高中化学第一章原子结构元素周期律第一节原子结构与元素性质第2课时核外电子排布同步练习鲁科版必修第二册

高中化学第一章原子结构元素周期律第一节原子结构与元素性质第2课时核外电子排布同步练习鲁科版必修第二册

第2课时　核外电子排布 课程标准 核心素养 ‎1.了解原子核外电子的排布规律。‎ ‎2.能画出1～20号元素的原子结构示意图。‎ ‎3.了解原子结构与元素得失电子能力之间的关系。‎ ‎1.宏观辨识与微观探析 深化对原子结构的认识，建立原子结构与元素性质之间的关系。‎ ‎2.科学探究与创新意识 形成实验探究元素性质、比较物质性质的思路。‎ ‎　核外电子排布 ‎1．核外电子排布规律 ‎(1)能量规律 电子层序数 一 二 三 四 五 六 七 电子层符号 K L M N O P Q 离核距离 电子能量 ‎ (2)数量规律 ‎①每层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层数)。‎ ‎②最外层容纳的电子不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，次外层不超过18个。‎ ‎2．核外电子排布的表示方法——结构示意图 ‎(1)钠的原子结构示意图 ‎(2)简单离子的结构示意图 ‎①Na＋的结构示意图为；‎ - 11 -‎ ‎②Cl－的结构示意图为。‎ ‎1．核电荷数为1～20的原子或离子的结构特点 ‎(1)原子核中无中子的原子：1H。‎ ‎(2)最外层电子数 ‎①有1个电子：H、Li、Na、K。‎ ‎②有2个电子：Be、Mg、Ca、He。‎ ‎③等于次外层电子数：Be、Ar。‎ ‎④是次外层电子数的2倍：C。‎ ‎⑤是次外层电子数的3倍：O。‎ ‎⑥是次外层电子数的4倍：Ne。‎ ‎⑦是内层电子总数的一半：Li、P。‎ ‎⑧等于电子层数：H、Be、Al。‎ ‎⑨是次外层电子数的一半：Li、Si。‎ ‎⑩是电子总数的一半：Be。‎ ‎　最外电子层中排满8个电子(He为2个)时，为相对稳定结构，其他的电子层结构为相对不稳定结构。‎ ‎2．推断10e－和18e－微粒的思维模型 ‎(1)10e－微粒 ‎ (2)18e－微粒 ‎1．判断正误 ‎(1)离核越远的电子能量越低。(　　)‎ ‎(2)每个电子层最多容纳2n2个电子。(　　)‎ - 11 -‎ ‎(3)S2－的结构示意图为。(　　)‎ ‎(4)M层为最外层时，最多容纳18个电子。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)×‎ ‎2．某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的符号是(　　)‎ A．Li　　　　　　　　　　 B．Si C．Al D．K 解析：选B。根据原子核外电子的排布规律可知，K层排满2个电子后再排L层，L层需排满8个电子后再排M层，M层的电子数是L层电子数的，即M层电子数为4，则该元素的核外电子数是2＋8＋4＝14，即原子序数为14，该元素是Si元素。‎ ‎3．根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。‎ ‎(1)元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：___________________________。‎ ‎(2)与Ar原子电子层结构相同的－1价阴离子：_______________________。‎ ‎(3)质量数为23、中子数为12的原子：________________________________________。‎ 答案：(1) ‎ ‎　原子结构与元素性质间的关系 ‎1．原子的最外层电子数与元素的化学性质的关系 稀有气体元素 金属元素 非金属元素 最外层 电子数 ‎8(He为2)‎ 一般 小于4‎ 一般 大于或等于4‎ 得失电子 能力 既不易得电子 也不易失电子 较易失去 电子 较易得到 电子 化合价 ‎0价 ‎0价和正价 一般为0价和负价，有的也显正价 构成的 简单离子 不能形成 简单离子 阳离子 一般为 阴离子 - 11 -‎ ‎2.原子结构与元素原子得失电子能力 ‎(1)比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度。置换反应越容易发生，元素原子的失电子能力越强。‎ ‎(2)通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原子的失电子能力和得电子能力相对应。