鲁科版高中化学必修二112核外电子排布原子结构与元素原子得失电子能力课件.pptx
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1、第1章原子结构元素周期律第1节原子结构与元素性质第2课时 核外电子排布 原子结构与元素原子得失电子能力 一、核外电子排布一、核外电子排布1.1.原子核外电子排布的特征原子核外电子排布的特征2.2.电子能量与电子层的关系电子能量与电子层的关系各电各电子层子层由内由内到外到外电子层数电子层数1 12 23 34 45 56 67 7字母代号字母代号K KL LM MN NO OP PQ Q离核远近离核远近由由_到到_能量高低能量高低由由_到到_近近远远低低高高3.3.原子核外电子排布的一般规律原子核外电子排布的一般规律【巧判断巧判断】(1)(1)距核越近的电子能量越高。距核越近的电子能量越高。()
2、提示提示:。核外电子排布的原则是距核由近及远。核外电子排布的原则是距核由近及远,能量能量由低到高依次排列由低到高依次排列,所以距核越近的电子能量越低。所以距核越近的电子能量越低。(2)(2)每层电子容纳的电子数必须是每层电子容纳的电子数必须是2n2n2 2个。个。()提示提示:。每层电子容纳的电子数最多是。每层电子容纳的电子数最多是2n2n2 2个个,可以少可以少于这个数。于这个数。(3)(3)钾元素是钾元素是1919号元素号元素,钾原子最外层电子数是钾原子最外层电子数是9 9个。个。()提示提示:。最外层电子数不能超过。最外层电子数不能超过8 8个个,所以钾原子的最所以钾原子的最外层是外层是
3、1 1个电子。个电子。【情境情境思考思考】洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜,洋葱切开后洋葱切开后,我们会我们会看到里面一层一层的呈现看到里面一层一层的呈现,电子层模型类似于切开的洋电子层模型类似于切开的洋葱。请思考葱。请思考:(1)(1)原子核周围是否真实存在这样的壳层原子核周围是否真实存在这样的壳层?提示提示:电子层不是真实存在的电子层不是真实存在的,是科学家为了表达形象是科学家为了表达形象,根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。(2)(2)电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转?提示提示
4、:电子在某一区域内做无规则运动。电子在某一区域内做无规则运动。4.4.核外电子排布的表示方法核外电子排布的表示方法(1)(1)原子结构示意图原子结构示意图(2)(2)离子结构示意图离子结构示意图如如ClCl-:、NaNa+:。【情境情境思考思考】KClKCl在医学上有很重要的用途在医学上有很重要的用途,主要用于治疗各种原因主要用于治疗各种原因引起的低钾血症引起的低钾血症,预防低钾血症预防低钾血症,以及治疗洋地黄中毒以及治疗洋地黄中毒引起频发性、多源性早搏或快速心律失常等。引起频发性、多源性早搏或快速心律失常等。【情境情境思考思考】(1)(1)画出画出ClCl、K K、ClCl-、K K+的结构
5、示意图。的结构示意图。(2)(2)从结构示意图上可以得出从结构示意图上可以得出ClCl-和和K K+的结构示意图有什的结构示意图有什么异同点么异同点?提示提示:(1)(1)(2)(2)相同点是核外电子排布方式完全相同相同点是核外电子排布方式完全相同,不同点是核不同点是核电荷数不同。电荷数不同。5.5.元素性质与原子最外层电子数之间的关系元素性质与原子最外层电子数之间的关系(1)(1)元素的性质与原子最外层电子排布的关系元素的性质与原子最外层电子排布的关系元素种类元素种类金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气体元素稀有气体元素最外层电子数最外层电子数一般小一般小于于_一般大于或一般大于或等于
6、等于_(He_(He为为_)_)4 44 48 82 2元素种类元素种类金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气体元素稀有气体元素原子得失电原子得失电子的能力子的能力一般易一般易_电子电子一般易一般易_电子电子既不易既不易_电子电子,也不易也不易_电子电子单质具有的单质具有的性质性质具有具有_性性具有具有_性性一般不与其他一般不与其他物质反应物质反应失失得得得得失失还还原原氧化氧化(2)(2)元素的化合价与原子最外层电子数的关系元素的化合价与原子最外层电子数的关系金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气体元素稀有气体元素只显正价且只显正价且一般等于最一般等于最外层电子数外层电子数,如如 、
