原子结构(原卷版)

4.1.1原子结构学习目标重难点1．通过原子核外电子的排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。2．通过对原子结构和组成的微观认知，能明确原子质量数与原子组成的关系，形成“结构决定性质”的观念。3．通过原子结构的微观模型的建立，能够根据核外电子排布特点确定元素种类。重点：原子核外电子排布的规律。难点：原子核外电子排布的规律。知识01原子结构1．原子结构模型的演变2．原子的构成 ((2)关系(电中性原子)：核电荷数=_________数=核外电子数。3．质量数 (1)原子组成微粒的质量微粒电子质子中子相对质量0.548×103(2)概念：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有________和________的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做________数。(3)关系：质量数(A)=________+________。4．原子构成的表示方法如：2311Na核内的质子数为____，中子数为_____，核外电子数为_____。四个数量关系(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)。(3)阳离子中：质子数=核电荷数=核外电子数+离子电荷数。(4)阴离子中：质子数=核电荷数=核外电子数离子电荷数。1．任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗?答：2．离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和?答：3．你知道碳14的“14”是什么含义吗?这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少?答：4．2016年6月8日，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)宣布，将人工合成的118号化学元素提名为新元素，随后中国科学院将其命名为“”(ào)，已知该元素的某种核素的质量数为293，则该核素的中子数与质子数之差为多少?答：判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)原子呈电中性是因为中子不带电()(2)质子数和中子数决定原子的质量()(3)原子的质量数就是原子的相对原子质量()(4)微粒中的质子数与核外电子数一定相等()(5)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17()(6)任何原子均有质子、中子和电子()(7)质子数为6、质量数为14的原子：eq\o\al(14,)6N()(8)氚的符号为eq\o\al(3,1)T()(9)H3O+和OH中所含中子数之比为9：7()(10)含78个中子的碘的核素：eq\o\al(131,)53I()(11)质子数为6、质量数为14的原子：eq\o\al(14,)6N()知识02核外电子排布规律1．电子层(1)含义：在含有多个电子的原子里，电子分别在________________的区域内运动，我们把不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。(2)表示方法①电子层模型②电子层的表示各电子层由内到外电子层序数1234567电子层符号________________OPQ离核远近由____到____能量高低由____到____2．核外电子排布规律(1)电子一般总是先从________排起，当一层充满后再填充下一层。(2)原子核外第n层最多能容纳____个电子。(3)无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有____个(K层只有2个)，次外层中的电子数最多有18个。3．微粒核外电子排布的表示(1)原子结构示意图(以钠为例)(2)离子结构示意图①离子结构示意图中各符号与原子结构示意图相同。②核电荷数(质子数)与核外电子数不相等。③示例：Cl、Na+。1．对电子层的认识电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上的层的含义完全不同。2．规律(1)能量规律：核外电子总是先排布在能量最低的电子层里。(2)数量规律：各电子层电子数不超过2n2个；最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)；次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。3．注意点(1)核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解和应用其中的一项，必须同时满足各项要求。(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为、。1．当M层上有电子时，L层上的电子是否已排满?答：2．将Na原子的结构示意图写成对吗?为什么?答：3．是否所有的原子最外层都不超过8个电子?答：4．M层什么时候可以容纳18个电子?什么时候最多容纳8个电子?答：5．分别画出Na+、Cl结构示意图，它们与哪种原子核外电子排布相同?