【志鸿优化设计】高考化学一轮复习 第五章 原子结构与元素周期律第一节原子结构教学案 鲁科版.doc

第五章原子结构与元素周期律第一节原子结构考纲点击1了解元素、核素和同位素的含义。2了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3了解原子核外电子排布。一、原子的构成1构成原子的微粒及作用(2)下列核素符号(x)周围5个位置数字的含义(3)微粒之间的关系质子数(z)核电荷数_；质量数(a)_(z)_(n)；阳离子的核外电子数质子数_；阴离子的核外电子数质子数_。特别提示：(1)不是所有原子核都由质子和中子组成，h无中子；(2)质量数质子数中子数，但质子数和中子数不一定相等；(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如ne和h2o；(4)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。2元素、核素、同位素(1)概念元素：具有相同_(即_)的同一类原子的总称。核素：具有一定数目的_和一定数目的_的一种原子。同位素：_相同而_不同的同一元素的不同_互称为同位素。(2)三者的关系：(3)同位素的特征：同一元素的各种同位素的_几乎完全相同，物理性质差异较大。在天然存在的某种元素里各种同位素所占的百分数一般是不变的。(4)几种重要的核素hh重要用途用于考古断代用于制造_3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：h、h、h。(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：nh、h3o。(4)两种带电荷数相同的阴离子，如：oh、f。特别提示：(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(2)有多少种核素就有多少种原子。(3)同位素：“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。(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如h与h；也可能具有相同的中子数，如与；也可能具有相同的质量数，如与；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如h与。(5)因许多元素存在同位素，故原子的种数多于元素的种数。但也并非所有元素都有同位素，如na、f、al等就没有同位素。(6)同位素分为稳定同位素和放射性同位素。即时训练1据国家空间科学与深空探测领域首席专家叶培建院士透露：“嫦娥三号”将于2013年发射，这是我国为实现奔月梦想所做的又一重大决定。科学研究表明，月球上有丰富的he资源，可开发利用作未来的新型能源。(1)he的中子数是_，he与he互称为_。(2)粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断粒子含有_个质子和_个中子。(3)在he、he两种核素中，原子核内的中子数相差为_，与粒子有相同质子数和中子数的是_。即时训练2判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)14c可用于文物的年代鉴定，14c与12c互为同素异形体()(2)s2的结构示意图：()(3)质子数为53、中子数为78的碘原子：()(4)n2的电子式：nn()(5)cl的结构示意图为()(6)在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7()(7)中，质量数之和是质子数之和的两倍()(8)第a族元素铯的两种同位素137cs比133cs多4个质子()二、核外电子排布规律1电子层的表示方法及能量变化电子层数由内向外数字表示法1234567字母表示法klmnopq离核远近电子能量2原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽先排布在_的电子层里。(2)每个电子层最多容纳的电子数为_个。最外层最多容纳电子数不超过_个(k层为最外层时不超过_个)。次外层最多容纳的电子数不超过_个，倒数第三层电子数最多不超过_个。(3)当电子进入电子层时总是尽先排布在能量_的电子层上，然后依次排在能量较高的电子层上。3表示微粒结构的图示原子结构示意图(1)原子(如na、cl、ar)：_、_、_。(2)离子(如mg2、s2)：_、_。4原子结构与元素性质的关系一般规律：最外层电子数得、失电子趋势主要化合价构成简单离子金属元素易失电子1，2，3mn非金属元素易得电子rn稀有气体元素8(he最外层有2个电子)不易得、失电子不能形成简单离子特别提示：核外电子排布相同的微粒，有时化学性质差异较大。如f、o2、n3、na、mg2、al3核外电子排布相同，而化学性质差异较大。