7、一般既有正价又一般既有正价又有负价有负价,最高正最高正价价=最外层电子最外层电子数数,最低负价最低负价=最最外层电子数外层电子数-8,-8,如如 原子结构为稳原子结构为稳定结构定结构,常见化常见化合价为零合价为零2Mg1Na71Cl Cl、【巧判断巧判断】(1)(1)稀有气体元素原子最外层都排有稀有气体元素原子最外层都排有8 8个电子。个电子。()提示提示:。稀有气体。稀有气体HeHe最外层有最外层有2 2个电子。个电子。(2)(2)最外层电子数为最外层电子数为4 4时时,既不容易得电子也不容易失电既不容易得电子也不容易失电子子,化学性质较稳定。化学性质较稳定。()提示提示:。最外层电子数为。
8、最外层电子数为4 4时时,形成稳定结构得失电子形成稳定结构得失电子的概率是相等的的概率是相等的,所以化学性质比较稳定。所以化学性质比较稳定。二、原子结构与元素原子得失电子能力二、原子结构与元素原子得失电子能力1.1.实验探究实验探究元素元素NaNaMgMgK K实验实验过程过程用用_切下切下一小块金属一小块金属钠钠,用用_吸干表面的吸干表面的煤油煤油,放入盛放入盛有水并滴加有水并滴加几滴酚酞的几滴酚酞的烧杯中烧杯中取一小段镁取一小段镁条条,用用_除去表面的除去表面的氧化膜氧化膜,放入放入盛有等量水盛有等量水并滴有酚酞并滴有酚酞的另一只烧的另一只烧杯中杯中用小刀切下一小用小刀切下一小块与钠块块与
9、钠块_的金属钾的金属钾,用用_吸干表吸干表面的煤油面的煤油,放入放入盛有等量水并盛有等量水并滴加几滴酚酞滴加几滴酚酞的烧杯中的烧杯中小刀小刀滤纸滤纸砂纸砂纸大小大小相同相同滤纸滤纸元素元素NaNaMgMgK K实验实验现象现象钠钠_在水面在水面上上,熔成一个熔成一个闪亮的小球闪亮的小球,小球向四周小球向四周移动移动,发出发出“嘶嘶嘶嘶”的的响声响声,酚酞酚酞_镁片没有镁片没有变化变化,加加热时热时,镁镁片上有气片上有气泡冒出泡冒出,酚酞溶液酚酞溶液_钾与水立钾与水立即剧烈反即剧烈反应应,放出的放出的热使钾立热使钾立即燃烧起即燃烧起来来,酚酞溶酚酞溶液液_变红变红变红变红变红变红浮浮元素元素Na
10、NaMgMgK K反应反应方程方程式式_ _ _结论结论与水反应的剧烈程度与水反应的剧烈程度:_:_2Na+2H2Na+2H2 2O=O=2NaOH+H2NaOH+H2 2Mg+2HMg+2H2 2O OMg(OH)Mg(OH)2 2+H+H2 22K+2H2K+2H2 2O=O=2KOH+H2KOH+H2 2K K NaNaMgMg2.2.判断依据判断依据3.3.原因解释原因解释(1)(1)在电子层数相同时在电子层数相同时,核电荷数越大核电荷数越大,最外层电子离核最外层电子离核越近越近,原子越难原子越难_而越易而越易 _;_;(2)(2)最外层电子数相同最外层电子数相同,电子层数越多电子层数
11、越多,最外层电子离核最外层电子离核越远越远,原子越易原子越易_而越难而越难 _。失电子失电子得电子得电子失电子失电子得电子得电子【情境情境思考思考】镁和铝在金属活动性顺序表中均排在氢之前镁和铝在金属活动性顺序表中均排在氢之前,但是二者但是二者分别与盐酸反应的速率、现象不一样分别与盐酸反应的速率、现象不一样,中反应剧中反应剧烈烈,中反应不剧烈。中反应不剧烈。(1)(1)根据图示以及镁、铝的电子层结构分析根据图示以及镁、铝的电子层结构分析,哪个图表哪个图表示的是镁与盐酸的反应示的是镁与盐酸的反应?(2)(2)试利用原子结构的观点解释反应剧烈的一方剧烈的试利用原子结构的观点解释反应剧烈的一方剧烈的原
12、因是什么原因是什么?提示提示:(1)(1)图图。镁反应更加剧烈。镁反应更加剧烈。(2)(2)因镁和铝电子层数相同因镁和铝电子层数相同,铝的核电荷数更大铝的核电荷数更大,最外层最外层电子离核更近电子离核更近,原子越难失电子原子越难失电子,所以金属性较弱所以金属性较弱,与酸与酸反应的剧烈程度越不剧烈。反应的剧烈程度越不剧烈。知识点一核外电子排布的规律与核外电子排布的表知识点一核外电子排布的规律与核外电子排布的表示方法示方法【重点释疑重点释疑】1.1.核外电子排布规律解读核外电子排布规律解读核外电子排布规律是相互联系的核外电子排布规律是相互联系的,不能孤立地应用其中不能孤立地应用其中的一项。的一项。
