2024版化学新教材人教必修一同步学案：4.1.1原子结构和元素周期表及答案
第1课时 原子结构与元素周期表
核心微网络
素养新目标
1．认识原子的组成及微粒之间的数量关系。 2．学会核外电子的排布规律与应用。 3．认识元素周期表及发展历程。 4．理解元素周期表与原子结构的关系。
[预习新知]
一、原子结构 1．原子的构成 (1)原子的构成
?质子：带正电荷
?原子核??
?中子：不带电原子??
?电子：带负电荷
如碳原子的原子结构模型
(2)原子的表示方法
表示质量数是A，质子数是Z的X原子。
2．质量数 (1)概念
原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值后相加所得的数值。 (2)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。
3．核外电子的排布规律
(1)电子层从内到外，分别用n表示，依次为1,2,3,4,5,6,7或K，L，M，N，O，P，Q。 (2)内层电子能量较低，外层能量较高。电子总是先从内层排起，排满后，再排下一层。 4．第n层最多容纳电子数为2n2，最外层最多容纳8个电子，K层只能容纳2个电子。 即：AZX
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二、元素周期表
1．元素周期表的发展历程
(1)诞生：1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列，将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。
(2)演变：为未知元素留下的空位先后被填满。
(3)现行：元素的排序依据由相对原子质量改为原子的核电荷数。 2．原子序数
按照元素在周期表中的顺序给元素编号。 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 3．元素周期表的结构 (1)周期
①数目：元素周期表有7个横行，故有7个周期。 ②分类
③周期的序数即为该周期元素具有的电子层数。每一周期中元素的电子层数相同，从左到右原子序数递增。
(2)族
①数目：元素周期表中有18个纵行， 16个族。 ②分类
③常见族的别称
族 第ⅠA族(除氢) 第ⅦA族 0族 [即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)原子是由质子和中子组成的。( ) (2)离核越近的电子能量越高。( )
(3)M层是最外层时，可以排布18个电子。( ) (4)元素周期表中共有18个纵行，16个族。( )
(5)原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族元素。( ) (6)同主族元素的最外层电子数一定相同。( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
2．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是( )
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别称 碱金属元素 卤族元素 稀有气体元素
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答案：C
3．下列关于元素周期表的说法中，正确的是( )
A．元素周期表是按照元素的相对原子质量大小排列而成的 B．元素周期表共有7个周期16个族
C．过渡元素都是金属元素，第ⅠA族都是金属元素 D．最外层电子数相同的元素都在同一族
解析：元素周期表是按照元素原子的核电荷数大小排列而成的，A错误；元素周期表共有7个周期16个族，B正确；第ⅠA族中氢元素不是金属元素，C错误；最外层电子数相同的元素不一定都在同一族，如最外层电子数为2，它有可能位于ⅡA族，有可能位于0族也有可能位于副族，D错误。
答案：B
4．在元素周期表中，第一、二、三、四周期元素的数目分别是( ) A．2、8、8、18 B．2、8、18、18 C．2、18、18、18 D．2、8、18、32
解析：第一周期有2种元素，第二、三周期分别有8种元素，第四周期有18种元素。 答案：A
5．根据原子结构和元素周期表的关系完成下列各题。 (1)写出下列微粒的符号及其在元素周期表的位置。
微粒：________ ______ ________ ________ 位置：________ ______ ________ ________
(2)第三周期第ⅣA族的元素的原子序数是________。
(3)Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是________。
(4)短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：________(填元素符号，下同)。 (5)短周期元素中，族序数＝周期序数2倍的元素有：________。 (6)短周期元素中，周期序数＝族序数2倍的有：________。 答案：
＋－
(1)O Na Cl Cl 第二周期ⅥA族 第三周期ⅠA族 第三周期ⅦA族 第三周期ⅦA族
(2)14 (3)3、19 (4)H、Be、Al (5)C、S (6)Li
技 能 素 养
目标一 核外电子排布规律应用
原子结构示意图中，核电荷数等于核外电子数；而离子结构示意图中，二者则不相等： 阳离子：核外电子数<核电荷数； 阴离子：核外电子数>核电荷数。
[例1] 表示某微粒的结构示意图，下列说法不正确的是( ) A．表示的原子只能为Ne
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B．表示的金属阳离子有3种
C．表示的微粒对应的元素一定为非金属元素 D．表示的微粒有2个电子层
【解析】 对于原子，质子数＝核外电子数＝10，故只能为Ne，A项正确；若为金属阳离子，可能为Na＋、Mg2＋、Al3＋，共3种，B项正确；该微粒还可能为O2－、F－等，因此对应的元素可能为金属元素，也可能为非金属元素，C项错误；该微粒结构示意图表示微粒有2个电子层，D项正确。
【答案】 C
[提升1] 前18号元素中，A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元素原子序数关系中正确的是( )
A．C>D>B>A B．D>B>A>C C．A>D>C>B D．B>A>C>D
解析：A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；D的阳离子与B的阴离子(即O2－)电子层结构相同，D为Na，原子序数为11；故原子序数：C>D>B>A。
答案：A
[核心能力]
1．原子核外电子排布规律——“四最” 一个 最低 能量最低原理：核外电子总是尽量先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里。即按K→L→M→N…顺序排列 各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分三个 最多 别为2、8、18、32 最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个) 次外层最多能容纳的电子数为18个 2.离子结构示意图 (1)当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体原子相同的电子层结构。
如：
(2)非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和稀有气体原子相同的电子层结构。
如：。
核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。
目标二 元素周期表基本判断应用
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[例2] 1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素的内在联系，成为化学史上的重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族 B．元素周期表有18个族
C．第ⅠA族的元素全部都是金属元素 D．短周期是指第一、二、三、四周期
【解析】 第ⅢB族中包含锕系与镧系元素，共有32种元素，A正确；元素周期表中共有18个纵行，16个族，B错误；第ⅠA族中H为非金属元素，C错误；短周期包括第一、二、三周期，D错误。
【答案】 A
[提升2] 结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在表中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有________，属于主族元素的有________；g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期第________族。
(3)元素f位于第________周期第________族，请在下边方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
(4)元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根据元素周期表的结构知：第一周期有2种元素，分别位于第1、18列；第二、三周期均有8种元素，分别位于第1、2、13～18列；第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列。由此可画出元素周期表的边界。(2)画出元素周期表的边界后，很容易找出各元素在周期表中的位置。(3)第三周期第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。
答案： (1)
(2)a、b、c、d、e、f、g a、b、c、d、e、f 三 0 四 ⅡB
(3)三 ⅥA
(4)主族元素的族序数与原子的最外层电子数相同，元素的周期数与原子核外的电子层数相同
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