即时训练3现有bxn和aym两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是()。abmn bbmncbmn dbmn即时训练4下列说法正确的是()。a某粒子核外电子排布为2、8、8结构，则该粒子一定是氩原子bna的半径大于f的半径cf、na、mg2、al3是与he原子具有相同电子层结构的离子dnh与h3o具有相同的质子数和电子数一、“三素”比较及具有特殊原子结构的元素1“三素”(元素、核素、同位素)比较元素核素同位素概念具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一元素的不同种原子或同一元素的不同核素范围宏观概念、对同类原子而言，既有游离态又有化合态微观概念，对某种元素的一种原子而言微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类特性主要通过形成的单质或化合物来体现不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各类微粒个数均不相同同位素质量数和中子数不同，化学性质相同；天然同位素所占原子百分比一般不变；同位素构成的化合物如h2o、d2o、t2o，物理性质不同，但化学性质相同实例h、oh、h、mg是不同的核素h、h、h互为同位素(1)单原子核且具有相同质子数的微粒属于同一种元素，如f和f都是氟元素。(2)核素就是一种具体的原子，表示为x。(3)质子数相同，中子数不同的核素互称为同位素。2四“量”比较原子质量原子的相对原子质量元素的相对原子质量质量数定义指某元素某种核素的一个原子的真实质量一个原子的真实质量与一个原子质量的的比值该元素各种核素原子的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和一个原子核内质子数与中子数的和实例一个原子的质量是2.6571026 kg的相对原子质量约为16mm1a%m2b%(其中a%b%1)的质量数为18特别提示：(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)元素周期表中展示的相对质量是元素的相对质量，是元素的不同同位素原子的相对质量与百分数乘积之和，而不是原子的相对原子质量。3120号元素的特殊原子结构(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)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有：be、ar；(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是c；(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是o；(6)电子层数与最外层电子数相等的原子有：h、be、al；(7)电子层数是最外层电子数2倍的原子有：li、ca；(8)最外层电子数是电子层数2倍的原子有：he、c、s；(9)最外层电子数是电子层数3倍的原子是：o；(10)核外电子数等于核外电子层数的原子是：h；(11)核内无中子的原子是：h。4核外电子数相等的微粒(1)“10电子微粒”有：分子：ch4、nh3、h2o、hf、ne；阳离子：nh、h3o、na、mg2、al3等；阴离子：oh、o2、f。(2)“18电子”的微粒分子离子一核18电子ark、ca2、cl、s2二核18电子f2、hclo、hs三核18电子h2s四核18电子ph3、h2o2五核18电子sih4、ch3f、nh2oh六核18电子n2h4、ch3oh其他微粒c2h6、ch3nh2n2h、n2h特别提示：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。【例11】现有部分元素的原子结构特点如表：xl层电子数是k层电子数的3倍y核外电子层数等于原子序数zl层电子数是k层和m层电子数之和w共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体单质(1)画出w原子结构示意图_。(2)元素x与元素z相比，非金属性较强的是_，写出一个能表示x、z非金属性强弱关系的化学反应方程式_。(3)x、y、z、w四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为_。(4)元素x和元素y以原子个数比11化合形成的化合物q，元素w和元素y化合形成的化合物m，q和m的电子总数相等。以m为燃料，q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式_。【例12】通常情况下，微粒a和b为分子，c和e为阳离子，d为阴离子，它们都含有10个电子；b溶于a后所得的物质可电离出c和d；a、b、e三种微粒反应后可得c和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列4种微粒：a：_；b：_；c：_；d_。