13、(1)“(1)“一低一低”电子首先排布在能量最低的电子层里。排满能量低的电子首先排布在能量最低的电子层里。排满能量低的电子层电子层,再排能量高的电子层。再排能量高的电子层。(2)“(2)“两不超两不超”各电子层电子不超过各电子层电子不超过2n2n2 2个个;最外层电子不超过最外层电子不超过8 8个个(第第一层为最外层时不超过一层为最外层时不超过2 2个个)。(3)“(3)“一稳定一稳定”2.2.核外电子排布的表示方法核外电子排布的表示方法(1)(1)原子结构示意图原子结构示意图:为了形象表示原子核外电子分层为了形象表示原子核外电子分层排布的情况而采用的直观图示。如氯原子结构示意图排布的情况而采
14、用的直观图示。如氯原子结构示意图为为(2)(2)离子结构示意图离子结构示意图:离子结构示意图就是指原子得失离子结构示意图就是指原子得失电子以后的结构示意图。阳离子结构示意图与其原子电子以后的结构示意图。阳离子结构示意图与其原子结构示意图相比结构示意图相比,少了一个电子层少了一个电子层,核电荷数不变核电荷数不变;阴离阴离子结构示意图与其原子结构示意图相比子结构示意图与其原子结构示意图相比,核电荷数、电核电荷数、电子层数相同子层数相同,但最外层电子数增加为但最外层电子数增加为8 8。如如 【易错提醒易错提醒】核外电子排布规律的正确认识核外电子排布规律的正确认识(1)(1)核外电子的排布规律是相互联
15、系的核外电子的排布规律是相互联系的,不能孤立地理不能孤立地理解和应用其中的一项解和应用其中的一项,必须同时满足各项要求。如当必须同时满足各项要求。如当M M层不是最外层时层不是最外层时,最多可以排最多可以排1818个电子个电子,而当它是最外而当它是最外层时层时,最多可以排最多可以排8 8个电子。个电子。(2)(2)电子不一定排满电子不一定排满M M层才排层才排N N层层,如如K K和和CaCa的核外电子排的核外电子排布情况分别为布情况分别为 、。【拓展提升拓展提升】短周期元素原子结构的特殊性短周期元素原子结构的特殊性(1)(1)最外层电子数为最外层电子数为1 1的原子有的原子有H H、LiLi
16、、Na;Na;最外层电子最外层电子数为数为2 2的原子有的原子有HeHe、BeBe、MgMg。(2)(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有最外层电子数与次外层电子数相等的原子有BeBe、Ar;Ar;最外层电子数是次外层电子数最外层电子数是次外层电子数2 2倍、倍、3 3倍、倍、4 4倍的原子分倍的原子分别是别是C C、O O、NeNe。(3)(3)次外层电子数是最外层电子数次外层电子数是最外层电子数2 2倍的原子有倍的原子有LiLi、SiSi。(4)(4)内层电子总数是最外层电子数内层电子总数是最外层电子数2 2倍的原子有倍的原子有LiLi、P P。(5)(5)电子层数与最外层电子数相等
17、的原子有电子层数与最外层电子数相等的原子有H H、BeBe、Al;Al;电子层数是最外层电子数电子层数是最外层电子数2 2倍的原子是倍的原子是LiLi。(6)(6)最外层电子数是电子层数最外层电子数是电子层数2 2倍的原子有倍的原子有HeHe、C C、S;S;最最外层电子数是电子层数外层电子数是电子层数3 3倍的原子是倍的原子是O O。【思考思考讨论讨论】(1)M(1)M层上最多可容纳层上最多可容纳1818个电子个电子,为什么钾原子的核外为什么钾原子的核外电子排布不是电子排布不是 ,而是而是 呢呢?提示提示:若钾原子的若钾原子的M M层排布层排布9 9个电子个电子,此时此时M M层就成为最外层
18、就成为最外层层,这与电子排布规律中的这与电子排布规律中的“最外层上排布的电子不能最外层上排布的电子不能超过超过8 8个个”相矛盾相矛盾,不符合电子排布的规律不符合电子排布的规律,即即M M层不是层不是最外层时最多可排最外层时最多可排1818个电子个电子,而它作为最外层时最多只而它作为最外层时最多只能排能排8 8个电子。个电子。(2)1(2)12020号元素形成稳定结构后最外层一定是号元素形成稳定结构后最外层一定是8 8个电子个电子的稳定结构吗的稳定结构吗?举例说明。举例说明。提示提示:不一定。如不一定。如LiLi+和和H H+等在形成离子变成稳定结构之等在形成离子变成稳定结构之后均不是后均不是
19、8 8电子稳定结构。电子稳定结构。【案例示范案例示范】【典例典例】今有今有A A、B B两种原子两种原子,A,A原子的原子的M M层比层比B B原子的原子的M M层层少少3 3个电子个电子,B,B原子的原子的L L层电子数恰为层电子数恰为A A原子原子L L层电子数的层电子数的2 2倍。倍。A A和和B B分别是分别是()A.A.硅原子和钠原子硅原子和钠原子B.B.硼原子和氢原子硼原子和氢原子C.C.氯原子和碳原子氯原子和碳原子D.D.碳原子和铝原子碳原子和铝原子【思维建模思维建模】解答核外电子推断题的思路如下解答核外电子推断题的思路如下:【解析解析】选选D D。设。设x x、y y分别为分别
