北京四中原子結(jié)構(gòu)講解

1、北京四中原子結(jié)構(gòu)重點(diǎn)內(nèi)容講解一、原子結(jié)構(gòu)原子（ ）原子組成符號(hào)含義， ，代表質(zhì)子數(shù)，代表質(zhì)量數(shù)，為中子數(shù)。學(xué)習(xí)中應(yīng)注意掌握幾個(gè)關(guān)系： 相對(duì)原子質(zhì)量與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系：（）不同點(diǎn)： 相對(duì)原子質(zhì)量：是指某原子的質(zhì)量與 原子質(zhì)量的 的比值。質(zhì)量數(shù)： 是將原子內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值相加而得到的數(shù)值。由于一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值時(shí)均為，所以質(zhì)量數(shù)（）質(zhì)子數(shù)（） 中子數(shù)（） 。（）相同點(diǎn)： 質(zhì)量數(shù)和相對(duì)原子質(zhì)量實(shí)質(zhì)上都表示原子的質(zhì)量（相對(duì)質(zhì)量） 。因?yàn)樵淤|(zhì)量取決原子 核的質(zhì)量（電子質(zhì)量非常小，可以忽略不計(jì)） ，原子核質(zhì)量取決于質(zhì)子和中子的質(zhì)量，由于 一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子的相對(duì)質(zhì)量

2、取近似整數(shù)時(shí)均為， 所以相對(duì)原子質(zhì)量取整數(shù)時(shí)， 在數(shù)值 上等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，即等于質(zhì)量數(shù)。在計(jì)算中往往將相對(duì)原子質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)等同起來(lái)， 但它們是完全不同的兩個(gè)概念，使用時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。粒子間的關(guān)系： 元素的種類主要由質(zhì)子數(shù)目決定。元素的性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子數(shù)目； 原子的種類由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)共同而定； 原子的質(zhì)量主要由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)而定。原子、離子（陰、陽(yáng)）中質(zhì)子和核外電子數(shù)關(guān)系，即電量關(guān)系： 原子中核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)這里要注意：在原子中存在這個(gè)等量關(guān)系，在微粒中就不定了，因?yàn)槲⒘０ǚ肿?、?子、離子。在離子中質(zhì)子數(shù)不等于核外電子數(shù)，例如K+、 Cl、 NH 等離子。二、原子核

3、外電子運(yùn)動(dòng)的特征 核外電子運(yùn)動(dòng)特征：（）質(zhì)量很小的帶負(fù)電荷的電子在很小的空間內(nèi)（直徑約 ）作高速運(yùn)動(dòng)，接近光速 （3108m/s）（）高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，不能找到運(yùn)動(dòng)軌跡，不能準(zhǔn)確地測(cè)量和計(jì)算出電子的確切位置。 電子云：是用來(lái)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)，好象一團(tuán)帶負(fù)電荷的云霧在原子核周圍， 人們形象地把它叫做“電子云” 。電子云中每個(gè)黑點(diǎn)，僅表示一個(gè)電子在核外空間出現(xiàn)的一 次機(jī)會(huì)，黑點(diǎn)的疏密表示電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少，而不是電子的多少。三、核外電子排布 核外電子排布規(guī)律：分層排布電子層序數(shù) 1 2 3 45 6 7電子層符號(hào) K L M NO P Q電子總是盡先占滿能量低的電子層， 上。（）各電子層最多容納電子

4、數(shù)目：（）最外層電子數(shù)目不超過(guò)個(gè)，（）次外層電子數(shù)目不超過(guò) 18然后由里到外， 依次排布在能量逐步升高的電子層2n2（層為最外層時(shí)，不超過(guò)個(gè)） 。，倒數(shù)第三次電子數(shù)目不超過(guò) 32 個(gè)，歸根到底，核外電子排布遵循的規(guī)律是能量最低原理。電子首先應(yīng)從內(nèi)層填起，依次向外。核外電子排布的表示方法：（）原子結(jié)構(gòu)示意圖：（）電子式：即在元素符號(hào)周圍用小黑點(diǎn)或來(lái)表示原子的最外層電子的式子。四、核素和同位素核素：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子。同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。（）同位素中“同位” 的含義：指在元素周期表中占據(jù)同一個(gè)位置的意思。 如氕、氘、 氚，即同一

