氦(He)的原子结构

实验目的

认识氦原子的结构,理解 2 电子稳定结构与化学性质的关系。

实验原理

氦原子的核电荷数为 2,核外电子数为 2,电子排布为 1s2。K 层最多容纳 2 个电子,氦的 K 层已充满,属于稳定结构,不易得失电子,一般不与其他物质反应。常见的氦-4 原子核内有 2 个质子、2 个中子。

实验器材

• 氦原子模型
• 原子核(质子和中子)
• K 电子层
• 核外电子
• 原子结构示意图
• 元素周期表中氦的位置

实验步骤

1. 在元素周期表中找到氦,读出原子序数 2。
2. 观察原子核,数出质子数和中子数。
3. 观察核外电子层,数出电子层数和电子数。
4. 写出氦的电子排布式 1s2 和原子结构示意图。
5. 与最外层 8 电子的稀有气体比较,总结稳定结构。

实验现象与结论

氦原子只有 K 一个电子层,层上有 2 个电子,已达该层最大容量,是稳定结构。氦与氖、氩等同属稀有气体,化学性质不活泼。氦的最外层为 2 个电子,其他稀有气体的最外层为 8 个电子。

常见问题

氦最外层只有 2 个电子,为什么也是稳定结构?

K 层最多容纳 2 个电子,氦的 K 层已排满,所以是稳定结构。

氦为什么放在 18 族?

氦化学性质不活泼,与其他稀有气体相似,归入稀有气体所在的 18 族(0 族)。