考点6-原子结构(原卷版)

考点6原子结构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。预测2023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。一、原子结构二、电子式原子结构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。【小试牛刀】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()【典例】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“嫦娥五号”顺利将1731g月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的3He。3He是一种优良的核反应原料，与氘发生核聚变反应，放出巨大的能量：，下列有关说法正确的是()A．D2和H2互为同位素B．等质量的3He和2H具有相同的中子数C．3He与发生的核聚变反应属于化学变化D．3He位于周期表的第1行、第18列【答案】D【解析】A项，D和H互为同位素，D2和H2是不同单质，A错误；B项，等质量的3He和2H中子数之比为2∶3，B错误；C项，核聚变不是化学反应，C错误；D项，3He属于He元素，是稀有气体，位于周期表的第1行、第18列，D正确；故选D。【对点提升】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【巧学妙记】(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。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：【小试牛刀】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()【典例】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。【对点提升】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：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：【巧学妙记】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……1．“嫦娥五号”成功着陆月球，实现了中国首次月球无人采样返回。月壤中的可用于于核聚变，下列说法正确的是A．3He和4He核外电子数相等B．3He和4He是同种核素C．3He和4He中子数相等D．由3He组成的单质为3He22．重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是()A．氘(2H)原子核内有1个质子 B．1H与2H是不同的核素C．1H218O与2H216O的相对分子质量相同 D．1H2O与2H2O互为同位素3．我国科学家首次合成的一种过渡金属的新核素Hf，具有延展性，不易被腐蚀，可应用于高科技领域等特点。185Hf可由180Hf转化而成，下列有关180Hf、185Hf的说法正确的是()A．物质的量相等的185Hf与180Hf质量相同B．核外电子数分别为108、113C．1mol180Hf比1mol185Hf的中子数少5NAD．180Hf、185Hf在周期表中的位置不同4．金属钛无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生物金属”之称。下列有关和的说法中正确的()A．和中均含有22个中子 B．和的化学性质不同C．和互称为同位素 D．和为同一核素5．由德国重离子研究中心人工合成的第112号元素的正式名称为“Copemicium”，相应的元素符号为“Cn”，该元素的名称是为了纪念天文学家哥白尼而得名。该中心人工合成Cn的过程可表示为：70Zn＋208Pb=277Cn＋。下列叙述中正确的是()A．上述合成过程属于化学变化B．由题中信息可知Pb元素的相对原子质量为208C．Cn元素位于元素周期表的第七周期，是副族元素D．的原子核内中子数比质子数多1656．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：7．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()A．氘(D)原子核外有1个电子B．1H与D化学性质几乎完全相同C．H2O与D2O互称为同素异形体D．1Heq\o\al(18,2)O与Deq\o\al(16,2)O的相对分子质量相同8．核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中不正确的是()A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)9．下列有关化学用语表示正确的是()A．NaClO的电子式：B．质子数为81，中子数为124的铊(Tl)原子：TlC．HCN的结构式：H-C=ND．Na3N的电子式：Na10．有关化学用语的表达不正确的是()A．次氯酸的电子式：B．硫离子的离子结构示意图：C．可表示CH4或CCl4分子D．过氧化钠的形成过程：11．氮化钠(Na3N)是一种重要的化合物，与水作用可产生NH3。请回答下列问题：(1)Na3N的电子式是________，该化合物是由________键形成的。(2)Na3N与盐酸反应生成__________种盐，其电子式分别是__________________。(3)Na3N与水的反应属于________(填基本反应类型)反应。(4)比较Na3N中两种微粒的半径：r(Na＋)________r(N3－)(填“>”“<”或“＝”)。1．(2022•·上海虹口区高三检测)科学家在宇宙里发现分子，和两种分子()A．互为同素异形体 B．互为同位素C．具有相同的性质 D．具有相同的质子数2．(2022·河南省高三模拟)是一种半衰期长达1570万年的放射性核素，在评估核事故的污染水平、洋流运动等领域有广泛应用。下列有关说法中正确的是()A．与的中子数相同B．与的环境行为和生物过程不同C．和化学性质相同D．硝酸银溶液可测定该污水中的含量3．(2022•·河北省邯郸市高三模拟考试)人工核反应：+=+是放能反应。下列有关说法正确的是()A．中含有的中子数为6B．X的最高价氢氧化物的碱性弱于Mg(OH)2C．12Y与14Y互为同素异形体D．Y元素和氯元素形成的氯化物为离子化合物4．(2022•·山东省淄博市高三统一检测)用中子轰击原子产生α粒子()的核反应为：++。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是()A．6Y和7Y互为同素异形体B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2C．H3XO3的酸性弱于碳酸D．X、Y元素和氢元素都可形成离子化合物5．(2022•·湖南省三湘名校联盟高三第二次大联考)用α粒子(即氦核He)轰击14X原子和9Z原子产生的核反应分别为14X+He→17Y+1H、9Z+He→12C+n，已知元素X、Y的单质均为空气的重要组成部分，Z单质及化合物的性质与Al类似。下列说法错误的是()A．X、Y的单质均可作某些可燃物的氧化剂B．X、Z的最高价氧化物对应的水化物均能与强碱反应C．X、Y形成的单质均存在常见的同素异形体.D．X、Y与H均能形成两种或两种以上的化合物6．(2022·广东省四校高三联考)自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表的成员数目不断增加。2006年，科学家以钙离子撞击锎(Cf)钯，产生了一种超重元素：(Og)，其反应可表示为：+→+3。下列说法正确的是()A．的核外电子数是118B．Ca与Ca互为同素异形体C．Cf原子核内有98个质子，249个中子D．为一种新的核素7．(2022·河北省张家口市高三模拟联考)科学家以钙离子撞击Cf(靶)，产生了一种超重元素Og，其反应可表示为器。下列说法正确的是()A．钙离子的电子式为B．与的中子数相差25C．1个与1个的质量之比约为1D．与互为同素异形体8．(2021·上海复旦大学附中高三月考)下列物质的电子式书写正确的是A．次氯酸B．二氧化碳C．氮气D．氯化镁9．(2022·四川省内江市第六中学期中)下列化学用语表示正确的是()A．原子核内有8个中子的碳原子：B．的电子式：C．次氯酸的结构式：D．用电子式表示的形成过程为：10．(2022·陕西省绥德中学期中)下列有关化学用语表示正确的是()A．水的电子式： B．原子核内有10个中子的氧原子：C．HCl的形成过程： D．镁离子的结构示意图11．(2022·黑龙江省哈尔滨市第六中学期中)下列有关化学用语表示正确的是()A．H2O2的电子式：B．用电子式表示氧化钠的形成过程：C．原子核中有10个中子的氧原子：108OD．氮气的电子式：12．(2022·上海市虹口区二模)我国学者发明了一种低压高效电催化还原CO2的新方法，其原理可以表示为：NaCl+CO2CO+NaClO，下列有关化学用语表示正确的是()A．中子数为12的钠离子：B．NaClO的电子式：C．CO2的比例模型：D．CO晶体模型：1．【2022·浙江省1月选考】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2．【2022·浙江省6月选考】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3．【2021•北京卷】放射性核素31H。下列说法不正确的是()A．31H原子核外电子数是1 B．31H原子核内中子数是3C．可用质谱分辨H和31H D．3H2O也具有放射性4．【2021•天津卷】核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘(21H)是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是()A．21H的中子数为2 B．21H的核电荷数为1C．21H是