5、元素的不同核素之間互稱為同位素。（）同位素的性質(zhì)： 在天然存在的某種元素中， 各種同位素原子個(gè)數(shù)百分含量一般是不變的； 同一種元素的 各種不同的同位素化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，因?yàn)楦魍凰卦咏Y(jié)構(gòu)幾乎相同（除中子數(shù)） 。 但由不同的同位素構(gòu)成的物質(zhì)物理性質(zhì)不同。例如， H2 的沸點(diǎn)是 -252.4， D2 為-249.3， T2 為-248.0，所以同種元素不同同位素組成的分子混合在一起是混合物，例如：H2、 D2和 T2 混合在一起為混合物。（）同位素相對(duì)原子質(zhì)量與元素相對(duì)原子質(zhì)量同位素 （即某個(gè)原子）相對(duì)原子質(zhì)量；是指某原子的質(zhì)量與 原子質(zhì)量的 的比值。例 如， 原子質(zhì)量是 1.993 10-

6、26kg ，一個(gè) Fe 原子質(zhì)量為 9.28810-26kg，則該 Fe 原子相對(duì) 質(zhì)量為 =55.923 。所以，同一種元素可以有幾種不同的同位素（即不同的原子），各同位素的相對(duì)原子質(zhì)量是不同的。元素的相對(duì)原子質(zhì)量：是各同位素（即各原子） 相對(duì)原子質(zhì)量的代數(shù)平均值。設(shè)某元素 各同位素（即各原子）的相對(duì)原子質(zhì)量分別為M1 、M2 ，各同位素（即各原子）原子個(gè)數(shù)百分含量分別為 x1%，x2%， 則該元素相對(duì)原子質(zhì)量=M1x1%+M2x2%+ ，若用同位素質(zhì)量數(shù)和原子百分含量計(jì)算出的平均值為近似相對(duì)原子質(zhì)量。五、例題解析：例在氫原子的電子云圖中（ ）（A）一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子（B）小黑點(diǎn)多的地方

7、說(shuō)明電子數(shù)多（C）表示電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)（D）小黑點(diǎn)多的地方表示單位體積的空間中電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多 分析：本題從多角度考查對(duì)氫原子的電子云圖的理解。（ A ）一個(gè)小黑點(diǎn)若表示一個(gè)電子，氫的原子核外就有很多電子了，但實(shí)際上，氫原子的核外就1 個(gè)電子。（ B）小黑點(diǎn)多的地方表示電子在此處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，而不是電子數(shù)多。（ C）電子運(yùn)動(dòng)無(wú)固定的軌道，電子在核外作無(wú)規(guī)則高速運(yùn)動(dòng)。由此可知，本題應(yīng)選（D）。例今有 A、B兩種原子， A原子的 M層比B原子的 M層少3個(gè)電子， B原子的 L 層電子數(shù)恰為 A 原子 L層電子數(shù)的 2倍。A 和 B 分別是（ ）（A） Si 和 Al （B） N 和 P （C）

8、F 和 Cl （D） C 和 Al分析： K L MA2xyB 2 2x y+3原子 B 的 M 層至少有 3 個(gè)電子，因而 L 層上的電子數(shù)必然是 8，求得 x=4 ，因此 A 原 子的L層只有 4個(gè)電子， M層上一定沒(méi)電子， 即y=0，所以B原子的 M層上電子數(shù)為 3個(gè)， 因此這兩個(gè)原子分別是 C和Al ，答案為（ D）。例已知陰離子 R2- 的原子核內(nèi)有 x 個(gè)中子，元素的質(zhì)量數(shù)為 m，則 wgR 元素完 全轉(zhuǎn)化為 R2- 時(shí)，共含有的電子總數(shù)為：（） （） mol（） mol （） mol解析：根據(jù)原子組成中，可知原子核內(nèi)有 （m-x） 個(gè)質(zhì)子，原子核外 有（ m-x）個(gè)電子， R2-

