讲人类对原子结构的认识讲课文档

讲人类对原子结构的认识第1页，共39页。（优选）第单元讲人类对原子结构的认识第2页，共39页。《考试说明》中对此块内容的要求有：(1)了解元素、核素和同位素的含义。(2)了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、质量数、核外电子数以及它们之间的相互关系。(3)了解原子核外电子排布。(4)掌握元素周期律的实质。了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及其应用。(5)以第3周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。(6)以ⅠA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。第3页，共39页。(7)了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。(8)了解化学键的定义。知道离子键的概念和成因以及离子化合物的概念。知道共价键的概念和成因以及共价分子的特点。(9)了解分子间作用力对由分子构成的物质某些物理性质的影响。以水为例初步了解氢键。(10)了解几种晶体类型(离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体)及其性质。对以上内容高考中主要设计成灵活的选择题及推断题考查学生对本专题的掌握情况。第4页，共39页。

一、原子的组成1．原子结构X表示的含义：代表一个质量数为A，质子数为Z的原子。质量数：元素的一种同位素的原子核内所有的质子和中子的取近似整数值的相对质量的总和，用符号A表示。第5页，共39页。2．构成原子的三种微粒(1)质子：是决定________的微粒，在化学反应中保持不变，每个质子带1个单位正电荷，相对质量约为1。在原子中质子数＝________。(2)中子：是决定________________的微粒。不带电荷，相对质量约为1。(3)电子：原子核外电子排布，特别是最外层电子数决定________________。每个电子带一个单位负电荷，质量约为1个质子质量的1/1836。元素种类核外电子数元素的同位素元素的化学性质第6页，共39页。3．构成原子的微粒间的关系电性关系：质子数(Z)＝________＝________

质量关系：质量数(A)＝________________________

阳离子中：质子数＝________________________阴离子中：质子数＝_______________________核外电子数核电荷数质子数(Z)＋中子数(N)核外电子数＋电荷数核外电子数－电荷数第7页，共39页。

二、核外电子排布1．原子核外电子的分层排布

在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作________。

在不同区域运动的电子具有不同的________，能量低的电子在离核________的区域运动，能量高的电子在离核________的区域运动。

常用n表示电子层的序数，n值越大，表示离核距离越远，能量越________。电子层能量近远高第8页，共39页。n值与电子层符号的关系如下表：电子层序数1234567……电子层符号KLMNOPQ……电子离核距离由近→远电子能量由低→高第9页，共39页。2.核外电子分层排布的规律核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有：(1)原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由________向________，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。即排满了________层才排L层，排满了L层才排________层。(2)原子核外每个电子层最多容纳________个电子。(3)原子最外层电子数不超过________个电子(K层为最外层不能超过2个电子)。(4)原子次外层电子数不超过________个电子(K层为次外层不能超过2个电子)。里外

K

M

2n2

8

18

第10页，共39页。3．核外电子排布的表示方法：原子或离子结构示意图

圆圈表示原子核，圆圈内标示出核电荷数，用弧线表示电子层，弧线上的数字表示该电子层的电子数。要注意无论是阳离子还是阴离子，圆圈内的核电荷数是不变的，变化的是最外层电子数。第11页，共39页。S原子结构示意图：

铝离子结构示意图：

氟离子结构示意图：第12页，共39页。

三、核素、同位素1．核素具有____________________________________的一种________叫核素。原子一定数目的质子和一定数目的中子第13页，共39页。3．同位素

________相同而________不同的同一元素的________互称为同位素。例如，氧元素有O、O、O三种同位素，碳元素有C、C、C三种同位素。(1)同一元素可以有几种核素(原子)。(2)同位素的性质

同位素的化学性质相同。例如：氢有三种同位素H(表示为H)、H(表示为D)、H(表示为T)，由它们形成的单质H2、D2、T2化学性质几乎完全相同。

质子数中子数不同原子第14页，共39页。4．元素的相对原子质量(1)目前已发现的110多种元素中，大多数都有同位素。(2)一种天然存在的元素的各种核素所占的比例不一定相同，但所占的百分比组成不变。(3)把元素中各种核素的相对原子质量与其在自然界中所占的原子百分比组成的乘积求和，便得到元素的(平均)相对原子质量。第15页，共39页。

构成原子或离子微粒间的关系【例1】已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是(

)A．质子数c>bB．离子的还原性Y2－>Z－C．氢化物的稳定性H2Y>HZD．原子半径X<WB第16页，共39页。

【解释】aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，则原子序数(质子数)W、X、Z、Y逐渐减小，因此质子数c<b，A错；同一周期的元素原子，核电荷数越大，原子半径越小，因此原子半径W<X，D错；非金属性Y<Z，因此氢化物的稳定性H2Y<HZ，离子的还原性Y2－>Z－，B对，C错。第17页，共39页。【迁移训练1】(东阳期末)核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量是()A．n(A－N＋8)/(A＋16)molB．n(A－N＋10)/(A＋16)molC．(A－N＋2)molD．n(A－N＋6)/AmolC第18页，共39页。【解释】R2＋显＋2价，可知R的氧化物的化学式为RO，RO的式量为(A＋16)，其中一个R原子含有(A－N)个质子，一个O原子含有8个质子，则一个RO含有(A－N＋8)个质子；ngRO的物质的量为n/(A＋16)mol，含有质子的物质的量为n(A－N＋8)/(A＋16)mol。第19页，共39页。

