初升高化学衔接班第3讲——物质的结构 同步课堂

年 级新高一学 科化学版 本通用版内容标题初升高化学衔接班第3讲物质的结构编稿老师张占军一、学习目标1、复习原子的构成，懂得质量数和的含义。2、掌握核外电子的排布规律，能熟练地画原子结构示意图。3、从结构的角度来分析离子化合物和共价化合物。4、学会使用电子式表示粒子及化合物的组成。二、学习要点1、原子结构2、原子核外电子排布：排布规律、化合物的形成3、电子式三、课程精讲1911年，英国物理学家卢瑟福用一束带正电荷的粒子轰击金箔时，发现大多数粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向，但也有一小部分粒子改变了原来的运动路径，甚至有极少数粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来。卢瑟福提出了“核式原子模型”，较好的解释了原子核与核外电子的关系，那么，原子核内部的结构是怎样的？核外电子又是如何运动的？ 知识点一：原子的结构在初中化学中我们学习了构成物质的基本微粒有原子、分子和离子。分子是构成物质的一种微粒，如氢气、水、二氧化碳气体等都是由分子构成的。分子是由原子结合而成的，如水分子是由氢原子氧原子结合而成的。原子不但可以结合成分子，还能直接构成物质，如铁、铜等金属和稀有气体氦、氖等都是由原子直接构成的。那么原子可不可以再分？（1）核电荷数 = 质子数= 核外电子数（2）质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）（3）原子组成的表示方法：（4）原子的全部质量几乎都集中在原子核上。所以数值上，原子的质量数近似等于它的相对原子质量。相对原子质量：以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量与这一标准相比较所得的数值，称为这种原子的相对原子质量。（5）元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。同一种元素的原子具有相同的质子数，但中子数不一定相同。如氢元素存在氕（11H）、氘（12H）、氚（13H）三种原子，它们的原子核内都含有1个质子，中子数分别为0、1、2。我们把具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。把质子数相同、中子数（质量数）不同的核素互称为同位素。【典型例题】例1. 不同元素之间的本质区别在于（ ）A. 相对原子质量不同 B. 核外电子数不同 C. 核电荷数不同 D. 核内中子数不同思路导航：考查元素的定义，原子的组成等知识，对这部分要注意它们之间的关系。解答：由元素的定义可知，元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称，不同元素的本质区别是核电荷数不同。故选C仿练：2004年温家宝总理批示：严查安徽“杀人奶粉”。经检测，“杀人奶粉”中蛋白质、钙、磷、锌、铁等的含量严重不足，营养价值比米汤还差。这里的“钙”“磷”“铁”“锌”是指（ ）A. 分子B. 原子C. 离子D. 元素答案：D点津：这部分是识记内容，一定要在理解的基础上记准确，特别是定义的关键词语，要多体会。例2. 碘元素的一种核素12553I可用于治疗肿瘤。该核素的质子数为_，中子数为_，质量数为_，核外电子数为_。思路导航：考查质子数、中子数、电子数、质量数等概念的关系。解答：从核素12553I的组成上看，质子数为53；中子数为质量数与质子数的差即12553=72；质量数为125；原子的核外电子数与质子数相同，为53。仿练：试用质子数、中子数、电子数、质量数和同位素填空：（1）136C与147N具有相同的_；（2）136C与126C具有相同的_；（3）146C与147N具有相同的_；（4）157N与147N互为_。答案：（1）中子数；（2）质子数、电子数；（3）质量数；（4）同位素点津：了解原子的组成Z A X的含义，掌握两个关系：（1）核电荷数 = 质子数= 核外电子数；（2）质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）知识点二：原子核外电子的排布原子核外的电子在核外空间做高速运动。