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2014届高三化学一轮复习课件 第5章 物质结构 元素周期律 第一讲 原子结构


第一讲 原子结构

1.了解元素、核素、同位素的定义。 2.了解原子的组成。

3.了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数;核外电子
数及其相互关系。 4.了解原子核外电子排布的规律。
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1.原子结构及其组成微粒间的关系。

2.核外电子排布规律及应用。
3.元素、核素、同位素的有关辨析。

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一、原子的结构

1.原子的构成

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2.原子结构中常见的微粒关系 (1)原子

(2)离子的核外电子数
?阳离子: ? 核外电子数? ?阴离子: ?

质子数-电荷数 质子数+电荷数

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b+cd+ 试解释符号aX e 中各数字的含义?

提示

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二、元素、核素、同位素
1.元素:具有相同 子的总称。 2.核素:具有一定数目 质子 和一定数目 中子 的 一 种 原 子。可用符号 Z X 表示。
A

核电荷数

(即 质子数

)的同一类原

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3.同位素 概念: 质子数 相同而 中子数 不同的同一种元素的不 同 核素 互称为同位素。 特征:①具有相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全 相同。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不 变。

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2 用元素、 核素和同位素等概念描述1H、H、 1 1 3 H、16O 1 8

四者之间的关系。

提示

1 H、2H、3H、16O为四种核素,前三种属于氢元素, 1 1 1 8

16 O属于氧元素。1H、2H、3H互为氢元素的同位素。 8 1 1 1

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三、核外电子排布 1.排布方式

多电子原子核外的电子是分层排布的
电子层序数 电子层符号 离核距离 电子能量 1 K 2 L 4 5 N O 远 由 近 到____ 高 由 低 到____ 3 M 6 P 7 Q

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2.排布规律

(1)电子一般总是首先排在能量 最低 的电子层里,即最
先排在 第1层 依次类推。 2n2 (n代表电子层数)。 (2)每层最多容纳的电子数为 (3)最外层电子数不超过 8 个(K层为最外层时,最多不超 ,当 第1层 排满后,再排 第2层 ,

过2
个。

个),次外层不超过 18

个,倒数第3层不超过32

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核外电子排布相同的微粒,化学性质是否相 同? 提示 不一定。核外电子排布相同的微粒,有中性原子和 离子。若是属于同位素的不同核素,化学性质相同;若是 不同元素的原子和离子,则化学性质不同。

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两个提醒 原子结构中的两个不一定

(1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),但质子数和中子
数不一定相等; (2)任何微粒都有质子,但不一定有中子,也不一定有核 外电子,如H+,只有质子,没有中子和电子。

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两种关系 1.元素、核素、同位素之间的关系

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2.质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系 (1)两种原子(同位素)如:1H、2H、3H。 1 1 1 (2)两种分子如:CH4、NH3、H2O、HF、Ne。 (3)两种带电荷数相同的阳离子,如:NH4 、H3O 。 (4)两种带电荷数相同的阴离子,如:OH 、F 。
- - + +

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四点说明
有关同位素的四点说明 ①“同位”是指这几种核素的质子数(核电荷数)相同, 在元素周期表中占据同一个位置。 ②因许多元素存在同位素,故原子的种数多于元素的种

数。有多少种核素就有多少种原子。
但也并非所有元素都有同位素,如Na、F、Al等就没有同位 素。 ③同位素分为稳定同位素和放射性同位素。 ④同位素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完

全相同,物理性质差异较大。
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我的纠错 ①不是所有原子核都由质子和中子组成,H无中子。 ②地壳中含量最高的非金属是O不是N。

③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。 ④质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如Ne和 H2O。

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必考点37 原子结构相关的四“量”比较

四“量”比较
原子质量 原子的相对 原子质量 一个原子的 真实质量与 元素的相对 原子质量 该元素各种核素 原子的相对原子 质量数

指某元素 某种核素

一个原 子核内

一个 12 C原子 质量与其在自然 6 定义 的一个原 质子数 界中所占原子个 1 子的真实 质量的 与中子 的 12 数百分比的乘积 质量 数的和 比值 之和
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原子的相 原子质量 对原子质 量 一个16O原 8 实例 子的质量是 2.657×10
26


元素的相对 原子质量 Mr=Mr1a%

质量数

16 8 O的相对

+Mr2b% +?(其中 a%+b% +?=1)

原子质量 约为16

18 8 O的质量

数为18

kg

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【典例1】 若新发现的118号元素的某种原子记作 素说法正确的是 A.质子数为118,电子数为179,中子数为179 B.原子序数为179,质量数为297 C.与12C的相对原子质量之比为118∶6 6 D.297X经过一次α衰变得到的116号元素原子可表示为293Y 118 116
297 118

