专题13原子结构核外电子排布和化学键（知识串讲专题过关）-2022-2023学年高一化学上学期期中期末考点大串讲

专题13原子结构、核外电子排布和化学键【知识串讲】【归纳总结】一、原子组成与结构(1)构成微粒及作用(2)微粒间的数量关系①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。(3)微粒符号周围数字代表的信息二、核素和同位素1．核素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。氕、氘、氚这三种氢原子是氢元素的三种中子数不同的原子：(H)、(D)、(T)，它们质子数相同(1个)，核外电子数相同(1个)，核内中子数不同。(H)核内无中子，(D)核内有1个中子，(T)核内有2个中子。、、核内质子数相同，所以它们属于同一种元素。(1)每一种核素都是一种原子，不同的核素是不同的原子。由于许多元素有多种原子，所以原子种数远远大于元素种数。(2)在天然元素中，有许多元素有多种核素，也有部分元素只有一种核素。2．同位素质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。(1)“同位”是指几种核素的质子数(即核电荷数)相同，在元素周期表中占据同一位置。(2)同位素中的“同”含义广泛，包括质子数相同、电子数相同、元素符号相同等。(3)同位素表明的是核素间的相互关系，显然互为同位素的不同核素属于同种元素。(4)同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。(5)天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素所占的百分数一般是不变的，即是一个定值。3.元素、核素、同位素之间的联系元素核素同位素本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子之间的互称特性只讲种类，不讲个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数举例H、C、N三种元素、、三种核素、、互为同位素4.有关核素判断的易错总结（1）原子得失电子形成的阴、阳离子中，质子数和电子数不相等，并且离子中也不一定含有电子，如H+就没有电子。（2）并不是所有原子都是由质子、中子、电子构成的，如中就不含中子。（3）元素周期表中已列出了112种元素，但已发现的原子并不是112种，而是远大于112种。（4）同位素与同素异形体所指的对象不同，前者指原子，后者指单质。（5）金刚石和石墨混合在一起，为混合物，而H2、D2、T2混合在一起为纯净物。三、原子核外电子排布1．核外电子排布规律2．原子结构示意图3．常见短周期元素原子核外电子排布规律(1)电子层数与核外电子总数相等的元素是H。(2)最外层有1个电子的元素是H、Li、Na。(3)最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar。(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C；是次外层电子数3倍的元素是O；是次外层电子数4倍的元素是Ne。(6)最外层电子数是内层电子数一半的元素是Li、P。(7)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。(8)电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be。(9)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li、Si。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。四、化学键1.离子键和共价键的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共用电子对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阴、阳离子原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强碱、大多数盐、典型的金属氧化物、所有铵盐中非金属单质、某些化合物(如Na2O2)中非金属元素的气态氢化物、酸类、非金属氧化物、碱、极少数盐(如AlCl3)、多数有机化合物中2.化学键、分子间作用力、氢键的比较化学键分子间作用力氢键概念相邻原子间强烈的相互作用分子间存在的微弱的相互作用存在于分子间或分子内的一种比分子间作用力稍强的相互作用存在范围分子内或某些晶体内分子间分子间或分子内作用力大小大小强于分子间作用力弱于化学键性质影响主要影响物质的化学性质主要影响物质的物理性质影响物质的熔沸点、密度、溶解性等3.物质变化过程中化学键的变化（1）化学反应过程化学反应过程中一定有反应物中旧化学键的破坏和产物中新化学键的形成。如：H2+F2=2HF，H—H键、F—F键均被破坏，形成H—F键。（2）离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物电离阴、阳离子（3）共价化合物的溶解或熔化过程①溶解过程②熔化（4）单质的熔化或溶解过程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熔化时破坏共价键金刚石或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【方法探究】1.寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法(1)“10电子”微粒(2)“18电子”微粒2．有关化学键的判断（1）化学键判断的“四个不是”①不是所有的物质都含有化学键，如稀有气体中不含化学键。②不是只要含有共价键的物质就属于共价化合物，单质例外。③不是所有的离子化合物都含有金属元素，如铵盐中含离子键。④不是只要含有金属元素的化合物就是离子化合物，如氯化铝中所含的是共价键，属于共价化合物。（2）化学键和化合物关系的“三个一定”和“三个可能”①“三个一定”：离子化合物中一定含离子键；含离子键的化合物一定是离子化合物；共价化合物中一定不含离子键。②“三个可能”：离子化合物中可能含有共价键，如NaOH；金属与非金属形成的化合物可能是共价化合物，如AlCl3；完全由非金属形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl。【专题过关】1.判断正误：（1）．中子数为10的氧原子：eq\o\ar(16,8)O()（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）．