2022高考化学一轮复习讲义-第5章第15讲原子结构核外电子排布

第五章物质结构与性质元素周期律第15讲原子结构、核外电子排布考点一原子结构、核素1.原子构成(1)构成原子的微粒及作用原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\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]\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\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))(2)微粒之间的关系①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。(3)微粒符号周围数字的含义(4)两种相对原子质量①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的eq\f(1,12)的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。2.依据原子核的组成理解元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。(3)氢元素的三种核素eq\o\al(1,1)H：名称为氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名称为氘或重氢；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。(4)几种重要核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子3.由核外电子排布认识元素的性质(1)核外电子排布规律①核外电子的分层排布及能量变化②原子结构示意图(2)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，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，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，较易得到电子，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8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。(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)核聚变如eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化()(3)eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子能力几乎相同()(4)一种核素只有一种质量数()(5)有4种单核粒子，它们分别是eq\o\al(40,19)□、eq\o\al(40,18)□、eq\o\al(40,19)□＋、eq\o\al(40,20)□2＋(“□”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有4种。()(6)硫离子的结构示意图：()(7)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子()(8)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同()1.下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号，下同)。(2)形成物质种数最多的元素的原子是________。(3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。(4)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。答案(1)②(2)①(3)②③⑦(4)⑤2.现有下列9种微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(56,26)Fe3＋、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3。按要求完成以下各题：(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。(2)互为同素异形体的微粒是________。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为____________________________________。(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。答案(1)核素同位素(2)eq\o\al(16,8)O2和eq\o\al(16,8)O3(3)3024(4)75原子结构与同位素的认识误区(1)原子不一定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(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＋与Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)与OH－等。(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq\o\al(14,6)C与eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的质量数，如eq\o\al(14,6)C与eq\o\al(14,7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。题组一元素、核素、同位素的含义及数量关系1.下列叙述正确的是()A.40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等B.某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素C.任何原子或离子的组成中都含有质子D.同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同答案C解析40K的质子数是19，中子数是21,40Ca的质子数是20，中子数是20，A项错误；原子最外层只有一个电子的元素不一定是金属元素，如氢元素是非金属元素，B项错误；原子是由原子核和核外电子构成的，原子核由质子和中子构成，原子变成离子，变化的是核外电子，但核内质子不变，所以任何原子或离子的组成中都含有质子，C项正确；同位素的不同核素间核外电子数相同，电子层排布相同，所以化学性质相同，但物理性质不同，D项错误。2．(2020·上海奉贤区一模)我国导航卫星的“心脏”使用的是铷原子钟和氢原子钟，下列关于铷的说法正确的是()A．eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb互为同素异形体B．eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb具有相同的中子数C.eq\o\al(85,37)Rb原子的核外电子数是37D.eq\o\al(87,37)Rb的质子数是87解析：选C。eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的质子数均为37，中子数分别为48、50，互为同位素，同素异形体指同种元素形成的不同单质，A项错误；eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的中子数分别为49、50，B项错误；原子中：核外电子数＝质子数，eq\o\al(85,37)Rb原子的核外电子数是37，C项正确；eq\o\al(87,37)Rb的质子数是37，质量数是87，D项错误。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eq\f(a,A＋m)(m＋1)moleq\f(a,A＋m)Nmoleq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NA求一定质量的某物质中粒子数的答题模板物质的质量eq\o(→,\s\up7(÷摩尔质量来自质量数))物质的量eq\o(→,\s\up7(×一个分子或离子中含某粒子个数))指定粒子的物质的量eq\o(→,\s\up7(×NA))粒子数题组二核外电子排布规律4.(2018·静安区一模)下列有关短周期元素原子的说法正确的是()A.当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个B.原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强C.在原子核外电子中，最外层上的电子能量最高D.当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构答案C解析A项，原子形成简单离子，最外层应满足稳定的结构，可为2或8等，错误；C项，原子核外电子离核越远，能量越高，正确；D项，最外层上的电子轨道全充满时达到稳定结构，可为2或8，错误。5.已知某粒子的结构示意图为。试回答：(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。答案(1)原子(2)氩原子氯离子硫离子