《考点06 原子结构》核心考点精讲

学而优·教有方PAGEPAGE1考点06原子结构(核心考点精讲)一、3年真题考点分布考点内容考题统计原子结构2022重庆卷5题，3分；2021河北卷5题，3分；2021辽宁卷2题，3分；2021天津卷5题，4分核素、同位素2023天津卷7题，4分；2022山东卷3，2分；2022浙江1月7题，2分；2022浙江6月7题，2分；2021河北卷5题，3分；2021北京卷2题，4分；2021天津卷3题，4分电子式2022浙江1月5题，2分；2022浙江6月5题，2分；2022重庆卷2题，3分；2022江苏卷2题，3分；2022辽宁卷2题，3分；2021浙江1月5题，2分二、命题规律及备考策略【命题规律】从近三年高考试题来看，本考点考查在各微粒数量间的关系，微粒的结构示意图，电子式的表示方法，认识化学键的本质是原子间的静电作用，能多角度、动态的分析化学键。试题的难度不大，一般属于了解层次。【备考策略】高考中该类型题主要是通过重大科技成果(化学科学的新发展、新发明等)尤其是放射性元素、放射性同位素、农业、医疗、考古等方面的应用为题材，来考查粒子的个微粒的相互关系，备考过程中多关注重大科技成果。【命题预测】预测2024年原子结构高考考查力度不是很大，注意有关概念辨析，复习备考时注重原子结构示意图、电子式的书写及粒子“量”的关系，注意加强核素、同位素的概念辨析和化学键类型与存在的判断。考法1原子结构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．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．核外电子排布(1)核外电子排布规律(2)原子结构示意图(3)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)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。请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)任何原子或离子的组成中都含有质子()(2)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()(3)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数()(4)eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是同位素，核反应属于化学变化()(5)2H＋核外电子数为2()(6)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()(7)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()(8)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(×)(9)eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子能力几乎相同()(10)一种核素只有一种质量数()(11)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子()(12)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同()(13)40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等()(14)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素()(15)同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同()(16)当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个()(17)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()(18)原子核外电子中，最外层上的电子能量最高()(19)当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构()(20)若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素()答案：(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×(9)√(10)√(11)×(12)×(13)×(14)×(15)×(16)×(17)×(18)√(19)×(20)√例1天然铊有两种稳定同位素Tl和Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是()A．Tl和Tl质子数相同 B．Tl和Tl互为同素异形体C．Tl和Tl中子数之差为2 D．Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43【答案】B【解析】A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，两种核素均为铊元素的核素，质子数相同，均为81，故A正确；B项，同种元素构成的不同种单质互称为同素异形体，此为两种原子，不是单质，故B错误；C项，中子数=质量数-质子数，Tl的中子数为203-81=122，Tl的中子数为205-81=124，两者之差为2，故C正确；D项，原子的核外电子数=质子数，Tl的电子数为81，中子数为205-81=124，两者之差为124-81=43，故D正确。故选B。例2(2023·天津市和平区高三联考)是目前发现的最后一种元素，也是最重的一种元素，元素符号为Og，是人工合成的放射性稀有气体元素，它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子撞击锎(Cf)靶，可以产生Og，其反应可表示为：，下列说法错误的是()()A．原子核内有176个中子，质子数为118B．与的化学性质几乎相同C．Og是一种性质稳定的非金属元素D．锎为过渡元素【答案】C【解析】，即。A项，为，则其原子核内有294-118=176个中子，质子数为118，A正确；B项，与互为同位素，电子数相同，基态原子电子排布方式相同，化学性质几乎相同，B正确；C项，Og具有放射性，不稳定，C不正确；D项，锎核电荷数为98，位于第七周期ⅢB，是一种锕系元素，属于过渡元素，D正确；故选C。