第1課時 原子的構(gòu)成及核外電子排布
板塊導航
01/學習目標 明確內(nèi)容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構(gòu)建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內(nèi)容，掌握基礎(chǔ)知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發(fā)現(xiàn)知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養(yǎng)
一、原子的構(gòu)成
1．原子結(jié)構(gòu)：原子是由居于其中心的原子核和電子構(gòu)成，原子核一般由質(zhì)子和中子構(gòu)成。每個質(zhì)子帶一個單位正電荷，每個電子帶一個單位負電荷，電子不帶電荷。
2．原子不顯電性的原因：原子核內(nèi)質(zhì)子所帶正電荷與核外電子所帶負電荷數(shù)數(shù)量相等，電性相反。
3．比較以下幾種原子的構(gòu)成，找出規(guī)律：

(1) 在原子中，核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
(2) 不同種類的原子質(zhì)子數(shù)不同
(3) 原子中質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)
(4) 并不是所有原子的原子核中都有中子。
【名師拓展】盧瑟福α粒子散射實驗的解釋
用一束帶正電的α粒子轟擊金箔：
（1）大多數(shù)α粒子穿透金箔——原子內(nèi)有相對較大的空間，且電子質(zhì)量很小 。
（2）小部分α粒子路徑偏轉(zhuǎn)——α粒子受到正電荷的排斥，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明原子核體積很小，帶正電。
（3）極少數(shù)的α粒子反彈——α粒子撞到原子核被反彈，說明原子中心的原子核體積較小，但質(zhì)量相對較大。
二、原子核外電子的排布
1．原子核外電子的排布
（1）電子層：電子運動沒有固定的軌道，但在原子核外一定的區(qū)域內(nèi)運動，這些區(qū)域成為“電子層”。
（2）在多電子原子中，核外電子有不同的運動狀態(tài)，離核近的電子能量低，離核越遠電子能量越高。
（3）離核最近的電子層為第一層，次之為第二層，以此類推，最多為7層，最少1層。
（4）核外電子排布的規(guī)律：
= 1 \* GB3 ①核外電子總是盡量排在能量最低的電子層里，第一層排滿才能排第二層，第二層排滿才能排第三層，以此類推。
= 2 \* GB3 ②第一層最多容納2個電子；第二層最多容納8個電子；（每個電子層最多容納2n2個電子，n為電子層數(shù)）
= 3 \* GB3 ③最外層電子數(shù)不超過8個電子（若第一層為最外層時，不超過2個電子）
2．原子結(jié)構(gòu)示意圖：
①圓圈內(nèi)的數(shù)字：表示原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)
②+：表示原子核帶正電
③弧線：表示電子層
④弧線上的數(shù)字：表示該電子層上的電子數(shù)
【易錯提醒】圓圈內(nèi)的數(shù)字等于弧線上的數(shù)字之和（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)）
3．1~18號原子結(jié)構(gòu)示意圖：
排列規(guī)律：
（1）每一橫行：電子層數(shù)相同；最外層電子數(shù)從左到右依次遞增；
（2）除稀有氣體原子外，每一縱列：最外層電子數(shù)相同；電子層數(shù)從上到下依次遞增。
4．原子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系
【易錯提醒】最外層電子數(shù)為8（若第一層為最外層時，電子數(shù)為2）的結(jié)構(gòu)叫相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
5．原子的化學性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系
原子的化學性質(zhì)主要由原子的最外層電子數(shù)決定；原子最外層電子數(shù)相同，化學性質(zhì)一般相似。
【易錯提醒】氦原子最外層2個電子，但屬于相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，與最外層8個電子的稀有氣體原子化學性質(zhì)相似，與最外層2個電子的其他原子化學性質(zhì)不相似。
1．判斷題
(1)原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的( )
(2)任何原子都是由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成的( )
(3)決定原子種類的是中子數(shù)( )
(4)原子不顯電性是因為原子中沒有帶電的微粒( )
(5)在原子中，質(zhì)子數(shù)一定等于中子數(shù)( )
(6)在原子中，質(zhì)子數(shù)一定等于核外電子數(shù)( )
(7)核外電子數(shù)決定原子的種類( )
(8)金屬原子的最外層電子數(shù)一般少于4個( )
(9)原子中原子核與核外電子的電量相等、電性相反，因而原子不顯電性( )
