专题07原子结构核素化学键（讲练）（原卷版）

专题07原子结构核素化学键考点01原子结构考点02核素与同位素考点03原子核外电子排布考点04离子键与共价键考点05离子化合物与共价化合物考点06电子式与结构式考点07物质变化过程中化学键的变化01原子结构1．原子结构模型的演变年代模型观点或理论1803年_______模型原子是构成物质的基本粒子，是坚实的、不可再分的实心球。1904年汤姆孙模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。1911年_______原子模型在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。1913年玻尔原子模型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。1926～1935年电子云模型电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有确定的轨道。2．构成原子的微粒及作用原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs1\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子Z个——决定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,决定原子种类),同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质))3．质量数概念原子核内所有_______和_______的相对质量取近似整数值后相加所得的数值构成原子的微粒间的两个关系质量数(A)＝_______(Z)＋_______(N)质子数＝_______＝_______＝_______4．原子和离子中微粒间的数量关系原子核外电子数＝_______＝_______，如N原子：阳离子核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋：阴离子核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－：5．原子的构成微粒及作用6．粒子间三关系质量关系质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)原子的相对原子质量近似等于质量数电性关系电中性微粒(原子或分子)核电荷数＝核内质子数＝核外电子数带电离子(质子数≠电子数)阳离子(Rm＋)质子数_______电子数电子数＝质子数－_______阴离子(Rm－)质子数_______电子数电子数＝质子数＋_______数量关系原子序数＝质子数02核素与同位素1．核素概念具有一定数目_______和一定数目_______的一种原子实例氢的三种核素——氕、氘、氚应用eq\o(\s\up5(14),\s\do2(6))C——测定文物的年代、eq\o(\s\up5(2),\s\do2(1))H和eq\o(\s\up5(3),\s\do2(1))H——制造氢弹、eq\o(\s\up5(235),\s\do2(92))U——用于制造原子弹、核发电2．同位素概念质子数相同而_______不同的同一元素的不同原子互称为_______，即同一元素的不同核素互称为同位素特点两同_______相同，_______相同两不同_______不同，_______不同性质同位素在周期表里占据_______同位素的物理性质不同，但化学性质几乎_______天然存在的同位素，相互间保持一定的比率同位素的“六同三不同”eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(中子数不同,质量数不同,物理性质不同))eq\x(\a\al(三,不,同))←eq\x(\a\al(同,位,素))→eq\x(\a\al(六,同))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①原子核内质子数相同,②核电荷数相同,③原子的核外电子数相同,④属于同一种元素,⑤在元素周期表中位置相同,⑥化学性质基本相同))3．元素、核素、同位素、同素异形体的比较区别元素核素同位素同素异形体本质质子数相同相同的一类原子总称质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范围同类原子原子原子单质特性只有种类没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全完全相同相互相同、性质及组成或结构不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素eq\o(\s\up5(1),\s\do2(1))H、eq\o(\s\up5(2),\s\do2(1))H、eq\o(\s\up5(3),\s\do2(1))H三种核素eq\o(\s\up5(1),\s\do2(1))H、eq\o(\s\up5(2),\s\do2(1))H、eq\o(\s\up5(3),\s\do2(1))H互称同位素O2与O3互为同素异形体联系4．原子的相对原子质量与元素的相对原子质量①原子(或核素)的相对原子质量＝_____________________②元素的相对原子质量，是按照该元素各种核素原子所占的一定百分比计算出的_______。如A、B、C…为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为a%、b%、c%…则该元素的相对原子质量为MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…其中MA、MB、MC…分别表示核素A、B、C…的相对原子质量(了解)。【疑难点拨】1．一种元素可以有多种不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数；一种元素也可能只有一种核素。2．有多少种核素就有多少种原子。3．同位素、同素异形体的判断和理解(1)同种元素可以有多种不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。(2)1H2、1HD是由氢元素的不同同位素形成的氢气单质，既不属于同位素，也不属于同素异形体。(3)判断某微粒是同位素还是同素异形体，关键是要确定微粒的类别。