高中化学 核外电子排布与元素原子得失电子能力.docx
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高中化学核外电子排布与元素原子得失电子能力
课时2 核外电子排布与元素原子得失电子能力
目标与素养:
1.了解1~18号元素原子的核外电子排布。
(微观探析)2.了解核外电子的排布规律。
(微观探析)3.了解原子结构与元素原子得失电子的能力和化合价的关系。
(证据推理)
一、核外电子排布
1.电子层与电子能量的关系
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子能量
2.核外电子排布规律
微点拨:
核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解。
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
4.原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
元素
结构与性质
金属元素
非金属
元素
稀有气
体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于或等于4
8(He为2)
稳定性
不稳定
不稳定
稳定
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价
既有正价,又有负价
0价
微点拨:
原子最外层电子数小于4不一定是金属元素,如氢原子最外层电子数是1,属于非金属元素。
二、原子结构与元素原子得失电子能力
1.钠、镁失电子能力比较
金属
钠
镁
操作
现象及
原理
钠与水剧烈反应。
反应的方程式:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
镁与冷水不反应,加热后反应缓慢,溶液呈浅红色。
反应的方程式:
结论
失电子能力Na>Mg
原因
钠、镁的电子层数相同,但镁的核电荷数多,最外层电子数目多且离核近,故Mg比Na难失电子。
2.钠、钾失电子能力比较
碱金属
钠
钾
操作
现象及原理
钠与水剧烈反应。
反应的方程式:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
钾与水反应更剧烈,甚至可产生爆炸现象。
反应的方程式:
2K+2H2O===2KOH+H2↑
结论
失电子能力K>Na
原因
K、Na最外层电子数目相同,但K比Na电子层数多,最外层电子离核较远,故K比Na更易失电子。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)最外层电子数为2的原子一定是金属元素。
( )
(2)最外层电子数大于4的原子一定是非金属元素。
( )
(3)不容易得电子的原子一定容易失电子。
( )
(4)氧原子的最外层电子数为6,故其最高正价为+6。
( )
(5)金属原子只有还原性。
( )
[答案]
(1)×
(2)× (3)× (4)× (5)√
2.下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是( )
A.核外电子是分层运动的
B.所有电子在同一区域里运动
C.能量高的电子在离核近的区域运动
D.能量低的电子在离核远的区域绕核旋转
[答案] A
3.下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是( )
D [A.K层排满才能排L层,K层最多排2个电子,故A错误;B.最外层最多排8个电子,故B错误;C.S2-得到2个电子后,最外层为8个电子,故C错误;D.Mg2+失去2个电子后,最外层为8个电子,D正确。
]
原子核外电子排布规律
1.“一低”——原子核外电子首先排布在能量最低的电子层上。
2.“三不超”——最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子);次外层不超过18个电子;倒数第3层不超过32个电子。
3.“一稳定”
相对不稳定结构 相对稳定结构
【典例1】 根据下列叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图。
信息
元素名称
原子结构示意图
A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半
B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍
C元素+1价离子C+的电子层排布与Ne相同
D元素原子次外层电子数是最外层电子数的
[解析] L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅
。
当次外层为K层时,最外层电子数则为3,是硼
;当次外层为L层时,最外层电子数为1.5×8=12,违背了排布规律,故不可能。
C元素原子的质子数为10+1=11,故为钠。
当次外层为K层时,D为氧
;当次外层为L层时,最外层则有24个电子,故不可能。
[答案] (从左到右,从上到下)硅
硼
1~20号元素原子结构特点
(1)原子核中无中子的原子是
H。
(2)最外层有1个电子的元素:
H、Li、Na、K。
(3)最外层有2个电子的元素:
He、Be、Mg、Ca。
(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素:
Be、Ar。
(5)最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素:
C。
(6)最外层电子数是次外层电子数的3倍的元素:
O。
(7)最外层电子数是次外层电子数的4倍的元素:
Ne。
(8)最外层电子数是内层电子总数的一半的元素:
Li、P。
(9)最外层电子数是次外层电子数的一半的元素:
Li、Si。
(10)最外层电子数等于电子层数的元素:
H、Be、Al。
1.下列说法中肯定错误的是( )
A.某原子K层上只有1个电子
B.某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等
B [K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18,K层上可以有1~2个电子,A正确;当M层上排有电子时,L层上一定排满电子,即L层上的电子数为8,由于18<8×4,故B错;当K、L层排满电子,即电子数分别是2、8时,M层上的电子数也可以是8,例如Cl-、K+均属于这种情况,C正确;O2-的核电荷数与最外层电子数均为8,故D正确。
]
原子结构与元素性质的关系
1.原子结构与元素性质、元素化合价的关系
原子类别
与元素性质的关系
与元素化合价的关系
稀有气体
最外层电子数为8(He为2),结构稳定,性质不活泼
原子结构为稳定结构,常见化合价为零
金属元素原子
最外层电子数一般小于4,较易失去电子
易失去最外层电子,达到稳定结构,其最高正价为+m(m为最外层电子数)
