课时作业
学习·理解
1．下列有关原子的说法正确的是( )
①原子是由核外电子和原子核构成的 ②原子不能再分 ③原子在化学变化中不能再分 ④原子在化学变化中不发生变化 ⑤原子的质量主要集中在原子核上
A．①②③ B．①③④
C．①②⑤ D．①③⑤
答案 D
解析 所有原子都是由原子核和核外电子构成的，①正确；原子是由原子核和核外电子构成的，可以再分，②错误；原子是化学变化中的最小微粒，所以原子在化学变化中不能再分，③正确；原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子，④错误；由于电子的质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上，⑤正确。
2．某公司原计划发射77颗卫星，以实现全球卫星通信，这一数字与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素的质量数为191，则其核内中子数与质子数之差是( )
A．77 B．114
C．37 D．268
答案 C
解析 根据题中信息可知，核外电子数＝质子数＝77，中子数＝质量数－质子数＝191－77＝114，所以中子数与质子数之差＝114－77＝37，C正确。
3．13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下列有关13C、15N的叙述正确的是( )
A．13C与15N具有相同的中子数
B．13C与C60是同一种物质
C．15N与14N互为同位素
D．15N的核外电子数与中子数相同
答案 C
解析 13C与15N的中子数分别是7和8，A不正确；具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子是核素，即13C是一种核素，而C60是一种单质，B不正确；质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，C正确；15N的核外电子数与中子数分别是7和8，D不正确。
4．已知元素R有某种核素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒的核内中子数为Y，核外电子数为Z，则该核素的符号为( )
A．R B．R
C．R D．R
答案 D
解析 该氯化物中R微粒的核外电子数为Z，又由于该氯化物化学式为RClX，所以该核素的质子数为(X＋Z)，又因为该核素的中子数为Y，质量数＝质子数＋中子数，所以该核素的符号为R，故D正确。
5．下列各组中互为同位素的是( )
A．K与Ca B．T2O与H2O
C．K与K D．金刚石与石墨
答案 C
解析 K与Ca是不同种元素，因此不互为同位素，A错误；T2O与H2O是由不同的H原子构成的水分子，物质的化学性质相同，但是二者不是原子，因此不互为同位素，B错误；K与K属于同一种元素，质子数相同而中子数不同，因此二者互为同位素，C正确；金刚石与石墨是由同种元素组成的结构不同的两种单质，二者互为同素异形体，D错误。
6．意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子O4，下列说法正确的是( )
A．O4和O2互为同位素
B．O4转化为O2是物理变化
C．18O是氧元素的一种核素，它的中子数是8
D．同温同压下，等体积的O4气体和O2气体含有相同的分子数
答案 D
解析 O4和O2是氧元素的两种单质，互为同素异形体，A错误；O4转化为O2是化学变化，B错误；18O是氧元素的一种核素，它的中子数是18－8＝10，C错误；依据阿伏加德罗定律，同温同压下，等体积的O4气体和O2气体应含有相同的分子数，D正确。
7．某元素原子核内的质子数为m、中子数为n，则下列论断正确的是( )
A．不能由此确定该元素的相对原子质量
B．该元素的相对原子质量为m＋n
C．若碳原子质量为w g，此原子的质量为(m＋n)w g
D．核内中子的总质量小于质子的总质量
答案 A
解析 元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度的乘积的加和，因此不能确定该元素的相对原子质量，A正确，B错误；若碳原子质量为w g，碳的相对原子质量近似为12，则此原子的质量约为 g，C错误；原子核内质子数和中子数之间没有必然关系，而且质子的总质量和中子的总质量之间也无必然关系，质子的总质量大于、等于或小于中子的总质量的情况都有可能存在，D错误。
应用·实践
8．简单原子的原子结构可用下图形象地表示
其中“●”表示质子或电子，“○”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
A．①②③互为同位素
B．①②③互为同素异形体
C．①②③是三种化学性质不同的微粒
D．①②③具有相同的质量数
答案 A
解析 该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，因此三者是氢元素的三种核素，互为同位素。同位素化学性质相同，物理性质不同。
9．医学上通过研究并实现了利用含放射性元素32P的“纸贴”治疗疤痕疙瘩。下列有关32P和31P的叙述正确的是( )
A．32P和31P属于同一种核素
B．32P原子中所含的质子数为16
C．31P原子中所含的中子数为16
D．32P的摩尔质量为32
答案 C
解析 32P和31P的中子数不同，属于不同的核素，故A错误；32P原子中所含的质子数为15，故B错误；31P原子中所含的中子数为31－15＝16，故C正确；32P的摩尔质量为32 g/mol，故D错误。
10．16O和18O是不同的核素，下列说法正确的是( )
A．16O2和18O2的物理性质、化学性质均相同
B．4.48 L 18O2含有4NA个中子(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．16O2和18O2互为同位素