只有原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。4．同位素中的“位”即核素的位置相同，即在元素周期表中占同一个位置。5．元素、核素、同位素的关系6．元素、核素、同位素的判断方法①判断元素、核素和同位素时，要抓住各种粒子的本质。质子数相同的原子就是同种元素；质子数和中子数均相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素。②分析原子表示符号的几组数字。eq\o\al(A,Z)X，只要Z相同，就是同种元素；Z和A均相同，是同种核素；Z相同，A不相同的互称同位素；Z不相同的不论A是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素。03原子核外电子排布1．电子排布三规律电子层(n)1234567符号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高①电子总是尽可能先从_______排起，当一层_______后再填充下一层。②原子核外各电子层最多容纳_______个电子。③原子最外层电子数不能超过______(K层为最外层时不能超过______)，次外层电子数不能超过______。2．原子结构示意图①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数②弧线表示电子层③弧线内数字表示该层中的电子数3．离子结构示意图①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与少一个电子层的稀有气体元素原子相同的电子层结构②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成与电子层数相同的稀有气体元素原子相同的电子层结构4．核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易_______电子，形成阳离子，表现出_______性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易_______电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为_____电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。【疑难点拨】1.短周期元素原子结构的几个特殊特殊关系元素最外层电子数等于次外层电子数的一半Li、Si最外层电子数等于次外层电子数Be、Ar最外层电子数等于次外层电子数的2倍C最外层电子数等于次外层电子数的3倍O最外层电子数等于次外层电子数的4倍Ne最外层电子数等于电子层数H、Be、Al2．10电子、18电子粒子（1）10电子微粒推导方法（2）18电子微粒推导方法（3）常见的10电子、18电子粒子10电子粒子分子离子一核10电子NeN3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋二核10电子HFOH－三核10电子H2ONHeq\o\al(－,2)四核10电子NH3H3O＋五核10电子CH4NHeq\o\al(＋,4)18电子粒子分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4阳离子K＋、Ca2＋阴离子P3－、S2－、HS－、Cl－3.电子稳定结构的判断方法(1)分子中原子最外层是否达到8电子稳定结构，取决于两个因素：该中性原子的最外层电子数和该原子在分子中形成的共价键数目，如果二者之和为8，则满足8电子稳定结构。(2)原子的最外层电子数与“8”相差多少，就能形成几对共用电子，使各成键原子最外层都达到8电子(H为2电子)稳定结构。共用电子对一般由成键原子双方各提供一个电子形成。可见，若分子中某元素最外层电子数＋|化合价|＝8，则分子中该元素原子最外层达到8电子稳定结构。04离子键与共价键1．比较键型离子键共价键非极性键极性键概念使阴、阳离子结合成化合物的静电作用原子之间通过______________所形成的相互作用特点阴、阳离子间的相互作用共用电子对不发生偏移共用电子对偏向吸引电子能力强的原子成键粒子______________成键条件活泼金属和活泼非金属同种非金属元素原子不同种非金属元素的原子存在离子化合物非金属单质，如O2；某些化合物，如Na2O2共价化合物，如SO2；某些离子化合物，如NaOH熔化时破坏的作用力一定破坏_______，也可能破坏_______(如NaHCO3)一般只破坏______________实例强碱、大多数盐、活泼金属的氧化物含氧酸、非金属的氢化物、非金属氧化物、大多数有机化合物2．共价键的分类3．离子键、共价键的存在离子键共价键活泼金属元素与活泼非金属元素如NaCl、Na2S非金属单质如N2、O2、P4金属阳离子与含氧酸根如KNO3共价化合物极少数的盐，如AlCl3、FeCl3等铵根离子与酸根(或酸式酸根)如NH4Cl非金属氧化物，如CO2、SiO2活泼金属的氧化物如Na2O非金属氢化物，如NH3、HCl活泼金属的氧化物如Na2O2含氧酸，如HNO3、H2SO4强碱如NaOH部分碱，如NH3·H2O活泼金属的氢化物如NaH大多数的有机物，如乙醇、乙酸————某些离子化合物如NaOH、Na2O2、NH4Cl05离子化合物与共价化合物1．比较离子化合物共价化合物概念由离子键构成的化合物以共用电子对形成的化合物构成粒子阴、阳离子原子粒子间作用离子键共价键熔、沸点较高一般较低，少部分很高(如SiO2)导电性熔融态或水溶液导电熔融态不导电，溶于水有的导电(如硫酸)，有的不导电(如蔗糖)熔化时破坏的作用力离子键一般不破坏共价键，极少数破坏共价键(如SiO2)2．判断离子化合物共价化合物依据化学键类型凡是含有离子键的化合物，一定是离子化合物只含有共价键的化合物，一定是共价化合物依据化合物类型大多数碱性氧化物、盐强和碱是离子化合物非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都是共价化合物依据化合物性质熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl、Al2O3熔、沸点较低的化合物(SiO2、SiC等除外)是共价化合物；熔融状态不导电的化合物是共价化合物，如HCl【疑难点拨】离子键的三个“一定”和两个“不一定”(1)三个“一定”①离子化合物中一定含有离子键；②含有离子键的物质一定是离子化合物；③离子化合物中一定含有阴离子和阳离子。