9、中有電子（ m-x+2 ）個(gè)電子， WgR 元素的物質(zhì)的量為mol，則WgR 完全轉(zhuǎn)化為 2-時(shí)，共含有的電子總數(shù)為：（m-x+2）mol 。答案為。例 4由 與 Cl 和 Cl 制到的 NaCl 11.7g ，已知氯元素的相對(duì)原子質(zhì)量為 35.5，求： （） Cl 的質(zhì)量；（） Cl 的質(zhì)量； 解析：（）根據(jù)元素相對(duì)原子質(zhì)量，可以求出 Cl 與 Cl 的原子百分比。（） NaCl 的物質(zhì)的量為： 0.2mol 。 Cl和 Cl 的物質(zhì)的量之和為 0.2mol，依據(jù)原子百分比可知Cl為 0.15mol ，Cl為 0.05mol 。 Cl的質(zhì)量為： 0.05mol 37g/mol=1.85g ，

10、Cl 的質(zhì)量為： 0.15mol 58g/mol=8.7g 。參考練習(xí)已知元素的某種同位素的氯化物 RClx 為離子化合物，其中該元素的微粒核內(nèi)中 子數(shù)為 y，核外電子數(shù)為 Z，則該同位素的符號(hào)為：（） （） （） （） Na+、F、 Ne 可以歸為一類，與它們同類的微粒組是：（） H2O 、 Ar（） K+ 、 H3O+ （） NH3 、NH（） OH、 O2 H、D、T、 H+可以用來(lái)表示：）同一種原子；）氫元素；）化學(xué)性質(zhì)不同的氫原子；）氫的四種同位素；某氖原子的質(zhì)量是 ag，原子的質(zhì)量是 bg，用 NA 表示阿佛加德羅常數(shù)，下列說(shuō) 法中正確的是：氖元素的相對(duì)原子質(zhì)量是 12a/b；Wg

11、 該氖原子的物質(zhì)的量一定是 W/（aNA）mol ； 該氖原子的摩爾質(zhì)量是 aNAag ；Wg 該氖原子所含質(zhì)量數(shù)為 10W/a。一種微料的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)與另一種微粒的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相等， 則下列兩種微粒 之間的關(guān)系說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）它們可能是同位素；（）可能是不同分子；（）可能是一種分子和一種原子；（）可能是一種分子和一種離子；過(guò)氧化鈉可與為：CO2 作用，當(dāng) 0.2mol Na218O2 完全作用后，生成的 Na2CO3 的質(zhì)量） 21.2g） 21.6g） 22.0g） 22.4g參考練習(xí)答案： 解析： Na2O2 與 CO2 作用的化學(xué)方程式為：2Na218O2+2CO2=2Na2CO

12、3+O2 ，在此反應(yīng)中 Na2O2 既是氧化劑，又是還原劑，其 中的氧原子有一半進(jìn)入 O2 中，另一半進(jìn)入 Na2CO3 中，所以 1mol Na2CO3 的摩爾質(zhì)量應(yīng) 為 108g/mol ，依據(jù) Na2O2 與 Na2CO3 的物質(zhì)的量關(guān)系，可知 0.2mol Na2O2 生成 0.2mol Na2CO3。生成 Na2CO3 質(zhì)量為： 108g/mol 0.2mol=21.6g,答案為。北京四中 一、本周內(nèi)容：1、沖量和動(dòng)量、動(dòng)量變化。2、動(dòng)量定理及應(yīng)用。二、內(nèi)容：1、沖量（1）定義：力與力作用時(shí)間的乘積叫做力的沖量。 表達(dá)式： （ I 為沖量）（2）沖量是力和力的作用時(shí)間的累積，是一個(gè)過(guò)

