2019-2020版新教材高中化学 第4章 第1节 第1课时 原子结构 核素课件 新人教版必修第一册

第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表第1课时原子结构核素学业要求核心素养对接1.了解质量数的定义。2.了解原子的表示方法。3.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。4.了解核外电子分层排布的规律。5.知道元素、核素的概念。通过原子结构的学习、通过对核外电子排布规律的学习，提高学生宏观辨识与微观辨析的素养水平。［知识梳理］知识点一原子的构成、质量数如图1：原子结构的发现史，通过本图我们可以知道原子结构的认知是逐步深入的，图2表示原子结构，结合本图完成下列知识点：1.原子的构成阳离子：质子数＞核外电子数阴离子：质子数＜核外电子数(1)构成原子原子核_______（相对质量近似为1，带一个单位正电荷）_______（相对质量近似为1，不带电荷）____________（带一个单位负电荷）(2)原子的表示方法→___________，如3717Cl表示___________为37、___________为17的氯原子。原子显电中性质子中子核外电子质量数核电荷数元素符号质量数核电荷数2.质量数(1)质量数质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有___________的相对质量取近似整数值相加所得的数值即为质量数，用符号A表示。(2)两个关系①质量数(A)＝___________＋___________(质量关系)。②原子序数＝核电荷数＝_________＝______________(数量关系)。约为相对原子质量质子和中子质子数(Z)中子数(N)质子数核外电子数知识点二原子核外电子的排布如图所示，核外电子在原子核外的排布规律是用电子云来表示的，在高中阶段为了好理解，出现了最后一图排布方式，结合上图，完成下列知识点：1.核外电子的分层排布在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核______的区域运动；能量高的，通常在离核______的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：近远2.原子核外电子的排布规律尝试自己写一下Na的核外电子排布能量较低由里向外升高2n281832知识点三核素、同位素请结合上图氢元素的不同核素结构，完成下列知识点：1.核素(1)定义：具有一定数目________和一定数目________的一种原子。(2)氢的三种核素原子符号(AZX)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)11H____1____21H或D____1131H或T____________Cl：37Cl35ClC：12C14CO：16O18O质子中子氕0氘氚122.同位素(1)定义：________相同而________不同的同一元素的不同原子互称为同位素，即同一元素的不同________互称为同位素；如11H、21H(D)、31H(T)之间互称为同位素。(2)特点：天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。(3)几种重要核素的用途：________在考古工作中用于测定文物的年代；23592U用于制造原子弹、核发电；_____________用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、治疗肿瘤等。质子数中子数核素21H、31H微判断(1)锂的原子结构示意图是。()(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍。()(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍。()(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数。()(5)所有原子都由质子、中子和核外电子构成。()(6)原子的种类大于元素的种类。()(7)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。()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×(9)×(10)×(11)×(8)不同元素的核素的质量数一定不同。()(9)146C和147N互为同位素。()(10)23592U与23892U是同一种核素。()(11)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C为同种单质。()微训练1.科学家于2000年发现了第116号元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是()答案DA.质子数为116B.中子数为177C.电子数为116D.该原子可表示为177116Lv2.在粒子NH3D＋中，电子数、质子数和中子数之比为()A.10∶7∶11B.11∶11∶8C.10∶11∶8D.11∶8∶10答案C3.下列微粒结构示意图中，不正确的是()答案B4.下列8种化学符号：11H2、21H2、146C、63Li、2311Na、147N、73Li、2412Mg。(1)表示核素的符号共________种。(2)互为同位素的是________和________。(3)中子数相等，但质子数不相等的核素是________和________________。解析(1)11H2、21H2为分子，不属于核素范畴。(2)63Li、73Li的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。(3)2311Na和2412Mg的中子数相等，但质子数不同。答案(1)6(2)63Li73Li(3)2311Na2412Mg微思考1.1～18号元素的核外电子排布示意图是什么？提示2.一种元素可以有多种核素，决定核素的微粒是什么？如何判断不同核素是否属于同位素？提示核电荷数(质子数)决定了元素，只有确定了质子数和中子数才能确定核素；同位素属于同种元素，其质子数一定相同，故不同核素中，质子数相同的核素属于同位素。3.16O与18O互为同位素，O2与O3互为同素异形体，同位素与同素异形体有什么区别？提示(1)意义不同，同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间的互称；而同素异形体是指同一元素形成的不同单质。(2)所指对象不同，同位素指的是原子，而同素异形体指的是单质。