第二讲 第1课时原子结构(高一升高二资料).doc

第二讲：原子结构及化学键第1课时 原子结构一、原子的构成二、原子结构中的微粒关系1原子2离子的核外电子数核外电子数三、元素符号周围数字的意义四、“三素”元素、核素、同位素1元素、核素、同位素的概念及相互关系2同位素的性质同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。3几种重要的核素核素UCHHO用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子五、“四量”原子质量、原子的相对原子质量、元素的相对原子质量、原子的质量数六、电子层的表示方法及能量变化七、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分层排布原理(1)每层最多容纳的电子数为2n2个。(2)最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。(3)次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。八、核外电子排布与元素性质的关系1金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。2非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，活泼非金属元素原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。3稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构；不易失去或得到电子，通常表现为0价。月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人类未来的资源宝库。(1)3He是高效核能原料，其原子核内中子数为_。(2)Na的原子结构示意图为_，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为_。(3)MgCl2在工业上应用广泛，可由MgO制备。MgO的熔点比BaO的熔点_(填“高”或“低”)。月球上某矿石经处理得到的MgO中含有少量SiO2，除去SiO2的离子方程式为：_。MgO与碳粉和氯气在一定条件下反应可制备MgCl2。若尾气可用足量NaOH溶液完全吸收，则生成的盐为_(写化学式)。(4)月壤中含有丰富的3He，从月壤中提炼1 kg 3He，同时可得6 000 kg H2和700 kg N2，若以所得H2和N2为原料经一系列反应最多可生产碳酸氢铵_kg。解析(1)He的原子序数为2，其原子核内有2个质子，则3He的中子数为321。(2)Na的原子序数为11，根据核外电子排布规律可知，其原子结构示意图为钠在氧气中燃烧生成Na2O2，Na2O2是由Na、O构成的，其电子式为（3）Mg、Ba同主族，Mg2的半径小于Ba2，MgO的晶格能比BaO大，故MgO的熔点比BaO高。SiO2为酸性氧化物，MgO为碱性氧化物，SiO2能够与NaOH溶液反应：SiO22OH=SiOH2O，可除去MgO中混有的SiO2。根据尾气能够被足量NaOH溶液完全吸收，则气体产物为CO2，生成MgCl2的反应为2MgO2Cl2C2MgCl2CO2。反应中MgO、C为固体混合物，Cl2是气体反应物，Cl2不可能完全参与反应，尾气中含有未反应的Cl2，故吸收尾气涉及的反应还有：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O。（4）N2、H2及生成的碳酸氢铵之间存在如下关系式：N23H22NH4HCO328 6 158700 kg 6 000 kg m显然N2不足，应依据N2的质量进行计算：，解得：m3 950 kg。答案（1）1（2） （3）高SiO22OH=SiOH2ONaCl、NaClO、Na2CO3（4）3 950【跟踪短训】1.填空(1)Ti的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。(2)27Al3的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。(3)35Cl的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。答案：(1)22262248(2)13141027(3)171818352X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果四种aXm、bYn、cZn、dRm离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是()AacmnBabnmCcdmn Dbdnm解析：选D。“电子层结构相同”即核外电子排布相同(含有的电子个数相同)，所以可列出ambncndm，对照选项可知D项正确。(2014高考上海卷)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是()A.Pu与U互为同位素B.Pu与Pu互为同素异形体C.Pu与U具有完全相同的化学性质D.Pu与Pu具有相同的最外层电子数解析A质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，Pu与U的质子数不同，不互为同位素，错误；B.由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，Pu与Pu均是核素，不是单质，不互为同素异形体；C.Pu与U的质子数不同，属于不同的元素，不可能具有完全相同的化学性质，错误；D.Pu与Pu的质子数相同，互为同位素，具有相同的最外层电子数，正确。答案D【跟踪短训】1.填空(1)1H、2H、3H三种微粒都属于_，因此它们是具有相同_的同一类原子。(2)在H、H、H、C、C、C、N、N中，核素、元素的种数分别为_ _种、_种。