对点1钋－210属于极毒性放射性元素，以相同重量来比较，钋－210的毒性是氰化物的2．5亿倍，只需一颗尘埃大小就足以取人性命，而且没有解毒剂。下列有关21084PO说法正确的是()A．与互为同素异形体 B．与互为同位素C．的质子数为84，中子数为126 D．Po元素的相对原子质量为210【答案】C【解析】A项，与是同种元素的不同核素，应互为同位素，故A错误；B项，与为两种不同元素的核素，不能称为同位素，故B错误；C项，的质子数为84，中子数为210-84=126，故C正确；D项，钋-210的近似相对原子质量为210，钋元素的相对原子质量不是210，故D错误；故选C。对点2地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素16O、17O和18O，下列有关说法正确的是()A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同B．Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O互为同位素，都能与金属钠发生反应C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3D．电解一定量的Deq\o\al(18,2)O时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9【答案】D【解析】同分异构体一般指分子式相同，结构不同的有机物，H2和D2为组成和结构都相同的无机物，A错误；16O、17O、18O互为同位素，Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；电解一定量的Deq\o\al(18,2)O时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D正确。考法2电子式1．概念在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。2．书写方法(1)原子的电子式：将原子的所有最外层电子数在元素符号的周围标出．例如：氢原子()、钠原子()、镁原子()、铝原子()、碳原子()、氮原子()、硫原子()、氩原子()。(2)离子的电子式：①阴离子：在书写阴离子的电子式时，须在阴离子符号的周围标出其最外层的8个电子(H－为2个电子)，外加方括号，再在括号外的右上角注明阴离子所带的电荷数．例如S2－的电子式为[]2－，OH－的电子式为。②阳离子；对于简单阳离子，其电子式即为阳离子符号，如钠离子Na＋、镁离子Mg2＋等．对于带正电荷的原子团，书写方法与阴离子类似，区别在于在方括号右上角标上阳离子所带的正电荷数．如NH4＋电子式为。(3)离子化合物的电子式：在书写离子化合物的电子式时，每个离子都要分开写．如CaCl2的电子式应为。(4)用电子式表示化合物的形成过程：先在左边写出构成该化合物的元素原子的电子式，标上“→”，再在右边写出化合物的电子式．例如：离子化合物NaCl的形成过程：共价化合物HCl的形成过程：1．8电子结构的判断方法(1)经验规律法①凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。②原子序数≤5的原子不能形成8电子稳定结构。(2)试写结构法判断某化合物中的某原子最外层是否达到8电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如①COCl2可根据结构式判断各原子均为8电子稳定结构。②N2，写出其电子式，判断两氮原子均满足8电子稳定结构。2．电子式书写常见的四大误区3．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CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)HCl的电子式：()(2)CO2的电子式：eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)Ceq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)()(3)NaCl的电子式：Naeq\o\al(·,×)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)()(4)氯化镁的电子式()(5)过氧化钠的电子式：()(6)氨气的电子式：()(7)HClO电子式：()(8)羟基的电子式：()(9)氨基的电子式：()(10)()(11)()(12)1个乙烷分子中存在8对共用电子对()(13)PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)×(11)×(12)×例1下列电子式书写不正确的是()A． B． C． D．【答案】B【解析】A项，氯气当中两个氯原子之间是单键，形成1对共用电子对，A正确；B项，水分子中氧原子还有孤电子对，需要写上，正确的是，B错误；C项，氯化氢当中H和Cl之间是单键，形成1对共用电子对，C正确；D项，二氧化碳当中O和C之间是双键，形成2对共用电子对，D正确；故选B。例2下列表述方法正确的是A．氯化铵的电子式：B．二氧化碳的电子式：C．氯化氢的形成过程：D．氟化镁的形成过程：【答案】B【解析】A项，氯化铵是离子化合物，电子式为，故A错误；B项，二氧化碳是共价化合物，含有2个碳氧双键，电子式为，故B正确；C项，氯化氢是共价化合物，形成过程为，故C错误；D项，氟化镁是离子化合物，形成过程为，故D错误；故选B。对点1下列关于电子式的描述正确的是()A．的电子式：H+B．的形成过程：→C．的电子式：D．氨气的电子式：【答案】D【解析】A项，为gongjia化合物，电子式为：，A错误；B项，为离子化合物，形成过程为：，B错误；C项，的电子式：，C错误；D项，氨气的电子式：，D正确；故选D。对点2下列化学用语正确的是()A．H2、D2、T2互为同素异形体B．M2+核外有a个电子、b个中子，M的核素符号：C．H2O2的电子式：D．用电子式表示Na2S的形成过程：【答案】B【解析】A项，同素异形体是由同种元素组成的不同单质，H2、D2、T2均为氢分子、不互为同素异形体，A错误；B项，M2+核外有a个电子、则M的质子数为a+2，b个中子，则质量数为a+b+2，M的核素符号：，B正确；C项，H2O2是共价化合物，不存在离子键。题中所写双氧水的电子式错误，C错误；D项，硫化钠是离子化合物，含离子键、不含共价键，题中所写的用电子式表示Na2S的形成过程错误，D错误；故选B。1．(2022•山东卷，3)138O、158O的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法正确的是()A．