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4 第九讲 原子结构 化学键 【例题精讲】 例1.科学家最近制造出第112号新元素，其原子的质量素为277，这是迄今已知元素中最重的原子。关于该新元素的下列叙述正确的是( BD ) A.其原子核内中子数和质子数都是112 B. 其原子核内中子数为165，核外电子数为112 C.其原子质量是12C原子质量的277倍 D. 其原子质量与12C原子质量之比为277：12例2.有A、B、C、D四种元素，A元素的原子得2个电子，B元素的原子失去2个电子后所形成的微粒均与氖原子有相同的电子层结构。C元素的原子只有1个电子，D元素原子的M电子层电子数比N层电子数多6个。试写出A、B、C、D的元素符号和名称，并画出A、B两元素的离子结构示意图。答：A：O（氧）B：Mg（镁）C：H（氢）D：Ca（钙）例3：X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可能表示为（ A ）A.XYB.XY2C.XY3D.X2Y3 解析：根据题意X可能为Li或Si。若X为Li，则Y是H，可组成LiH即XY；若X为Si，则Y为Li，Li和Si不能形成化合物。答案：A例4设某元素某原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断中正确的是（ D ） A. 不能由此确定该元素的相对原子质量 B. 这种原子的相对原子质量为m+n C. 若碳原子质量为wg，此原子的质量为(m+n)wg D. 核内中子的总质量小于质子的质量解析元素的相对原子质量和原子的相对原子质量是两个不同的概念，要求元素的相对原子质量，必须知道其各种同位素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项A正确。质子数m+中子数n应为质量数，不是相对原子质量，选项B错误。由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量=一种碳原子质量该原子的相对原子质量，故选项C错误。1个质子的质量略小于1个中子的质量，但核内质子的总质量与中子的总质量还要取决于质子和中子数目的多少，选项D错误。 本题正确答案为A。本题要求熟悉有关的基本概念，要注意区分一些易混淆的概念，如相对原子质量与质量数，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量，核素与同位素等。例5周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为41。则这三种元素是A_、B_、C_、D_(填元素符号)。解析本题采用平均值法解答比较简单。由A、B、C三元素为相邻元素以及它们的平均质子数41/31418，可知A、B、C三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值19/36.37，推知其中必有最外层电子数为7的元素，所以A、B、C三种元素应分布在A、A族，经推断A为S，B为Cl、C为O符合题意。例题6 ：下列各组微粒半径由小到大的排列顺序正确的是（）ANaSiP BO2Mg2+Al3+CCaBaCa2+ DClFF 方法：根据周期表中元素的原子半径的递变规律及离子半径的大小比较规律，在巧解巧算中简约思维而获得结果。捷径：先看电子层数，层数越多半径越大；当层数相同时看核电荷数，核电荷数越大半径越小；当层数和核电荷数都相同时看核外电子数，核外电子数越多半径越大。依据此原则可得：A选项PSiNa； B选项Al3+Mg2+O2-；C选项Ca2+CaBa2+；D选项FF-Cl-；对照选项可得答案为B。总结：微粒半径比较原则：（1）阴离子半径大于其原子半径，阳离子半径小于其原子半径；（2）同主族元素原子半径由上到大依次增大，同周期元素原子半径从左至右依次减小；（3）具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小。 例题7 ：下列各组物质中，分子中的所有原子都满足最外层8电子结构的是（）ABeCl2、PCl5BPCl3、N2CCOCl2（光气）、SF6 DXeF2、BF3。方法：根据选项逐一分析。捷径：所有原子最外层满足8电子结构的题中物质仅有：PCl3、N2、COCl2，故正确选项为B。总结：对ABn型分子，中心原子A是否满足8电子结构的判断方法是：如果A的化合价的绝对值 + 最外层电子数等于8，即满足8电子结构，否则不满足。【实战演练】1.与OH- 有相同质子数和电子数的微粒是(BC ) A.Cl- B.F- C.NH2- D.NH32.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克的带电量为2e/3，d夸克的带电量为-1e/3，e为基本电荷。下表中关于质子和中子组成的两类夸克数目论断可能确的是 ( B ) ABCD质子u夸克1212d夸克2121中子u夸克1121d夸克22113. 中国科学院近代物理研究所合成了23991Pa原子，在世界尚属首次，下列有关该原子的说法不正确的是 ( C ) A.该原子属于一种金属原子B.该原子核内中子数为148 C .合成该原子就是创造了一种元素 D.这种原子具有放射性4. 13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt W thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是 ( C ) A. 13C与15N有相同的中子数 B. 13C 与C60互为同素异形体 C.15N 与14N互为同位素 D. 15N的核外电子数与中子数相同5某粒子用表示，下列关于该粒子的叙述正确的是 ( BC )A所含质子数An B所含中子数 = AZC所含电子数Z+n D所带电荷数 = n(D选项所带电荷数应标明正负)6某元素Mn+核外有a个电子，该元素的某种原子的质量数为A，则该原子的核内中子数为( B )AA a + n BA a n CA + a n DA +a + n7(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，表示的碳原子 ( D )A核外有13个电子 B核内有6个质子，核外有7个电子C质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子D质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子8美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是 ( A )A57 B47 C61 D293解析：由于原子核内的质子数等于核外电子数，故该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是17511857。