高中化学必修1物质结构 元素周期律（1）教学设计

高中化学必修 1 物质结构 元素周期律（1）教学设计 授课人：董 xx ①掌握原子构成及构成原子的微粒间的关系； 教学目标： ②理解元素周期律的实质及元素周期表的结构； ③掌握化学键的概念和判断。 教学重点： 元素周期律的实质及元素周期表的结构 教学难点： 核外电子排布规律及有关规律 教学方法： 分析比较法 教学过程： 第一课时 基础知识精析 一、原子结构 1．原子组成 （1）原子组成：原子核（质子和中子）和核外电子 （2）质量数：如果忽略电子的质量，将质子和中子的相对质量取近似整数 值加起来，所得数值叫做该原子的质量数。 （3）微粒间关系：构成原子或离子粒子间的数量关系 质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) =原子的近似相对原子质量； 核电荷数(Z)＝质子数＝电子数＝原子序数 离子电荷=质子数-核外电子数 阳离子核外电子数=核内质子数－电荷数 阴离子核外电子数＝核内质子数+电荷数 深度思考 1．有 5 种单核粒子，它们分别是□、□、□＋、□2＋、□(“□”内元素符 号未写出)，则它们所属元素的种类有________种。 答案：3 解析：质子数决定元素种类，质子数有 19、18、20 共 3 种，所以 B 正确。 2．(1)Ti 的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质 量数为________。 (2)27Al3＋的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质 量数为________。 (3)35Cl－的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质 量数为________。 答案：(1)22　26　22　48　(2)13　14　10　27　(3)17　18　18　35 题组一　粒子中微粒关系的判断 1．下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是 (　　) A．D3O＋ B．Li＋ C．OD－ D．OH－ 答案：D 2．现有 bXn－和 aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则 a 与下列式子有 相等关系的是 (　　) A．b－m－n B．b＋m＋n C．b－m＋n D．b＋m－n 答案：B 题组二　物质中某种微粒量的计算 3．已知阴离子 R2－的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为 m，则 ω g R 原子完全转化为 R2－时，含有电子的物质的量是 (　　) A.mol B.mol C．ω() mol D．ω() mol答案：D 解析：R 原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)，所以 R2－的核外电 子数为(m－n＋2)，而ω g R 原子的物质的量为 mol，所以形成的 R2－含有的电子为(m －n＋2)mol，故选 D。 4．某元素的一种同位素 X 的原子质量数为 A，含 N 个中子，它与 1H 原子 组成 HmX 分子，在 a g HmX 中所含质子的物质的量是 (　　) A.(A－N＋m)mol B.(A－N)mol C.(A－N)mol D.(A－N＋m)mol 答案：A 解析：X 原子的质子数为(A－N)，一个 HmX 中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX 的摩 尔质量为(A＋m)g·mol－1，所以 a g HmX 中所含质子的物质的量为(A－N＋m)mol。 2．元素、核素、同位素 ①元素：把具有相同质子数的一类原子通称为元素。 ②核素：把具有一定数目的质子数和一定数目的中子的一种原子叫做核素。 ③同位素：把质子数相同而中子数的同一元素的不同原子互称同位素。同一 元素的不同核素之间互称同位素。 【注意】： a.同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质有较大差异。 b.自然界中存在的各种元素的各核素的百分组成均保持不变。c.H2、D2、T2 不是同素异形体，而是同种分子；HD、HT、DT 不是化合物， 而是单质；H2O、D2O、T2O、HDO、HTO、DTO 的物理性质不同；化学性质几 乎完全相同。 