高考化学 5.1 原子结构 原子核外电子排布课件 苏教版.ppt

第一单元原子结构原子核外电子排布 基础知识的掌握是形成学科能力的源头 本栏目内容在高考时虽不直接考查 但考题无不由此而生 感觉简单未必掌握 认为掌握未必精准 化主干梳理为习题训练 变知识再现为能力提升 训练式梳理 创新记忆模式 提升复习效果 高考成败 根基在此 不可小觑 三年9考高考指数 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 了解核外电子排布 掌握原子结构示意图的表示方法 一 原子的构成1 原子的构成 原子核 质子 个 z 每个质子带一个单位正电荷 相对质量约为1 中子 个 a z 中子不带电 相对质量约为1 核外电子 个 z 围绕原子核做高速运动 每个电子带一个单位负电荷 相对质量为一个质子 中子 的 2 基本关系 1 质子数 2 质量数 核电荷数 核外电子数 质子数 中子数 3 元素 核素 同位素 1 元素 核素 同位素的含义及相互关系 核电荷数 质子 中子 2 1h 2h 3h三种微粒都属于 因为它们的 均为1 在11h 21h 31h 126c 136c 146c 147n 157n中 核素 元素的种数分别为 126c 136c 146c的关系为互为 其化学性质几乎完全相同 氢元素 荷数 核电 8种 3种 同位素 二 原子核外电子排布1 电子层的表示方法及能量变化 由低到高 2 核外电子排布规律 1 能量最低原则 核外电子总是先排布在能量最低的电子层里 然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里 2 分层排布原则 每层最多容纳的电子数为 最外层不超过 k层为最外层时不超过 次外层不超过 倒数第三层不超过 2n2 8个 2个 18个 32个 1 所有的原子中都含有质子和中子 分析 原子中不含有中子 2 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 该规律对任何微粒都成立 分析 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 只适用于原子 对于阴 阳离子不适用 3 质子数相同的微粒不一定都属于同一种元素 分析 质子数相同的原子才属于同一种元素 如na 与质子数相同 但不属于同一种元素 4 168o2与188o2互为同位素 分析 同位素指的是原子 而168o2与188o2都是单质 5 k原子的核外电子排布为 分析 原子的最外层电子数不能超过8个 k原子的核外电子排布应为 重难点知识的透析与掌握是决胜高考的必由之路 本栏目依据考纲 结合教材 提炼知识要点 总结易错误区 同时结合典型例题点拨和深化 逐一突破高考重难点 讲练结合抓住核心 深究细研突破热点 任高考千变万化 总能稳操胜券 赢定高考 原子的构成及几个概念的比较1 构成原子的粒子 原子核 最外层 中子 a z 个 决定元素种类 决定质量数 决定原子种类 电子层数 决定主族元素的化学性质 决定主族元素的族序数 电子数 质子z个 决定周期数 原子 核外电子 2 常见微粒的表示及微粒间关系 1 中性原子 azx 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 2 阳离子 azxm 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 m 3 阴离子 azxn 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 n 3 同位素 同素异形体 同分异构体的比较 原子 质子数相同 中子数不同 原子之间 h d和t 35cl和37cl 单质 无机 有机化合物 属同一元素 单质之间 分子式相同 结构式不同 o3和o2 金刚石和石墨 正戊烷 异戊烷 新戊烷 高考警示钟 1 最外层电子数为1或2时 不一定是 a族或 a族元素 也有可能是副族或0族元素 如cu原子最外层只有1个电子 但属于 b族元素 he原子最外层只有2个电子 但属于0族元素 2 元素 同位素 同素异形体 同分异构体的判断关键是描述的对象 如 具有相同质子数的两微粒不一定是同种元素 如ne和h2o 