原子结构化学键晶体结构

1、专 题 三 原子结构 化学键 晶体结构 考点简析 1 1掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子 数、核外电子数、质量数的概念及相互关系 2 2掌握核外电子排布规律 3 3理解同位素概念，能识别同位素 4 4理解离子键和共价键的涵义 5了解离子晶体、原子晶体、分子晶体的形 成及其性质 专题点金 一、原子结构 1、原子的构成 质子 Z个 原子核 原子 ZAX 中子 （A-Z）个 核外电子 Z个 Z AX 的含义:质量数为A、质子数为Z的一种原子 A Z A Z 2、质量数、质子数、中子数、电子数 的关系 电性关系 核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数 质量关系 质量数(A)= 质子数(Z)+ 中子

2、数(N) 3、原子核外电子排布规律 （1）原子核外电子运动特征：核外很小空间、高 速运动、无确定轨道 （2）原子核外电子排布规律： 原子核外各电子层能容纳的电子数最多为 2n2 个； 原子最外层电子数不超过8个，次外层电 子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个； 电子总是尽先排布在能量最低的电子层里， 然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层 里（能量最低原理） 4、原子结构与元素周期表 （1）周期数 = 原子的核外电子层数，主族数 =原 子的最外层电子数。 （2）每一周期的元素种类分别为： 2、8、8、18、18、32（七周期为不完全周期） （3 3）同周期：从左到右，随着元素原

3、子的核电 荷数递增，原子半径逐渐减小； 同主族：从上到下，随着元素原子的核电 荷数递增，原子半径逐渐增大。 点题剖析 例1 1：（01 01 海淀一模 ） 中国科学院近代物理研究所 最近合成了91 91239 239Pa Pa原子，在世界尚属首次。下列有关该原子 的说法不正确的是 A A合成该原子就是合成了一种新元素 B B该原子属于一种金属元素 C C该原子核内中子数为148148 D D该原子核内中子数与质子数之差为5757 分析点拨：91 91239 239Pa Pa原子只是元素PaPa的一种同位素，故 A A错误，由91-2-8-8-18-18-32=2391-2-8-8-18-18-

4、32=23知，该元素在周期表 中属于七周期的过渡金属元素。中子数239-91=148239-91=148，中 子数与质子数之差为148-91=57148-91=57。 答案：A 例2 2：（01 01 西城抽样题） 短周期元素中，A A元素原子 最外层电子数是次外层电子数的2 2倍；B B元素最外层电子数 是其内层电子总数3 3倍；C C元素原子次外层电子数等于其原 子核外电子总数的一半；D D元素原子最外层有1 1个电子，D D 的阳离子与B B的阴离子电子层结构相同，则4 4种元素原子序 数关系中正确的是 A ACDBA BCDBA BDBAC DBAC C CADCB DADCB DBA

5、CDBACD 分析点拨：由原子结构知识分析出各元素原子的 核外电子排布，在由此得出元素种类，就可比较出原 子序数大小。A A：2 42 4（C C），B B：2 62 6（O O） C C：2 22 2（BeBe）或2 8 62 8 6（S S），D D：2 8 12 8 1（NaNa）。 答案：ABAB 考题精练 1 1（00 00 上海）据报道，某些建筑材料会产生 放射性同位素氡86 86222 222Rn Rn，从而对人体产生伤害， 该同位素原子的中子数和质子数之差是 A A136 B136 B50 C50 C86 D86 D222222 2 2（00 00 广东）19991999年新发

6、现的114114号元素的 同位素，其中子数为184184，该同位素原子的质量 数为 A A70 B70 B114 C114 C228 D228 D298298 B B D D 3 3（00 00 北京等春招）某元素一种同位素 的原子的质子数为m m，中子数为n n，则下列说法 正确的是 A A不能由此确定该元素的相对原子质量 B B这种元素的相对原子质量为（m+nm+n） C C若碳原子质量为WgWg，此原子的质量为 （m+nm+n）WgWg D D核内中子的总质量小于质子的总质量 A A 4 4（00 00 全国） 6 613 13C-NMR C-NMR（核磁共振）可以用含 碳化合物的结构分

