《高一化学必修第一册精品讲义（新教材人教版）》课时4.1 原子结构及核素

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原子结构与核素

【学习目标】

1、知道核外电子能量高低与分层排布的关系

2、能够根据核外电子排布规律写出常见简单原子的原子结构示意图

3、知道元素、核素、质量数、同位素的含义

【主干知识梳理】

一、原子的表示方法、质量数及原子结构

1、原子的表示方法：

表示方法：的含义

代表一个质量数为 A、质子数为 Z的原子

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、符号X中各个字母的含义：

4、构成原子的微粒及作用

5、原子和离子中微粒间的数量关系

(1)原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数，如 N原子：

(2)阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数，如 Na＋：

(3)阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如 S2－：

【微点拨】

① 任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如：阴、阳离子中

② 有质子的微粒不一定有中子，如：1H；有质子的微粒不一定有电子，如：H＋

③ 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如：F与OH－

④ 核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如：Al3＋和Na＋、F－等，NH 与OH－等

【即学即练 1】

1、下列有关钯原子(Pd)的说法错误的是(　　)

A．原子序数为 46 B．质子数为 46 C．电子数为 46 D．中子数为 46

2、已知 R2＋核外有 a个电子，b个中子。表示 R原子符号正确的是(　　)

A．R　　　　　 B．R C．R D．R

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 ωgR 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．(m－n＋2) mol

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 agHmX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

二、原子核外电子的排布规律

1、电子的能量

(1)在多电子原子里，电子的能量不同

(2)在离核近的区域运动的电子的能量较低，在离核远的区域运动的电子的能量较高

2、电子层

(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层

(2)不同电子层的表示及能量关系

各电子层

由内到外

电子层数(n) 1 2 3 4 5 6 7

字母代号 K L M N O P Q

最多容纳电子数(2n2) 2 8 18 32 50 72 98

离核远近由近到远

能量高低由低到高

3、电子层的表示方法

原子的结构示意图离子结构示意图

Na＋Cl－

核内质子数等于核外电子数阳离子：核外电子数小于核电荷

数阴离子：核外电子数大于核电荷数

4、原子核外电子的排布规律

(1)能量最低原则：核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐

渐升高的电子层里

(2)分层排布原则：

① 每层最多容纳的电子数为 2 n 2

个

② 最外层不超过 8

个 (K 层为最外层时不超过 2

个)

③ 次外层不超过 18

个，倒数第三层不超过 32

个

④对于主族元素，除最外层外，每一层的电子数必须为 2n2这个数值

【微点拨】核外电子排布的几条规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如：M层不是

最外层时，最多能容纳 18 个电子，当 M层为最外层时，最多容纳 8个电子

【即学即练 2】

1、分别写出质子数为 37、56、35、84、114 的元素的原子结构示意

1、按要求填空 (前三周期元素，1~18 号元素) (填元素符号)

(1)最外层电子数为 1的元素有____________

(2)最外层电子数为 2的元素有____________

(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有____________

(4)最外层电子数是次外层电子数 2倍的元素是_______________

(5)最外层电子数是次外层电子数 3倍的元素是____________

(6)次外层电子数是最外层电子数 2倍的元素有____________

(7)内层电子总数是最外层电子数 2倍的元素有____________

(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有____________

(9)最外层电子数是电子层数 2倍的元素有____________

(10)最外层电子数是电子层数 3倍的元素有____________

3、下列叙述正确的是(　　)

A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动

C．稀有气体元素原子的最外层都排有 8个电子 D．当 M层是最外层时，最多可排布 18 个电子

4、在第 n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同，当它作为原子的次外

层时，其电子数比(n＋1)层最多能多 10 个，则此电子层是(　　)

A．K层 B．L层 C．M层 D．N层

5、两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前 10 号元素中，满足上述关系

的元素共有(　　)

A．1对 B．2对 C．3对 D．4对

6、原子的核电荷数小于 18 的某元素 X，其原子的电子层数为 n，最外层电子数为 2n＋1，原子核内质子数为

2n2－1。下列有关 X的说法中不正确的是 (　　)

A．X能形成化学式为 X(OH)3的碱 B．X能与某些金属元素形成化合物

C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数 D．X可能形成化学式为 KXO3的盐

三、元素、核素、同位素

1、元素：具有相同核电荷数(即核内质子数)的同一类原子的总称

【微点拨】同种元素原子的原子核中质子数是相同的。而精确实验证明，同种元素原子的原子核中，中子数不

一定相同，如：氢元素的原子核

氢元素的原子核原子名称原子符号( )

质子数(Z)中子数(N)

1 0 氕 H

1 1 氘H

或D

1 2 氚H

或T

2、核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素，如：H、H、H就各为一种核素

3、同位素

(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)，

如：H、H、H互为同位素

(2)特点——两同两不同

① 两同：质子数相同，核外电子相同 ②两不同：质量数不同，中子数不同

(3)性质

① 同位素在周期表里占据同一位置 ②同位素的化学性质几乎相同

③ 天然存在的同位素，相互间保持一定的比率

(4)同位素的应用：同位素分为天然同位素和人造同位素

(1)核能：H

和H

是制造氢弹的原料，；U用于制造原子弹、核发电

(2)考古：根据 C遗留数量的多少可以推断生物体的存在年代

(3)医疗：利用放射性同位素释放的射线治疗癌症和肿瘤等

4、元素、核素、同位素的判断方法

(1)判断元素、核素和同位素时，要抓住各种粒子的本质。质子数相同的原子就是同种元素；质子数和中子数均

相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素

(2)分析原子表示符号的几组数字。X，只要Z相同，就是同种元素；Z和A均相同，是同种核素；Z相同，A不

相同的互称同位素；Z不相同的不论A是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素

5、元素、核素、同位素的区别与联系

元素核素同位素

本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定

的原子

质子数相同、中子数不同的同一元

素的不同原子之间的相互称谓

范畴同类原子，存在游离

态、化合态两种形式原子原子

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