非金属元素原子
最外层电子数一般大于或等于4,较易获得电子,形成8电子稳定结构
得到一定数目的电子,达到稳定结构,其最低负价为m-8(H为m-2)
2.原子结构与元素原子得失电子能力的关系
(1)影响因素:
最外层电子数、核电荷数、电子层数。
(2)规律:
①若原子的电子层数相同,则核电荷数越大,最外层电子离核越近,原子越难失电子而越容易得电子。
②若原子的最外层电子数相同,则电子层数越多,最外层电子离核越远,原子越容易失电子而越难得电子。
(3)应用:
①金属在化学反应中通常表现为失电子,失电子能力较强的金属元素其金属活泼性越强。
②非金属在化学反应中通常表现为得电子,得电子能力较强的非金属元素其非金属活泼性越强。
【典例2】 核电荷数为1~18的元素中,下列叙述正确的是( )
A.原子最外层只有1个或2个电子的元素一定是金属元素
B.核外电子排布完全相同的两种微粒化学性质一定相同
C.原子核外各层电子数相等的元素不一定是金属元素
D.核电荷数为17的元素容易获得1个电子
D [在核电荷数为1~18的元素中,最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na,其中H为非金属元素,最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg,其中He为稀有气体元素,A项错误;核外电子排布完全相同的微粒S2-和K+化学性质不相同,S2-具有还原性,K+不具有还原性,B项错误;原子核外各层电子数相等的只有Be,它是金属元素,C项错误;核电荷数为17的元素的原子结构示意图为
,其最外层有7个电子,很容易获得1个电子而成为8个电子的稳定结构,D项正确。
]
(1)最外层电子数小于4的不一定为金属元素,如H、He等;最外层电子数大于4的不一定为非金属元素,如Po等。
(2)活泼金属易形成阳离子,活泼非金属易形成阴离子,但是碳难以形成C4-、C4+;氢元素可以形成H+和H-。
2.下列叙述能肯定金属A比金属B更活泼的是( )
A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B.A原子电子层数比B原子的电子层数多
C.1molA从酸中置换生成的H2比1molB从酸中置换生成的H2多
D.常温时,A能从水中置换出氢,而B不能
D [金属A比金属B活泼的依据是A比B更易失去电子,而失电子的能力并不取决于最外层电子数的多少、电子层数的多少,以及与酸反应置换出H2的多少,而是取决于其与酸(或H2O)反应置换出氢的难易程度。
]
巧记10电子、18电子微粒
1.10电子微粒
2.18电子微粒
【典例3】 A+、B+、C-、D、E五种微粒(分子或离子)中,每个微粒均有10个电子,已知:
①A++C-
D+E↑;②B++C-===2D。
请回答:
(1)C-的离子符号是。
(2)分别写出A+和C-反应、B+和E反应的离子方程式:
、。
(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式。
[解析] 因A+、C-、D、E均为10电子微粒,且A++C-
D+E↑,则通过排查10电子微粒的性质可知,该反应为NH
+OH-
NH3↑+H2O,即A+为NH
、C-为OH-、D为H2O、E为NH3;由B++C-===2D可知B+为H3O+。
[答案]
(1)OH-
(2)NH
+OH-
NH3↑+H2O
H3O++NH3===NH
+H2O
(3)CH4、HF、Ne(其中的两种即可)
3.下列微粒电子数相同的一组是( )
A.Na+和K+ B.CH4和NH
C.NH
和Cl-D.O2-和
O
B [各微粒电子数分别为A中Na+:
10,K+:
18;B中:
CH4:
10,NH
:
10;C中:
NH
:
10,Cl-:
18;D中:
O2-:
10,
O:
8。
]
1.不符合原子核外电子排布基本规律的是( )
A.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上
B.K层是能量最低的电子层
C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
D.各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
D [A项为能量最低原理,正确;K层离核最近,能量最低,B项正确;次外层电子数不超过18,C项正确;各电子层最多容纳电子数为2n2,D项错误。
]
2.下列微粒结构示意图中,不正确的是( )
B [电子在排布时先排能量低的电子层(K层),排满后再排能量较高的L层、M层,K层最多只能排2个,L层最多排8个,M层最多能排18个,但如果是作为最外层,则最多只能排8个,B不正确;D表示的是Cl-的结构示意图。
]
3.下列各组微粒中,核外电子层结构相同的是( )
A.Mg2+、O2-、Na+、F-
B.Na+、F-、S2-、Ar
C.K+、Ca2+、S2-、Ba2+
D.Mg2+、S2-、Na+、F-
A [分析各微粒的核外电子排布情况即可。
A项各微粒都含10个电子,核外电子排布相同。
]
4.下列说法中正确的是( )
A.某单核微粒的核外电子排布为
,则该微粒一定是氩原子
B.最外层只有3个电子的元素一定是金属元素
C.NH
与H3O+具有相同的质子数和电子数
D.最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子
C [核外电子排布为
的微粒可以是S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+等,A不正确;硼(B)最外层有3个电子,但硼元素属于非金属元素,B不正确;NH
和H3O+质子数和电子数分别都是11和10,C正确;最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是碳原子,最外层电子数是4,既不易失去电子,又不易得到电子,D不正确。
]
5.以下是4种微粒的结构示意图。
(1)上述微粒中氧化性最强的是(填字母),写出一个它表现氧化性的化学方程式:
。
(2)上述微粒中还原性最强的是(填字母),写出一个它表现还原性的化学方程式:
。
(3)电子层结构与D相同、化学性质最稳定的元素,原子的核电荷数是,用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因
。
(4)A的一种同位素可用于考古断代,这种同位素的符号是,这种用途取决于它的性。
[解析] A→D四种微粒依次为C、F、Na、Al3+。
微粒氧化性最强即得电子能力最强,微粒还原性最强即失电子能力最强。
[答案]
(1)B 2F2+2H2O===4HF+O2(合理即可)
(2)C 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
(3)10 原子最外层为8电子稳定结构,不易得、失电子,性质稳定
(4)
C 放射
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