D．36 g 18O2含有16 mol电子
答案 D
解析 16O2和18O2的物理性质不同，化学性质相似，A错误；没有指明是否为标准状况，4.48 L 18O2的物质的量不一定是0.2 mol，故不能计算其中含有的中子数，B错误；16O2和18O2均是氧气单质，不互为同位素，C错误；36 g 18O2的物质的量是1 mol，其中含有16 mol电子，D正确。
11．某元素的离子Am－核内有n个中子，核外有x个电子。该原子的质量数是( )
A．x－m＋n B．x＋m＋n
C．m＋n－x D．x－n＋m
答案 A
解析 某元素的离子Am－核内有n个中子，核外有x个电子，则该元素原子的核内质子数为x－m，因此该原子的质量数＝质子数＋中子数＝x－m＋n。
12．已知阳离子R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R2＋所含电子的物质的量是( )
A． mol B． mol
C．(m－n－2) mol D．(m－n＋2) mol
答案 C
解析 已知阳离子R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则R的质子数是m－n，所以该阳离子核外电子数是m－n－2，所以w g R2＋所含电子的物质的量是(m－n－2) mol，C正确。
13．用以下微粒的化学式回答下列问题：
①Li、②Li、③N、④C、⑤O、⑥C60、⑦C70、
⑧Na、⑨Mg
(1)上述微粒共涉及________种元素(填数字)。
(2)互为同位素的核素是________。
(3)上述核素中，中子数相同的核素为__________和________，________和________。
答案 (1)6 (2)Li、Li
(3)C O(两者可互换位置) Na Mg(两者可互换位置)
解析 (1)质子数决定元素的种类，上述微粒中含Li、C、N、O、Na、Mg 6种元素。
(2)Li、Li的质子数均为3，中子数不同，二者互为同位素。
(3)题给微粒中为核素的是Li、Li、N、C、O、Na和Mg，中子数为8的核素为C和O，中子数为12的核素为Na和Mg。
14．请用符号表示下列核素或同位素。
(1)质子数为a，中子数为b的X原子：_______________________________。
(2)质子数和中子数都为9的氟原子：_______________________________。
(3)中子数为2的氢原子：________________________________________。
(4)中子数分别为8、9、10的氧原子：________________________________。
(5)质量数分别为35、37的氯原子：________________________________。
答案 (1)aX (2) F (3)H (4) O、O、O
(5)Cl、Cl
迁移·创新
15．(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：______________。
(2)根据下列微粒回答问题：
H、H、H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2
①以上8种微粒中共有________种核素，共________种元素。
②互为同位素的是________。
③质量数相等的是________和________，中子数相等的是________和________。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为_________；中子数之比为_________；电子数之比为________。
(4)质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为________。
答案 (1)O
(2)①6 5 ②H、H、H ③14C 14N 14C 16O
(3)23∶34 2∶3 11∶16
(4)10∶9
解析 (1)含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为O。
(3)14CO2的摩尔质量为46 g/mol，S18O2的摩尔质量为68 g/mol，根据公式m＝nM判断相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为23∶34；14CO2的中子数为24，电子数为22，S18O2的中子数为36，电子数为32，等物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为2∶3，电子数之比为11∶16。
(4)H2O的摩尔质量为18 g/mol，D2O的摩尔质量为20 g/mol，根据n＝知质量相同的H2O和D2O的物质的量之比为10∶9，根据阿伏加德罗定律知，与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为10∶9。
第1章 原子结构 元素周期律
第1节 原子结构与元素性质
第1课时 原子结构
核心素养发展重点
学业要求
通过宏观辨识与微观探析，深化对原子结构的认识。
1.认识原子核的结构，明确质量数和X的含义。
2.掌握构成原子的微粒间的关系。
3.知道元素、核素、同位素的含义。
学生自主学习
原子核
1．原子的构成
原子
2．原子中各微粒间的数量关系
(1)原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
3．原子构成的表示方法
如O表示质量数为16，质子数为8的氧原子。
核素 同位素
1．核素
具有相同数目的质子和相同数目的中子的一类原子。
氢元素有氕、氘、氚三种核素，分别用H、H、H表示。
2．同位素
