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成才之路 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 必修2,物质结构 元素周期律,第一章,第二节 元素周期律,第一章,第1课时 原子核外电子的排布,第一章,核外电子是处在一定的轨道上绕核运行的，正如太阳系的行星绕太阳运行一样；核外运行的电子分层排布，按能量高低而距核远近不同。这个模型被称为“玻尔原子模型”。现代物质结构理论在新的实验基础上保留了“玻尔原子模型”合理的部分，并赋予其新的内容。你想知道核外电子是如何排布的吗？请让我们一起走进教材第二节元素周期律。,学习目标 1了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。 2了解核外电子分层排布规律。,新知预习 1电子的能量状况 通常情况下，在离核较近的区域内运动的电子能量_，在离核较远的区域内运动的电子能量_。,较低,较高,不同,K,L,M,N,O,P,Q,近,远,低,高,3.原子核外电子的分层排布 在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是： (1)核外电子总是尽先排布在_的电子层，然后由里向外，依次排布在_的电子层； (2)原子核外各电子层最多容纳_个电子； (3)原子最外层电子数目不能超过_个(K层为最外层时不能超过_个)； (4)次外层电子数目不能超过_个，倒数第三层电子数目不能超过_个。,能量最低,能量逐渐升高,2n2,8,2,18,32,自主探究 1电子极其微小，即使使用最先进的扫描隧道显微镜(STM)，也只能观察到排列有序、紧密堆积的电子，而观察不到比原子小得多的电子。一个多世纪以来，科学家们主要采用模型的方法对核外电子的运动情况进行研究。请你查询有关原子结构模型的资料，与同学们讨论电子在原子核外是怎样运动的。 提示：(1)玻尔原子模型：核外电子是处在一定的轨道上绕核运行的，正如太阳系的行星绕太阳运行一样；在核外运动的电子分层排布，按能量高低而距核远近不同。,(2)电子层模型 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，也称为电子层(有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构)。 能量最低原理：由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心的引力场中)，电子总是尽可能地先排布在能量最低的电子层，即最内层，当一层排满后再排布在下一层。,2你认为原子结构的知识对于理解物质结构和性质的关系有哪些帮助？ 提示：原子的最外层电子数和电子层数直接决定原子得失电子的难易，原子最外层电子数越少，电子层数越多，就越容易失电子，单质还原性就越强；原子最外层电子数越多，电子层数越少，就越容易得电子，单质氧化性就越强。 元素的化合价与原子的最外层电子数有关，通过分析元素在物质中的化合价，可确定这种元素的化合价在该元素所有化合价中的位置，进而可判断该元素的价态变化情况(是升价还是降价还是既能升价又能降价)。这样就可确定含这种元素的物质是表现氧化性还是表现还原性。,原子核外电子排布的一般规律,思维导图,1电子层 在含有多个电子的原子里，电子的能量并不完全相同，离核的远近也不相同，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的电子运动区域简化为不连续的壳层，称为电子层。 (1)通常(参看教材13页图17)，能量低的电子在离核较近的区域运动，而能量高的电子在离核较远的区域运动； (2)第1至第7电子层符号分别是K、L、M、N、O、P、Q。,教材点拨,2核外电子的排布规律 (1)核外电子分层排布：核外电子一般总是尽可能地先排布在能量最低的电子层里，即最先排布K层，当K层排满后，再排布L层等。 (2)各电子层容纳电子数的规律：各电子层最多容纳的电子数为2n2(n仅代表电子层数)，原子核外最外层电子数不超过8个(当K层为最外层时不超过2个)，次外层电子数目不超过18个，倒数第3层电子数目不超过32个；在核电荷数120号元素原子中，各电子层最多能容纳的电子数为K层2个、L层8个、M层8个。,注意：核外电子数排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地理解或应用其中的某一部分。 3核外电子排布的表示方法结构示意图 结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。