【创新设计】高考化学一轮复习 第1节 原子结构 大纲人教

第一节原子结构复习目标展示1.熟悉原子的组成，能用原子结构示意图描述原子结构内容。2.理解并能会应用“四同”概念解决一些基础化学问题。3.能够熟记原子结构的特殊性并能用来判断元素的性质。第五章物质结构元素周期律知识点1原子结构问题1：从哪几方面描述原子结构？1．原子的组成核电荷数Z＝

＝

质量数：指原子核内所有

的

取

加起来所得的数值。质量数A=。核内质子数核外电子数质子和中子相对质量近似整数值Z+N(中子数)2．原子核外电子运动的特征(1)电子云：电子饶原子核高速运动没有确定的

，就好像一团

笼罩在原子核周围，形象地称之为电子云。(2)电子云图的意义：电子云密度大，表明单位体积内

；电子云密度小，表明单位体积内

。

轨道带负电的云雾电子出现的机会多电子出现的机会少3．核外电子排布规律(1)电子层：是根据电子在核外运动的不同

。划分的七个电子层为。区域来划分的。电子离核越远，能量越高K、L、M、N、O、P、Q(2)电子分层排布规律核外电子尽先排布在

的电子层里，再依次排布在

的电子层里。K层最多容纳的电子数为

。除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为

；次外层最多容纳的电子数为

；n层最多容纳的电子数为

。能量低能量高28182n2(1)原子结构示意图：表示原子(或离子)的

和

在各个电子层上排布的图示。如：原子核(含核电荷数)核外电子4．原子结构示意图和电子式a、Cl(2)电子式：用“·”或“×”在元素符号周围表示最外层电子，如×Mg×，。(同一个式子中的同一元素的原子的电子要用同一符号，都用“·”或“×”。)思维延伸(1)不是所有的原子核均由中子和质子组成，如：H。(2)主族元素的简单离子中，阳离子的电子式就是离子符号。如Mg2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层都是8电子结构(除H－：[H：]－外)，如S2－电子式写为[]2－。认识点2同位素问题2：怎样理解同位素的概念？5．同位素的定义：同一种元素不同原子因