质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。例如H与H、H互为同位素。同位素分为稳定同位素和放射性同位素。
课堂互动探究
一、原子的构成
1．离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和？
提示：是。因为离子是通过得失核外电子形成的，而质量数只与核内质子数和中子数有关，与核外电子数无关。
2．任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗？
提示：不一定。H中含有一个质子和一个电子，不含有中子。
1．原子的相对质量(M)＝≈质量数＝质子数＋中子数。
2．原子、离子组成中的数量关系
(1)核电荷数＝质子数＝原子核外电子数。
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
(3)阳离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋离子电荷数。
(4)阴离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数－离子电荷数。
知识拓展
核力是使核子组成原子核的作用力，属于强相互作用力的一类。原子核中有中子、质子，质子是带正电的，所以质子之间会互相排斥。是非常强大的核力将它们吸引在一起，使它们在非常小的区域形成原子核。核力是短程力，只有在原子核尺度上才显现出来。
1．已知R2＋核外有a个电子，核内有b个中子，表示R原子符号正确的是( )
A．R B．R
C．R D．R
答案 C
解析 对于阳离子，质子数＝核外电子数＋2＝a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，因此R的原子符号为R。
2．某元素的一种核素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
规律方法
(1)原子中不一定含有中子，且中子数不一定等于质子数，如H。
(2)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与核外电子数不一定相等。
(3)质子数相同的微粒不一定属于同一元素，如Ne和H2O。
二、核素
1．所有的元素都有两种或两种以上核素吗？
提示：不一定。如钠只有一种核素Na。
2. O2与O2是同位素吗？它们的物理性质和化学性质是否相同？O与O之间的转化是化学变化吗？
提示：O2与O2不是同位素，同位素是对原子而言的，两种分子不是同位素；8O2与8O2的化学性质相同，物理性质不同，因为O与O的化学性质由原子的最外层电子数决定，而物理性质与核素的质量数有关；原子是化学变化中的最小微粒，原子核发生变化，则原子种类发生变化，故O与O之间的转化不属于化学变化。
1．元素、核素、同位素和同素异形体的区别与联系
(1)区别
(2)联系
①一种单质可由不同的核素构成，一种核素可以构成不同的单质。
②一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素，就有多少种原子。
2．同位素之间的性质
(1)同一种元素的各种核素化学性质几乎相同，物理性质有一定的差异。
(2)天然存在的某元素的核素，不论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子个数百分比一般是不变的。
知识拓展
核素(或原子)的相对原子质量
(1)核素(或原子)的相对原子质量：是用某种元素的某种核素(或原子)的绝对质量与12C原子绝对质量的比较而得出的比值。
(2)核素(或原子)的近似相对原子质量在数值上近似等于其质量数。
3．下列有关说法正确的是( )
A．C、C、C三种核素的中子数均为6
B．C、C、C的物理性质相同
C．H、H－、H＋均属于氢元素
D．H、H－、H＋的化学性质相同
答案 C
解析 C、C、C的质子数均为6，中子数不同，A错误；C、C、C的质量数不同，物理性质不同，B错误；H、H－、H＋的质子数相同，故均属于氢元素，C正确；H具有氧化性、还原性，H－只有还原性，H＋只有氧化性，D错误。
4．1913年汤姆逊(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)发现了Ne，当时已经发现了Ne(最早发现的Ne元素的稳定同位素)。下列有关说法正确的是( )
A．Ne和Ne的质量数相同
B．Ne和Ne属于不同的核素
C．Ne和Ne的性质完全相同
D．Ne转变为Ne是化学变化
答案 B
解析 两者的质量数分别为22、20，A错误；两者的中子数与质量数不同，属于不同的核素，B正确；两者的化学性质几乎相同，物理性质有差异，C错误；化学反应遵循原子守恒，Ne转变为Ne时，原子核发生了变化，故该转化不是化学变化，D错误。
规律方法
(1)元素的种类由原子核内的质子数决定，因此划分元素种类的唯一标准是质子数(即核电荷数)。
(2)“同一类”指质子数相同的各种不同原子，以及各种状态(即游离态或化合态)下的原子或离子，是广义的原子。
(3)元素只分种类，不能称个数，只能说某物质由几种元素组成，不能说由几个元素组成。
(4)核电荷数相等的“微粒”不一定是同种元素，因为“微粒”可能是原子团，如NH和Na＋的核电荷数均为11。
本课小结
课时作业
学习·理解
1．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( )
A． B．
C． D．
答案 C
解析 A项，不符合能量最低原理，应先排满K层再排L层；B项，不符合各层最多排2n2个电子的原则，K层最多排2个电子；D项，不符合最外层最多只能排8个电子的原则。
2．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
答案 B