(10)原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。( )
(11)原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成( )
(12)由于原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)，所以原子不顯電性。( )
(13)原子的核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等( )
(14)并不是所有的原子都有中子。如：氫原子沒有中子。( )
(15)日本政府宣布將福島核廢水排放入海，引發(fā)全世界關(guān)注，核廢水中含有氚、鍶、銫等放射性元素。已知氚的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為3，則它原子核外的電子數(shù)為1( )
(16)盧瑟福在測定原子構(gòu)成時做了如下實驗：用粒子(帶正電荷的氦核)轟擊一張極薄的金箔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子通過了金箔，極少數(shù)粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)或被彈回。根據(jù)上述現(xiàn)象得出金原子帶正電性( )
(17)離核近的電子能量高，離核越遠，電子的能量越低。( )
(18)稀有氣體可作保護氣，是因為原子核外電子達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)( )
(19)原子核外電子繞核做高速運動，最外層電子數(shù)決定了原子的化學性質(zhì)。( )
(20)氦原子和鎂原子最外層電子數(shù)相同，化學性質(zhì)相似( )
(21)原子核外的電子在核外空間做高速運動。( )
【答案】(1)√ (2) × (3) × (4) × (5) × (6) √ (7)× (8) √ (9) √ (10) × (11) × (12)× (13) √ (14) √ (15)√ (16) × (17) × (18) √ (19)√ (20) × (21) √
2．在分子、原子、原子核、質(zhì)子、中子、電子這幾種粒子中，找出符合下列條件的粒子填在相應橫線上：
(1)能直接構(gòu)成純凈物的是________；
(2)能保持物質(zhì)化學性質(zhì)的是________；
(3)化學變化中最小的粒子是________；
(4)帶正電荷的是________；
(5)帶負電荷的是________；
(6)不顯電性的是________；
【答案】(1)分子、原子
(2)分子、原子
(3)原子
(4)原子核、質(zhì)子
(5)電子
(6)分子、原子、中子
【詳解】（1）分子原子都可以直接構(gòu)成物質(zhì)，如氧氣是由氧分子構(gòu)成的，汞是由汞原子構(gòu)成的，故填分子、原子；
（2）由分子構(gòu)成的物質(zhì)分子保持其化學性質(zhì)，由原子構(gòu)成的物質(zhì)中原子保持其化學性質(zhì)，故填：分子、原子；
（3）原子在化學變化中不可分，故原子是化學變化中的最小粒子，故填：原子；
（4）帶正電的粒子有質(zhì)子和原子核，故填：原子核、質(zhì)子；
（5）帶負電的是電子，故填：電子；
（6）中子不帶電；質(zhì)子所帶的正電荷總數(shù)等于電子所帶的負電荷總數(shù)，所以原子不帶電，分子是由原子構(gòu)成的，故分子也不帶電，故填：分子、原子、中子。
3．幾種原子的結(jié)構(gòu)
從上表可以得到如下結(jié)論：
①不同種類的原子， 不同；
②同一個原子中， 不一定等于 ；
③不是所有的原子都有中子，比如氫原子核內(nèi)只有一個質(zhì)子；
④ 決定原子種類。
【答案】 質(zhì)子數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 質(zhì)子數(shù)
【詳解】①質(zhì)子數(shù)決定原子的種類，所以不同種類的原子，質(zhì)子數(shù)不同；
②原子核內(nèi)一定含有質(zhì)子，不一定含有中子，且質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)，例如氫原子核中就不含有中子；
④質(zhì)子數(shù)決定原子的種類。
4．碘是一種人體必需的微量元素，如圖是碘離子的結(jié)構(gòu)示意圖。回答下列問題：
(1)圖1中x= 。
(2)碘原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為 。
(3)圖2表示的粒子中，其元素的化學性質(zhì)與碘元素化學性質(zhì)相似的是 （填標號）。
(4)圖中表示的粒子中具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子是 （填序號）。
【答案】(1)18
(2)53
(3)BE
(4)AF
【詳解】（1）碘離子（I-）是由碘原子得到一個電子形成的，所以碘原子的最外層的電子數(shù)是7，在原子中質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，所以x=53-2-8-18-7=18；
（2）原子結(jié)構(gòu)示意圖中，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，則碘原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為53；
