精品教案初中化学第三单元原子结构

精品教案初中化学——原子结构

知识回顾：

知识点1：原子核外电子的排布

1、核外高速运动的电子是按能量由低到高，离核由近至远的顺序分层排布的

核外电子的运动状况：高速运动 分层排布

电 子 层 数 ：一 二 三 四 五 六 七„„

电 子 能 量 ： 逐 渐 升 高

离 核 距 离 ： 逐 渐 增 大

2、原子结构示意图：

②原子最外层电子数为8（氦为2）的结构称为稳定结构。

【典型例题】

例1：根据钠原子的结构示意图 ，不能确定的是

A. 元素种类 B. 质子数 C. 相对原子质量 D. 电子层数

【解析】解答本题的关键是弄清原子结构示意图中各部分表示的含义。圆圈里面的数字表示原子核内的质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数。因此，从钠原子的结构示意图中，我们可以看出：钠原子的质子数为11，核外有3个电子层，最外层有1个电子，是金属元素。由于相对原子质量≈质子数+中子数，而中子数在原子结构示意图中没有反映，因此，仅凭钠原子的结构示意图，无法确定其相对原子质量。

例2：下列叙述正确的是

A. 原子是不能再分的最小粒子

B. 同种元素的粒子，不一定具有相同的质子数

C. 混合物中不可能只含有一种元素

D. 元素的化学性质跟原子的最外层电子数关系非常密切

【解析】原子在化学反应中不能再分，但它并不是构成物质的最小粒子。原子是由原子核和核外电子构成的，在其他变化中还可以再分。元素的种类由质子数决定，即同种元素的质子数一定相同。混合物是由多种物质混合而成的，但组成元素却可能只有一种，如由O2和O3组成的混合物就只含有一种元素（即O元素）。元素的化学性质主要由该元素原子的最外层电子数决定。

例3：已知溴的元素符号为Br，溴原子的结构示意图如图所示。

（1）x的值为________。

（2）溴元素的化学性质与下图中____（填序号）元素的化学性质最相似。

【解析】（1）任何元素的原子，核外电子总数一定等于核内质子数，因此x=35。

（2）元素的化学性质主要由该元素原子的最外层电子数决定。溴原子的最外层电子数为7，图中B选项的原子结构示意图表示的原子的最外层电子数也为7，所以二者的化学性质最相似。

【答案】（1）35（2）B

例4：某元素的原子最外层电子数为2，则该元素

A. 肯定是金属元素

B. 肯定是非金属元素

C. 肯定是稀有气体元素

D. 可能是金属元素或稀有气体元素

【解析】一般来说，金属元素的原子最外层电子数小于4个，非金属元素的原子最外层电子数大于或等于4个，稀有气体元素的原子最外层电子数是8个（当第一层是最外层时有2个电子，如He）。

例5：元素周期表是我们学习和研究化学的重要工具。下表是元素周期表中1~18号元素原子的核外电子排布，我们对它进行研究：

（1）第17号元素的名称是 ，它属于 元素（填“金属”或“非金属”），

它在化学反应中容易 （填“得”或“失”）电子。

（2）从上表中我们还可以探究出以下规律：

①原子序数与原子核电荷数在数值上相等；

② ；

③ ；

④ 。

【解析】本题为原子结构与元素性质之间关系的发现规律式开放性试题。元素性质由原子最外层电子数决定，最外层电子数出现周期性的变化，则元素的性质也将呈现周期性的变化规律。原子中最外层电子数小于4的元素一般为金属元素，易失去电子；最外层电子数大于或等于4的元素一般为非金属元素；最外层电子数等于8（氦为

2）的元素为稀有气体元素。

【答案】（1）氯 非金属 得

（2）②每周期中的原子核外电子层数都相等，都等于周期数

③每一周期元素原子的最外层电子数从左到右逐渐增大

④每一竖行（族）中元素原子的最外层电子数相等

知识点2：离子的形成

1、定义：带电的原子或原子团叫离子. （原子团：常作为一个整体参加反应的原子集团）

2、分类：

（1）阳离子：带正电荷的离子（原子失电子）

（2）阴离子：带负电荷的离子（原子得电子）

3、离子的表示方法：

（1）离子符号：（离子符号歪戴帽，先写数字后写号）Na+、Cl－、O2－、2Mg2+ *离子符号表示的意义：表示离子（或一个离子），如：

Mg2+——表示镁离子（一个镁离子）

2Mg2+：小2表示每个镁离子带两个单位的正电荷，大2表示两个镁离子

离子符号前面的化学计量数（系数）表示离子的个数；

（2）离子结构示意图：（特点：最外层稳定结构）

阳离子：质子数>电子数

阴离子：质子数

①金属元素的原子容易失去最外层电子，失去ｍ个电子就带ｍ个单位正电荷，表示为Rm+. 如铝原子Al→铝离子Al3 .