一种元素只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子()（5）．所有的原子中都含有质子和中子，任何离子都有电子()（6）．质量数就是元素的相对原子质量()（7）．质子数相同的微粒不一定属于同一种元素()（8）．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()（9）．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍()（10）．某元素原子最外层电子数为1，该元素一定是金属元素()（11）．同一元素的不同核素原子核外电子排布不同()（12）．最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子()（13）．除Li外的碱金属原子次外层都有8个电子()（14）．所有物质中都存在化学键()（15）．化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力()（16）．非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键()（17）．AsH3的电子式：()（18）．某元素的原子最外层只有一个电子，它跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键()（19）．某些金属与非金属原子间能形成共价键()（20）．氢与硫、氯、钾3种元素均能形成共价化合物()（21）．N和P不能存在于同一离子化合物中()（22）．只含共价键的物质一定是共价化合物()（23）．非极性键只存在于双原子的单质分子中()（24）．非金属元素的原子之间一定形成共价键()（25）．含有共价键的化合物一定是共价化合物()（26）．氢键是氢元素与其他元素形成的化学键()（27）．乙醇分子和水分子间可以形成氢键()（28）．水分子间既存在范德华力又存在氢键()（29）．共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏()【答案】（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×（7）√（8）×（9）×（10）×（11）×（12）×（13）√（14）×（15）√（16）√（17）×（18）×（19）√（20）×（21）×（22）×（23）×（24）×（25）×（26）×（27）√（28）√（29）×2．有5种微粒分别是eq\o\al(40,19)X、eq\o\al(40,18)Z、eq\o\al(40,19)Q＋、eq\o\al(40,20)R、eq\o\al(41,20)M，其中所含元素种类为()A．2种B．3种C．4种D．5种【答案】B3．下列有关放射性核素氚(eq\o\al(3,1)H)的表述不正确的是()A.eq\o\al(3,1)H原子核外电子数为1B.eq\o\al(3,1)H原子核内中子数为3C.eq\o\al(3,1)H2与H2化学性质基本相同D.eq\o\al(3,1)H2O具有放射性【答案】B4．医学界通过用14C标记的C60发现了一种C60的羧酸衍生物，这种羧酸衍生物在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖。下列有关14C的叙述正确的是()A．与12C60的碳原子化学性质不同B．与14N含的中子数相同C．14C60是12C60的同素异形体D．与12C互为同位素【答案】D【解析】同一种元素的化学性质是一样的，14C与12C60中碳原子的化学性质相同，故A错误；14C和14N的中子数分别为8、7，故B错误；14C60与12C60是碳元素的同种单质，不互为同素异形体，故C错误。5．（2022·陕西西安·高一期末）北京成为世界上首座“双奥之城”。北京冬奥会也是历史上首个全部使用绿色清洁能源供电的奥运会，场馆中大量使用了绿色环保的化镉()发电玻璃。下列说法正确的是A．比多两个质子 B．的中子数为128C．的核电荷数为76 D．与互为同位素【答案】D【详解】A．和是同种元素的原子，质子数相等，比多两个中子，故A错误；B．的中子数为12852=76，故B错误；C．核电荷数=质子数，的核电荷数为52，故C错误；

D．与的质子数相等、中子数不相等，互为同位素，故D正确；选D。6．下列离子化合物中，阴、阳离子的电子层结构相同的是()A．NaClB．LiClC．MgOD．Na2S【答案】C【解析】A项，氯离子电子层比钠离子多一个，电子层结构不同，错误；B项，氯离子电子层比锂离子多2个，电子层结构不同，错误；D项，硫离子比钠离子多1个电子层，电子层结构不同，错误。7．现有下列几组粒子：①N2、CO、C2H2；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－；④POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)。对上述四组粒子归类正确的是()A．质子数相等、电子数和原子数不相等：①B．质子数和电子数相等、原子数不相等：②C．电子数相等、质子数和原子数不相等：③D．原子数和电子数相等、质子数不相等：④【答案】D【解析】阳离子：电子总数＝质子总数－所带的电荷总数；阴离子：电子总数＝质子总数＋所带的电荷总数。①N2、CO、C2H2的质子数和电子数都等于14，原子数不等；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－的原子数和质子数不等，电子数都为10；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－的原子数和电子数都相等，质子数不同；④P、S、Cl所含的电子数分别为15、16、17，酸根离子中所含氧原子数均相等，所带负电荷数依次为3、2、1，三种酸根离子所含的总电子数、原子数相等，但三种酸根离子的质子数不相等。8．某核素的质量数为A，其阴离子Xn核外有x个电子。有关该微粒的描述正确的是A．Xn的原子核内一定有(Axn)个中子B．Xn的原子核内一定有(xn)个质子C．Xn的最外层一定具有8电子稳定结构D．Xn的次外层一定排布了8个电子【答案】B【详解】A．X的质子数为xn，中子数=质量数质子数=A(xn)，故A错误；B．阴离子中质子数=阴离子核外电子数所带电荷数，则X的质子数=xn，故B正确；C．Xn的最外层也可能有2个电子，为2电子稳定结构，故C错误；D．若X元素为长周期元素，Xn的次外层电子数为18，故D错误；故答案选B。9．