（3）最外層電子數(shù)相同的原子具有相似的化學性質(zhì)，在圖2表示的粒子中，B（氟離子，氟原子最外層有7個電子）、E與碘元素的原子的最外層電子數(shù)相同，元素的化學性質(zhì)相似；
（4）在A中第一層也是最外層，電子數(shù)是2，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；F的最外層電子數(shù)是8，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在AF中質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，屬于原子，所以，圖中表示的粒子中具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的原子是AF。
5．氯原子結(jié)構(gòu)示意圖 還可以畫為： 據(jù)此回答：
（1）氯原子有 層電子，原子核內(nèi)有 個質(zhì)子。
（2）圖為： 的分子所表示的物質(zhì)類別是 。（填“單質(zhì)”或“化合物” ）。
【答案】3 17 單質(zhì)
【詳解】（1）根據(jù)氯原子結(jié)構(gòu)示意圖，可知氯原子有3層電子，原子核內(nèi)有17個質(zhì)子，核外有17個電子。
（2）據(jù)圖所示，分子中僅含有一種原子，則屬于物質(zhì)類別里的單質(zhì)。
【點睛】單質(zhì)的微觀解釋：物質(zhì)由同種分子構(gòu)成，分子由同種原子構(gòu)成。
?問題一 原子結(jié)構(gòu)
【典例1】下列關(guān)于原子的構(gòu)成說法錯誤的是
A．原子由居于中心的原子核和核外電子構(gòu)成
B．電子在原子核外一定空間內(nèi)做高速運動
C．原子核的質(zhì)量和電子的質(zhì)量相差不大
D．原子核的體積與整個原子的體積相比要小很多
【答案】C
【詳解】A、原子由原子核和核外電子構(gòu)成，故A說法正確；
B、核外電子是分層排布的，核外電子在離核遠近不同的區(qū)域中運動，故B說法正確；
C、電子的質(zhì)量很小可以忽略不計，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，故C說法錯誤；
D、原子核的體積很小，原子核的體積與整個原子的體積相比要小很多，故D說法正確。
故選：C。
【解題必備】
1.原子是由居于其中心的原子核和電子構(gòu)成，原子核一般由質(zhì)子和中子構(gòu)成。每個質(zhì)子帶一個單位正電荷，每個電子帶一個單位負電荷，電子不帶電荷。
2.在原子中，核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。
3.不同種類的原子質(zhì)子數(shù)不同，原子中質(zhì)子數(shù)不一定等于中子數(shù)
【變式1-1】日本不顧國際社會的強烈反對，將核污水排放入海洋。所排核污水中有大量的氚，氚是指核內(nèi)有1個質(zhì)子和2個中子的氫原子，下列示意圖能正確表示氚原子結(jié)構(gòu)的是
A．B．C．D．
【答案】C
【詳解】原子是由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成，且原子的質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，則氚原子的原子核內(nèi)有1個質(zhì)子和2個中子，核外有1個電子，故選C。
【變式1-2】如圖為某原子的結(jié)構(gòu)模型示意圖，其中a、b、c是構(gòu)成該原子的三種不同粒子，下列說法錯誤的是
A．決定該原子種類的是a
B．原子不帶電的原因是a和c的個數(shù)相等，電性相反
C．原子中a、b、c的個數(shù)一定相等
D．原子的質(zhì)量主要集中在a和b上
【答案】C
【詳解】A、圖中a為質(zhì)子，b為中子，c為電子，原子中質(zhì)子數(shù)決定原子種類，故A正確；
B、在原子中，原子核內(nèi)的質(zhì)子所帶電荷與核外電子的電荷數(shù)量相等，電性相反，因此原子不顯電性，故B正確；
C、質(zhì)子數(shù)一定等于核外電子數(shù)，而中子數(shù)不一定和質(zhì)子數(shù)相等，故C錯誤；
D、原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成，故集中在a和c上，故D正確。
故選C。
?問題二 原子結(jié)構(gòu)示意圖含義及應用
【典例2】盧瑟福的α粒子轟擊金箔實驗對人們認識原子結(jié)構(gòu)有重要意義。金原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列說法不正確的是
A．金的原子核帶負電
B．金原子的質(zhì)子數(shù)為79
C．金原子的核外電子數(shù)為79
D．原子由原子核與核外電子構(gòu)成
【答案】A
【詳解】A. 原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不顯電性的中子構(gòu)成的，所以金的原子核帶正電，此選項錯誤；
B. 原子中核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)，由題中信息可知，金原子的質(zhì)子數(shù)為79，此選項正確；