质子数相同而中子数不同的两微粒不一定互为同位素 如ne和h218o h216o和h218o既不是同位素 也不是同素异形体 典例1 下列有关说法中正确的是 12c和14c的化学性质相同 37cl原子核内中子数为17 12co2和14co2互为同位素 ca和ca2 是同种元素 且性质相同 37cl 的结构示意图为a b c d 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 质量数 质子数 中子数 2 核外电子排布的不同决定了性质的不同 解析 选d 12c与14c互为同位素 化学性质相同 对 37cl的核内中子数为37 17 20 错 co2为分子 12co2与14co2不可能互为同位素 都是二氧化碳分子 错 ca与ca2 都属于钙元素 但是两者的性质不同 ca2 在反应中不能失电子 ca却容易失去电子 错 37cl 的结构示意图为 错 互动探究 37cl 的核外电子数为18 中子数为19 对吗 提示 不对 中子数 质量数 质子数 与核外电子数 阴阳离子没关系 变式备选 金属钛可用于火箭发动机 宇宙飞船 人造卫星天线等制造 下列有关4822ti和5022ti的说法正确的是 a 4822ti和5022ti为同一核素b 4822ti和5022ti在周期表中位置相同c 分别由4822ti和5022ti组成的金属钛单质互称为同分异构体d 4822ti和5022ti原子中均含有22个中子 解析 选b 4822ti和5022ti质子数相同 中子数不同 互为同位素 在周期表中的位置相同 所以a c d错误 b项正确 1 核外电子数相同的微粒 常用特殊核外电子排布的微粒 2 1 20号元素中具有特殊核外电子排布的原子 1 原子核中无中子的原子 h 2 最外层只有一个电子的原子 h li na k最外层有两个电子的原子 he be mg ca 3 最外层电子数是次外层电子数整数倍的原子一定在第2周期 最外层电子数等于次外层电子数的原子 be ar 最外层电子数是次外层电子数2倍的原子 c 最外层电子数是次外层电子数3倍的原子 o 4 最外层电子数是内层电子数一半的原子 li p 5 最外层电子数是次外层电子数一半的原子 li si 6 最外层电子数与电子层数相等的原子 h be al 7 内层电子数等于最外层电子数的原子 be 拓展延伸 等电子微粒的书写规律 1 10e 微粒 10e 的原子是ne 其他10e 微粒是ne前后的原子通过得或失电子达到的 如 ne原子前面的原子可与h结合 得到的氢化物有ch4 nh3 h2o和hf等 上述氢化物失去h 形成的阴离子有nh2 n3 oh o2 和f 等 上述氢化物得到h 形成的阳离子有nh4 和h3o ne后面的金属原子失去电子 得到的阳离子有na mg2 和al3 等 2 18e 微粒 18e 的原子是ar 其他18e 微粒一般是ar前后的原子通过得或失电子达到的 如 ar前面的原子可与h结合 得到的氢化物有sih4 ph3 h2s和hcl等 上述氢化物失去h 形成的阴离子有p3 s2 hs 和cl 等 ar后面的金属原子失去电子 得到的阳离子有k 和ca2 10电子微粒失去1个h原子 形成的 f oh nh2和 ch3都是9个电子 它们组合而成的18e 微粒有f2 ho oh h2n nh2 h3c ch3 h3c f和h3c oh f f等 高考警示钟 1 质子总数和电子总数都相同的微粒可能是两种原子也可能是两种分子或两种带同种电荷的离子 但不会是一种原子和一种离子或一种分子和一种离子 也不会是两种带相反电荷的离子 2 考查10电子与18电子等电子体时 往往漏掉一些微粒 可按照下列顺序来寻找 原 分 子 阳离子 阴离子 阳离子 以 1价 2价 3价为顺序 先找简单的单核阳离子 再找复杂的多核阳离子 依此类推 按照 1价 2价 3价为顺序再找简单阴离子及复杂的多核阴离子 3 常见的10e 微粒与10e 微粒反应生成10e 微粒的反应 nh4 oh h2o nh3 典例2 2011 新课标全国卷 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1 1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xz2 解题指南 解答本题时应注意以下四个突破口 