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1、中考化學(xué)總復(fù)習(xí)教學(xué)案 第四單元課題3 離子
一、核外電子的分層排布
1.電子層
核外電子運動有自己的特點,在含有多個電子的原子里,有的電子在離核較近的區(qū)域運動,有的電子在離核較遠的區(qū)域運動,科學(xué)家形象地將這些區(qū)域稱為電子層。核外電子是分層排布的。由內(nèi)到外分為七層,電子離核由近及遠,能量由低到高。
2.核外電子的分層排布
(1)核外電子在不同的電子層內(nèi)運動的現(xiàn)象叫做核外電子的分層排布。
(2)原子核外電子能量并不相同,能量低的,通常在離核近的區(qū)域運動,能量高的,通常在離核遠的區(qū)域運動,它們是分而不離的家族。為了便于說明問題,通常就用電子層來表明運動著的電子離核遠近的不同。電子能量高低
2、,離核遠近與電子層的關(guān)系如下所示:
電子層:
一、二、三、四、五……
字母表示:K、L、M、N、O……
離原子核:近→遠
能量高低:低→高
這樣,核外電子可以看作是在能量不同的電子層上運動,也可以看作電子是分層排布的。
3.核外電子層排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖
例:氧原子結(jié)構(gòu)示意圖為:
要點提示
認(rèn)識常見元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。小圈及圈內(nèi)的數(shù)字表示原子核及原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),弧線表示電子層,弧線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。
4.元素的化學(xué)性質(zhì)與原子最外層電子數(shù)的關(guān)系
元素的性質(zhì),特別是化學(xué)性質(zhì)與原子的最外層電子數(shù)關(guān)系密切,最外層電子數(shù)相同,其化學(xué)性質(zhì)相似,最外
3、層電子數(shù)為8(若只有1個電子層,其電子數(shù)為2),其化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定。
原子都有形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢,有的是通過得電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),有的是通過失電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
要點提示
原子中電子圍繞著原子核高速運動,由于運動速率很快,根本無法確定電子的運動軌跡,無法知道某一時刻它所處的位置,人們只能想象,電子在核外運動就像一團云霧籠罩在原子的周圍,人們把它形象地稱為電子云。
二、離子的形成
1.氯化鈉的形成
當(dāng)點燃的鈉與氯氣相遇時,氯氣的分子分成單個的氯原子,與鈉原子發(fā)生了下述變化:鈉原子失去1個電子,形成帶一個單位正電荷的鈉的陽離子(Na+),氯原子因得1個電子,形成帶一個單位負電荷的氯的陰離
4、子(Cl-)。這兩種帶相反電荷的離子間相互作用,就形成了化合物氯化鈉,它不顯電性,生成的氯化鈉是由數(shù)目極多的鈉離子和氯離子相互結(jié)合而構(gòu)成的物質(zhì)。
要點提示
鈉原子的最外層電子數(shù)是1,它容易失去最外層的1個電子,使次外層變成最外層,從而達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),氯原子的最外層電子數(shù)是7,它容易得到1個電子,達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),鈉原子把它的1個電子給了氯原子,它們彼此都達到了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),形成了穩(wěn)定的化合物。
2.陰離子的形成
陰離子是原子或原子團得到電子形成的粒子,如S2-、OH-、等。
3.陽離子的形成
陽離子是原子或原子團失去電子形成的粒子,如:H+、K+、等。
三、原子與離子
5、的比較
原子
離子
陽離子
陰離子
核電荷數(shù)與核外電子數(shù)的關(guān)系
核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)
核電荷數(shù)大于核外電子數(shù)
核電荷數(shù)小于核外電子數(shù)
電性
不顯電性
帶正電荷
帶負電荷
符號舉例
Na Cl
Na+
Cl-
相同點
核電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))不變,相對原子質(zhì)量也不變
不同點
核外電子數(shù)不同(最外電子數(shù)不同),化學(xué)性質(zhì)不同
問題·思路·探究
問題1核外電子的排布有什么規(guī)律?
思路:根據(jù)1~20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,總結(jié)出原子核外電子排布的規(guī)律。
探究:①各電子層最多能容納2n2個電子,第一層最多排2個電子,第二層最多排8個電子;②最外層電子數(shù)不超過
6、8(最外層是第一層時不超過2);③電子總是先排入第一層,第一層排滿(2個)后再排入第二層,第二層排滿(8個)后再排入第三層。
問題2元素的化學(xué)性質(zhì)與原子最外層電子數(shù)有什么關(guān)系?
