原子结构核外电子排布

第 章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构 核外电子排布考纲定位 全国卷5年考情1.了解元素、核素和同位素的含义。2017年：Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T10(A)、T28(1)2．了解原子构成。了解原子序数、2016年：Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T12核电荷数、质子数、中子数、核外2015年：Ⅰ卷T8(A)、T12；Ⅱ卷T9、电子数及它们之间的相互关系。T10(D)3．了解原子的核外电子排布规律。2014年：Ⅰ卷T10掌握原子结构示意图、原子符号、2013年：Ⅱ卷T9(D)离子符号、元素符号的表示方法。考点1|原子结构和核素、同位素(对应学生用书第 93页)[考纲知识整合]1．原子结构(1)原子的构成(2)核素(原子)符号表示AZX表示质子数为 Z、质量数为A、中子数为A－Z的核素原子，如氘12H。(3)微粒中的“各数”间的关系①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)1原子AZX：核外电子数＝质子数 Z＝核电荷数＝原子序数②电性关系 A n－阴离子 ZX ：核外电子数＝Z＋n阳离子ZAXn＋：核外电子数＝Z－n[示例]3561H的质子数为________，中子数为________，质量数为________；26Fe2＋的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________；37 －17Cl 的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________。【提示】 1 2 3 30 26 24 20 17 182．元素、核素、同位素(1)“三素”关系及含义(2)几种重要的核素及其应用核素23514231892U6C1H1H8O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(3)氢元素的三种核素11H：名称为氕，不含中子。21个中子。132个中子。1H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含提醒：同位素的特征(1)同位素在周期表中位置相同，如氕、氘、氚均在第一周期 ⅠA族。 (2)化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 (3)天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。[应用体验]正误判断(正确的打“√”，错误的打“×” )。2(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。( )(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。()(3)核聚变如23411H＋1H―→2He＋0n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。()(4)核外电子排布相同的微粒，其质子数一定相同。()(5)H＋与质子的相对质量相同。()(6)任何核素原子均含质子和中子。()(7)11H2与12H2互为同位素。()总质量为2.0g的H182相互混合，所含中子数为NA。()2(8)O与DO(9)(2015全·国Ⅰ卷)18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA。()80。()(10)(2014江·苏高考)质子数为35、中子数为45的溴原子：35Br【提示】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√[高考命题点突破]命题点1 原子的构成及粒子的数目关系1．从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是( )A．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的B．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数C．只由一种分子构成的物质一定是纯净物D．质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子[A项，原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子，原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；B项，发生化学变化时，一般是原子的最外层电子数发生变化，所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，正确；C项，只由一种分子构成的物质即只含一种物质，一定是纯净物，正确；D项，分子或原子的质子数等于电子数，离子的3质子数不等于电子数，质子数等于电子数的微粒不可能是一种分子和一种离子，错误。]2．铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史的真相。下列说法中正确的是( )【导学号：97500087】A．铁元素的质量数为 6060B．26Fe的核内质子数比中子数多 8C．6026Fe与5826Fe的核外电子数相同，属于同一种核素D．30g铁60中含有的中子约为 17mol60 60D [26Fe这种铁原子的质量数为 60，而不是铁元素的质量数， A错；26Fe的核内质子数(26)比中子数(34)少8，B错；6026Fe与5826Fe的质子数相同但中子数60 30不同，是两种不同的核素， C错；30g Fe中含有的中子约为60×34mol＝17mol，D正确。]3．某元素的一种同位素 X原子的质量数为 A，含N个中子，它与 1H原子构成HmX分子，在agHmX中所含原子的物质的量为 ________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。【答案】aaaaA＋m(m＋1)molA＋mNmolA＋m(m＋A－N)NAA＋m(m＋AN)NA[思维建模] 求一定质量的某物质中微粒数的思维模板物质的质量÷摩尔质量来自质量数×一个分子或离子中含某粒子个数―――――――――――→物质的量―――――――――――――――→NA指定粒子的物质的量――→粒子数命题点2 元素、核素和同位素的含义及关系4．同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是( )A．14C与12C是两种不同的元素或核素B．通过化学变化可以实现 16O与18O之间的相互转化4C．35Cl2与37Cl2互为同素异形体D．铯元素的两种同位素中 137Cs比133Cs多4个中子D [A项，14C与12C是同种元素的不同核素，错误； B项，16O与18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误； C项，35Cl2与37Cl2都是Cl2的单质，不是同素异形体，错误； D项，铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子，正确。]5．下列有关18274W、18474W、18674W的说法正确的是( )A．它们是钨的三种元素B．它们互为同位素C．18474W的中子数与质子数之差为 110D．它们的所有性质几乎完全相同[它们是钨的三种核素，A项错误；它们的质子数相同、中子数不同，互184110，中子数与质子数为同位素，B项正确；74W的质量数与质子数之差为之差为36，C项错误；它们的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，D项错误。]1617186．H、D与 O、O、O形成的不同水分子的分子式为 _______________________，有________种不同的相对分子质量。