学习任务1原子的构成及几个相对原子质量比较核素符号AZX，如63Li、、2311Na、2412Mg、73Li、上图是核素的表示方法，请完成下列讨论：1.指出符号AZX＋cd＋e中各“字母”的含义，如X表示X元素的元素符号：A__________，Z__________，c__________，d________，e__________。提示X原子的质量数是AX原子的质子数是ZX元素的化合价是＋c价一个X的离子带有d个单位正电荷一个离子中含有X原子的个数是e2.一个原子的质量为mg，一个126C原子的质量为ng，则该原子的相对原子质量是多少？提示12mn1.构成原子的粒子及相互关系(1)构成原子的粒子(2)有关粒子间的关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)②质子数＝核电荷数＝中性原子的核外电子数③阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数④阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数2.原子的质量数与原子的相对原子质量及元素的相对原子质量的关系(1)区别原子的相对原子质量，是指该原子的真实质量与126C质量的112的比值，一般不是正整数；而原子的质量数是该原子内所有质子数和中子数的代数和，都是正整数。(2)联系如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对原子质量在数值上与原子的质量数相等。而元素的相对原子质量是由天然元素的各种同位素的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数的百分数的积的加和得来的。数学表达式为Ar＝A1×a1%＋A2×a2%＋……。【例题1】某元素的一个原子形成的离子可表示为baXn－，下列说法正确的是()A.baXn－中含有的中子数为a＋bB.baXn－中含有的电子数为a－nC.X原子的质量数为a＋b＋nD.一个X原子的质量约为b6.02×1023g答案D解析A项，中子数＝质量数－质子数＝b－a，A项错误；B项，该微粒的核外电子数＝核内质子数＋所带负电荷数＝a＋n，B项错误；C项，X原子的质量数为b，C项错误；D项，原子质量的数值为原子的相对原子质量和阿伏加德罗常数值的比值，即一个X原子的质量约为b6.02×1023g，故D项正确。变式训练1核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则它的ng氧化物中所含质子的物质的量是()A.nA＋16(A－N＋8)molB.nA＋16(A－N＋10)molC.(A－N＋Z)molD.nA(A－N＋6)mol答案A解析解决本题的关键在于理解摩尔质量、质量数概念并能灵活运用。化学变化中质子数、中子数均不变，故R2＋的质量数为A，中子数N，则R原子的质量数也为A，中子数也为N，故R原子的质子数为A－N，二价R2＋的氧化物为RO，摩尔质量为(A＋16)g·mol－1，ngRO的物质的量为n16＋Amol。1molRO中含质子(A－N＋8)mol，故ngRO中含质子为n16＋A(A－N＋8)mol。故B、C、D错误，A正确。学习任务2核外电子排布的规律及其表示方法1.将Na原子的结构示意图写成对吗？为什么？提示不对，L层没有填满，只有排满L层才能排M层，正确的写法为。结合上图核外电子排布规律完成下列讨论：2.(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排布________个电子，而当它是最外层时，最多可以排布________个电子。(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布，分别画出钾、钙原子结构示意图。提示(1)188(2)KCa3.分别画出Na＋、Cl－结构示意图，它们与哪种原子核外电子排布相同？提示Na＋Cl－分别与稀有气体Ne、Ar原子核外电子排布相同。原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图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。以钠原子为例：粒子符号―→(2)离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如Mg：→Mg2＋：。②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如F：→F－：。特别提醒(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。(2)最外层电子数排满8个(He为2个)形成稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定。(3)最外层电子较少的(＜4)，一般易失去电子达到稳定结构，表现出金属性；最外层电子较多的(＞4)，一般易得电子，表现出非金属性。(4)原子形成离子时，核外电子数变化，核内质子数不变。【例题2】已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为ABC，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个。试推断：(1)三种元素的名称和符号：A________，B________，C________。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A________，B________，C________。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个，可知C应为氯元素。答案(1)碳C硅Si氯Cl(2)变式训练2有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，A和B分别是()A.硅原子和钠原子B.硼原子和氢原子C.碳原子和铝原子D.氮原子和氧原子解析A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明A、B为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝。答案C学习任务3(核心素养)元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系一、知识要点1.区别2.联系(1)在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。(2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少