解析 电子能量越低，运动区域离核越近，A错误；电子的分层排布即是电子的分层运动，B正确；稀有气体元素中He的原子最外层只有2个电子，C错误；M层为最外层时，最多只能排8个电子，D错误。
3．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是( )
A．第二电子层最多可容纳的电子数为8
B．次外层最多可容纳的电子数为18
C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层
D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层
答案 D
解析 根据核外电子排布规律可知，第二电子层最多可容纳的电子数为8，A正确；次外层最多可容纳的电子数为18，B正确；最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，即K层，C正确；由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，D错误。
4．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子的核内质子数是( )
A．2a＋2 B．2a＋10
C．a＋2 D．2a
答案 A
解析 原子核外电子排布规律：最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子。某元素的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，所以该元素的次外层只能是K层，为2个电子；最外层是L层，该层电子数是2a，所以该元素原子的核外电子数是2a＋2；再根据原子核内质子数＝核外电子数，所以核内质子数是2a＋2。
5．已知A的原子序数是x，B2－与A3＋具有相同的电子层结构，则B元素的原子序数为( )
A．x＋5 B．x－5
C．x＋1 D．x－1
答案 B
解析 设B的原子序数为y，则x－3＝y＋2，y＝x－5，B项正确。
6．对于原子序数为1～18的元素，下列叙述正确的是( )
A．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
B．原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C．原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素
D．原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种
答案 C
解析 在原子序数为1～18的元素中，原子最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H是非金属元素，故A项错误；原子最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He是非金属元素，故B项错误；B原子的最外层电子数小于4，它是非金属元素，故C项正确；原子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al 3种，D项错误。
7．下列结构示意图所代表的微粒中，最难发生化学反应的是( )
A． B．
C． D．
答案 A
解析 A项表示的是Ne原子，B项表示的是Al3＋，C项表示的是Cl－，D项表示的是S2－。Ne是稀有气体元素，它及其他的稀有气体原子具有非常稳定的电子层结构，极难发生化学反应。
应用·实践
8．某元素的原子L层电子数比M层电子数多5个，该元素的最高正化合价为( )
A．＋3 B．＋4
C．＋5 D．＋6
答案 A
解析 根据M层有电子可知L电子层已经填充满，即L层的电子数为8个，则M层的电子数为3个。M层是该元素原子的最外层，该元素的最高正化合价为＋3。
9．下列离子的核外电子排布与氖原子的核外电子排布不同的是( )
A．Mg2＋ B．O2－
C．K＋ D．Al3＋
答案 C
解析 氖原子的结构示意图为，Mg2＋的结构示意图为，与氖原子的核外电子排布相同，A不符合题意；O2－的结构示意图为，与氖原子的核外电子排布相同，B不符合题意；K＋的结构示意图为，与氖原子的核外电子排布不相同，C符合题意；Al3＋的结构示意图为，与氖原子的核外电子排布相同，D不符合题意。
10．元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为( )
A．XY B．XY2
C．X2Y D．XY3
答案 C
解析 元素X的离子结构示意图为，即Na＋，元素Y的原子结构示意图为，即O原子，Na与O可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故C正确。
11．有关短周期元素原子的说法正确的是( )
A．当原子形成简单离子后，其最外层电子数可超过8
B．原子最外层电子数少于4时，电子数越多，还原性越强
C．原子核外电子中，位于最外层上的电子能量最高
D．当最外层电子数变为4时粒子达稳定结构
答案 C
解析 当原子形成简单离子后，其最外层电子数不可能超过8，A错误；原子电子层数相同且最外层电子数少于4时，电子数越多，失去电子的能力越弱，还原性越弱，B错误；根据核外电子排布规律可知，原子核外电子中，离核越远的电子能量越高，则最外层上的电子能量最高，C正确；当最外层电子数变为2或8时粒子达稳定结构，D错误。
12．X、Y、Z、R是1～18号元素中的4种元素，它们的原子结构有以下特点：①元素X原子的M层比L层少3个电子；②元素Y的－2价阴离子的核外电子排布与氖原子相同；③元素Z原子的L层比M层多5个电子；④元素R原子的L层比K层多3个电子，其中金属性最强的是( )
A．X B．Y
C．Z D．R
答案 C