例如：钠原子结构示意图为：,4原子结构示意图与离子结构示意图的比较 结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数；离子结构示意图中，二者则不相等。例如： 阳离子：核外电子数小于核电荷数；阴离子：核外电子数大于核电荷数，其差值均为离子所带的电荷数。,(2014试题调研)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( ) A1种 B2种 C3种 D4种 【解析】 在1号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。 【答案】 B,典例透析,变式训练,点拨：A中核电荷数和核外电子数都是8，这是8O的原子结构示意图，正确；B中核电荷数为11，这是Na的原子核，钠原子的核外有11个电子，钠元素的最高化合价为1价，Na的核外应有10个电子，而图中核外只有9个电子，错误；C中核电荷数和核外电子数都是17，这是17Cl的原子结构示意图，正确；D中核电荷数和核外电子数分别是17和18，这是17Cl的结构示意图，正确。,元素性质与原子核外电子排布的关系,思维导图,1元素性质与原子核外电子排布的关系 (1)当原子最外层电子数达到8(氦为2)时，该原子处于稳定结构，化学性质较稳定。 (2)一般来讲；当原子最外层电子数小于4时，易失电子，表现为金属性；最外层电子数大于4时，易得到电子，表现为非金属性；最外层电子数等于4时，既不易失去也不易得到电子，易形成共价化合物。,教材点拨,(3)化合价是元素的一种重要性质。元素的化合价的数值与原子的电子层结构，特别是最外层电子数有关。例如：稀有气体原子核外电子排布已达稳定结构，既不易得电子也不易失电子，所以稀有气体元素的常见化合价为零。钠原子最外层只有1个电子，容易失去这个电子而达到稳定结构，因此钠元素在化合物中通常显1价。氯原子最外层有7个电子，只需得到1个电子便可达到稳定结构，因此氯元素在化合物中可显1价。,(2014经典习题选萃)A、B、C、D、E均为短周期元素，A元素的原子M层上有一个电子；B元素次外层电子数是最外层电子数的4倍；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；D元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b；E元素的原子M层电子数为ab，L层电子数为ab，则A、B、C、D、E元素的元素符号分别为_、_、_、_、_。,典例透析,【解析】 A元素的原子M层上有一个电子可知A元素K、L层已经排满，所以A原子的核外电子排布是2、8、1，A的原子序数为11，是Na；B元素次外层是最外层电子数的4倍，所以B元素原子次外层电子数只能是8，最外层电子数为2，K层电子数已排满2，即B的原子序数为12，是Mg；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数最多为8，所以C原子次外层排满后电子数只能为2，即为K层，C原子的核外电子排布是2、4，是碳元素；E元素的原子M层电子数为ab，说明L电子层已经排满为8，所以ab8，b8，又知D元素次外层电子数为b，所以b只能等于2，a6，即D是O、E是Si。,(2014试题调研)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做出自己的判断。 (1)该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是_。 (2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是_。,(3)该微粒的氧化性很弱，得到1个电子后变为原子，原子的还原性很强，这种微粒的符号是_。 (4)该微粒的还原性很弱，失去1个电子后变为原子，原子的氧化性很强，这种微粒的符号是_。,【解析】 核外电子排布为2、8、8构型的单核微粒主要有：Ar、S2、Cl、K、Ca2。 (1)单核中性微粒为原子，原子的核电荷数核外电子数，因此，此微粒是核电荷数为18的氩原子； (2)具有还原性能被溴水氧化的是硫离子。 (3)氧化性很弱的1价的是钾离子； (4)还原性很弱的1价的是氯离子。 【答案】 (1)Ar (2)S2 (3)K (4)Cl,【点拨】 由微粒结构示意图的各部分含义，可知该微粒共有3个电子层，共18个电子。根据题意结合组成原子的各微粒之间的关系，可判断该微粒为中性时或分别带正负电荷时，原子核内质子的数值。由此，熟练掌握120号元素的原子核外电子的排布特点尤为重要。,2(2014经典习题选萃)短周期元素中，A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元素原子序数关系中正确的是( ) ACDBA BDBAC CADCB DBACD 答案：A,变式训练,点拨：本题主要考查短周期元素的核外电子排布，依据核外电子排布规律判断出A、B、C、D 4种元素的原子序数。