(2)两个“不一定”①离子化合物中不一定含有金属元素，如NH4Cl、NH4NO3等；②含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3。06电子式与结构式1．电子式离子电子式简单阳离子简单阳离子是由金属原子失电子形成的，原子的最外层已无电子，故用阳离子的符号表示，如：Na＋、Li＋、Mg2＋、Al3＋等。简单阴离子不但要画出最外层电子数(包括得到的电子)，而且还应用“[]”括起来，并在右上角标出“n－”以表示其所带的电荷。例如：氯离子[∶eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do8(··))∶]－、硫离子[∶eq\o(S,\s\up6(··),\s\do8(··))∶]2－。复杂阴、阳离子复杂阴、阳离子要标明电子，用“[]”括上，并在“[]”右上角标明电性和电量，如：铵根EMBEDChemWindow.Document；氢氧化根[∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do8(··))∶H]－；过氧化根[∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do8(··))∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do8(··))∶]2－离子化合物电子式AB型将阴、阳离子的电子式按原有顺序排列即可，如氧化钙：Ca2＋[eq\o\al(·,×)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,×)]2－A2B型或AB2型相同的离子不能合并，应阴、阳离子分开交叉写，如硫化钾：K＋[eq\o\al(·,×)eq\o(S,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,×)]2－K＋共价分子电子式原子有几个未成对电子即可形成几个共价键。电子式·H·eq\o(C,\s\up7(·),\s\do6(·))··eq\o(N,\s\up7(·),\s\do6(·))∶·eq\o(O,\s\up7(··),\s\do7(··))··eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do8(··))∶未成对电子数___________________________________共用电子对数___________________________________根据共价分子的组成书写电子式，注意原子间的共用电子对的对数及原子间的排列顺序2．结构式在化学上，常用一根短线“—”表示______________，其余电子一律省去，这样的式子叫做结构式。分子电子式结构式分子结构模型H2Heq\o\al(·,·)HH—HHClHeq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)H—ClCO2eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··))·eq\o\al(·,·)·C·eq\o\al(·,·)·eq\o(O,\s\up6(··))eq\o\al(·,·)O==C==OH2OHeq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)HCH4【疑难点拨】电子式书写与应用的注意事项电子式是表示物质结构的一种式子。其写法是在元素符号的周围用“·”或“×”表示原子或离子的最外层电子，并用“n＋”或“n－”(n为正整数)表示离子所带电荷。1．原子的电子式在元素符号的周围用“·”或“×”表示原子的最外层电子。2．离子的电子式主族元素形成的简单离子中，阳离子的电子式就是其离子符号本身。如Mg2＋既是镁离子符号，也是镁离子的电子式。阴离子的最外层大多为8电子结构，在表示离子的符号时外加方括号，方括号的右上角标明所带电荷种类及电荷数。如Cl－的电子式为[∶eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))∶]－。3．离子化合物的电子式离子化合物的电子式由构成离子化合物的阴、阳离子的电子式构成。如NaCl的电子式为。离子化合物中阴、阳离子个数比不是1∶1时，要注意同类离子不直接相邻也不合并。如MgBr2的电子式为。4．用电子式表示含共价键的单质和共价化合物表示原子之间形成共用电子对的情况，没有形成共用电子对的最外层电子也要标出。如：Cl2的电子式为，NH3的电子式为。5．用电子式表示含有共价键的原子团要表示出原子团内的原子之间的共用电子对，还要括上方括号[]，标上电荷。常考查的原子团的电子式如下表所示6.用电子式表示物质的形成过程离子化合物：含共价键的单质或共价化合物：07物质变化过程中化学键的变化1．分子间作用力分子间存在的一种把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力，又称_______。分子间作用力比化学键弱得多，它对物质的熔、沸点等有影响。一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。分子间作用力与化学键的区别：分子间作用力存在于：______________。化学键存在于：______________。2．氢键HF、H2O、NH3的沸点有反常现象，是因为它们的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键。氢键比_______弱，比_______强，所以把氢键看作是一种稍强的分子间作用力。例如：H2Te、H2Se、H2S随相对分子质量的减小，分子间作用力依次减弱，因而熔沸点依次降低。然而H2O由于分子间氢键的形成，分子间作用力骤然增强，从而改变了Te—O氢化物熔沸点降低的趋势而猛然升高，卤族中的HF和氮族中的NH3也有类似情况。冰中氢键的存在使冰的结构中有空隙，造成其密度低于液态水。3．化学变化中化学键的变化化学变化的本质就是反应物中_______的破坏和生成物中_______的形成。因此化学变化中一定有_______的改变。4．离子化合物溶解或熔化时化学键的变化离子化合物eq\o(→,\s\up7(溶解或熔化))电离eq\o(→,\s\up7(离子键被破坏))阴、阳离子5．