是化學(xué)這門(mén)科學(xué)剛剛誕生時(shí)涌現(xiàn)出來(lái)的第一批化學(xué)家之一,他建立了玻義耳氣體定律。玻義耳去世以后,化學(xué)工作者開(kāi)始想弄清哪些物質(zhì)可以再分解為更簡(jiǎn)單的物質(zhì),哪些物質(zhì)不可以再分解。后來(lái)拉瓦錫又把曾被認(rèn)為是元素的空氣分為氧氣和氮?dú)?,在拉瓦錫的元素表中共有三十三種元素。英國(guó)化學(xué)家戴維用電流來(lái)分解石灰,結(jié)果把石灰分解為氧氣和一種被他稱為“鈣”的新元素,把鎂灰分解為氧氣和另一種被他稱為“鎂”的新元素。另一方面,戴維當(dāng)時(shí)指出,瑞典化學(xué)家謝勒用鹽酸制出的綠色氣體是一種名副其實(shí)的元素,他把這種元素定名為“氯”。,隨著元素?cái)?shù)目在19世紀(jì)的增多,每一種元素都具有不同的特性,化學(xué)家們開(kāi)始感到它們像是迷失在一座茂密的叢林中:自然界究竟有多少種元素?它們之間的內(nèi)在關(guān)系怎樣?有沒(méi)有規(guī)律?怎樣分類?由于科學(xué)的精髓就在于要從表面的雜亂中理出秩序來(lái),所以科學(xué)家們一直想從元素的特性當(dāng)中找出某種規(guī)律來(lái)。1829年德國(guó)人多貝賴納發(fā)現(xiàn)五十種左右元素性質(zhì)相近,在原子量上有一種算術(shù)級(jí)數(shù)的關(guān)系。他對(duì)十五種元素進(jìn)行分組,三個(gè)一組,分成五組。這是根據(jù)元素性質(zhì)和原子量對(duì)部分元素進(jìn)行分類的首次嘗試,它對(duì)后來(lái)周期律的發(fā)現(xiàn)是很有啟發(fā)的。,1862年法國(guó)的地質(zhì)學(xué)家比古耶·德尚庫(kù)圖瓦發(fā)現(xiàn),如果按原子量遞增的順序把元素排列成表的形式,他能使性質(zhì)相似的元素處在同一欄內(nèi)。兩年以后,英國(guó)青年化學(xué)家紐蘭茲也發(fā)現(xiàn):按原子量遞增的順序,每隔八個(gè)元素就有重復(fù)的物理和化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn),因?yàn)楹鸵魳?lè)上的八度音相似,所以稱“八音律”。但是,他們兩人還沒(méi)有認(rèn)識(shí)到在已知元素之間還有未發(fā)現(xiàn)的元素,因此“八音律”存在許多矛盾。許多年以后,在元素周期表的重要性得到普遍承認(rèn)以后,他們的論文才得以發(fā)表,紐蘭茲還因此獲得了勛章。,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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