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第2課時(shí) 核外電子排布,1.核外電子排布 現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為，在含有多電子原子中，能量低的電子通常在 的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，能量高的電子通常在 的區(qū)域運(yùn)動(dòng)，據(jù)此可以認(rèn)為，電子是在原子核外距核 、能量 的不同的電子層上 的。通常把 、 的電子層叫做第一層； 、 的電子層叫做第二層；由里向外依次類(lèi)推，共有 個(gè)電子層。即：,離核較近,離核較遠(yuǎn),由近及遠(yuǎn),由低到高,分層排布,能量最低,離核最近,能量稍高,離核稍遠(yuǎn),7,由近及遠(yuǎn),由低到高,2.核外電子排布規(guī)律 (1)核外電子總是盡先排在能量最 的電子層里，即最先排 層，當(dāng)其排滿(mǎn)后，再排 層；然后依次類(lèi)推，逐漸排布在能量稍 的電子層里。 (2)每層最多容納的電子數(shù)為 個(gè)。 (3)最外層電子數(shù)不超過(guò) 個(gè)(第一層為最外層時(shí)，電子數(shù)不超過(guò) 個(gè))。,低,K,L,高,2n2,8,2,3．核外電子排布的表示方法 (1)原子結(jié)構(gòu)示意圖 用小圓圈表示原子核，圓圈內(nèi)的數(shù)字表示核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示各電子層，弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)，這樣的圖示稱(chēng)為原子結(jié)構(gòu)示意圖。例如，鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖為,,,,,,(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖 離子結(jié)構(gòu)示意圖與原子結(jié)構(gòu)示意圖寫(xiě)法相同，只是在原子結(jié)構(gòu)示意圖中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于 ；離子結(jié)構(gòu)示意圖中，二者 相等。 請(qǐng)寫(xiě)出Mg2＋、Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖： Mg2＋： Cl－： .,核外電子數(shù),不,1.元素性質(zhì)與原子的最外層電子排布的關(guān)系 (1)稀有氣體元素原子最外層電子數(shù)為 (氦除外，它的最外層只有 個(gè)電子)，結(jié)構(gòu) ，既不容易 電子，也不容易 電子； (2)金屬元素原子最外層電子數(shù)一般 ，較易 電子形成陽(yáng)離子； (3)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般 ，有較強(qiáng)的 電子的傾向，活潑非金屬元素的原子則較易 電子形成陰離子。,8,2,穩(wěn)定,獲得,失去,小于4,失去,大于或等于4,獲得,獲得,2．元素化合價(jià)與原子的最外層電子排布的關(guān)系 (1)稀有氣體元素原子核外電子排布已達(dá) ，既不容易獲得電子也不容易失去電子，所以稀有氣體元素通常表現(xiàn)為 價(jià)； (2)金屬鈉原子最外層只有1個(gè)電子，容易失去這個(gè)電子形成Na＋而達(dá)到 ，因此鈉元素在化合物中顯 價(jià)； (3)非金屬氯原子最外層有7個(gè)電子，只需獲得1個(gè)電子形成Cl－而達(dá)到 。因此氯元素在化合物中顯 價(jià)。,穩(wěn)定結(jié)構(gòu),0,穩(wěn)定結(jié)構(gòu),＋1,穩(wěn)定結(jié)構(gòu),－1,【慎思1】 核外電子排布相同的微粒化學(xué)性質(zhì)一定相同嗎？ 提示 不一定，因?yàn)椋汉送怆娮优挪枷嗤奈⒘；瘜W(xué)性質(zhì)不一定相同，如同位素之間化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同；又如Na＋與Ne、F－與Mg2＋之間化學(xué)性質(zhì)不同。,【慎思2】 通過(guò)小組討論判斷：兩種微粒的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等，它們可能的關(guān)系。,【慎思3】 金屬元素的最外層電子數(shù)一定小于4嗎？最外層電子數(shù)小于4的原子金屬性就強(qiáng)嗎？ 提示 不一定。有些金屬元素原子的最外層電子數(shù)超過(guò)4，如錫和銻的最外層電子數(shù)為5。有些元素，如氫、氦，最外層電子數(shù)雖小于4，但卻不是金屬。,1．核外電子的分層排布又叫核外電子的分層運(yùn)動(dòng)，核外電子的運(yùn)動(dòng)具有的特征 ①質(zhì)量很小(9.109×10－31 kg)；②帶負(fù)電；③運(yùn)動(dòng)空間范圍小(直徑約10－10 m) ；④運(yùn)動(dòng)速度快(接近光速)。因此，電子的運(yùn)動(dòng)特征就與宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有著極大的不同，宏觀物體的運(yùn)動(dòng)有固定的方向，電子沒(méi)有確定的軌道。,【例1】根據(jù)有關(guān)題目的要求完成下列各題： (1)畫(huà)出最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的二價(jià)金屬陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)示意圖：__________。 (2)下列數(shù)字是有關(guān)原子最外層的電子數(shù)，它們的對(duì)應(yīng)元素最有可能是非金屬元素的是 ( )。 A．1 B．2 C．4 D．7 (3)X元素的原子最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍，X元素和Y元素的原子最外層電子數(shù)相同且X、Y元素的原子序數(shù)都小于18，則X元素常見(jiàn)的化合價(jià)為_(kāi)_________，Y元素常見(jiàn)的最高化合價(jià)為_(kāi)_________。,解析 (1)由于最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)，及信息：最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的金屬陽(yáng)離子，可得出該元素原子次外層電子數(shù)為2個(gè)，故該陽(yáng)離子為Mg2＋，其離子的結(jié)構(gòu)示意圖為 ；(2)由非金屬元素的最外層電子數(shù)一般大于4，金屬元素的最外層電子數(shù)一般小于4，故D項(xiàng)中的7個(gè)電子最有可能是非金屬元素；(3)由題意可知，X元素是氧元素，Y元素是硫元素，故X元素常見(jiàn)的化合價(jià)為－2價(jià)，Y元素常見(jiàn)的最高化合價(jià)為＋6價(jià)。 答案 (1) (2)D (3)－2價(jià) ＋6價(jià),1～20號(hào)元素原子核外電子排布的特點(diǎn) (1)最外層電子數(shù)和次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar。 (2)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C。 (3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O。 (4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne。 (5)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si。 (6)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P。 (7)電子層數(shù)和最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al。 (8)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Ca。 (9)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S。 (10)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是O。,【體驗(yàn)1】今有A、B兩種原子，A原子的M層比B原子的M層少3個(gè)電子，B原子的L層電子數(shù)恰為A原子L層電子數(shù)的2倍，A和B分別是 ( )。 A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氫原子 C．氯原子和碳原子 D．碳原子和鋁原子 解析 本題考查核外電子排布的規(guī)律。設(shè)A原子L、M層電子數(shù)分別為x、y，依題意，A、B兩原子的電子層結(jié)構(gòu)為,B原子的M層至少有3個(gè)電子，因而其L層的電子數(shù)必然是8，求得x＝4。對(duì)A原子來(lái)說(shuō)，L層有4個(gè)電子時(shí)只能是最外層，即y＝0，y＋3＝3。因此，A、B分別為碳原子和鋁原子，D項(xiàng)正確。 答案 D,元素的性質(zhì)如得失電子的能力和元素化合價(jià)的數(shù)值，與元素原子的核外電子特別是最外層電子數(shù)有關(guān)。如：,說(shuō)明：核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系如下圖,【例2】核電荷數(shù)為1～18的元素中，下列敘述正確的是 ( )。 A．最外層只有1個(gè)電子的元素一定是金屬元素 B．最外層只有2個(gè)電子的元素一定是金屬元素 C．原子核外各層電子數(shù)相等的元素一定是金屬元素 D．核電荷數(shù)為17的元素容易失去1個(gè)電子,解析 在核電荷數(shù)為1～18的元素中，最外層只有1個(gè)電子的元素有H、Li、Na，其中H是非金屬元素，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；最外層只有2個(gè)電子的元素有He、Be、Mg，其中He是非金屬元素，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；原子核外各層電子數(shù)相等的元素只有Be，它是金屬元素，故C項(xiàng)正確；核電荷數(shù)為17的元素是Cl元素，其最外層電子數(shù)為7，很容易獲得1個(gè)電子達(dá)到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C,【體驗(yàn)2】下列說(shuō)法正確的是 ( )。 A．最外層電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒只能是稀有氣體的原子 B．最外層電子多于4個(gè)的元素一定是非金屬元素 C．F－、Na＋、Mg2＋與Ne原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu) D．既不容易獲得電子也不容易失去電子的原子，最外層電子已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),解析 最外層電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒除了稀有氣體的原子外，還有一些陰離子和陽(yáng)離子，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；最外層電子多于4個(gè)的元素也有金屬元素，如鉍元素，最外層電子數(shù)是5，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；F－、Na＋、Mg2＋與Ne原子核外都有10個(gè)電子，故其電子層結(jié)構(gòu)相同，C項(xiàng)正確；既不容易獲得電子也不容易失去電子的原子，可能最外層電子排布已達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，也可能是最外層電子數(shù)為4的碳原子，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案 C,規(guī)律探究二 常見(jiàn)的等電子粒子,3．14電子 N2、CO、HCCH、Si、HCN、CN－ 4．18電子粒子 (1)分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 (2)陽(yáng)離子：K＋、Ca2＋ (3)陰離子：Cl－、S2－、HS－等 5．22電子 CO2、N2O、HCNO、CNO－等,【問(wèn)題探究】 有X、Y、Z、V、W五種短周期元素，已知： ①Z＋、V3＋均與W的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)；X2－、Y－與Y的氣態(tài)氫化物分子具有相同的電子數(shù)； ②X單質(zhì)在空氣中燃燒產(chǎn)生氣體R； ③Y的氣態(tài)氫化物與W的氣態(tài)氫化物相遇時(shí)有白煙生成。 請(qǐng)回答： (1)X2－的結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)___________________。,(2)元素Z的單質(zhì)在空氣中燃燒產(chǎn)物的化學(xué)式為_(kāi)_________________。 (3)元素Z的最高價(jià)氧化物的水化物是一種強(qiáng)堿，寫(xiě)出元素V的單質(zhì)與該強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ ______________________________________________。 (4)向Y單質(zhì)的水溶液中通入過(guò)量氣體R的現(xiàn)象為_(kāi)_______________；反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________ _________________________________________________。,解析 由題目中的已知③“Y的氣態(tài)氫化物與W的氣態(tài)氫化物相遇時(shí)有白煙生成”及已知①中“Y－”得出Y的氣態(tài)氫化物為HCl，則W的氣態(tài)氫化物是NH3；再由已知①得出Z為Na、V為Al、X為S，由已知②知R為SO2。(2)鈉單質(zhì)在空氣中燃燒產(chǎn)物為Na2O2；(3)Al與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑；,