(2)写出a、b、e三种微粒反应的离子方程式：_。二、构成原子的粒子间的关系及计算1有关粒子间的关系(1)质量数(a)质子数(z)中子数(n)；(2)质子数核电荷数中性原子的核外电子数；(3)阳离子：质子数核外电子数离子所带电荷数；(4)阴离子：质子数核外电子数离子所带电荷数。特别提示：(1)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。(2)有质子的微粒不一定有中子，如h，有质子的微粒不一定有电子，如h。(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如ne和h2o。(4)同种元素的微粒质子数一定相同，中子数不一定相同，电子数不一定相同，质量数不一定相同。2有关相对原子质量的计算(1)元素相对原子质量的理解：质量数是对原子而言的，元素没有质量数，元素的相对原子质量是对各种同位素的原子而言。(2)原子的质量、同位素的相对原子质量、同位素的质量数与(元素的)相对原子质量、(元素的)近似相对原子质量间存在如下关系：原子的相对原子质量用质量数代替m原子的近似相对原子质量m质量数a元素的(平均)相对原子质量m1a1%m2a2%用原子的近似相对原子质量代替原子的相对原子质量元素的近似(平均)相对原子质量m1a1%m2a2%【例2】(2011海南化学)是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关的叙述中错误的是()。a的化学性质与相同b的原子序数为53c的原子核外电子数为78d的原子核内中子数多于质子数体验原子组成秘密的揭开过程【实验典例】课堂上老师通过投影，展示了原子结构模型先后经历的道尔顿的实心球结构，汤姆逊的葡萄干布丁模型，卢瑟福的核式模型，玻尔的电子分层排布模型和现代量子力学模型等几个阶段。着重指出了卢瑟福的粒子散射实验：英国物理学家卢瑟福把一束高速运动的粒子(质量数为4的带2个正电荷的原子核)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟让大多数粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的粒子发生偏转，或被笔直地弹回。然后让同学们讨论上述实验，学生做了积极的思考，并踊跃回答。(1)总结以上实验现象得出关于金箔中金原子的结构的一些结论，试总结出其中的三点_。(2)实验现象与当时的原子模型发生了矛盾，当你遇到这类问题时，应如何对待？_。1(2012浙江理综)x、y、z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与ca2的核外电子数相等，x、z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是()。a原子半径：zyxbz与x形成化合物的沸点高于z的同族元素与x形成化合物的沸点ccay2与水发生氧化还原反应时，cay2只作氧化剂dcax2、cay2和caz2等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为122(2012天津理综)下列叙述正确的是()。a乙酸与丙二酸互为同系物b不同元素的原子构成的分子只含极性共价键c和是中子数不同质子数相同的同种核素d短周期第a与a族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构3(2012全国理综)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()。aal bp car dk4(2012江苏化学)下列有关化学用语表示正确的是()。a乙酸的结构简式：c2h4o2bf的结构示意图：c中子数为20的氯原子：cldnh3的电子式：5短周期元素w、x、y和z的原子序数依次增大。元素w是制备一种高效电池的重要材料，x原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素y是地壳中含量最丰富的金属元素，z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是()。a元素w、x的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构b元素x与氢形成的原子比为11的化合物有很多种c元素y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成d元素z可与元素x形成共价化合物xz26(2013山东济南质量检测)2012年3月新修订的环境空气质量标准增设了pm 2.5(直径小于或等于2.5微米的颗粒物)浓度限值、臭氧8小时平均浓度限值。下列有关说法正确的是()。