核外电子排布规律

【例2】(江苏省泰州市)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子最外层电子数的3倍。则下列有关说法中正确的是(

)A．X的氢化物溶于水显酸性B．Y的氧化物是离子化合物C．Z的氧化物的水化物一定是强酸D．X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸B第20页，共39页。【解释】依题意，X为氮，Y为镁，Z为硫。X的氢化物氨气溶于水显碱性，A错；Y的氧化物MgO是离子化合物，B对；Z的氧化物的水化物不一定是强酸，如亚硫酸，C错；X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是强酸，D错。第21页，共39页。【迁移训练2】A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中C、F分别是同一主族元素，A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答：第22页，共39页。(1)1mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水，完全反应后消耗后者的物质的量为________。(2)A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为_____________________________。

8mol

HS－＋OH－S2－＋H2O

第23页，共39页。【解释】依题意，F元素的原子最外层电子数为8×0.75＝6，F位于第ⅥA族，C与F同主族，C为氧，F为硫；B的最外层电子数是内层电子数的2倍，B为碳；短周期中，原子最外层电子数等于电子层数的元素有氢、铍、铝，由原子序数大小知，E的质子数大于8，所以，E为铝。

又因为质子数：Z(A)＋Z(F)＋2＝Z(C)＋Z(D)，有Z(D)－Z(A)＝16－8＋2＝10，得8<Z(D)<13，Z(D)＝10＋Z(A)，若A为氢，则D为钠；若A为氦，则D为镁(A为主族元素，不符合要求，舍去)，故A为氢，D为钠。综上所述，A为氢，B为碳，C为氧，D为钠，E为铝，F为硫。第24页，共39页。【答案】(1)Al2S3＋8NaOH2NaAlO2＋3Na2S＋4H2O。(2)甲为HS－，乙为OH－：HS－＋OH－S2－＋H2O。第25页，共39页。

根据原子结构推断元素

【例3】(南宁三中三模)有A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素的原子是半径最小的原子。B元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐X，D与A同族，且与E同周期，E元素的最外层电子数是次外层电子数的3/4倍。A、B、D、E这四种元素，每一种都能与C元素形成原子个数比不相同的多种化合物。回答下列问题：第26页，共39页。(1)E元素在元素周期表的位置是__________________。(2)写出X的阳离子的结构式：__________________。(3)由A、C、D、E四种元素所组成的一种中学常见的化合物，它既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应，在这种化合物的水溶液中，滴入紫色石蕊试液出现红色，则溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为：____________________________。(4)已知AgCl可以溶解在B的氢化物的水溶液中，请写出反应的化学方程式__________________________________________第27页，共39页。【解释】由题意知，A元素的原子是半径最小的原子，因此A为氢元素；B元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应生成一种盐，因此B为氮元素；E元素的最外层电子数是次外层电子数的3/4倍，短周期元素只有硫，所以E为硫，D与A同族，且与E同周期，D应为钠，C为氧。【答案】(1)第三周期ⅥA族(2)(3)c(Na＋)>c(HSO)>c(H＋)>c(SO)>c(OH－)(4)AgCl＋2NH3·H2OAg(NH3)2Cl＋2H2O第28页，共39页。【迁移训练3】(2010·安徽)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：(1)Y位于元素周期表第________周期第________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________(写化学式)。A元素相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等Y常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积ZZ和Y同周期，Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63，中子数为34

ⅥA

HClO4

三第29页，共39页。(2)XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在________个σ键。在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。(3)W的基态原子核外电子排布式是________________________________。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是____________________________________。

2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2

H—S

H—Cl

2

1s22s22p63s23p63d104s1高温第30页，共39页。(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。已知：XO(g)＋O2(g)XO2(g)

ΔH＝－283.0kJ·mol－1Y(s)＋O2(g)YO2(g)

ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反应的热化学方程式是____________________________________________。

【解释】由表中可知，X为C；Y为S；Z为Cl；W为Cu。2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)

ΔH＝－270.0kJ·mol－1

第31页，共39页。

核素、同位素的概念A第32页，共39页。1.(金陵中学期末)据国外媒体报道，“火星快车”号和“金星快车”号探测器分别在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的气态化合物。这种化合物的存在不但会导致金星上的温室效应被成倍的放大，而且可能会在火星上也诱发温室效应的产生，它的结构式为16O=C=18O，下列说法正确的是()A．16O与18O为同种原子B．16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素C．16O=C18O与16O=C=16O的化学性质几乎相同D．用16O=C=18O与NaO2反应生成的氧气中含18O2C第33页，共39页。【解释】

16O与18O为不同的核素，A错；同位素的对象应该是原子，而不是化合物，B错；用16O=C=18O与NaO2反应生成的氧气中应含16O2，D错；化学性质由物质结构决定，所以16O=C18=O与16O=C16=O的化学性质几乎相同，C正确。第34页，共39页。2.(2009·全国Ⅱ)某元素只存在两种天然同位素，且在自然界中它们的含量相近，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