答：判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较低()(2)两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同()(3)质子数和电子数相等的粒子一定是原子()(4)不存在两种质子数和电子数完全相同的阳离子和阴离子()(5)凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布()(6)原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层()(7)金属元素的化合价数值等于其原子失去电子的数目()(8)非金属元素的化合价数值等于其原子得到电子的数目()(9)最外层电子数不是8的原子都容易形成离子()(10)非金属元素原子的最外层电子数都等于或多于4个()(11)原子容易形成阳离子的元素一定是金属元素()(12)除稀有气体外，元素的原子都易形成阴离子或阳离子()(13)两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同()X(14)凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布()X(15)两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素()对(16)阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同()题型一原子的构成【典例1】道尔顿的原子学说包含以下三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点来看，你认为这三个论点中不正确的是()A．只有② B．只有①③C．只有②③ D．①②③【答案】D【解析】①原子是由原子核和核外电子构成的，原子是可以再分的微粒，错误；②同位素原子的质量不同，如16O、18O的质量不同，错误；③原子是由原子核和核外电子构成的，原子的质量主要集中在原子核上，原子不是实心球体，错误。【变式1】下列关于原子的认识正确的是()A．原子是构成一切物质的最小微粒B．原子是不可再分的一种微粒C．原子是化学变化中的最小微粒D．所有原子的原子核内均有质子和中子eq\a\vs4\al(原子)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(每个质子带一个单位正电荷,相对质量约为1)),中子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(中子不带电,相对质量约为1)))),核外电子\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(围绕原子核做高速运动,每个电子带一个单位负电荷,相对质量为一个质子中子的\f(1,1836)))))题型二AZX【典例2】中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。下列关于的说法正确的是()A．与互为同素异形体 B．核外电子数为66C．质量数为164 D．中子数与电子数的差值为17【答案】D【解析】A项，同素异形体是同种元素组成结构不同的单质，11549In与11349In不是单质，属于原子，它们质子数相同，中子数分别为66、64，它们属于同位素，A错误；B项，对原子来说，核外电子数等于质子数，11549In的核外电子数为49，B错误；C项，左上角数值为质量数，11549In的质量数为115，C错误；D项，11549In的中子数为66，核外电子数为49，两者相差17，D正确；故选D。【变式2】关于微粒X，下列说法正确的是()A．该微粒的中子数为17 B．该微粒的核外电子数为17C．该微粒的中子数为20 D．该微粒的质子数为37题型三粒子中微粒数的计算【典例3】下列各组粒子中质子数和电子数均相同的是(B)A．CH4、H2O、Na+ B．F2、Ar、HClC．H3O+、NH4+、Na D．O2、Mg2+【答案】B【解析】A项，C的质子数为6，H的质子数为1，O的质子数为8，Na的质子数为11，所以CH4、H2O、Na+的质子数分别为10、10、11，电子数分别为10、10、10，不符合题意；B．Cl的质子数为17，H的质子数为1，Ar的质子数为18，F的质子数为9，所以F2、Ar、HCl的质子数分别为18、18、18，电子数分别为18、18、18，符合题意；C．N的质子数为7，H的质子数为1，O的质子数为8，Na的质子数为11，所以H3O+、NH4+、Na的质子数分别为11、11、11，电子数分别为10、10、11，不符合题意；D．Mg的质子数为12，Ne的质子数为10，O的质子数为8，所以O2、Mg2+、Ne的质子数分别为8、12、10，电子数分别为10、10、【变式3】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为(A)A．n(A-N+8)A+16molB．四个数量关系(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)。(3)阳离子中：质子数=核电荷数=核外电子数+离子电荷数。题型四核外电子排布规律【典例4】两种元素原子X和Y，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X、Y分别是()A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和铝原子【答案】D【解析】由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子，说明Y的M层电子数至少有3个，那么Y的L层必定有8个电子；Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6；所以X、Y的核电荷数分别是6和13，即为碳原子和铝原子；故选D。【变式4】某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，那么该原子()A．有3个电子层 B．有2个电子层C．最外层电子数是8 D．核电荷数是10【基础巩固】1．下列数字为几种元素的核电荷数，其中原子核外最外层电子数最多的是()A．8 B．14 C．16 D．172．同一个原子的下列电子层中，能量最低的是()A．K层 B．L层C．M层 D．