含多个核外电子的原子中，电子运动的主要区域离核有远有近，在离核较近的区域运动的电子能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高，即电子在原子核外是分层排布的。我们把核外电子运动的不同区域看成不同的电子层，由内向外依次为1、2、3、4、5、6、7，分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层。写出下列元素的原子结构示意图。（N O Na Al S ）核外电子排布遵循的规律：（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，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里。（2）排布规律：A、各电子层最多容纳的电子数为2n2；B、最外层电子数目不超过8个（K层为最外层则不超过2个）；C、次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。分别写出He、Ar、Na、Mg、F、Cl的原子结构示意图。分析可以得出：He最外层电子数是2个、Ar最外层电子数是8个，达到饱和，它们的化学性质非常稳定，一般不和其他的物质发生化学反应。因此，若最外层达到饱和，这样的结构是最稳定的。而Na、Mg、F、Cl等元素的原子最外层没有达到饱和，化学性质不稳定，怎样才能达到稳定结构呢？在化学反应中，金属元素的原子较容易失去最外层电子，达到8个电子的稳定结构；非金属元素的原子比较容易获得电子，使最外层通常达到8个电子的稳定结构。因此，元素的化学性质和它的最外层电子数目关系密切。上图中，形成的Na+和Cl带相反的电荷，它们之间会通过静电作用结合在一起。像这样带相反电荷的阴、阳离子结合的相互作用，称为离子键。阴阳离子之间通过离子键形成的化合物叫做离子化合物。写出Mg2+、Al3+、S2、F的离子结构示意图：我们知道，氯气、氯化氢等都是由分子构成的物质。两个氯原子可以结合成一个氯分子，一个氯原子和一个氢原子可以结合成一个氯化氢分子。它们的分子中的原子都达到稳定结构了吗？所以说，当两种非金属元素相互化合时，原子间共用最外层上的电子，形成共用电子对，以达到稳定的电子层结构，共用电子对同时受到两个原子核的吸引。像这样，原子间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称为共价键。原子间通过共价键形成的化合物叫共价化合物。【典型例题】例1. 下列原子结构示意图中，正确的是（ ）思路导航：要正确画出原子结构示意图，必须了解核外电子的排布规律。解答：核外电子排布规律要求每层容纳的电子数最多为2n2个，所以第一层不超过2个，第二层不超过8个；另外，最外层不超过8个（K层为最外层则不超过2个）。所以A、D错误；C中的原子核内质子数与核外电子数不相等，不是原子的结构，C错；所以B正确。仿练：某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层有4个电子，该原子核内的质子数为（ ）A. 14 B. 15 C. 16 D. 17答案：A点津：对于核外电子的排布规律，要在理解的基础上记忆，并多用多体会。例2. 下列各数值表示有关元素的质子数，其所表示的各原子组中能以离子键相互结合成稳定化合物的是（ ）A. 10和9 B. 6和16 C. 11与17 D. 14与8思路导航：能否形成稳定化合物，是以什么方式形成的，这要根据原子的核外电子排布情况而定，所以要画出原子结构示意图。解答：A中原子的核外电子的排布：一个是2，8；一个是2，7；由于2，8的排布已经是稳定结构，所以不可能以离子键结合。A错；同理，B中一个是2，4；一个是2，8，6；二者也不可能有电子的得失而形成离子键，B错；C中一个是2，8，1；一个是2，8，7；前面原子的最外层电子失去，而后面的原子得到电子，形成阴、阳离子，可以离子键结合，C正确。同B，D也不能进行电子的得失而以离子键结合。所以答案为C。仿练：下列物质中，是通过离子键结合成稳定结构的是（ ）A. NaCl B. HCl C. H2 D. H2O答案：A点津：离子键、共价键的形成要从原子的核外电子排布角度去理解，这样才会深刻，所以掌握原子的核外电子排布规律十分关键。