共价化合物溶解或熔化时化学键的变化①溶解过程eq\x(能与水反应的共价化合物)eq\o(→,\s\up7(如SO2、CO2))eq\x(共价键被破坏)eq\x(属于电解质的共价化合物)eq\o(→,\s\up7(如H2SO4、CH3COOH))eq\x(共价键断裂，生成阴、阳离子)eq\x(部分非电解质)eq\o(→,\s\up7(如酒精、蔗糖))eq\x(共价键不断裂)②熔化过程共价化合物，若由分子构成如CO2，不破坏_______(只破坏______________)；若由原子构成如SiO2，则破坏_______。6．单质溶解或熔化时化学键的变化单质的特点化学键变化举例由分子构成的固体单质熔化或升华时只破坏分子间作用力，不破坏化学键P4的熔化、I2的升华由原子构成的单质(稀有气体除外)熔化时破坏共价键金刚石、晶体硅能与水反应的某些活泼非金属单质溶于水后，分子内共价键被破坏Cl2、F2等1．（2023秋·湖南株洲·高一校考期末）18O中子数与质子数的差为A．10 B．8 C．2 D．182．（2023秋·广东江门·高一江门市第一中学校考期末）下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是A．的结构式为：N≡N B．与互为同位素C．原子核外有98个中子 D．与互为同素异形体3．（2023秋·辽宁沈阳·高一沈阳市第十中学校考期末）(核磁共振)、可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWuthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关、的叙述正确的是A．与具有相同的中子数B．的中子数与的核外电子数相同C．与互为同位素D．与互为同素异形体4．在以下分子中，含10个电子的分子是A．H2O B．HClC．C2H2 D．CO5．下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋6．（2023秋·重庆合川·高一重庆市合川中学校考期末）中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a克中含有质子的物质的量为A． B．C． D．7．（2023秋·吉林长春·高一长春吉大附中实验学校校考期末）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是A．标准状况下，中含有中子数为B．用足量水吸收1mol，所得溶液中、HClO、微粒数目之和小于2C．100mL的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01D．查德威克发现了中子：，当产生时，产物X中含中子数为38．（2023·天津南开·高一天津市第九中学校考期末）下列物质中，含有非极性键的是A． B．HCl C． D．9．下列物质属于共价化合物的是A．H2 B．H2O C．KCl D．NaOH10．下列说法不正确的是A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H＋和Cl－B．NaOH是离子化合物，该物质中只含有离子键C．HI气体受热分解的过程中，破坏了极性共价键D．CO2分子中碳与氧原子的最外层都满足8电子稳定结构11．（2023秋·北京西城·高一统考期末）下列化学用语不正确的是A．的原子结构示意图是：B．的电子式是：C．的分子结构模型是：D．的形成过程是：12．（2023秋·上海浦东新·高一上海市进才中学校考期末）下列变化不需要破坏化学键的是A．碳酸钙受热分解 B．干冰气化C．食盐熔化 D．氯化氢溶于水13．（2023秋·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考期末）反应3Cl2+8NH3=N2+8NH4Cl常用于检验运输氯气的管道是否发生泄漏。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是A．中子数为18的氯原子：ClB．用电子式表示氨气分子的形成过程：C．N2的结构式：N=ND．NH4Cl中有离子键和非极性键14．（2023·北京·高一汇文中学期末）X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，它们在周期表中的位置如图所示。Z元素原子核外K层与M层电子数相等。下列说法中不正确的是XYZWA．原子半径由小到大的顺序为：Y＜X＜W＜ZB．与同浓度的盐酸反应，Z比W更剧烈C．X、Z两种元素的氧化物中所含化学键类型相同D．Y的氢化物受热分解过程中，极性共价键断裂，非极性共价键生成15．判断正误：说法正误及解释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2eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子能力几乎相同3原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个4eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、石墨和金刚石均为同位素5某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素一定位于第三周期6原子一定都有中子7质子数相同的微粒不一定属于同一种元素8核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同1金属与非金属之间一定形成离子键2含有非极性键的化合物一定是共价化合物3由电离方程式HClH＋＋Cl－可知，HCl分子中存在离子键4只含非金属元素的化合物不一定是共价化合物5CO2分子的电子式为OCO6Na2S的电子式为Na＋[∶eq\o(S,\s\up6(··),\s\do6(··))∶]2－7CO2和H2O反应的产物是离子化合物8Na2O2晶体中阳离子与阴离子个数比为1∶19BeCl2分子中所有原子都满足最外层8电子结构10NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的离子键16．（2023秋·上海奉贤·高一上海市奉贤中学校考期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：(