N层3．某元素M的原子最外层电子数与电子层数相同，则M元素是()A．OB．SiC．AlD．Cl4．某元素原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，该元素原子核内质子数为()A．6B．8C．14D．165．某些花岗岩会产生具有放射性的氡()，该核素核电荷数为()A．50 B．136 C．86 D．2226．著名化学家张青莲教授精确测得铟(In)元素的相对原子质量为，该值被国际原子量委员会确认为新标准。中114”的含义是()A．质子数B．中子数C．质量数D．电子数7．关于的描述，下列正确的是()A．该微粒核外有Z个电子 B．该微粒核外有A个电子C．该微粒核外有Z+n个电子 D．该微粒核外有Zn个电子8．下列关于微粒eq\o\al(A,Z)Rn－的叙述不正确的是()A．所含质子数＝A－n B．所含中子数＝A－ZC．所含电子数＝Z＋n D．所带电荷数＝n9．下列有关两种微粒和的叙述正确的是()A．一定都是由质子、中子、电子组成的B．化学性质几乎完全相同C．核电荷数和核外电子数一定相等D．质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同10．已知R2＋有b个中子，核外有a个电子，表示R原子符号正确的是()A．eq\o\al(b,a)RB．eq\o\al(a＋b＋2,a－2)RC．eq\o\al(a＋b＋2,a＋2)RD．eq\o\al(a＋b,a－2)R11．某元素原子的质量数为A，它的阳离子Xn＋核外有x个电子，wg这种元素的原子核内中子的物质的量为()A.eq\f(w(A＋x－n),A)molB.eq\f(A(A－x＋n),w)molC.eq\f(w(A－x－n),A)mol D.eq\f(w(A＋x＋n),A)mol12．表示某微粒的结构示意图，下列说法不正确的是()A．表示的原子只能为NeB．表示的金属阳离子有3种C．表示的微粒一定为非金属元素D．表示的微粒有2个电子层13．某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4，该原子核内的质子数是()A．14B．15C．16 D．1714．法国科学家发现一种只有四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是()A．该粒子不显电性B．该粒子的质量数为4C．该粒子为4号元素D．该粒子的质量比氢原子大15．X元素的化合价是＋m价，Y元素的化合价是n价，那么X元素与Y元素组成的化合物一个分子中，原子个数()A．一定是m个 B．一定是n个 C．一定是(m＋n)个 D．可能是(m＋n)个16．放射性同位素钬的原子核内中子数为()A．32 B．67 C．99 D．16617．下列说法中肯定错误的是()A．某原子K层只有一个电子B．某原子M层电子数为L层电子数的4倍C．某离子M层和L层电子数均为K层电子数的4倍D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等18．某粒子的结构示意图为，关于该粒子的说法不正确的是()A．核电荷数为17 B．核外有3个电子层C．在化学反应中易得1个电子 D．单质具有较强的还原性19．X元素原子的最外层有7个电子，Y元素原子的最外层有4个电子，它们形成的化合物中，X元素和Y元素的化合价依次为()A．+7，4 B．1，+4 C．+4，7 D．+4，120．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是()A．甲与乙核外电子层数相同B．甲与乙最外层电子数相同C．甲与乙的原子序数之和是偶数D．甲与乙都是金属单质21．元素A原子的L电子层比元素B原子的L电子层少3个电子，元素B原子核外电子总数比元素A原子核外电子总数多5个，则A、B形成的化合物的化学式可能为()A．B2A3 B．B3A2 C．A2B3 D．BA222．元素X的原子，其M层与K层电子数相同；元素Y的原子，其L层上有5个电子。X和Y所形成的稳定化合物的摩尔质量为()A．148g·mol－1B．100g·mol－1C．90g·mol－1 D．38g·mol－123．已知X、Y是原子核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a＋2，Y原子的最外层电子数为b－5，次外层电子数为b，则X、Y两元素形成化合物的组成是()A．XY2 B．X4XC．Y2X3 D．YX324．用X表示原子：(1)中性原子的中子数N=_______(2)写出表示含有8个质子，10个中子的原子的化学符号：_______(3)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N=_______(4)AXn共有x个电子，则该阴离子的中子数N=_______(5)12C16O2分子中的中子数N=_______(6)A2原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2所含电子的物质的量为_______25．根据给出的原子或离子结构示意图，回答下列问题∶(1)电子层排布相同的是_______(填字母，下同)。(2)属于同种元素的是_______。(3)属于金属元素的是_______。(4)属于稀有气体元素的是_______，稀有气体一般比较稳定的原因是_______。(5)画出D参加化学反应后所得离子的结构示意图_______。26．A元素原子M电子层上有7个电子，B元素与A元素具有相同的电子层数，B元素的原子最外电子层只有1个电子。(1)实验室制取A的单质时，可以用B的最高价氧化物的水化物吸收尾气，该反应的化学方程式是________________________________________。(2)B与水反应的离子方程式是____________________________。【培优竞赛】27．质子数和中子数之和为A，核内中子数为N的R2＋与16