9下列四组物质中，不具有相同核外电子总数的两种分子是 ( B )AH2O2 和CH3OH BHNO2和HClO CH2O和CH4 DH2S 和F2 解析：只有HNO2和HClO两种分子不具有相同核外电子总数(分别为24和26)。A项中电子总数均为18；C项中电子总数均为10；D项中电子总数均为18，故B项正确。10人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为 ( A )A B C D 11两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等，在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有 ( B )A1对 B2对 C3对 D4对12短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上的电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是 ( A )AX2YZ4 BXYZ3 CX3YZ4 DX4Y2Z7由题意知：X为H或碱金属，价态为+1价，13X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果、四种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（ ）Aa-c=m-n Ba-b=n-m Cc-d=m+n Db-d=n+m14下列各组是有关元素的原子序数，其中能以离子键相互结合成稳定化合物的是（ C ）A10与19 B6与16 C11与17 D14与815下列过程中，共价键被破坏的是 DA碘升华 B溴蒸气被木炭吸附 C酒精溶于水 DHCl气体溶于水16. 诺贝尔化学奖获得者哈迈得.泽维尔开创了“飞秒(10-15s)化学”的新领域,使运用激光光谱观测化学反应中原子的运动成为可能.你认为运用该技术能观测到的是 A. 化学反应中化学键的断裂 B. Na+与 Na中电子层的差别 C. 化学反应中新分子的形成 D. 同位素原子中中子数的差别17.下列物质中，含有离子键的化合物是A.KOHB.H2OC.HClD.H218.下列物质中，只有离子键的是A. Na2SO4B.BaCl2C.HClD.NaOH19.下列给出的有关元素的原子序数，其中彼此不能形成化学键的一组是A.6和8B.16和19C.9和11D.10和1320.下列有关叙述中，不正确的是A.共价化合物中可能含有离子键B.离子化合物中可能含有共价键C.离子化合物中一定含有离子键D.共价化合物中不含有离子键21.下列物质中不含有非极性键的是A.HClB.NaClC.N2D.He22.下列各组物质中，化学键类型相同的化合物是A.NaCl、HClB.CO2、H2OC.NO、NaClD.Cl2、SO223有两种气态单质Am和Bn，已知24 g Am和21 g Bn所含的原子个数相等，而分子数之比为23。A和B的原子核内质子数都等于中子数，A原子L层电子数是K层电子数的3倍。(1)A、B的元素符号分别是什么?(2)Am中的m值是几?解析：本题涉及质量、物质的量，摩尔质量及粒子个数之间的关系，另有原子结构及原子核外电子排布的知识。由于涉及知识较多，解题时须做到思路清晰，心中有数。由题意可知，A为氧元素，Am为氧的单质。设B的相对原子质量为b，则有： (原子个数相等) b = 14B的质子数为1427，即B为氮元素。由分子数比为23得： = 23 nm = 23即Bn为N2 ，Am为O3 。24有相对原子质量均大于10的A、B两元素形成的两种化合物X和Y，已知等物质的量的X和Y的混合物的密度是相同条件下氢气的185倍，其中X和Y的质量比为344。经测定X的组成为AB，Y的组成为AnB，试通过计算确定A、B两元素的名称。解析：本题涉及混合物的平均相对分子质量的计算以及物质相对分子质量与质量、物质的量的关系。由题可知，X和Y的平均相对分子质量为185237，且解得；M(X) = 30 M(Y)44又因为A、B两元素的相对原子质量均大于10，X的组成为AB，且由计算所知其相对分子质量为30，可推得X为一氧化氮。同理，由Y的组成为AnB，相对分子质量为44，可推知Y为一氧化二氮。25.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图所示，呈V型，键角为116.5。三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键（虚线内部分）三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：（1）臭氧与氧气的关系是 。（2）写出下列分子与O3分子的结构最相似的是A.H2OB.CO2C.SO2D.BeCl2（3）分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O3分子有 对孤对电子。（4）O3分子是否为极性分子 （是或否）。（5）O3与O2间的转化是否为氧化还原反应（若否，请回答A小题；若是，请回答B小题）。A.O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4而O2不能，试配平： PbS O3 PbSO4 O2