‎ ‎(3)元素原子得失电子的能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。核电荷数为1～20的元素(除He、Ne、Ar外)，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、越容易得电子；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、越难得电子。‎ 原子结构与元素性质和化合价的关系 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 元素原子 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0‎ 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，下同)‎ 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)‎ ‎　(1)阳离子是原子通过失去一定数目的电子形成的，阴离子是原子通过得到一定数目的电子形成的，但原子核均不变。‎ ‎(2)元素原子的最外层电子数为4时，既不易得电子，也不易失电子，不易形成离子。‎ ‎1.判断正误 ‎(1)最外层只有2个电子的元素一定是金属元素。(　　)‎ ‎(2)非金属元素原子的最外层电子数一定大于或等于4。(　　)‎ ‎(3)非金属元素原子不能形成简单阳离子。(　　)‎ ‎(4)金属元素在化合物中只显正价。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√‎ ‎2.元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为(　　)‎ - 11 -‎ A．XY　　　　　　　　　 B．XY2‎ C．X2Y D．XY3‎ 解析：选C。元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则X是Na、Y是O，二者形成的常见化合物的化学式为X2Y或X2Y2。‎ ‎3．原子序数为11～17的元素，随着核电荷数的递增而逐渐增大的是(　　)‎ A．电子层数 B．最外层电子数 C．失电子能力 D．与水反应置换出氢气的能力 解析：选B。11～17号元素的电子层数相同，最外层电子数从1增加到7，失电子能力逐渐减弱，与水反应置换出氢气的能力逐渐减弱。‎ 课堂小结 核外电子排布 合格考训练 ‎1．某元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，那么该原子(　　 )‎ A．有3个电子层 B．有2个电子层 C．最外层电子数是8‎ D．核电荷数是10‎ 解析：选B。第一层排满为2个电子，第二层排满为8个电子，第三层为最外层时，最多排8个电子，若该原子有3个电子层，依题意可知最外层(第三层)要排24个电子，这不可能，则该原子只有2个电子层，第一层为2个电子，第二层为6个电子。‎ ‎2．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4。该原子核内的质子数是(　　)‎ A．14　　　　　　　　　　　 B．15‎ C．16 D．17‎ 解析：选A。据题意知该原子的结构示意图为。‎ - 11 -‎ ‎3．下列微粒的结构示意图，正确的是(　　)‎ 解析：选A。表示Cl－的结构示意图，B错误；Ar原子的结构示意图为，C错误；K原子的结构示意图为，D错误。‎ ‎4．下列说法中一定错误的是(　　 )‎ A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上电子数为L层上电子数的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．某原子的核电荷数与最外层电子数相等 解析：选B。K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8×4，所以B项一定是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即M层和L层都为8个电子的离子为，K＋、Ca2＋、Cl－、S2－等均有可能，所以C项有可能；H和He的核电荷数与最外层电子数相等，所以D项有可能。‎ ‎5．根据下列叙述，写出相对应的微粒符号和结构示意图。‎ ‎(1)原子核外有2个电子层、10个电子的原子：________。‎ ‎(2)原子核外有3个电子层，最外层有6个电子的原子： ________。