内含有

数不同而互称为同位素，同种元素的不同种原子之间互称同位素。原子核中子6．特点(1)在元素周期表中处于同一位置(同一种元素)。(2)同位素的

性质不同，

性质相同(因核外电子排布相同)。(3)天然存在的各种元素中，不论是游离态还是化合态，各种核素(每种同位素)所占的原子个数百分比一般是不变的

物理化学思维延伸考点1“四同”概念的比较同分异构体同系物同素异形体同位素定义对象化合物有机化合物单质原子限制条件分子式相同、结构不同结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团组成元素相同、结构不同质子数相同、中子数不同存在范围(对象)一般为有机化合物之间一般为有机化合物之间单质之间原子之间化学性质可能相似也可能不同相似相似，一定条件下可以相互转变几乎完全相同实例CH3COOH与HCOOCH3CH3OH与C2H5OH金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3H、H、H【例1】(2009·全国Ⅱ理综，9)某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是()A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核内有63个质子D．它的一种同位素的核内有89个中子解析：依题意，该原子的原子序数为63，因为氙原子序数为54，位于第五周期，而氡原子序数为86，位于第六周期，54<63<86，故该元素位于第六周期，第六周期ⅡA、ⅢA族元素的原子序数分别为56、81,56<63<81，故该元素属于副族元素，A项和B项都正确；原子中质子数等于电子数，它的质子数为63，C项正确；该元素有两种同位素，其含量相近，相对原子质量为152.0，相对原子质量＝一种同位素质量数×该同位素的原子个数百分率＋另一种同位素质量数×该同位素的原子个数百分率，在原子中，中子数等于质量数减去质子数，质量数未知，故它的中子数不能用相对原子质量计算，D项错误。答案：D变式练习1．(2009·广东，1)我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是()A.Sm与Sm互为同位素B.Sm与Sm的质量数相同C.Sm与Sm是同一种核素D.Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62方法归纳：这类试题往往是与高科技相联系的题目，起点高，落点低。熟练记忆几个“数”之间的关系及几种相对质量的计算方法是解答这类题的基础。解析：解答本题应从同位素、核素、质量数和中子数、核电荷数的关系入手。选项A,Sm与Sm具有相同的质子数、不同的中子数，二者互为同位素。选项B,Sm的质量数为144,Sm的质量数为150，二者的质量数不同。选项C,Sm与Sm不是同一种核素。选项D,Sm的中子数为82,Sm的中子数为88，二者的中子数不相等。答案：A考点2原子结构的特殊性及判断元素性质的规律1．短周期元素原子结构的特殊性(1)稀有气体原子的电子层结构与同周期的活泼的非金属元素形成的阴离子、下一周期的主族金属元素形成的阳离子的电子层结构相同，如Ne、F和Na+的电子层结构相同。(2)最外层有2个电子的元素是Be、Mg、He。(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的是C,3倍的是O。(4)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li和Si。(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素是Li和P。(7)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(8)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。2．等电子微粒电子数微粒2电子H2、He、Li+、H-、Be2+10电子Ne、HF、H2O、NH3、CH4、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+、N3-、O2-、F-、OH-等14电子N2、CO、C2H2，C-等18电子Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2、C2H6、N2H4、CH3OH、K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、O-等3.等质子微粒(1)离子①9质子：F-、OH-、NH2-。②11质子：Na+、H3O+、NH4+。(2)分子①14质子：N2、CO、C2H2。②16质子：S、O2。4．利用原子结构判断元素的性质(1)判断元素的金属性和非金属性：①最外层有8个电子的结构是相对稳定结构(若K层为最外层是2个电子)。②最外层电子数小于4个，或最外层电子数小于电子层数，则一般为金属元素。③原子最外层电子数大于4个，或最外层电子数大于电子层数，一般为非金属元素。④最外层电子数等于电子层数，一般为两性元素。(2)判断元素的化合价：①对主族元素，原子的最外层电子数等于元素的最高正价，氧元素无最高正价，氟元素无正价，二者除外。②只有非金属元素才有负价，且一般只有一种负价，其绝对值等于8与最外层电子数之差(H有-1价)。③若原子的最外层电子数为奇数(m)，则元素的正常化合价为一系列连续的奇数，从-3价到+m价，若出现偶数，其氧化物是不成盐氧化物，例如NO2、NO。④若原子的最外层电子数为偶数(m)，则正常化合价为一系列连续的偶数，从-4价到+m价。例如：、、。⑤所有元素都有零价。例2(2010·山师附中1月考题)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，且互不同族，其中只有两种为金属，X原子的最外层电子数与次外层电子数相等，X与W、Y与Z这两对原子的最外层电子数之和均为9。短周期元素中W的最高价氧化物的水化物的酸性最强，Y是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是()A．Y、Z、W的原子半径由小到大的顺序是Y<Z<WB．工业上可采用电解Y和W的化合物制得单质YC．X与Y化学性质相似，可与氢氧化钠溶液发生反应D．X与W的化合物中所有原子都满足8电子稳定结构解析：短周期中元素最高价氧化物的水化物的酸性最强的元素是Cl，则W为Cl；X原子的最外层电子数与次外层电子数相等，X可能为Be或Ar，用X与W最外层电子数之和为9，则X为Be；Y是地壳中含量最高的金属元素，则Y为Al；Y与Z最外层电子数之和为9，Z只能是O或S，又因为Z的原子序数比Y大，Z只能为S。根据周期表的对角线规律，铍和铝的化学性质有相似性，C正确，也可通过排除法得出结论。答案：C方法归纳：中学化学中只要求掌握前18种元素，只设计到三个电子层，所以思维时可以依次从1、2、3层电子的结构进行有序思维，防止漏掉元素。2．(2009·北京，10)甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是()A．某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键C．丙中含有第2周期ⅣA族的元素，则丙一定是甲烷的同系物D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有-1价的元素解析：本题具有开放性特点，具有较大难度，融合了对原子结构、弱电解质电离、物质的性质的考查，解答的关键是正确推断出含18电子的物质，然后进行比较分析得出答案。选项A，甲是18电子的氢化物，且其水溶液为二元弱酸，不难得出甲为H2S，其中NaHS溶液中含有HS-、S2-，但NaHS能与NaOH等反应。选项B，O2的摩尔质量为32g/mol，乙的摩尔质量也为32g/mol，且含有18电子,则CH3OH符合题目条件,但CH3OH中只含有极性键无非极性键.选项C,第2周期ⅣA族元素为碳，CH3OH符合题目条件，但CH3OH不是CH4的同系物。选项D，H2S中元素的质量比为1/16(H/S)，H2O2中元素的质量比也为1/16(H/O)，H2O2中氧元素的化合价为-1，符合题目条件。答案：D客观题考查原子结构的特征

考题一(2009·北京理综，7)W、X、Y、Z均为短周期元素，W的最外层电子数与核外电子总数之比为7∶17；X与W同主族；Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半；含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是()A．金属性：Y>ZB．氢化物的沸点：X>WC．离子的还原性：X>WD．原子及离子半径：Z>Y>X审题视点：从W的原子结构特征入手分析，根据X、Y分别与W的关系推导X和Y。从Z的焰色可直接判断Z为钠元素。思维导图标准答案：B