apm 2.5所指颗粒物大小与胶体中分散质粒子大小相当bo2和o3互为同素异形体，两者的化学性质相同co3转化为o2和o2转化为o3过程中均有能量变化d反应3o2=2o3有单质参加，属于氧化还原反应7cl、cl为不同的核素，na为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()。a常温下，4.48 l cl2含有8na个中子bcl、cl互为同位素，cl2与cl2互为同分异构体c通常情况下，氯气作氧化剂，但氯气也具有还原性dcl2的摩尔质量是748已知a、b、c、d四种物质分别是由短周期元素组成的微粒，它们之间有如图所示的转化关系，且a是一种含有18电子的微粒，c是一种含有10电子的微粒。请完成下列各题：(1)若a、d分别是两种气态单质分子，写出a与b反应的化学方程式：_；(2)若b是一种四核含18个电子的分子，d是一种气态单质分子，则a的化学式为_，b的结构式为_；(3)若a、b均是含2个原子核的微粒，其中b中含有10个电子，d中含有18个电子，则a、b之间发生的离子反应方程式为_；(4)若d是一种含有22个电子的分子，则符合如图关系的a的物质有_(写化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。参考答案基础梳理整合一、1元素原子原子原子化学(3)核外电子数质子数中子数阳离子所带的电荷数阴离子所带的电荷数2(1)核电荷数质子数质子中子质子数中子数原子(3)化学性质(4)核燃料氢弹即时训练1答案：(1)1同位素(2)22(3)1he即时训练2答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)二、1近远低高2(1)能量较低(2)2n2821832(3)最低3(1)na cl ar (2)mg2 s2 444n，(8n)即时训练3b即时训练4d核心归纳突破【例11】答案：(1)(2)x(或氧)2h2so2=2h2o2s(3)nh4hso4(4)n2h42h2o2n24h2o解析：l层电子数是k层电子数的3倍，即l层有6个电子，故x为氧元素；核外电子层数等于原子序数的元素只有氢，故y为氢元素；z元素的k、l层分别有2个和8个电子，则m层上有6个电子，故z为硫元素；常温下为气态双原子分子，且原子间以叁键结合的只有n2，故w为氮元素。问题(2)中能说明氧比硫非金属性强的事实有很多，其中较为直观的是o2置换h2s中的s。问题(4)中h、o形成的原子个数比为11的化合物是h2o2，n、h形成的化合物分子中电子数也为18的分子只能是n2h4。【例12】答案：(1)h2onh3nhoh(2)al33nh33h2o=al(oh)33nh或mg22nh32h2o=mg(oh)22nh解析：常见的10电子分子有h2o、nh3、ch4、hf等，常见的10电子阳离子有na、mg2、al3、nh、h3o，常见的10电子阴离子有f、oh，根据“b溶于a后所得的物质可电离出c和d”，可推出a为h2o、b为nh3、c为nh、d为oh，再根据a、b、e反应后可得c和一种白色沉淀，可推出e为mg2或al3，从而得出答案。【例2】c解析：a项，与互为同位素，二者核外电子排布相同，化学性质相同，正确；b项正确；核外电子数为53，c项不正确；的原子核内有78个中子，比质子数(53)多，d项正确。实验探究拓展实验典例答案：(1)原子中存在原子核，且原子核只占原子体积的很小一部分；金原子核带正电荷，且电荷数远大于粒子的电荷数，二者产生静电排斥作用；金原子的质量远大于粒子的质量(或其他答案)(2)卢瑟福的粒子散射实验给我们很多启示：对待学习要有严谨认真、一丝不苟的态度，绝不放过任何一个疑点，努力使自己成为敢于向权威挑战、具有创新意识和创新精神的现代中学生(或其他答案)解析：极薄的金箔，竟让高速运动的大多数粒子通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间，极少数粒子被笔直地弹回，证明了原子核的存在，但也说明原子核的体积很小；同时证明了金原子的质量远大于粒子的质量，否则金原子核将有被粒子弹出的可能；还证明金原子核所带的电荷种类与粒子相同，否则二者就会相互吸引；又能证明金原子所带电荷数远大于粒子。演练巩固提升1b解析：根据题意，推测x、y、z分别是h、o、f，则原子半径yzx，a错误；z与x形成的化合物hf的沸点高于其他同族元素的氢化物，因为hf分子间存在氢键，b正确；cao2与水反应时既作氧化剂又作还原剂，c错误；cah2、cao2和caf2中阳离子和阴离子个数比分别为12、11、12，d错误。2d解析：乙酸分子中只含一个cooh，而丙二酸分子中含有两个cooh，二者结构不同且分子组成上也不相差n个“ch2”，因此二者不属于同系物，a项错误；由不同元素的原子构成的h2o2分子中含有非极性键，b项错误；与是质子数相同中子数不同的不同核素，二者互为同位素，c项错误；d项正确。3d解析：本题考查微粒结构与大小比较。x形成的离子与钙离子核外电子排布相同，则与负二价硫离子的核外电子排布也相同，根据“核外电子排布相同的离子，质子数大的半径反而小”可知x的质子数大于硫的质子数，选项中只有k元素符合题意。4b解析：本题考