3．相对原子质量 ①原子的相对原子质量：也可以称为核素的相对原子质量 某元素一种核素的一个原子质量与 12C 质量的 1/12 相比较所得的比值，即为该 原子的相对原子质量。 ※质量数等于核素的近似相对原子质量。 ②元素的相对原子质量： 某元素的各种核素的相对原子质量与其百分含量乘积之和。 Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。 ③元素的近似相对原子质量： 某元素的各种核素的质量数与其百分含量乘积之和。 【练习】硼元素有两种同位素 10B、11B，其相对原子质量是 10.8，求 10B 的 含量。 题组一　以同位素为核心的概念辨析 1．据 2012 年 2 月 6 日中新网报道，嫦娥二号月球探测器获得了 7m 分辨率 全月球影像图，该月球探测器使用钚元素的同位素电池来提供稳定、持久的能源。 下列关于 Pu 的说法正确的是 (　　) A.Pu 和 Pu 的质子数之差为 2 B.Pu 和 Pu 是两种不同的核素 C.Pu 的中子数与质子数之差为 144 D.Pu 和 Pu 互为同素异形体 答案：B解析：Pu 和 Pu 的质量数之差为 2，A 错误；Pu 和 Pu 的质子数均为 94，中子数(或 质量数)不同，属于钚的两种核素，B 正确；Pu 的中子数与质子数之差为 50，C 错 误；Pu 和 Pu 互为同位素，D 错误。 2．由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的 Fe 原子，下列说法不正确的是 (　　) A．可以用 KSCN 溶液检验 FeCl3 和 FeCl3 B.Fe 与 Fe 的电子数相同 C.Fe 与 Fe 互为同位素 D.Fe 的中子数小于质子数 答案：A 解析：同位素的化学性质基本相同，A 项错误；Fe 和 Fe 的电子数均为 26，B 项正确；根据同位素的定义，Fe 与 Fe 互为同位素，C 项正确；Fe 的中子数为 45－ 26＝19，D 项正确。 题组二　核变化与核能利用 3．核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其 是核聚变，因其释放能量大，无污染，成为当前研究的一个热门课题。其反应原 理为 H＋H―→He＋n。下列说法中正确的是 (　　) A．D 和 T 是质量数不同，质子数相同的氢的两种元素 B．通常所说的氢元素是指 H C.H、H、H 是氢的三种核素，互为同位素 D．这个反应既是核反应，也是化学反应 答案：C 解析：H、H 和 H 的质子数相同，中子数不同，属于同种元素的不同核素，C 正确，A、B 错误；该反应中没有新物质生成，D 错误。 题组三　相对原子质量的含义及辨析 4．16O 中的“16”表示的含义是 (　　) ①氧元素的相对原子质量②氧元素的一种同位素的近似相对原子质量 ③氧元素的近似相对原子质量 ④氧元素的一种同位素的质量数 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 答案：B 解析：元素的相对原子质量是该元素的各种同位素的相对原子质量(Mi)与其丰 度(n%)乘积的和的值，故①错误；同位素的相对原子质量是该同位素一个原子的 绝对质量与 12C 质量的 1/12 的比值。同位素的近似相对原子质量是该同位素一 个原子的绝对质量与 12C 质量的 1/12 的比值的近似整数倍，在数值上与同位素 的质量数相等。因此，②、④正确；元素的近似相对原子质量是各同位素的近似 相对原子质量(即质量数)与其丰度乘积的和值，③错误。 5．某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子 质量为 152.0，原子核外的电子数为 63。下列叙述中错误的是 (　　) A．它是副族元素 B．它是第六周期元素 C．它的原子核内有 63 个质子 D．它的一种同位素的核内有 89 个中子 答案：D 解析：核外电子数等于其质子数，C 项正确；用质子数分别减去各周期所含 有的元素种类数，63－2－8－8－18－18＝9，显然其是第六周期从左到右的第 9 种元素，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族，A、B 项均正确；由于存 在同位素，所以其相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的 质量数，故中子数不能用 152－63＝89 来计算，D 项错。 