C. 原子中核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，金原子的核外電子數(shù)為79，此選項正確；
D. 原子由原子核與核外電子構(gòu)成，此選項正確。
故選A。
【解題必備】圓圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核的質(zhì)子數(shù)；“+”表示原子核帶正電性；“弧線”表示電子層；
弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。圓圈內(nèi)數(shù)字等于弧線上數(shù)字之和（核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)）。
【變式2-1】銦是一種銀白色金屬，有毒。它的原子結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。
(1)X= ，原子核外電子層數(shù)為 ，在化學反應中易 （填“得到”或“失去”）電子。
(2)在10-18號元素的原子中找出與銦化學性質(zhì)相似的原子，并畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖 。
【答案】(1) 49 5 失去
(2)
【詳解】（1）根據(jù)所學知識，原子結(jié)構(gòu)示意圖是表示原子核電荷數(shù)和電子層排布的圖示形式。小圈和圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線上的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。在原子中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)。所以X=2+8+18+18+3=49，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為49，原子核外電子層數(shù)為5，該原子的最外層電子數(shù)為3，小于4，所以在化學反應中易失去電子。
（2）最外層電子數(shù)決定化學性質(zhì)，所以最外層電子數(shù)相同的原子化學性質(zhì)相似，銦原子最外層電子數(shù)為3，10-18號元素最外層電子數(shù)為3的元素是鋁元素，鋁元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為。
【變式2-2】如圖為氦和鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是
A．鎂的原子序數(shù)為12B．鎂原子第一層的2個電子能量最高
C．鎂原子此時已達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．鎂原子的化學性質(zhì)和氦原子相似
【答案】A
【詳解】A、由圖可知該鎂原子的核電荷數(shù)為12，因為原子序數(shù)等于核電荷數(shù)粒子，故鎂的原子序數(shù)為12，A正確；
B、該粒子最外層的2個電子能量最高，B錯誤；
C、該粒子最外層有兩個電子，小于四，易失去兩個電子，沒有達到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，C錯誤；
D、鎂原子易失去電子，氦原子化學性質(zhì)穩(wěn)定，該原子的化學性質(zhì)和氦原子不相似，D錯誤。
故選A。
?問題三 核外電子的排布規(guī)律及應用
【典例3】醫(yī)療上用放射性鈷治療腫瘤，鈷原子的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，以下關(guān)于鈷原子的說法中，正確的是
A．化學反應中易失電子B．共有5個電子層
C．帶有27個正電D．各層均為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
【答案】A
【詳解】A、鈷原子的最外層上電子數(shù)是2，小于4，在反應中易失去電子，正確；
B、由原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知，有四個電子層，錯誤；
C、原子結(jié)構(gòu)中，圓圈內(nèi)的數(shù)字為質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子帶正電，一個鈷原子含有27個質(zhì)子，錯誤；
D、在原子結(jié)構(gòu)中，第一層電子最多可達2個，第二層最多8個，當電子層數(shù)超過三層時，倒數(shù)第二層電子數(shù)不超過18個，最外層電子數(shù)不超過8個，由原子結(jié)構(gòu)可知，第三層為15個電子，最外層為2個電子，都沒有達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，錯誤。
故選：A。
【解題必備】
1.原子核外第一層最多容納2個電子；第二層最多容納8個電子；
2.最外層電子數(shù)不超過8個電子（若第一層為最外層時，不超過2個電子）
3.稀有氣體原子最外層電子數(shù)為8（He為2），是相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易得失電子。
金屬原子最外層電子數(shù)一般

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