X,则有关该核 ( )。

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解析

原子符号的左下角为质子数(即原子序数),左上角为

质量数,所以该原子的质子数为118,质量数为297,中子 数为179,电子数为118。所以 297 X与 12 C的相对原子质量之 118 6 比为297∶12。

答案

D

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(1)同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)同种元素是质子数相同的所有核素的总称,同位素是同一 元素不同核素之间的互称。

(3)元素周期表中给出的相对原子质量是元素的相对原子质
量,而不是该元素的某种核素的相对原子质量。

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【应用1】 经国际纯粹与应用化学联合会确认,由该中心合成的第 112号化学元素从即日起获正式名称“Copernicium”,相 应的元素符号为“Cn”。选择2月19日为新元素正式冠名 日,也是因为这一天是哥白尼的生日。有报道称Cn原子 含有165个中子。下列有关112号元素的相关说法正确的 是 A.该原子可表示为165Cn 112 B.该元素的相对原子质量为277 C.该原子的核外电子数为112 D.该原子能够稳定存在
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(

)。

解析

该原子的质量数为112+165=277,A项不正确;元素

的相对原子质量是此元素各种同位素相对原子质量与该同位
素原子所占的原子个数百分比的乘积之和,B项不正确;元 素周期表中84号元素以后的均为放射性元素,故D项不正 确;元素的原子序数=质子数=核外电子数,C项正确。 答案 C

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必考点38 常用特征电子层结构与常见等电子微粒 1.1~20号元素的特殊的电子层结构

(1)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na、K;
(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar; (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C; (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:O; (5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素:Li、P;

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(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:Ne;
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si; (8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素:Li、Mg; (9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素Be、S; (10)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。

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2. 核外电子相等的微粒
(1)“18电子”的微粒
一核18电子 二核18电子 三核18电子 四核18电子 五核18电子 六核18电子 其他微粒 分子 Ar F2、HCl H2S PH3、H2O2 SiH4、CH3F、 NH2OH N2H4、CH3OH C2H6、CH3NH2 离子 K+、Ca2+、Cl-、S2- O2-、HS- 2

N2H5 、N2H2 6





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(2)其他等电子数的微粒 “10电子”的微粒:CH4、NH3、H2O、HF、Ne、NH H3O 、OH 、O2 、F 、Na 、Mg2 、Al3 等。 “9电子”的微粒:—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基) “14电子”的微粒:Si、N2、CO、C2H2 “2电子”的微粒:He、H-、Li+、Be2+、H2
+ - - - + + + +

4



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说明

稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形

成的阴离子、下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结 构相同,如F-、Ne和Na+的电子层结构相同。

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【典例2】 用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电

子的八种微粒(离子或分子),请回答下列问题:
(1)A 元 素 是 ________ 、 B 元 素 是 ________ 、 C 元 素 是 ________(用元素符号表示)。 (2)D 是 由 两 种 元 素 组 成 的 双 原 子 分 子 , 其 分 子 式 是 ________。

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(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分
子式是________。 (4)F 是 由 两 种 元 素 组 成 的 三 原 子 分 子 , 其 分 子 式 是 ________。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。

(6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。

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解析

含有18个电子的简单阳离子为Ca2+和K+,简单阴离

子为Cl- 、S2- 等,氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6 等,其他的如F2、Ar等。 答案 (1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S (5)H2O2(或PH3) (6)C2H6

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18电子、10电子粒子与分子空间结构相联系是高考的一个考 点,需引起注意。18电子粒子:HCl(直线形)、H2S(V形)、 PH3(三角锥形)、SiH4(正四面体形);10电子粒子:HF(直线

形)、H2O(V形)、NH3(三角锥形)、CH4(正四面体形)。

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【应用2】 已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子,它

们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去):

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(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A、D的电 子式:A____________;D____________。 (2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子,请写

出:
① A 与 B 在 溶 液 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _____________________________________________ __________________________________________。 ②根据上述离子方程式,可以判断C与B结合质子的能力大

小是(用化学式或离子符号表示)___________________。

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答案

(1)

(2)①HS-+OH-===S2-+H2O ②OH->S2-

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解答此类题目时通常以原子结构特点为依据进行推断,如无 中子的原子是H,短周期电子层数与最外层电子数相等的原

子是H、Be、Al,外层电子数是内层电子数2倍的元素是C
等。另外还要掌握以下几个要点: ①熟记元素符号,直接导出;②掌握几种关系,列式导出; ③利用排布规律,逐层导出;④弄清带电原因,分析导出; ⑤抓住元素特征,综合导出;⑥根据量的关系,计算导出。

