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第四章 · 第一节
原子结构与核素
原子构成 · 核素与同位素 · 核外电子排布

📖 知识点学习

🎯 学习目标

  • 了解原子的构成
  • 理解核素、同位素的概念
  • 掌握核外电子排布规律
知识点一：原子的构成
原子结构
原子由原子核（质子和中子）和核外电子构成。质子带正电、中子不带电、电子带负电。中性原子中质子数=核外电子数。
数量关系
  • 原子序数=核电荷数=质子数(Z)=核外电子数
  • 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
  • 阳离子：质子数>电子数；阴离子：质子数<电子数
知识点二：核素与同位素
核素
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫核素，用 ᴬᶻX 表示，如 ¹²₆C、¹⁴₆C。
同位素
质子数相同、中子数不同的核素互称为同位素。如 ¹H、²H(D)、³H(T) 是氢的三种同位素；¹²C、¹³C、¹⁴C 是碳的同位素。
知识点三：核外电子排布
排布规律
电子分层排布（K、L、M、N层）：①每层最多容纳 2n² 个电子；②最外层不超过 8 个（K层为最外层不超过2）；③次外层不超过18个；④电子先排满低能层再排高能层。
质量数
A
A=Z+N
质子+中子
电子层
2n²
K2 L8 M18
分层排布

🎬 动画讲解

📢
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🧪 互动实验：核外电子排布探究

💡 调节原子序数，观察电子分层排布
⚙️ 实验参数
📋 实验结论
电子按K、L、M层依次排布，每层最多2n²个，最外层不超过8个。如碳(Z=6)排布为2,4；钠(Z=11)排布为2,8,1。最外层电子数决定元素的化学性质。

📝 例题精讲

💡 提示：点击「下一步」按钮，逐步查看详细解题过程
例题 1求中子数
已知某核素 ³⁷₁₇Cl，求其质子数、中子数和质量数。
🔍 解题过程
1由 ³⁷₁₇Cl 知：质量数 A=37，质子数 Z=17。
2中子数 N=A-Z=37-17=20。核外电子数=质子数=17。
✅ 质子数17，中子数20，质量数37。
例题 2同位素判断
¹H、²H、³H 互称为什么关系？它们化学性质是否相同？
🔍 解题过程
1三者质子数都是1（氢），中子数分别为0、1、2，中子数不同，互为同位素。
2同位素质子数（核外电子排布）相同，化学性质几乎相同，但物理性质（如密度）略有差异。
✅ 互为同位素；化学性质几乎相同，物理性质略有差异。

🚀 拓展提升

相对原子质量

以¹²C原子质量的1/12为标准，其他原子质量与它相比得到相对原子质量。元素的相对原子质量是各天然同位素相对原子质量按丰度加权的平均值。

同位素的应用

  • ¹⁴C用于考古测年（半衰期5730年）
  • ⁶⁰Co用于放射治疗（治癌）
  • ²H、³H用于制造氢弹和示踪原子
  • ¹³¹I用于甲状腺疾病诊断

最外层电子与化学性质

最外层电子数决定元素化学性质：最外层电子少（1-3）易失电子显金属性；最外层电子多（5-7）易得电子显非金属性；最外层8电子（He为2）为稳定结构。

✏️ 练习巩固

💡 提示：每道题作答后会立即显示解析，请认真思考后再作答
第 1 题★☆☆ 基础
原子中不带电的粒子是？
A质子
B中子
C电子
D原子核
第 2 题★☆☆ 基础
质量数A、质子数Z、中子数N的关系是？
AA=Z+N
BZ=A+N
CN=A+Z
DA=Z-N
第 3 题★★☆ 巩固
下列互为同位素的是？
AH₂ 和 O₂
B¹H 和 ²H
CNa 和 Na⁺
DO₂ 和 O₃
第 4 题★★☆ 巩固
某原子质量数为23，质子数为11，则中子数为___（填数字）。
第 5 题★★★ 拓展
电子层第n层最多容纳的电子数为___（用含n的式子表示）。

🧠 知识点问答

老师来考考你！下面的问题都来自本节课的知识点，看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦！
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课程完成！

恭喜你完成了「原子结构与核素」的学习！

📌 核心要点：
① 原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成
② 质量数A=质子数Z+中子数N
③ 核素：特定质子数和中子数的原子
④ 同位素：质子数同中子数不同的核素
⑤ 电子层每层最多2n²个，最外层不超过8