（13＝2＋8＋3）原子结构示意图 阳离子结构示意图（13＞2＋8）

②非金属元素的原子容易得到电子，达到8电子稳定结构，得到n个电子，就带

ｎ－－ｎ个单位负电荷，表示为R. 如氧原子O→氧离子O2.

（8＝2＋6）原子结构示意图 （8＜2+8)阴离子结构示意图

（1）NH4+：铵根离子 （2）OH－：氢氧根离子 （3）NO3－：硝酸根离子

（4）SO42－：硫酸根离子 （5）CO32－：碳酸根离子

6、化合物的形成过程：

问题：钠原子和氯原子核外电子都未达到相对稳定结构，那么，它们在化学反应中是怎样达到相对稳定结构的呢？ 钠原子

（Na）

+11氯原子（Cl）（Na+）（Cl-）氯化钠

【典型例题】

例1：钠原子和钠离子的结构示意图如下：

请回答：（1）由于它们的原子核内（ ）相同. 所以它们都属于钠元素。

（2）钠原子和钠离子的化学性质（ ）。（填“相同”或“不相同”）

【解析】钠原子和钠离子原子核内都是11个质子，所以它们都属于钠元素，钠原子最外层有一个电子，易失去。而钠离子最外层有8个电子，达到稳定结构，所以它们的化学性质不相同。

【答案】（l）质子数 （2）不相同

例2：根据结构示意图回答

（1）如果该图表示的是原子，则X值为_____ 。

（2）如果该图表示的是带两个单位正电荷的阳离子，则X值为_____ 。

（3）如果该图表示的是带两个单位负电荷的阴离子，则X值为______ 。

【解析】（1）原子中质子数=核外电子数，x=2+8=10

（2）阳离子是原子失去电子后形成的，带2个单位正电荷说明失去了2个电子，则原子中的质子数=阳离子中的电子数+失去的电子数=2+8+2=12；

（3）阴离子是原子得到电子后形成的，带2个单位负电荷说明得到了2个电子，则原子中的质子数=阴离子中的电子数－得到的电子数=2+8－2=8；

【答案】（l）10 （2）12 （3）8

例3：1996年科学家在宇宙深处发现了H3＋离子和H3分子。请回答：

（1）1个H3＋离子中含有 个质子、 个电子；

（2）构成H3分子的原子的结构示意图是 ；（填序号）

（3）H3属于 。（填“混合物”、“单质”或“化合物”）

【解析】本题是对科技新发现“H3＋”“H3”的有关化学知识的考查。该题中，由于1个“H3＋”离子中含有3个氢原子核，但又失去了1个电子，故有3个质子和2个电子。在“H3”分子中，氢原子的核内有一个质子，核外有1个电子，故C正确。由于“H3”是由同种元素组成的纯净物，故属于单质。

【答案】（l） 3、2， （2）C （3）单质

例4：科学家已研究出高能微粒N5+，关于它的说法正确的是

A. N5+是由5个氮原子构成的单质

B. N5+中只有质子没有中子和电子

C. 每个N5+中含有35个质子和34个电子

D. 每个N5+中含有35个质子和35个电子

【解析】N5+是带电的微粒，不是物质，所以A是错的。

N5+是离子符号，一个N5+离子中含有5个氮原子，5个氮原子共应有35个质子、35个电子，而此微粒带一个单位正电荷，应已失去1个电子，为35个质子、34个电子。

【答案】C

例5：在分子、原子、质子、中子、电子、原子核、离子这些微粒中：

（1）能直接构成物质的微粒有_________________；

（2）能保持物质化学性质的微粒有_____________；

（3）显示电中性的微粒有__________________；

（4）带正电的微粒有______________________；

（5）带负电的微粒有______________________；

（6）质量最小的微粒有_____________________；

（7）参加化学反应时，一定发生变化的微粒有__________；

（8）在同一原子里数目相等的是_____________；

【解析】本题综合考查微观粒子的性质，思考容量大，解题的关键在于把各种微粒性质的异同点搞清楚。（1）能直接构成物质的微粒有分子（如氧气）、原子（如金属铜）和离子（如食盐NaCl）；（2）能保持物质化学性质的微粒当然也包括分子、原子、离子、而分子只是保持物质化学性质的一种微粒；（3）分子、原子不显电性，