X的中子数为2B．X、Y互为同位素C．138O、158O可用作示踪原子研究化学反应历程D．自然界不存在138O2、158O2分子是因其化学键不稳定【答案】B【解析】根据质量守恒可知，结合题中的人工合成反应，推知X微粒为62He，Y微粒为42He。A项，X微粒为62He，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为4，A错误；B项，X微粒为62He，Y微粒为42He，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位素，B正确；C项，.由题干信息可知，138O与158O的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；D项，自然界中不存在138O2与158O2并不是其化学键不稳定，而是由于138O与158O的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为气体其他原子，O=O的键能与形成该键的核素无关，D错误；故选B。2．(2022·浙江省1月卷，7)下列说法不正确的是()A．32S和34S互为同位素 B．C70和纳米碳管互为同素异形体C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体 D．C3H6和C4H8一定互为同系物【答案】D【解析】A项，32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；B项，C70和纳米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确；C项，CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故C正确；D项，C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，故D错误；故选D。3．(2022·浙江省1月卷，5)下列表示不正确的是()A．乙炔的结构简式HC≡CH B．KOH的电子式C．乙烷的球棍模型： D．氯离子的结构示意图：【答案】C【解析】A项，乙炔中碳碳之间为三键，故结构简式HC≡CH，A正确；B项，KOH为离子化合物，故电子式为，B正确；C项，为乙烷的比例模型，不是球棍模型，C错误；D项，氯离子的核电荷数是17，电子数为18，氯离子的结构示意图为，D正确；故选C。4．(2022·浙江省6月卷，7)下列说法不正确的是()A．乙醇和丙三醇互为同系物B．和互为同位素C．和互为同素异形体D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体【答案】A【解析】A项，结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；B项，质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；C项，由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确；D项，分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确；故选A。5．(2022·浙江省6月卷，5)下列表示正确的是()A．乙醛的结构简式：CH3COH B．丁烯的键线式：C．S2-的结构示意图： D．过氧化钠的电子式：【答案】D【解析】A项，乙醛含醛基，其结构简式为：CH3CHO，A错误；B项，2-丁烯的结构简式为CH3CH=CHCH3，键线式为：，B错误；C项，硫的原子序数为16，硫原子最外层有6个电子，得2个电子形成硫离子，硫离子的结构示意图为：，C错误；D项，过氧化钠为离子化合物，含离子键和氧氧非极性共价键，其电子式为：，D正确；故选D。6．(2022•重庆卷，2)BCl3水解反应方程式为：BCl3+3H2O=B(OH)3+3HCl，下列说法错误的是()A．Cl的原子结构示意图为 B．H2O的空间填充模型为C．BCl3的电子式为： D．B(OH)3的结构简式为【答案】C【解析】A项，Cl为荷电核数为17，原子结构示意图为，A项正确；B项，H2O分子为V形结构，且O原子的半径比H原子的半径大，B项正确；C项，BCl3是缺电子化合物，B提供3个电子，与3个Cl分别共用1对电子，电子式应为，C项错误；D项，B(OH)3的结构简式为，D项正确；故选C。7．(2022•江苏卷，2)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是()A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形C．H2O2中O元素的化合价为-1 D．NaOH仅含离子键【答案】C【解析】A项，过氧化钠是离子化合物，电子式是，A错误；B项，H2O中氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，根据价层电子对为4，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为V形，B错误；C项，H2O2中H显+1价，根据正负化合价为0，可计算出O的化合价为-1，C正确；D项，NaOH中O和H之间是共价键，D错误；故选C。8．(2022•辽宁省选择性考试，2)下列符号表征或说法正确的是()A．H2S电离：H2S2H++S2- B．Na位于元素周期表p区C．CO32-空间结构：平面三角形 D．KOH电子式：【答案】C【解析】A项，H2S是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为H2SH++HS-，A错误；B项，基态Na原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，B错误；C项，CO32-中心碳原子的价层电子对数为，故其空间结构为平面三角形，C正确；D项，KOH是离子化合物，电子式为，D错误；故选C。9．(2021•河北选择性考试，5)用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是()A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．X和氢元素形成离子化合物D．6Y和7Y互为同素异形体【答案】A【解析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈+1价，则推知Y位于IA族，质量数