‎ ‎(3)质量数为28，质子数等于中子数的原子：________。‎ ‎(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的－2价阴离子：________。‎ ‎(5)电子总数为10的＋1价单核阳离子：________。‎ 解析：(1)原子中：核外电子数＝质子数，含有10个质子的原子为Ne。‎ ‎(2)核外电子排布为2、8、6，是硫原子。‎ ‎(3)质子数为14，是硅原子。‎ - 11 -‎ ‎(4)该－2价阴离子的次外层电子数应为2，为O2－。‎ ‎(5)该＋1价阳离子的质子数为10＋1＝11，为Na＋。‎ 答案：(1)Ne， ‎6．用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：‎ ‎(1)电子层排布相同的是________。‎ ‎(2)属于同种元素的是________。‎ ‎(3)属于金属元素的是________。‎ ‎(4)属于稀有气体元素的是________。‎ 解析：电子层排布相同指电子层数相同，且各层上的电子数相同；同种元素指核内质子数相同；金属元素原子的最外层电子数一般小于4；稀有气体元素原子的最外层电子数为8(He为2)。‎ 答案：(1)B、C　(2)A、B　(3)D　(4)C - 11 -‎ 等级性测试 ‎1．下列叙述中正确的是(　　 )‎ A．在多电子原子中，能量高的电子通常在离核较近的区域内运动 B．核外电子总是先排在能量低的电子层上 C．两种微粒，若核外电子排布相同，则其化学性质一定相同 D．微粒的最外层只有达到8个电子才稳定 解析：选B。现代物质结构理论认为，在含有多个电子的原子中，能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，电子是在原子核外离核由近及远、能量由低到高的不同电子层上分层排布的。通常把能量最低、离核最近的电子层叫作第一电子层，A项错误，B项正确。核外电子排布相同的微粒可以是阴离子、阳离子和原子，所以化学性质可能不同，C项错误。最外层有2个电子的微粒也可能是稳定结构，如He，D项错误。‎ ‎2．下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是(　　 )‎ A．质子数为17、中子数为20的氯原子：Cl B．氯离子(Cl－)的结构示意图：‎ C.Cl与Cl互为同位素 D．氯原子M层上有7个电子，在反应中只能得电子，因此只具有还原性 解析：选C。质子数为17、中子数为20的氯原子可以表示为Cl，A项错误；氯离子最外层有8个电子，结构示意图为，B项错误；氯元素既具有氧化性又具有还原性，D项错误。‎ ‎3．某元素的原子核外有三个电子层，其最外层电子数比次外层电子数的一半多1，此元素是(　　 )‎ A．S　　　　　　　　　　 B．C C．Si D．P 解析：选D。原子核外有三个电子层，次外层电子数一定是8，最外层电子数是×8＋1＝5，则核电荷数为15，是P元素。‎ ‎4．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a＞1)，则该原子的核内质子数是(　　)‎ A．2a＋2 B．2a＋10‎ C．a＋2 D．2a 解析：选A。原子核外电子排布规律：最外层不超过8个电子，次外层不超过18个电子。‎ - 11 -‎ 某元素的最外层电子数是次外层的a倍(a＞1)，所以该元素的次外层只能是K层，为2个电子；最外层是L层，电子数是2a，所以该元素的核外电子数是2a＋2；再根据原子核内质子数＝核外电子数，所以核内质子数是2a＋2。‎ ‎5．下列是几种粒子的结构示意图，有关说法正确的是(　　)‎  A．①和②两种粒子的化学性质相似 B．③和④均属于离子结构示意图 C．粒子②在化学反应中容易失去电子 D．①②③④共表示四种元素的粒子 解析：选C。①是He，是稀有气体元素，原子达到稳定结构，而②是Mg原子结构示意图，最外层有2个电子，容易失去电子，化学性质活泼，故两种粒子的化学性质不相似，A错误，C正确；③是Mg2＋结构示意图，④是Ne原子结构示意图，B错误；①是He元素的原子结构示意图，②③是Mg元素的粒子结构示意图，④是Ne元素的原子结构示意图，共表示三种元素的粒子，D错误。‎ ‎6．(2019·丘北第二中学高一月考)核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据中前者是后者4倍的是(　　 )‎ ‎①电子数　②最外层电子数　③电子层数　④次外层电子数 A．①④ B．①③④‎ C．①②④ D．