解析 由题给信息分析可知X、Y、Z、R分别为P、O、Al、N四种元素。其中只有Al为金属元素，金属性最强，故C正确。
13．某粒子结构示意图为，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为( )
①8－n ②n－8 ③10－n ④n－10
A．①② B．①③
C．③④ D．②④
答案 C
解析 若为阳离子，电荷数为n－2－8＝n－10；若为阴离子，电荷数为2＋8－n＝10－n。
14．根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。
(1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍：________。
(2)与 Ar原子电子层结构相同的－1价阴离子：________。
(3)质量数为23、中子数为12的原子：________。
答案 (1) (2) (3)
解析 (1)根据核外电子排布规律可知，原子的最外层电子数不超过8，A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍，则A只能是O元素，其原子结构示意图为。
(2)与Ar原子的电子层结构相同的－1价阴离子为Cl－，Cl－的结构示意图为。
(3)质量数为23、中子数为12的原子，质子数为23－12＝11，即为Na原子，其原子结构示意图为。
迁移·创新
15．某微粒的结构示意图为，请回答下列问题。
(1)该微粒呈电中性，一般不与其他元素的原子反应，则该微粒的符号是________。
(2)该微粒的盐溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，则该微粒的符号是________。
(3)该微粒的氧化性很弱，但得到电子后形成的微粒的还原性很强，且构成该微粒的元素的原子最外层只有1个电子，则该微粒的符号是________。
(4)该微粒的还原性虽弱，但失去电子后形成的微粒的氧化性很强，且构成该微粒的元素的原子得到1个电子即达到稳定结构，则该微粒的符号是________。
答案 (1)Ar (2)S2－ (3)K＋ (4)Cl－
解析 常见的18电子结构的微粒：Ca2＋、K＋、Ar、Cl－、S2－等，其中Ar呈电中性且不活泼，不易发生化学反应，故(1)中微粒为Ar。在这几种微粒中，S2－能被溴水氧化为硫单质，出现浑浊，故(2)中微粒为S2－。氧化性很弱的微粒有Ca2＋和K＋，得到电子后形成的原子的还原性都很强，但最外层只有1个电子的原子为K，故(3)中微粒为K＋。具有还原性的微粒有S2－和Cl－，氯原子得到1个电子即达到稳定结构，氯原子的氧化性很强，故(4)中微粒为Cl－。
第2课时 原子结构与元素原子得失电子能力
核心素养发展重点
学业要求
建立原子结构与元素性质，元素性质与物质性质之间的关系。
1.了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。
2.了解原子的最外层电子排布与元素原子得、失电子能力和化合价的关系。
学生自主学习
核外电子排布
1．核外电子的运动特征
(1)具有“广阔”的运动空间。
(2)运动速率很快。
(3)所处位置和运动速率不能同时准确测定。
2．核外电子的排布规律
(1)依据：电子能量高低，运动区域离核远近。
(2)电子层与电子能量的关系
(3)排布规律
①各层最多能容纳的电子数是2n2(n表示电子层数)。
②各原子最外电子层上能容纳的电子数不超过8个(第一层为最外层时不超过2个)。
3．核外电子排布的表示方法——结构示意图：人们常用原子结构示意图来简明地表示电子在原子核外的分层排布情况。如钠原子的结构示意图如图所示。
原子结构与元素原子得失电子能力
1．元素的性质与原子的最外层电子数密切相关，比如，稀有气体元素原子最外层电子数为8(氦原子除外，它的最外层只有2个电子)，原子结构稳定，原子既不容易获得电子也不容易失去电子；金属元素原子最外层电子数一般小于4，原子较易失去电子形成阳离子；非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，原子较易获得电子形成阴离子。元素的化合价也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。
2．元素原子得失电子的能力与原子的最外层电子数、核电荷数和电子层数均有关系。若原子的电子层数相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子而越容易得电子；若原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电子而越难得电子。
3．在多数情况下，可以通过比较元素的单质与水(或酸)反应置换出氢气的难易程度来判断元素原子失电子能力的强弱。
课堂互动探究
一、核外电子排布规律
当原子第4层上有电子时，第3层上的电子是否已经排满？
提示：不一定。第3层排满时是18个电子，当第3层为最外层时不能超过8个电子，故当第3层排布8个电子后，如果还有电子，就排布在第4层上，例如，钙原子，第1、2、3、4层的电子数分别为2、8、8、2。
1．核外电子排布规律
(1)核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层。
(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
(3)原子最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)；次外层电子数不超过18个(当K层或L层为次外层时分别为2个和8个)，倒数第三层电子数最多不超过32个。
2．离子结构示意图