7、析。6 613 13C C表示的碳原子 A A核外有1313个电子，其中6 6个能参与成键 B B核内有6 6个质子，核外有7 7个电子 C C质量数为1313，原子序数为6 6，核内有7 7个质子 D D质量数为1313，原子序数为6 6，核内有7 7个中子 D D 5 5（00 00 全国）甲、乙是周期表中同一主族的 两种元素，若甲的原子序数为 x ,x ,则乙的原子 序数不可能是 A Ax+2 Bx+2 Bx+4 x+4 C Cx+8 Dx+8 Dx+18x+18 B B 5 5、原子、离子半径大小比较 （1） 原子半径的大小比较的一般规律： 电子层数不同时（同主族），电子层数越多， 原

8、子半径越大； 电子层数相同时（同周期），核电荷数越大， 原子半径越小。 （2 2）离子半径的大小比较： 电子层结构不同时，电子层数越多，离子半 径越大； 电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半 径越小。 例如：碱金属的原子LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs、FrFr ，从LiFrLiFr，电子层数依次增加，原子半径依次 增大；同样，它们的阳离子中，从Li Li + + Fr Fr + +， 电子层数依次增加，离子半径依次增大。 又例如：NaNa+ +与 F F- - 的电子层结构相同，因为 核电荷数11 11Na Na+ + 9 9F F- - ，所以离子半径：F F- - Na

9、Na+ +。 阳离子半径 原子半径 电子层结构相同的离子： H H- -、LiLi+ +、BeBe2+ 2+（与He He） O O2- 2-、F F- -、Na Na+ +、MgMg2+ 2+、Al Al3+ 3+（与Ne Ne） S S2- 2-、Cl Cl- -、K K+ +、CaCa2+ 2+（与Ar Ar） 同种元素的原子、离子半径大小比较： 点题剖析 例1 1：（02 全国重高模拟）下列关于微粒半 径的说法正确的是 A电子层数少的元素的原子半径一定小于电 子层数多的元素的原子半径 B核外电子层结构相同的单核微粒半径相同 C质子数相同的不同单核微粒，电子数越多 半径越大 D原子序数越

10、大，原子半径越大 分析点拨：（n-1n-1）层的金属元素的原子半径 可大于n n层非金属元素的原子半径，所以A A不正确； 核外电子层结构相同的单核微粒，因核电荷数不同 ，故半径也不相同，B B不正确；质子数相同的微粒 属于同种元素，此时核电荷数相同，半径就受电子 数多少的影响，电子数越多，半径越大，C C正确； 由于半径大小的比较是电子层数和核电荷数共同影 响的结果，所以仅从原子序数来分析比较是错误的 ，D D不正确。 答案：C C 1 1（01 01 广东）第四周期某主族元素的原子， 它的最外电子层有两个电子，下列关于此元素 的叙述正确的是 A A原子半径比钾的原子半径大 B B氯化物难溶

11、于水 C C原子半径比镁的原子半径大 D D碳酸盐难溶于水 CDCD 考题精练 2 2（00 00 海淀一模）已知aAaAn n+ +、bBbB(n+1)+ (n+1)+、cC cCn n- -、 dDdD(n+1) (n+1)- -均是由同周期主族元素形成的简单离子。 下列叙述正确的是 A A原子半径：C CD DA AB B B B原子序数：c cd db ba a C C离子半径：D DC CA AB B D D单质还原性：A AB BC CD D BCBC 6 6、同位素 （1）定义：质子数相同而中子数不同的同一 元素的不同原子互称为同位素。 （2）特性：同一元素的同位素虽然质量数不

12、同，但化学性质基本相同；在天然存在的某种 元素中，不论是游离态还是化合态，各种同位 素的原子含量是不变的。 点题剖析 例1 1：（04 04 上海）据报道，月球上有大量 3 3He He存在，以下关于3 3HeHe的说法正确的是 A A是4 4HeHe的同分异构体 B B比4 4HeHe多一个中子 C C是4 4HeHe的同位素 D D比4 4HeHe少一个质子 分析点拨：3 3HeHe的质子数为2 2、质量数为3 3，则中子数 为1 1，4 4HeHe的质子数为2 2、质量数为4 4，则中子数为2 2，故3 3HeHe 与4 4HeHe具有相同的质子数，属于HeHe的两种同位素，但3 3He