而中子本身就不带电；（4）质子和原子核带正电荷，离子有阴离子和阳离子之分，其中阳离子带正电荷；（5）电子和阴离子带负电荷；（6）质量最小的微粒应为电子；

（7）化学变化时分子一定要解离成原子，再重新结合成其他物质的分子；（8）原子之所以不带电，是因为带正电的质子与带负电的电子数目相等。

【答案】（1）分子、原子、离子；（2）分子、原子、离子；（3）分子、原子、中子；

（4）原子核、质子、阳离子；（5）电子、阴离子；（6）电子（7）分子

（8）质子和电子。

例6：下图是1～18号元素原子最外层电子数与原子核电荷数的关系图。试回答：

（1）一个水分子共有 个原子核、 个质子。

（2）一个Mg2+核外共有 个电子；Cl_的最外层电子数和 原子的最外层电子数相同。

（3）通过对下图的分析，你能发现哪些规律？ 。

【解析】本题考查原子结构、最外层电子数与核电荷数之间的关系，一个水分子

中含有两个氢原子和一个氧原子，所以有3个原子核，1个氢原子有1个质子，共有2个氢原子，1个氧原子有8个质子，故共有10个质子。

1个镁离子是在镁原子基础上失去2个电子而形成的，故有12－2=10个电子，氯离子的最外层应有8个电子，与Ar或Ne原子的最外层电子数相同。

图像呈现的规律是开放性的，元素的性质由原子最外层电子数决定，最外层电子数出现周期性的变化，则元素的性质也将呈现周期性变化规律。原子中最外层电子数小于4的元素一般为金属元素，易失去电子；最外层电子数大于或等于4的元素一般为非金属元素，易得电子；最外层电子数为8个（氦为2个）的元素为稀有气体元素。

【答案】（1）3 10 （2）10 Ne、Ar

（3）随着原子核电荷数的递增，元素原子的最外层电子数呈周期性变化

（其它合理答案均可）

四、应考锦囊

原子，分子，离子，元素这都是基本化学概念，准确的理解这些概念，记忆这些概念，特别是应用这些概念解决问题，是一名优秀的初中毕业生必备的化学素质，也是学好高中化学的前提。

提示：

1、粒子包括质子、中子、电子、离子、原子、分子、原子核等

2、注意以下几种对粒子认识的误区：

（1）电子层排布相同的粒子属于同种元素。如Na+

于不同种元素。

和

Ne属

（2）质子数相同的粒子属于同种元素。如H2O和Ne，NH3和Ne原子，它们核内的质子数都为10。

（3）同种元素的粒子化学性质相同，如Na原子比Na+的化学性质活泼。

说明：最外层电子数相同其化学性质不一定都相同（Mg，He最外层电子数为2） 最外层电子数不同其化学性质有可能相似（He，Ne均为稳定结构）

3、怎样判断物质由分子、原子还是离子构成？

分子、原子、离子都是构成物质的基本微粒. 判断物质是由哪种微粒构成的，可 以从以下角度分析：

①从物质分类的角度：单质中金属、金刚石、石墨都是由原子构成的. 如，铁是由铁原子构成，金刚石、石墨是由碳原子构成的，大部分气体是由分子构成的，如氧气由氧分子构成，氮气由氮分子构成. 化合物中的碱、盐以及某些金属氧化物都是由离子构成的. 非金属氧化物如水、二氧化碳都是由分子构成的，气体化合物大多是由分子构成的.

②从物质组成的角度：金属元素组成的物质一般由原子构成，几种非金属元素组成的物质是由分子构成的，典型金属元素与典型非金属元素组成的化合物为离子化合物，由阴、阳离子构成.

4、怎样由结构示意图来判断一种微粒是原子，还是离子？

原子结构示意图能够简略表明核外电子排布的情况，要区别是原子、阳离子还是

五、本讲小结

了解核外电子排布，认识原子结构示意图，认识元素性质与原子结构的关系

会分析阴、阳离子与对应原子的关系，根据结构示意图判断原子、离子

运用原子核外电子分层排布知识认识元素周期表

会分析多原子核离子所含的质子总数、核外电子总数