A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14，D的阳离子与B的阴离子(即O2)电子层结构相同，D为Na，原子序数为11，故原子序数：CDBA。,3A、B、C、D、E五种元素，已知： A原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，B的阴离子与C的阳离子跟氖原子的电子层结构相同，E原子M层上的电子比K层的多5个。 常温下B2是气体，它对氢气的相对密度是16。 C的单质在B2中燃烧，生成淡黄色固体F，F与AB2反应可生成B2。 D的单质在B2中燃烧，发出蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体DB2，D在DB2中的含量为50%。,根据以上情况回答： (1)A、B、C、D、E各为什么元素？(写元素符号) (2)画出E的原子结构示意图，C的离子结构示意图。 (3)写出F和AB2反应的化学方程式。,1(2014经典习题选萃)下列叙述中正确的是( ) A电子的能量越低，运动区域离原子核越远 B核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动 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，最多可排布18个电子 答案：B 点拨：在离核较近区域内运动的电子能量较低，A错误；核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动，B正确；氦原子最外层只有2个电子，C错误；任何电子层作最外层时，所容纳的电子均不超过8个，D错误。,3(2014江西宜春市上高中学高一月考)两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在核电荷数为118的元素中，满足上述关系的元素共有( ) A3对 B4对 C6对 D5对 答案：C,4(2014吉林省长白县高一月考)写出下列微粒的符号及结构示意图： 原子核内有10个质子的原子_， 核外有10个电子的二价阳离子_， 核外有18个电子的一价阴离子_， L为最外层，L层电子数是K层电子数的3倍的原子_。,(2)W元素的原子结构示意图为_。 (3)X元素的离子结构示意图为_。 (4)Y的最高正价为_，最低负价为_。 (5)Z的最高价氧化物的水化物的化学式为_。,最高正价为6价，最低负价为2价。X原子最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半，即最外层为3个电子，由题意知X为铝；由于Z的核电荷数大于Y，Z为金属，最外层只有一个电子，故Z为钾，最高价氧化物为K2O，对应水化物为KOH。,元素周期律的建立 玻义耳是化学这门科学刚刚诞生时涌现出来的第一批化学家之一，他建立了玻义耳气体定律。玻义耳去世以后，化学工作者开始想弄清哪些物质可以再分解为更简单的物质，哪些物质不可以再分解。后来拉瓦锡又把曾被认为是元素的空气分为氧气和氮气，在拉瓦锡的元素表中共有三十三种元素。英国化学家戴维用电流来分解石灰，结果把石灰分解为氧气和一种被他称为“钙”的新元素，把镁灰分解为氧气和另一种被他称为“镁”的新元素。另一方面，戴维当时指出，瑞典化学家谢勒用盐酸制出的绿色气体是一种名副其实的元素，他把这种元素定名为“氯”。,随着元素数目在19世纪的增多，每一种元素都具有不同的特性，化学家们开始感到它们像是迷失在一座茂密的丛林中：自然界究竟有多少种元素？它们之间的内在关系怎样？有没有规律？怎样分类？由于科学的精髓就在于要从表面的杂乱中理出秩序来，所以科学家们一直想从元素的特性当中找出某种规律来。1829年德国人多贝赖纳发现五十种左右元素性质相近，在原子量上有一种算术级数的关系。他对十五种元素进行分组，三个一组，分成五组。这是根据元素性质和原子量对部分元素进行分类的首次尝试，它对后来周期律的发现是很有启发的。,1862年法国的地质学家比古耶德尚库图瓦发现，如果按原子量递增的顺序把元素排列成表的形式，他能使性质相似的元素处在同一栏内。两年以后，英国青年化学家纽兰兹也发现：按原子量递增的顺序，每隔八个元素就有重复的物理和化学性质出现，因为和音乐上的八度音相似，所以称“八音律”。但是，他们两人还没有认识到在已知元素之间还有未发现的元素，因此“八音律”存在许多矛盾。许多年以后，在元素周期表的重要性得到普遍承认以后，他们的论文才得以发表，纽兰兹还因此获得了勋章。,
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