(3)C、C、C的关系为_，因为它们是具有_的同一元素的不同原子，其化学性质几乎完全相同。答案：(1)氢元素质子数(2)83(3)互为同位素相同质子数不同中子数2由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子，下列说法不正确的是()A可以用KSCN溶液检验 FeCl3和 FeCl3B.Fe与 Fe的电子数相同C.Fe与 Fe互为同位素D.Fe的中子数小于质子数解析：选A。同位素在化学性质方面几乎完全相同，故无法用KSCN溶液区别 FeCl3和 FeCl3，A错误。X、Y、Z是原子序数依次递增的三种短周期元素。X原子的电子层数与它的核外电子数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y和Z可以形成两种或两种以上常见气态化合物。则下列说法一定正确的是()AY的氧化物都能跟碱反应B由这三种元素组成的酸一定不是强酸C由这三种元素可能组成一种离子化合物D这三种元素分别位于不同周期解析X原子的电子层数与它的核外电子数相等，可知X为H；Z原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，可知Z只有两个电子层，K层两个电子，则L层排了6个电子，所以Z为O；元素周期表中位于H和O之间且能和O形成两种或两种以上常见气态化合物的是C和N，所以Y可能为C或N。CO和NO都不能跟碱反应，A项说法错误；H、N、O三种元素组成的硝酸属于强酸，B项说法错误；H、N、O三种元素可组成NH4NO3，属于离子化合物，C项说法正确；C或N、O位于同一周期，D项说法错误。答案C【跟踪短训】1. 下列叙述中，正确的是()A两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同B凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同解析：选C。Na、Mg2、Al3、F、O2、Ne的核外电子排布均完全相同，但化学性质不同，A不正确；某些单原子形成的离子如H、Fe2、Fe3等均不具有稀有气体元素原子的核外电子排布，B不正确；阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，而主族元素阳离子的核外电子排布才与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D不正确。一、选择题1有5种单核粒子，它们分别是、2、(“”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有()A2种B3种C4种 D5种解析：选B。质子数决定元素的种类，质子数有19、18、20，共3种。2.I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关I的叙述中错误的是()A.I的化学性质与I相同B.I的原子序数为53C.I的原子核外电子数为78D.I的原子核内中子数多于质子数答案：C3核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a1)。下列有关元素X的说法中不正确的是()A元素X的原子核内质子数为(2a21)B元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)解析：选D。若a2，则X为N，若a3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。416O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()A16O2与18O2互为同分异构体B16O与18O核外电子排布方式不同C通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含0.1NA个氧原子解析：选D。同分异构体是指分子式相同而结构不同的化合物，A选项错误；16O和18O互为同位素，质子数相同，电子数相同，所以两者的核外电子排布方式相同，B选项错误；16O和18O都是氧原子，而化学变化中的最小微粒是原子，所以化学变化不能实现16O和18O间的转化，C选项错误；标准状况下，1.12 L16O2和1.12 L18O2的物质的量均为0.05 mol，则所含氧原子均为0.1 mol，D选项正确。5(2015陕西西安高三质检)假设R元素无同位素，元素R原子的质量数为A，Rm的核外电子数为x，则W g Rm所含中子的物质的量为()A(Axm)molB(Axm)molC.(Axm)molD.(Axm)mol解析：选C。根据n(Rm) mol，所以W g Rm所含中子的物质的量为 (Axm)mol。二、非选择题6A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：(1)写出五种元素的元素符号：A_，B._，C._，D._，E._。(2)画出B、C的原子结构示意图：B._，C._；画出D的离子结构示意图：_。(3)从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为1价？解析：由A为最外层电子数为1的非金属元素，知A为氢元素；由B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，知B为氧元素；又D和B元素原子的最外层电子数相同，核电荷数小于20，知D为硫元素；由C的核电荷数介于B(O)与D(S)之间，其原子的最外层电子数为1，知C为钠元素；由E的核电荷数大于D(S)小于20，且该元素最外层电子数比次外层电子数少1，知E为氯元素。答案：(1)HONaSCl(2) (3)钠元素原子的最外层只有1个电子，易失去而形成最外层为8个电子的稳定结构，故表现为1价。7A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大，离子半径依次减小，A与C可形成原子个数比分别为11和12的两种离子化合物，A与D的原子序数之和等于B与C的