4．原子核外电子排布规律 （1）电子运动特征： ①电子质量小，运动速度极快；②无法确定其在某时刻的位置。 （2）电子云：电子在原子核外一定空间内运动，就好像一团带负电荷的云雾笼罩在原子核 的周围，形象的称为电子云。 说明：电子云表示电子在原子核外单位体积内出现的机会多少；电子云实际 不存在。 （3）电子层 根据电子离核远近将其划分为不同的电子层：K、L、M、N、O、P、Q. （4）核外电子排布的一般规律： ①在含有多个电子的原子里，电子按能量的高低由里到外分层排布。 ②每一个电子层最多容纳 2n2 个电子(n 为电子层数)。 ③最外层最多不超过 8 个电子，次外层最多不超过 18 个电子，倒数第三层最 多不超过 32 个电子。 (5)原子或离子结构示意图 原子：核电荷数=核外电子数； 阳离子：核电荷数>核外电子数； 阴离子：核电荷数相应阳离子半径，原子半径S2－ 【探究高考】 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (1)S2－的结构示意图： (√)(2012·海南，9B)(2)原子核内有 18 个中子的氯原子：Cl (√)(2012·海南，9D) (3)Na2O2 中氧元素的化合价为－2 (×)(2008·广东理基，25A) (4)Na＋的结构示意图： (√)(2009·广东理基，19A) (5)高氯酸(HClO4)中氯元素的化合价为＋7 (√)(2009·广东理基，19D) (6)Cl－的结构示意图为 (×)(2010·课标全国卷，7D) 解析　此为氯原子结构示意图。 (7)U 和 U 是中子数不同质子数相同的同种核素(×)(2012·天津理综，3C) (8)Cl、Cl 为不同的核素，有不同的化学性质 (×)(2009·山东理综，10B) (9)16O 与 18O 核外电子排布方式不同 (×)(2010·山东理综，9B) (10)通过化学变化可以实现 16O 与 18O 间的相互转化 (×)(2010·山东理综) (11)在氮原子中，质子数为 7 而中子数不一定为 7 (√)(2010·课标全国卷) (12)元素周期表中铋元素的数据见右图，则： ①Bi 元素的质量数是 209 (×) ②Bi 元素的相对原子质量是 209.0 (√)(2012·上海，6 改编) 2．(2011·海南，4) I 是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中 I 的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关 I 的叙述中 错误的是(　　) A. I 的化学性质与 I 相同 B. I 的原子序数为 53 C. I 的原子核外电子数为 78 D. I 的原子核内中子数多于质子数 答案　C 解析　I 与 I 互为同位素，二者的化学性质相同；I 的原子序数为 53，原子核 外电子数为 53，中子数为 131－53＝78，则 I 的原子核内中子数多于质子数。 3．(2011·上海，9)氯元素在自然界有35Cl 和 37Cl 两种同位素，在计算式 34.969 ×75.77%＋36.966×24.23%≈35.453 中 (　　) A．75.77%表示 35Cl 的质量分数 B．24.23%表示 35Cl 的丰度 C．35.453 表示氯元素的相对原子质量D．36.966 表示 37Cl 的质量数 答案　C 解析　在计算式中，34.969、36.966 分别表示 35Cl 和 37Cl 的相对原子质量， 75.77%表示 35Cl 的丰度(即原子个数百分率或原子物质的量百分率)，24.23%表示 37Cl 的丰度。35.453 表示氯元素的相对原子质量。 4．(2008·四川延考，12)已知 aXm＋和 bYn－两种离子的电子层结构相同，则 a 等于(　　) A．b＋m＋n B．b＋m－n C．b－m＋n D．b－m－n 答案　A 解析　因为 aXm＋和 bYn－两种离子的电子层结构相同，即这两种离子的核外 电子数相等，所以有 a－m＝b＋n，则 a＝b＋n＋m。所以正确答案为 A 选项。 5．[2012·福建理综，23(1)]元素 M 的离子与 NH 所含电子数和质子数均相同， 则 M 的原子结构示意图为________________。 答案　 【教后记】