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当场指导

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(3)D 和 E 两 种 元 素 相 比 较 , 其 原 子 得 电 子 能 力 较 强 的 是

________(写名称)。
以下说法中,可以证明上述结论的是________(填写编号)。 a.比较这两种元素的常见单质的沸点 b.二者形成的化合物中,D元素显负价 c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性

d.比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性
(4)元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种 元素),这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是 _______________________________________________。
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(5)由元素A、B、D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂, 元素A、F组成的化合物为Y。在等体积、等pH的X、Y的溶

液中分别加入等质量的锌粉,反应后若最后仅有一份溶液中
存在锌粉,则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是: X________Y(填“>”、“=”或“<”)。 (6)元素F的单质常温下是一种气体,工业上主要是通过电解 其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体,假定装入的饱和溶液

为100 mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当测得阴极上产
生11.2 mL(标准状况)气体时停止通电,将溶液摇匀,此时溶 液的pH为________。
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评分细则 (1)第二周期第ⅤA族(2分,“ⅤA族”写成“Ⅴ族”或“五 族”扣1分) (2)2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑(3分,化学式写 错或没配平不给分,不写“↑”扣1分) (3)氧(1分,写成元素符号扣1分) 选一个扣1分) (4)H++HSO


bc(2分,错选不给分,少

3

===SO2↑+H2O(3分,化学式写错或没有配

平不给分,不写“↑”扣1分) (5)>(2分,填“大于”不给分)
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(6)12(2分)
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Hold住考向 考向1 考向2 原子组成与微粒关系 核外电子排布规律应用 5年5考 5年5考

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高考主要考查原子结构中各种微粒关系,结合原子结构
图式进行分析判断和简单计算,对1~18号元素原子结构的 考查是重点,注意规律和结论的应用。

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1.选项正误判断 (1)235U和238U是中子数不同质子数相同的同种核素 92 92 (×)

(2012· 天津,3C) (2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数 (×)

(2012· 山东,9C) (3)131I的化学性质与127I相同 53 53 (√) (2011· 海南,4A)

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(4)131I的原子核内中子数多于质子数 53

(√) (2011· 海南,4D)

(5)通过化学变化可实现16O与18O间的相互转化

(×)

(2010· 山东,9C)

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2.(2011·上海,9)氯元素在自然界有 35Cl和 37Cl两种同位 素,在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453


A.75.77%表示35Cl的质量分数 B.24.23%表示35Cl的丰度 C.35.453表示氯元素的相对原子质量 D.36.966表示37Cl的质量数

(

)。

解析
答案

A项中75.77%表示 35Cl原子的丰度;B项中24.23%

表示37Cl的丰度;D项37Cl的质量数为37。 C
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1.(2012·全国大纲,10)元素X形成的离子与钙离子的核外 电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半

径。X元素为
A.Al 解析 B.P C.Ar D.K

(

)。

具有相同电子层结构的微粒,核电荷数越大其离子

半径越小。选项A,Al3+具有第二周期稀有气体电子层结 构;选项B,磷离子半径大于负二价硫离子的半径;选项 C,Ar为稀有气体元素,不能形成离子;选项D,K+具有 与钙离子相同的电子层结构,且半径小于负二价硫离子。 答案 D
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2.选项正误判断

(1)S2-的结构示意图:

(×) (2011· 江苏,2B)

(2)16O与18O核外电子排布方式不同

(×) (2010· 山东,9B)

(3)硫原子的原子结构示意图

(×) (2009· 江苏,2A)

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3.(2010·全国理综Ⅱ,12)短周期元素W、X、Y、Z的原子 序数依次增大,且W、X、Y+、Z的最外层电子数与其电

子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑0族元素)。下列
关于这些元素的叙述错误的是 ( )。

A.X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物 B.W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中,均有直 线形分子

C.W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物
D.Z和其他三种元素形成的二元化合物,其水溶液均呈 酸性
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解析

W、X、Y、Z都是短周期元素,电子层都不超过3。

Y + 的最外层电子数与其电子层数的比值为4,Y + 的最外层

电子数只能为8,Y+的电子层数为2,故Y为Na;Z的原子序
数大于Y,且最外层电子数与电子层数(3层)的比值为2,故Z 为S;X为第二周期元素,X为O,四种元素都不是0族元 素,W为C。O与其他三种元素都能形成至少2种二元化合 物,A说法正确;CS2和CO2都是直线形分子,B说法正确;

Na2CO3和NaHCO3都是显碱性的化合物,C说法正确;Na2S
溶液显碱性,D说法错误。 答案 D
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