1 地壳中含量最丰富的金属元素 2 制备高效电池的材料 3 短周期中最外层电子数是内层电子数2倍的元素是碳 4 最外层电子数是电子层数2倍的短周期元素 解析 选a 技巧点拨 由元素及其化合物的性质推断元素种类 1 单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素 c 2 空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素 n 3 地壳中含量最多的元素 氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素 o 4 单质最轻的元素 h 最轻的金属单质 li 5 单质在常温下呈液态的非金属元素 br 金属元素 hg 6 最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应 又能与强碱反应的元素 al 7 元素的气态氢化物和它的最高价氧化物的水化物能起化合反应的元素 n 能起氧化还原反应的元素 s 8 元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素 li na f 变式备选 已知某粒子的结构示意图为 y 0 请回答 1 当x y 10时 该粒子为 填 原子 阳离子 或 阴离子 2 当y 8时 粒子可能为 不少于5种 3 写出x y 12与x y 16的元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式 解析 1 当x y 10时 说明核外电子数与核内质子数相等 说明该粒子为原子 2 当y 8时 考查18e 单核微粒 k ca2 cl s2 ar 3 x y 12 x y 10 可得y 1 该元素为钠元素 x y 16 x y 10 可得y 3 该元素为铝元素 naoh与al oh 3反应的离子方程式为al oh 3 oh alo2 2h2o 答案 1 原子 2 k ca2 ar s2 cl 3 al oh 3 oh alo2 2h2o 快速 规范答题是获取高分的必要条件 本栏目将高中阶段的实验题型 文字表述题型以及常见计算类型等化整为零 分类归纳点拨并辅以案例说明 提供答题模板 点拨解题技巧 突破解题时容易出现的 两不能 障碍 即知其所以但不能准确表达 思路清晰但不能快速解答 点滴积累 聚沙成塔 全面提高解题技能 实验探究3 组 连 补 画 解答仪器组装型实验题 典例 1 2011 新课标全国卷 t28 节选 氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂 某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙 请回答下列问题 请选择必要的装置 按气流方向连接顺序为 填仪器接口的字母编号 根据完整的实验装置进行实验 实验步骤如下 检查装置气密性后 装入药品 打开分液漏斗活塞 请按正确的顺序填入下列步骤的标号 a 加热反应一段时间b 收集气体并检验其纯度c 关闭分液漏斗活塞d 停止加热 充分冷却 2 2010 山东高考 t30 节选 实验室制备 收集干燥的so2 所需仪器如下 装置a产生so2 按气流方向连接各仪器接口 顺序为a f 装置d的作用是 装置e中naoh溶液的作用是 精讲精析 1 解题关键点 1 熟练掌握基本仪器的使用原理 技巧 熟悉一套完整的实验制备装置的组成及一般连接顺序 一般顺序为 发生装置 净化装置 收集 或性质验证 装置 尾气吸收装置 2 结合试剂仔细分析题中提供的各个装置的用途及其使用注意事项 如题 1 中用氢氧化钠溶液可以除去hcl 用浓硫酸可以干燥h2 最后连接干燥管可以防止空气中的水蒸气进入h2与ca反应的装置 题 2 中用浓硫酸可以干燥so2 so2有毒 需要进行尾气处理 2 解题疑惑点 1 制备氢化钙的原理和注意事项 根据题目信息 制备氢化钙首先要制备h2 根据题目提供的装置可知制备的h2中会混有水蒸气和氯化氢 钙是极活泼的金属 极易与水反应生成氢氧化钙和h2 所以在h2与钙化合之前必须进行除杂和干燥 可以用氢氧化钠溶液除去hcl 用浓硫酸除去h2o g 并且要注意二者的顺序和洗气瓶中导管 长进短出 