20、为A A原子原子L L层、层、M M层的电子数层的电子数,依题意可知依题意可知:K KL LM MA A原子原子2 2x xy yB B原子原子2 22x2xy+3y+3B B原子的原子的M M层至少有层至少有3 3个电子个电子,因而其因而其L L层的电子数必然是层的电子数必然是8,8,求得求得x=4;x=4;对对A A原子来说原子来说,L,L层有层有4 4个电子时只能是最外个电子时只能是最外层层,即即y=0,y+3=3,y=0,y+3=3,因此因此,A,A、B B两原子分别为碳原子和铝两原子分别为碳原子和铝原子。原子。【母题追问母题追问】(1)A(1)A元素的原子最外层电子数是次外元素的原子
21、最外层电子数是次外层电子数的层电子数的2 2倍倍,则该元素的原子核内质子数是多则该元素的原子核内质子数是多少少?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知)提示提示:K K层为次外层时层为次外层时,A,A元素的原子最外层电子数为元素的原子最外层电子数为2 22=48;L2=48,2=168,不可能不可能,故故A A元素的原子核外电子数为元素的原子核外电子数为2+4=6,2+4=6,即质子数为即质子数为6 6。(2)(2)当第当第n n电子层作为原子的最外层时电子层作为原子的最外层时,其最多容纳的电其最多容纳的电子数与子数与(n-1)(n-1)层相同层相同;当第当第n n电子层作为原子的次外层时
22、电子层作为原子的次外层时,其最多容纳的电子数比其最多容纳的电子数比(n-1)(n-1)层最多容纳的电子数多层最多容纳的电子数多1010个。则个。则n n层是层是K K层层N N层中的哪一层层中的哪一层?(?(证据推理与模型认证据推理与模型认知知)提示提示:根据核外电子排布规律可知根据核外电子排布规律可知,当当n n为最外层时为最外层时,最最多可容纳多可容纳8 8个电子个电子,则第则第(n-1)(n-1)层最多也可容纳层最多也可容纳8 8个电子个电子,故故(n-1)(n-1)层为次外层时层为次外层时,n,n层应为层应为M M层层;当当n n层为次外层时层为次外层时,其最多可容纳的电子数比其最多可
23、容纳的电子数比(n-1)(n-1)层多层多1010个个,则证明则证明n n层最层最多可容纳多可容纳1818个电子个电子,也应为也应为M M层。层。【迁移迁移应用应用】1.1.下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是 ()A.KA.K层是能量最低的电子层层是能量最低的电子层B.B.原子失电子时先失去能量低的电子原子失电子时先失去能量低的电子C.C.核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上D.ND.N层为次外层时层为次外层时,最多可容纳的电子数为最多可容纳的电子数为1818【解析解析】选选B B。距原子核由近到远。
24、距原子核由近到远,电子的能量由低到电子的能量由低到高高,即离原子核近的电子能量低即离原子核近的电子能量低,离原子核远的电子能离原子核远的电子能量高量高,则则K K层是能量最低的电子层层是能量最低的电子层,A,A正确正确;原子最先失去原子最先失去最外层电子最外层电子,最外层电子的能量最高最外层电子的能量最高,所以原子失电子所以原子失电子时先失去能量高的电子时先失去能量高的电子,B,B错误错误;核外电子总是优先排布核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上在能量较低的电子层上,C,C正确正确;电子层的次外层最多容电子层的次外层最多容纳纳1818个电子个电子,所以所以N N层为次外层时层为次外层时,最
25、多可容纳的电子数最多可容纳的电子数为为18,D18,D正确。正确。2.(20192.(2019邯郸高一检测邯郸高一检测)核电荷数为核电荷数为1616的元素和核电的元素和核电荷数为荷数为4 4的元素的原子相比较的元素的原子相比较,前者下列数据是后者前者下列数据是后者4 4倍倍的是的是()电子数电子数最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数次外层电子数次外层电子数A.A.B.B.C.C.D.D.【解析解析】选选A A。核电荷数为。核电荷数为1616的元素和核电荷数为的元素和核电荷数为4 4的的元素的原子的电子数分别是元素的原子的电子数分别是1616和和4,4,最外层电子数分别最外层电子数分别是是6
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