高分解密粒子半径大小比较规律(1)同周期元素的原子或最高价阳离子的半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外)。如Na>Mg>Al>Si，Na+>Mg2+>Al3+。(2)同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大。如Li<Na<K，Li+<Na+<K+。(3)电子层结构相同(核外电子排布相同)的离子半径随核电荷数的增加而减小。如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+(上一周期元素形成的阴离子与下一周期元素形成的阳离子有此规律)。(4)电子数和核电荷数都不同的，一般可通过一种参照物进行比较。

主观题根据原子结构与元素性质间的关系，设计推断题。考题一(2009·重庆理综，29)(15分)化合物A由周期不同的短周期元素X、Y组成，是良好的耐热冲击材料。(1)X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X的原子结构示意图为____________。(2)X的硫酸盐溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_________________________________________。(3)一定条件下，A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z，Z分子含有10个电子。①Z与H2O2反应，其产物之一是Y的单质，Y单质的电子式为________；Z分子的结构呈________。②A的化学式是________________________。Al3++4OH-AlO2-+2H2O：N⋮⋮N：三角锥型AlN(4)X的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料(在火箭和导弹上有重要应用)，其反应的化学方程式是____________________________________________________。4Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC作答与批改实录点评1．该生未能正确解答第(2)问，主要是未挖掘出“过量NaOH溶液”这一条件的含义。2.书写N2的电子式只写出了成键电子，未写出未成键的孤对电子。点拨解答本题的突破点是：根据“化合物A是由周期不同的短周期元素X、Y组成，是良好的耐热冲击材料”及X的单质的性质，不难推出X是Al元素，Y是第二周期的元素，其氢化物与H2O2反应时能生成Y的单质，可推测Y是N元素。题后反思本题主要考查原子结构、新型无机非金属材料、电子式的书写等知识。分析近几年的无机推断题，可以发现将原子结构、元素周期律(表)与无机物的性质(如本题A是一种耐热冲击材料，X的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合……得到均由两种元素组成且都是新型陶瓷材料)联系在一起，增强重要知识点间的内在联系的题目增多。解答这类试题通常以原子结构特点(如:H中无中子，电子层数与最外层电子数相等的原子是H、Be、Al等内容，见前面讲解部分)、特殊无机物及其性质(如H2O2，AlN，Si3N4等)为突破点；同时要掌握以下几个要点：①熟记元素符号，直接导出；②掌握几种关系，列式导出；③利用排布规律，逐层导出；④弄清带电原因，分析导出；⑤抓住元素特征，综合导出；⑥根据量的关系，计算导出。1．(5分)(2010·原创题)钋有两种不同结构的单质a­Po和b­Po，其常见化合价为+2、+4、+6。下列有关钋元素的说法错误的是()A．钋元素是由居里夫妇发现并命名的放射性元素B．a­Po和b­Po是钋元素的两种同素异形体C.Po和Po两核素的化学性质不相同D．钋元素的相对原子质量是由钋的各种核素的相对原子质量与其原子个数百分比的乘积求和得到的解析：居里夫妇在1898年发现钋元素并命名，A项正确；根据同素异形体的概念判断B项正确;根据同位素的特征,分析C项不正确;由“相对原子质量”的计算方法推断D项正确。答案：C2．(5分)(2010·模拟题)金属钛对人体无毒且惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法中正确的是()A.Ti和Ti原子中均含有22个中子B.Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4纵行,第4横行C．分别由Ti和Ti组成的金属钛单质物理性质相同D.Ti和Ti为同一核素

解析：由X的意义直接判断A、D不正确；根据钛为22号元素判断B正确；由同位素特点推测C项不正确。答案：B3．(5分)(2010·南京一中期中考题)化学科学需要借助化学专用语言来描述,以下有关化学用语的说法,其中表达正确的是()

4．(5分)(2010·模拟题)同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是()A．单质的化学活泼性：W<X<Y<ZB．原子最外层电子数：W<X<Y<ZC．单质的氧化能力：W<X<Y<ZD．元素的最高化合价：W<X<Y<Z

解析：A中，同一短周期中的中间元素形成的单质如硅单质，相对左边的铝、镁、钠的还原性弱，相对右边的P、S、Cl2的氧化性弱。C中，若W、X、Y是金属元素，其单质的氧化性无法进行比较；D中，若Y、Z元素是氧、氟，就不存在最高价化合物。

答案：B5．(10分)(2010·北京十一中期中考题)用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符号表示)。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子