另外还要防止空气中的水蒸气进入h2与ca反应的装置 即最后还需要连接干燥管 2 制备氢化钙的具体操作步骤 h2是易燃气体 反应剩余的h2需要燃烧掉 一定要先收集一部分气体并检验其纯度 反应结束后还需要使氢化钙在h2的氛围中冷却 所以应该最后关闭分液漏斗活塞 停止制取h2 3 收集so2时d装置的作用 根据题意要求 必须收集干燥的气体 a为发生装置 c为干燥装置 因为so2比空气重且易溶于水 必须用向上排空气法收集 b为气体收集装置 因为so2有毒 则e为尾气处理装置 结合so2与naoh溶液反应可能会引起液体倒吸 则d为防倒吸装置 参考答案 1 i e f d c j k 或k j a b a d c 2 decb防止倒吸吸收多余的so2 1 仪器组装型实验题两种常见的考查方式 1 已经给出实验中所需要的仪器 要求按照题目要求进行连接 2 已经给出仪器的连接 但是缺少某一种或几种仪器 要求按照题目要求补出相应的仪器或装置 2 解题策略解答仪器组装型实验题的关键是要认真审题 明确题目的要求 将给定的实验分出先后顺序 并结合顺序找出每步实验所需要的仪器进行连接 1 已经给出实验所需仪器需要连接型 解答此类题目的关键是思维要有序 即结合题目要求 明确实验步骤 按发生装置 净化装置 收集 性质验证 装置 尾气处理装置的顺序 再结合题意和装置 进行组合 2 已经给出仪器或仪器的连接 补足缺少的某一种或几种仪器型 解答这类题目的关键是结合题意和仪器的连接顺序 明确每一步要进行的操作 对应的装置是什么 从而确定出此处缺少的仪器或装置 然后从题目已知的仪器中选出所需要的仪器补在相应位置 或按照题目要求画出所需要的仪器或装置 总之 仪器组装型实验题的解题关键是熟练掌握基本的仪器和装置的使用及其注意问题 同时认真审题 明白每步实验中发生的反应是什么或每步中进行的操作是什么 这样问题才能迎刃而解 1 下列各项表达中不正确的是 a d216o中 质量数之和是质子数之和的两倍b 在氮原子中 质子数为7而中子数不一定为7c cl 的结构示意图为d 钠原子的结构示意图 解析 选c c项表示的是氯原子的结构示意图 2 2012 广州模拟 铀 u 是重要的核工业原料 其中23592u是核反应堆的燃料 下列关于23592u和23892u的说法正确的是 a 23592u和23892u都含有92个中子b 23592u和23892u互为同位素c 23592u和23892u的核外电子数不同d 23592u和23892u分别含有143和146个质子 解析 选b 23592u和23892u都含有92个质子 a错 23592u和23892u质子数相同 中子数不同 互称同位素 b对 23592u和23892u核外电子数相同 c错 23592u和23892u的质子数均为92 中子数分别为143和146 d错 3 已知元素x y的核电荷数分别是a和b 它们的离子xm 和yn 的核外电子排布相同 则下列关系式中正确的是 a a b m nb a b m nc a b m nd a b m n 解析 选a 在原子中 核电荷数等于核外电子数 在阳离子中 核电荷数减去离子所带电荷数等于核外电子数 在阴离子中 核电荷数加上离子所带电荷数等于核外电子数 因为xm 和yn 具有相同的核外电子排布 所以 xm 和yn 具有相同的核外电子数 axm 的核外电子数为a m byn 的核外电子数为b n 则 a m b n 4 2012 台州模拟 地球上氦元素主要以4he形式存在 而月球土壤中吸附着数百万吨3he 据估算3he核聚变所释放的能量可供人类使用上万年 下列说法正确的是 3he 4he的化学性质基本相同 3he 4he具有相同的中子数 3he核聚变是化学变化 3he液化是物理变化a b c d 解析 选b 各同位素的化学性质基本相同 故 正确 3he中子数为3 2 1 4he中子数为4 2 2 故 错 化学变化中的最小微粒是原子 3he核聚变不是化学变化 故 错 物质三态 固 液 气 之间的转化为物理变化 故 正确 故选b 5 短周期主族元素a b c d的原子序数依次增大 a b c原子的最外层电子数之和为12 b c d位于同一周期 c原子的最外层电子数既是a原子内层电子数的3倍又是b原子最外层电子数的3倍 下列说法正确的是 a 元素a c的最高价氧化物对应的水化物