知识点三：电子式在元素符号周围用“”或“”来表示原子的最外层电子，以简明地表示原子、离子的最外层的电子排布，这种式子称为电子式。用电子式还可以表示化合物的组成。（1）原子的电子式：写出Na、Cl、Mg、F的电子式。（2）阳离子的电子式：写出Mg2+、Al3+的电子式。（3）阴离子的电子式：写出Cl 、S2的电子式。（4）离子化合物的电子式：写出NaCl、Na2O的电子式。（5）共价化合物的电子式：写出H2、H2S的电子式。【典型例题】例、下列粒子的电子式书写正确的是（ ）思路导航：正确书写电子式，要理解离子键、共价键的形成过程。注意离子化合物和共价化合物的电子式的区别。解答：NaCl是离子化合物，由阴阳离子组成，A错；Cl原子最外层有7个电子，而B没有正确表示，B错；HCl是共价化合物，原子是通过共价键结合在一起的，而不是离子键，C错；H原子最外层有一个电子，与另外一个氢原子共用一对电子，D正确。仿练：X元素的1个原子失去1个电子，该电子转移到Y元素的1个原子中去，形成结构稳定的离子化合物，则它的电子式为_。答案：点津：根据电子式的定义，熟练掌握各种粒子的电子式的书写，特别是离子化合物和共价化合物的电子式，并体会离子化合物和共价化合物的形成过程。四、知识提炼导图：五、目标期望：通过本讲的学习，我们要做到：（1）会根据原子的组成，说出ZA X中各部分的含义；（2）学会质量数、质子数、中子数之间的换算关系；（3）会根据核外电子的排布规律，画出原子结构示意图；（4）学会判断离子化合物和共价化合物；（5）学会使用电子式表示各种粒子；（6）学会使用电子式判断物质中的各原子是否达到稳定结构。六、下讲预告：我们在下讲将要学习物质的分类，了解众多物质是如何分类的及分类的依据；学习判断物质所属类别的方法；学习物理性质和化学性质的涵义及研究方法；学习几种重要物质的性质和用途，从而体会性质决定用途的思想。希望同学们做好课前预习！【同步练习】（答题时间：35分钟）1、据报道，一高校对某城市湖底淤泥的一项调查实验表明，底层沉积的淤泥中铅、镍、铬、锌等重金属含量，已经超过了城市的土壤的重金属含量。这里提到的铅、镍、铬、锌是指（ ）A. 元素 B. 原子 C. 分子 D. 单质2、1991年，我国著名化学家张青莲教授与另一位科学家合作，测定了铟（In）元素的相对原子质量的新值。铟元素的核电荷数为49，相对原子质量为115，铟原子的中子数为（ ）A. 115B. 49C. 66D. 1643、原子是构成物质的一种粒子，下列关于原子结构的叙述错误的是（ ）A. 原子核中的质子数决定元素种类 B. 原子核外的最外层电子与物质的化学性质密切相关C. 在化学变化中，原子核外的电子没有发生改变 D. 原子核中的质子数和中子数之和可看成相对原子质量4、构成原子核的不可缺少的微粒是（ ） A. 质子B. 中子C. 质子和中子D. 电子 5、已知一个碳12原子的质量为n，一个R原子的质量为m，则R原子的相对原子质量为（ ）A. m/nB. n/mC. m/12nD. 12m/n6、R2+ 离子核外有10个电子，其核内质子数是（ ）A. 10 B. 12 C. 20 D. 247、在H2O、H2、O2、H、O、H+、O2 七种微粒中，属于分子的是_，属于原子的是_ ，属于离子的是_。H和H+两种微粒相同的是_，不同的是_（至少各说出一条）。8、在63Li、147N、2311Na、2412Mg、73Li、146C中：（1）_和_互为同位素；（2）_和_的质量数相等，但不能互为同位素；（3）_和_的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。9、下列6种物质中：H2；NaCl；KOH；Cl2；MgCl2；H2O（1）只含有离子键的是_；（2）只含有共价键的是_；（3）既含有离子键又含有共价键的是_。10、有A、B、C三种粒子：已知A带1个单位负电荷，其核外电子排布与氩原子相同；B粒子的第一、第三两电子层的电子数相等；每个C粒子中有3个原子核，其质子数总和为10。（1）写出A、B、C的符号：A ，B ，C 。（2）B粒子的原子结构示意图是 ，A粒子的核电荷数是 。11、2H、2H+、H2、21H都可以表示氢，它们有什么区别？12、比较氯分子、氮分子的电子式，两种分子中每个原子的最外电子层是否都具有8电子的稳定结构？【试题答案】1、A 2、C 3、