13、He比 4 4He He少一个中子。 答案：C C 1 1(04 (04 广东、广西) )下列各组物质，互为同位素的 是 A A重氢、超重氢 B B氧、臭氧 C C红磷、白磷 D D乙酸、丙酸 2 2（00 00 上海）氯只有35 35Cl Cl和37 37Cl Cl两种稳定同位素， 它们在氯气中原子数之比为35 35Cl: Cl:37 37Cl Cl为3:13:1。则相对分 子质量为7070、7272、7474的氯气分子数之比可能是 A A5:2:1 B5:2:1 B5:2:2 5:2:2 C C9:3:1 D9:3:1 D9:3:29:3:2 A A ADAD 考题精练 3 3（01 01

14、 全国）下列说法中错误的是 A A原子及其离子的核外电子层数等于该元素所 在的周期数 B B元素周期表中从BB族到B 10B 10个纵行的元素 都是金属元素 C C除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8 8 D D同一元素的各种同位素的物理性质，化学性 质均相同 ADAD 4 4（02 02 全国春招理综 ）19991999年1 1月，俄美科学家联合 小组宣布合成出114114号元素的一种同位素，该同位素原 子的质量数为298298。以下叙述不正确的是 A A元素属于第七周期 B B该元素位于IIIAIIIA族 C C该元素为金属元素，性质与82 82Pb Pb相似 D D该同位素原子含有1

15、14114个电子和184184个中子 B B 5 5（02 02 上海综合） 4 412 12C C和4 41414C C结构上的差 别在于其_ _ _ _ 的不同。 如14 14CO CO2 2与碳在高温条件下发生反 应： 14 14CO CO2 2 + C = 2CO + C = 2CO，达到化学平衡后， 平衡混合物中含14 14C C的微粒有 A A14 14CO CO2 2 B B14 14CO CO2 2、14 14CO CO C C14 14CO CO2 2、14 14CO CO、14 14C C D D14 14C C 核内中子数（或质量数） C C 二、化学键 、定义 相邻的两

16、个或多个原子之间的强烈的 相互作用。 2 2、种类 离子键、共价键、金属键。 三种化学键的比较 离子键 共价键 金属键 概念 阴、阳离子间通 过静电作用所形 成的化学键 原子间通过共用电 子对所形成的化学 键，分为极性键和 非极性键 金属中，金属阳 离子与自由电子 间的相互作用 形成 活泼金属与活泼 非金属（酸根离 子）间易形成离 子键 一般为非金属元素 之间形成，不同种 元素原子间形成极 性键，同种元素原 子间形成非极性键 金属阳离子与自 由电子之间形成 存在 离子化合物；如： MgO、Na2O2、 Ba（OH）2、 NaCl、K2SO4等 非金属单质、共 价化合物、某些 离子化合物；如：

17、H2、金刚石、 H2S、CS2、 HNO3、NH4Cl、 NaOH、K2CO3 等 金属单质及合 金。如：Na、 Mg、Al、Fe、 Cu、CuAl等 键强影 响因素 离子的半径越小、 离子电荷数越大， 离子键越强 原子半径小，键 长越短、键能越 大，共价键越强 金属阳离子半 径越小、电荷 越大，金属键 越强 键的 作用 一般来说，键越强，含有该键的物质越稳定。 键长：两个成键原子的核间距离； （决定 分子稳定性和空间结构） 键能：拆开1mol的化学键所需要的能量； （决定分子的稳定性） 键角：分子中键与键之间的夹角。 （决定分子的空间结构和分子极性） 共价键键参数 ： 问题一： 非金属元素间

18、能否形成离子化合物？ 大多数非金属元素间通过共价键形成共价化 合物，但铵盐中的铵根与阴离子间却是离子键， 故铵盐是离子化合物。 1 1、物质中有阴离子必有阳离子，有阳离子却不一定有阴 离子。 2 2、共价化合物中一定无离子键，离子化合物中一定无共 价键。 正确，如金属或合金中有金属阳离子，却无 阴离子存在。 不正确，离子化合物中除离子键外，还可以 含共价键，如KOHKOH、BaSOBaSO4 4等。 讨论：下列说法是否正确，请说明理由 点题剖析 例1 1：（02 02 东城模拟）下列性质中，可以证明某化合 物内一定存在离子键的是 A A、可溶于水 B B、具有较高的熔点 C C、水溶液能导电