【答案】161718161718161718H2O、H2O、H2O、D2O、D2O、D2O、HDO、HDO、HDO5[易错防范]原子结构与同位素的认识5误区1原子不一定都有中子，如11H。2质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。3核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋＋－等，NH＋和Na、F4与OH－等。54不同的核素可能具有相同的质子数，如13H；也可能具有相同的中子数，1H与114161414如66C与8O；也可能具有相同的质量数，如6C与7N；也可能质子数、中子数、112质量数均不相同，如1H与6C。不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。考点2|核外电子排布(对应学生用书第94页)[考纲知识整合]1．核外电子排布规律2．原子或离子结构示意图(1)下面为钠的原子结构示意图：(2) 分别表示粒子的符号为 S，Cl－，K＋。[示例]根据1～18号元素，确定符合下列条件的原子或元素。(1)原子核中无中子的原子： ________。(2)最外层有1个电子的元素：________。(3)最外层有2个电子的元素：________。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素： ________。(5)最外层电子数是次外层电子数 2倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数 4倍的元素：________。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素： ________。6(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：________。(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：________。(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：________。(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素：________。(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素：________。(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素：________。1、Li、Na(3)He、Be、Mg(4)Be、Ar(5)CONe【提示】(1)1H(2)H(6)H、Be、Al(7)Be(8)Li、Si(9)Li、P(10)Li(11)He、C、S(12)O3．“10电子”和“18电子”微粒(1)“10电子”微粒(2)“18电子”微粒提醒：“2电子”微粒：He、H－、Be2＋、Li＋“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO[高考命题点突破]命题点1 利用电子排布规律推断元素和结构示意图的书写与判断1．下列表示或说法正确的是 ( )A．(2016·江苏高考)Mg2＋的结构示意图：7B．(2015·江苏高考)氯离子(Cl－)的结构示意图：C．(2014·江苏高考)硫离子(S2－)的结构示意图：D．(2014·山东高考)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同[B项，Cl－的最外层为8电子；C项，S2－的最外层为8电子；D项，Na＋与O2－的核外电子排布相同，但化学性质不同。 ]2．原子核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋，原子核内质子数为2n2－1。下列有关X的说法中不正确的是()1A．X能形成化学式为X(OH)3的碱B．X能与某些金属元素形成化合物C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D．X可能形成化学式为 KXO3的盐[当n＝1时，最外层电子数为2＋1＝3，不合理；当n＝2时，最外层电子数为2×2＋1＝5，质子数为2×22－1＝7，X为N；当n＝3时，最外层电子数为2×3＋1＝7，质子数为2×32－1＝17，X为Cl。]3．A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为 8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。(1)这4种元素的元素符号依次是 A________，B________，C________，D________。(2)C的原子结构示意图为________。(3)D的离子结构示意图为________。(4)B的单质与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 _______。(5)A单质与浓24共热的化学方程式为____________________________HSO。【解析】A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数8的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为 8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素。【答案】(1)SClKCa(4)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O△(5)S＋2H2SO4(浓)=====3SO2↑＋2H2O命题点2 “10e－”“18e－”等电子粒子的判断4．下列各微粒：①H3O＋、NH＋4、Na＋；②OH－、NH－2、F－；③O22－、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O。其中具有相同质子数和电子数的一组是 ( )A．①②③ B．①②④C．②③④ D．①③④[①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为 16、11、12，电子数依次为 18、10、10；④组质子数、电子数均为 10。]5．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同多核粒子，它们之间存在如下关系：【导学号：97500088】(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出：A与B反应的离子方程式为 。(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：A与B在溶液中反应的离子方程式为_______________________________。②根据上述离子方程式，可以判断 C与B结合质子的能力大小是 (用化学式9或离子符号表示)___________________ 。(3)已知肼(H2N—NH2)和甲胺(H3C—NH2)都是18电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中得到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式：__________________________________至(少写两个)。【解析】 (1)若A、B、C、D均为10e－粒子，根据图可知 A为NH＋，B为4OH－，C为NH3，D为H2O。(2)若A、C为18e－粒子，B、D为10e－粒子，由图示可知A为H2S，B为OH－，C为HS－，D为H2O。(3)根据H2N—NH2、H3C—NH2均为18e－的分子，可得—NH2、—CH3均为9e－基团，其他为9e－基团的还有—OH