思路:元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子數(shù)。原子都有形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢,有的是通過得電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),有的是通過失電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
探究:
元素
最外層電子數(shù)
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
化學(xué)性質(zhì)
金屬
1-3<4
不
易失最外層電子(顯金屬性)
非金屬
4-7≥4
不
易得電子(顯非金屬性)
稀有氣體
8(He為2)
穩(wěn)
不易得失電子,一般不參加化學(xué)反應(yīng)
典題·熱題·新題
例1原子失
7、去最外層電子或最外層得到電子后,一定不會引起改變的是 ( ?。?
①元素種類?、诨瘜W(xué)性質(zhì)?、巯鄬υ淤|(zhì)量?、芰W拥碾娦浴、菰雍恕、揠娮訉訑?shù)
⑦最外層電子數(shù)?、嗪送怆娮涌倲?shù)
A.①⑤ B.②⑤ C.①③⑤ D.②④⑥⑧
思路解析:原子在失去最外層電子或最外層得到電子的過程中,發(fā)生變化的只是最外層電子數(shù),因此,原子核沒有變,決定元素種類的質(zhì)子數(shù)沒有變,決定相對原子質(zhì)量的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)沒有改變,所以①③⑤正確。由于原子發(fā)生了得失電子,因此,原子的電子總數(shù)發(fā)生了變化,粒子的電性由原來的電中性變?yōu)閹ж撾娀蛘姷碾x子,化學(xué)性質(zhì)通過得失電子也變得穩(wěn)定了。至于電子層數(shù),如果原子得電子變成陰
8、離子,不發(fā)生改變;如果原子失電子變成陽離子的話,則發(fā)生了改變(少了一個電子層),因此②④⑥⑧是錯誤的。
答案:C
深化升華
本題考查的是原子結(jié)構(gòu)與元素種類之間的關(guān)系。一個單核粒子只要其質(zhì)子數(shù)不變,元素種類就不會改變。最外層電子與元素的化學(xué)性質(zhì)關(guān)系密切,如果最外層電子數(shù)改變了,其化學(xué)性質(zhì)一定會改變。
例2下圖形象地表示了氯化鈉的形成過程。下列相關(guān)敘述中不正確的是 ?。ā 。?
A.鈉原子易失去一個電子,氯原子易得到一個電子
B.鈉跟氯氣反應(yīng)生成氯化鈉
C.氯化鈉是由離子構(gòu)成的化合物
D.鈉離子與鈉原子的化學(xué)性質(zhì)相同
思路解析:鈉原子容易失去一個電子,化學(xué)性質(zhì)比較活潑,變成
9、鈉離子。鈉離子具有相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)也相對比較穩(wěn)定,所以鈉原子與鈉離子的化學(xué)性質(zhì)是不相同的。
答案:D
深化升華
原子通過得失電子形成離子,從而轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu)。其中最外層電子數(shù)較少的原子的易失去電子,最外電子數(shù)較多的原子易得到電子。
例3下圖是幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,觀察他們的特征回答下列問題:
(1)屬于原子的是 。
(2)屬于陽離子的是 。
(3)屬于陰離子的是 。
(4)屬于稀有氣體元素的是 。
(5)屬于同種元素的是 。
(6)屬于金屬元素的是 。
(7)屬于非金屬元素的是
10、 。
思路解析:上述七種結(jié)構(gòu)示意圖包含內(nèi)容豐富,根據(jù)示意圖判斷粒子種類時,應(yīng)根據(jù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)的相對多少來判斷。核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等的為原子;前者>后者為陽離子;前者<后者為陰離子;最外層電子數(shù)達到飽和的為稀有氣體,最外層電子數(shù)少于4個的為金屬元素,大于等于4個的為非金屬元素。
答案:(1)①②③⑤⑦ (2)④ (3)⑥?。?)② (5)③與④,⑤與⑥?。?)③④ (7)①⑤⑥
深化升華
在多電子的原子里,電子的運動狀態(tài)與宏觀物體不同。沒有固定的軌道,電子的能量各不相同,能量低的在離核較近的區(qū)域里運動,能量高的在離核較遠的區(qū)域里運動。金屬元素原子最外層電子數(shù)一般少于4個,非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般多于或等于4個,稀有氣體元素原子最外層電子數(shù)一般為8個,但氦原子最外層只有2個電子,稀有氣體元素的原子結(jié)構(gòu)是一種相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。