19、D D、熔融状态能导电 分析点拨：本题考查对化学键-离子键的判断。含 离子键的化合物必为离子晶体，而离子晶体区别其它晶 体的突出特点是：熔融状态下能导电，故D D正确；许多 共价化合物都可溶于水，A A不正确；具有较高熔点的晶 体也可能为原子晶体或金属晶体，B B不正确；水溶液能 导电的可以是共价化合物如硫酸等。 答案：D D 考题精练 1.1.（04 04 全国新老课程卷）下列分子含有的电子数目与HFHF 相同，且只有两个极性共价键的是 A .COA .CO2 2 B .N B .N2 2O C .HO C .H2 2O D .CHO D .CH4 4 2.2.（04 04 江苏）下列各分子

20、中，所有原子都满足最 外层为8 8电子结构的是 A .HA .H2 2O B .BFO B .BF3 3 C .CCl C .CCl4 4 D .PCl D .PCl5 5 C C C C 3 3、共价键的极性与分子的极性 （1 1）只由非极性键形成的分子都是非极性分子，如非 金属的单质。 （2 2）由极性键形成的具有对称结构的分子仍然是非极 性分子。 （3 3）由极性键形成的不具有对称结构的分子是极性分 子。 几种常见分子的空间构型与分子的极性 分子 空间结构 对称性 分子的极性 HCl 直线型不对称极性分子 CO2、CS2 直线型对称非极性分子 H2O、H2S 三角型不对称极性分子 BF3

21、、BCl3 平面三角型对称非极性分子 NH3、PH3 三角锥型不对称极性分子 CH4、CCl4 正四面体型对称非极性分子 由极性键形成的化合物分子，是否 具有对称的结构是决定分子是否有极 性的关键。 结构不对称极性分子 极性键 结构对称非极性分子 小结： 问题二：如何判断某种物质的分子有无极性？ 第一步：确定分子中存在的共价键有无极性 第二步：确定分子的空间构型是否对称 第三步：确定分子有无极性 例：判断CO2分子有无极性 1、 CO2中存在的共价键为C、O间的极性键 2、 CO2的分子结构为O=C=O，两个共价键间的键角 为1800，为对称结构，极性抵消。 3、 CO2分子无极性。 考题精练

22、 1.（96 上海 ）下列各组分子中，都属于含极性 键的非极性分子的是 A .CO2、H2S B .C2H4、CH4 C . Cl2、C2H2 D .NH3、HCl 2.（94 上海 ）下列各组物质中，都是由极性键 构成为极性分子的是 A . CH4 和Br2 B . NH3 和H2O C . H2S和 CCl4 D .CO2和HCl B B 4 4、范德华力（分子间作用力） （1 1）概念：分子间微弱的相互作用力 （2 2）特征：存在于分子之间，分子充分接近时产生， 作用力远小于化学键。 （3 3）影响因素：分子的极性，分子量的大小。 （4 4）主要作用：影响物质的物理性质。如熔沸点等。 问

23、题三：范德华力如何影响分子晶体的熔沸点？ 分子晶体的构成微粒为分子，当晶体被破坏时， 分子将脱离晶体而运动，分子间的距离也将增大，此 时就必须克服分子间存在的相互作用（范德华力）， 所以，范德华力越大，分子晶体的熔沸点越高。 分子的稳定性由共价键强弱决定，而与范德华 力无关。分子的熔沸点与范德华力有关，与共价键 强弱无关，且随着分子间作用力增强而增高。 正确，因分子是由原子间依靠共价键形成，故稳 定性取决于共价键强弱，但范德华力是分子与分子间 的相互作用，它只影响分子的一些物理性质，如熔沸 点。 讨论：下列说法是否正确： 三、离子晶体、分子晶体、原子晶体、 金属晶体 常见晶体的构成及物理性质

24、晶体类型 离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体 构成微粒 阴阳离子原子分子金属离子自 由电子 微粒间作用 离子键共价键范德华力金属键 熔、沸点 较高很高很低一般较高 硬度 较硬很硬一般较软一般较硬 溶解性 易溶于水等 极性溶剂 难溶于溶剂 相似相溶 难溶 导电性 水溶液或熔 化时导电 晶体一般不 导电（石墨 可导电） 不导电（有 的溶于水可 导电） 晶体导电、 熔化导电 问题四：如何分析物质的熔沸点高低 物质熔沸点高低的一般规律： 不同晶体 原子晶体 离子晶体 分子晶体 同种晶体 原子晶体：原子半径越小，键能越大，熔沸 点越高。 如：金刚石 碳化硅 单质硅离子晶体：离子半径小，离子电荷数大，离子键越强, 熔沸点越高。 如：NaCl KCl AlCl3 MgCl2 N