同温同压下，等体积的两容器中分别充14N2和13C16O两种气体。下列对两容器中气体的判断正确的是A．质量数相同 B．分子数不同C．中子数相同 D．质子数相同【答案】D【详解】同温同压，等体积的两容器中所含气体分子物质的量相等；A．14N2质量数为，13C16O质量数为，二者质量数不同，故A错误；B．同温同压下，等体积的气体物质的量相同，分子数相同，故B错误；C．原子的中子数=质量数质子数，14N2中子数为，13C16O中子数为，二者中子数不同，故C错误；D．14N2的质子数为，13C16O质子数为，二者质子数相同，故D正确；故答案为D。10．有A、B两种元素，已知元素A的核电荷数为a，且A3－与Bn＋的电子排布完全相同，则元素B的核电荷数为()A．a－n－3 B．a－n＋3C．a＋n－3 D．a＋n＋3【答案】D【解析】A元素原子的核电荷数为a，原子中核电荷数＝核内质子数＝核外电子数，则其核外电子数为a；A原子得到3个电子形成A3－，则A3－的核外电子数为a＋3，B原子失去n个电子形成Bn＋，设B的核电荷数为x，由于A3－与Bn＋的电子排布相同，则：a＋3＝x－n，解得：x＝a＋n＋3。11．已知X、Y、Z都是短周期元素，它们的原子序数依次增大，X原子的电子层数与它的核外电子总数相等，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则下列说法错误的是()A．Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7∶8的化合物B．X、Y、Z可以组成一种盐C．X和Z可以组成原子个数比分别为1∶1和2∶1的常温下呈液态的两种化合物D．由X、Y、Z三种元素中的任意两种组成的10电子微粒有2种【答案】D【解析】由题中信息易推出X、Y、Z分别是H、N、O。N、O可以组成NO，其中N、O两种元素的质量比为7∶8，A项正确；H、N、O可组成NH4NO3，B项正确；H、O可组成H2O、H2O2两种常温下呈液态的化合物，C项正确；H、N、O中的任意两种元素组成的10电子微粒有H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H3O＋等，N与O不能组成10电子微粒，D项错误。12．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，它与2H原子组成2HmX分子，此分子含N个中子，在ag2HmX中所含电子的物质的量是()A.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋m)molB.eq\f(a,A＋m)(A－N)molC.eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)molD.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋2m)mol【答案】D【解析】2HmX分子含N个中子，则X原子含中子数为(N－m)，由X原子的质量数为A可知，质子数为(A－N＋m)，则每个2HmX分子含有质子数为(A－N＋2m)，ag2HmX的物质的量为eq\f(a,2m＋A)mol，因中性分子中质子数等于电子数，则ag2HmX中所含电子的物质的量是eq\f(a,2m＋A)(A－N＋2m)mol，故选D。13．下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的是()A．NaOHH2SO4(NH4)2SO4B．MgONa2SO4HNO3C．Na2O2KOHNa3PO4D．HClAl2O3MgCl2【答案】C【解析】H2SO4中只含共价键，A错误；MgO中只含离子键，HNO3中只含共价键，B错误。14．在NH3和NH4Cl存在的条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液来制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是()A．中子数为32，质子数为27的钴原子：eq\o\al(32,27)CoB．H2O2的电子式：C．NH3和NH4Cl化学键类型相同D．[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是＋3【答案】D【解析】A项，中子数为32，质子数为27的元素，质量数为27＋32＝59，表示为eq\o\al(59,27)Co，错误；B项，H2O2为共价化合物，电子式为，错误；C项，NH3中只存在共价键，NH4Cl中既存在离子键又存在共价键，二者化学键类型不同，错误；D项，[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整体为0价，Cl为－1价，所以Co的化合价为＋3，正确。15．下列关于化学键和化合物的说法正确的是()A．Na2O2、NaOH、CaCl2三种化合物含有相同的化学键B．金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物C．非金属元素组成的化合物一定是共价化合物D．HCl、H2S溶于水时只破坏了共价键【答案】D16．一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2=NF3＋3NH4F，其中NF3空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是()A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构C．NF3中只含极性共价键D．NH4F中既含有离子键又含有共价键【答案】A17．下列变化需克服相同类型作用力的是()A．碘和干冰的升华B．硅和C60的熔化C．氯化氢和氯化钾的溶解D．溴和汞的汽化【答案】A【解析】碘与干冰的升华克服的作用力均为分子间作用力，A项正确；硅熔化时克服的作用力是共价键，C60熔化时克服的作用力是分子间作用力，B项错误；HCl和KCl溶解克服的作用力分别为共价键、离子键，C项错误；溴与汞的汽化克服的作用力分别为分子间作用力、金属键，D项错误。18．下列变化：①碘的升华；②氧气溶于水；③氯化钠溶于水；④烧碱熔化；⑤氯化氢溶于水；⑥氯化铵受热分解。化学键没有被破坏的是________(填序号，下同)；仅发生离子键破坏的是________；仅发生共价键破坏的是________；既发生离子键又发生共价键破坏的是________。【答案】①②③④⑤⑥19．(1)请用以下物质的序号填空：①NaCl②Na2O2③NaOH④AlCl3⑤H2O2⑥N2⑦NH4Cl⑧CO2⑨He⑩P4其中只含有共价键的化合物有________，含有非