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

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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↑‎ - 11 -‎
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