①②③④‎ 解析：选A。核电荷数为16的原子的电子数为16，最外层电子数为6，电子层数为3，次外层电子数为8；核电荷数为4的原子的电子数为4，最外层电子数为2，电子层数为2，次外层电子数为2，前者为后者4倍的是电子数和次外层电子数，故①④符合题意。‎ ‎7．(2019·石屏第二中学高二开学考试)某粒子结构示意图为，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为(　　)‎ ‎①8－n　②n－8　 ③10－n　④n－10‎ A．①② B．①③‎ - 11 -‎ C．③④ D．②④‎ 解析：选C。该粒子核外电子数为10，若n＞10，质子数＞核外电子数，该离子为阳离子，则该离子所带电荷数是n－10；若n＜10，质子数＜核外电子数，该离子为阴离子，则该离子所带电荷数是10－n，故选C。‎ ‎8．已知X、Y是核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a＋2；Y原子的最外层电子数为b－5，次外层电子数为b。则X、Y元素形成的化合物组成是(　　)‎ A．XY2 B．Y2X3‎ C．Y4X D．YX3‎ 解析：选B。X为S，Y为Al，则X与Y形成的化合物为Al2S3。‎ ‎9．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同，当它作为原子的次外电子层时，其电子数比(n＋1)层最多能多容纳10个电子，则此电子层是(　　 )‎ A．K层 B．L层 C．M层 D．N层 解析：选C。n是最外层时，最多容纳8个电子，与(n－1)层电子数相同，说明(n－1)层应有8个电子，即为L层，n为M层；若n为次外层，则(n＋1)为最外层，其电子数最多为8个，n层电子数最多为18个，同样符合题意，进一步证明此电子层为M层。‎ ‎10．若几种微粒具有相同的质子数，则下列说法一定正确的是(　　 )‎ A．一定属于同一种元素 B．可能是几种不同的分子或离子 C．彼此之间互为同位素 D．不可能是一种分子和一种离子 解析：选B。OH－与F－具有相同的质子数，O2分子与S2－具有相同的质子数，所以B项符合题意。‎ ‎11．某元素的微粒的核外电子层结构如图所示，‎ 请回答下列问题：‎ ‎ (1)若该微粒是中性微粒，这种微粒的符号是________。‎ ‎(2)若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)若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)若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：本题可根据18e－的微粒和微粒具有的性质进行推断，18e－的分子有Ar，‎ - 11 -‎ 阳离子有K＋、Ca2＋，K＋得到1个电子后变为钾原子，钾原子还原性很强；阴离子有Cl－、S2－等，Cl－失去1个电子后变为Cl原子，Cl原子的氧化性很强；S2－还原性很强，与Br2反应产生S单质。‎ 答案：(1)Ar　(2)S2－　(3)K＋　(4)Cl－‎ ‎12．有A、B、C、D、E五种微粒。已知：‎ ‎①当A微粒失去3个电子后，其电子层结构与氖原子相同；‎ ‎②当B微粒得到1个电子后，其电子层结构与氩原子相同；‎ ‎③C微粒带两个单位正电荷，核电荷数为12；‎ ‎④D微粒有18个电子，当失去2个电子后显电中性；‎ ‎⑤E微粒不带电，原子核中只有一个质子。‎ 请回答：‎ ‎(1)写出这五种微粒的化学符号：‎ A________，B________，C________，D________，‎ E________。‎ ‎(2)B微粒的结构示意图为________________，C微粒的结构示意图为____________________。‎ ‎(3)A的单质与EB溶液反应的离子方程式为__________________________。‎ 解析：氖原子核外有10个电子，故A的核外有13个电子，A为铝原子；氩原子核外有18个电子，B微粒得到1个电子后核外有18个电子，故B为氯原子；C为Mg2＋；D微粒有18个电子，失去2个电子后显电中性，故D为S2－；E微粒不带电，原子核内只有一个质子，故E为氢原子。‎ 答案：(1)Al　Cl　Mg2＋　S2－　H ‎(3)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑‎ - 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