原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变，只是核外电子(一般是最外层电子)数目发生了改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Mg2＋和Cl－的结构示意图分别为和。
(1)离子结构示意图中，阳离子：核内质子数>核外电子数，阴离子：核内质子数<核外电子数，且差值为离子所带的电荷数。
(2)离子结构示意图中最外层电子一般为8电子稳定结构。
知识拓展
原子核外电子排布特征
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。
(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。
(3)原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系
①最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
③最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
④最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
1．下列说法中肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
D．存在核电荷数与最外层电子数相等的离子
答案 C
解析 每个电子层上最多容纳2n2个电子，如K层最多容纳2个电子，但可以不排满，如H，A正确；如K＋，B正确；电子首先占据能量低的电子层，若M层上有电子则L层上必有8个电子，M层上不可能有32个电子，C错误；离子的最外层电子数常为2或8，存在核电荷数和最外层电子数都为8的离子，如O2－，D正确。
2．根据下列叙述，写出粒子符号并画出相应的结构示意图。
(1)A元素原子的M层电子数是L层电子数的一半：______________。
(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：______________。
(3)C元素的＋1价离子与Ne原子电子层排布相同：______________。
(4)D元素原子的－2价离子次外层电子数是最外层电子数的：______________。
答案 (1)Si (2)B (3)Na＋
(4)O2－
解析 (1)L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅(Si)。
(2)当次外层为K层时，最外层电子数为3，是硼(B)，；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能。
(3)C元素原子的质子数为10＋1＝11，故为钠，故＋1价离子是Na＋。
(4)－2价离子次外层电子数是最外层电子数的，当次外层为K层时，其核外电子排布为2、8，与Ne电子层排布相同，则其原子的质子数为10－2＝8，为氧元素，写出O2－结构示意图即可；当次外层为L层时，最外层则有32个电子，故不可能。
规律方法
(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排18个电子，而当它是最外层时，最多可以排8个电子。
(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为K、Ca。
二、原子结构与元素原子得失电子能力
你能由钠、镁、钾三种元素原子的核外电子排布规律推测出三者失电子能力的强弱吗？
提示：从钾到钠再到镁，元素原子的半径逐渐减小，原子核对外层电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。
元素原子失电子能力强弱的实验探究
钠、镁、钾与水反应
由上述实验可知：
钠、镁、钾置换出水中的氢时，由易到难的顺序是K>Na>Mg。
知识拓展
元素原子得失电子能力的理解：“元素的金属性、非金属性”不同于“金属活动性”，金属的活动性指的是金属单质在水溶液中失电子的能力；原子的得失电子能力在某些特定的条件下，能体现元素的金属性、非金属性。
3．能说明钠比铝活泼的是( )
A．最外层电子数钠原子比铝原子少
B．相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少
C．钠与铝的电子层数相等
D．常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能
答案 D
解析 能说明失电子能力Na>Al，取决于其失电子难易程度，不决定于其失电子多少。
4．下列叙述中能证明A比B的金属性强的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子的电子层数比B原子的电子层数多
C．1 mol A与足量的酸反应生成的H2比1 mol B与足量的酸反应生成的H2多
D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能
答案 D
解析
A
×
判断金属性和非金属性强弱的方法很多，但最根本的是看其得失电子的难易程度。而只有当电子层数相同时，最外层电子数越少，金属性才越强
B
×
电子层数的多少不能作为判断元素金属性和非金属性强弱的依据
C
×
金属与同浓度的酸反应的剧烈程度能说明金属性的强弱，产生氢气的多少与金属性强弱无关
D
√
常温时，A能从水中置换出氢，而B不能，说明A比B的金属性强
规律方法
(1)决定元素金属性强弱的是元素原子失电子的难易程度，而不是失电子的多少。如镁原子比钠原子失电子数多，但钠原子比镁原子失电子容易，故钠的金属性比镁强。
(2)元素原子得失电子能力与元素单质的活泼性是不同的两个概念，二者变化规律基本相符，但有特例。如非金属性：N>P，但活泼性：P>N2。再如金属性：Sn
Pb。
本课小结