13、程量；只要有力，且作用了一段時(shí)間，沖 量就不為零。（3）沖量的單位：牛頓 ?秒（ N ?S）（4）沖量是矢量，當(dāng)力的方向在力作用時(shí)間內(nèi)不變時(shí)，沖量的方向與力的方向相同。（5）講沖量時(shí)必須指明是哪個(gè)力的沖量，是某一個(gè)力的沖量，還是幾個(gè)力合力的沖量。并 指明哪一個(gè)過(guò)程。2、動(dòng)量：（1）定義：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫動(dòng)量。表達(dá)式： （ P 為動(dòng)量）（2）動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。是狀態(tài)量。由二個(gè)因素m、 v 決定，又是相對(duì)量。（3）動(dòng)量的單位：千克 ?米 /秒（ kg?m/s）（4）動(dòng)量是矢量；方向與速度方向相同。（5）動(dòng)量不是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量， 雖然與速度有關(guān)， 但是與速度的物理

14、意義不同， 不是速度越大，物體動(dòng)量越大； v 大但 m 小， P可以很??； v 小 m 大 P可以很大。3、動(dòng)量變化： （ P1為初動(dòng)量， P2為末動(dòng)量）（ 1）末動(dòng)量與初始動(dòng)量的矢量之差為動(dòng)量的增量，或動(dòng)量的變化。（2） 是矢量，有大小和方向，運(yùn)算遵守平行四邊形法則。例 1、物體靜止在水平面上，受到與水平成37 大小為 250N 力的作用下開始運(yùn)動(dòng)，物體質(zhì)量 m=20kg ，與水平面之間動(dòng)摩擦因數(shù) =0.4 ， g 取 10m/s2，求：（ 1）經(jīng)過(guò) 2 秒；物體所受 各力的沖量； （ 2）物體所受合力的沖量。解：對(duì)物體進(jìn)行受力分析：受四個(gè)力重力 G 外力 F、支持力 N，滑動(dòng)摩擦力 f 。

15、 （1）重力的沖量 IG=mg ?t=20102=400N?S，方向豎直向下。外力 F 沖量 IF=F ?t=250 2=500N ?S，方向與水平成 37斜向上。 彈力 N 沖量 IN=N ?t，而 N=G-F ?sin37 =50N ，則 IN=50 2=100N?S，方向豎直向上。 摩擦力 f 沖量： If=f ?t而 f=N=0.450=20N，則 If=20 2=40N ?S，方向水平向左。 （2）物體所受合外力： F合=F ?cos37-f=250 -20=180N ，則合外力的沖量 I 合=F 合 t=180 2=360N ?S。例 2、同一高處以相同的速率拋出三個(gè)質(zhì)量相同的小球

16、；a 球豎直上拋， b 球豎直下拋， c 球水平拋出，不計(jì)空氣阻力則：A、落地時(shí)三球的動(dòng)量都不相同。B 、從拋出到落地， ab 兩球有相同的動(dòng)量變化。 C、從拋出到落地，三球所受沖量都不同。 D、從拋出到落地，三球所受沖量都相同。解： a 球豎直上拋，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其落地速度大小，那么它落地動(dòng)量 ，方向豎直 向下。b 球豎直下拋，根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其落地速度大小 ，它落地時(shí)動(dòng)量大小為 ，方向豎直 向下。c 球平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)其落地時(shí)，速度 vc 與水平成 角，其大小為，其動(dòng)量 ，方向與水平成 角?？梢钥闯?a、 b 兩球落地時(shí)動(dòng)量相同， c 球動(dòng)量大小和它 們相等，但方向不同，故 A 選項(xiàng)

17、是錯(cuò)誤的。三球從拋出到落地所用時(shí)間不同 tatctb 三個(gè)小球的沖量： Ia=mgta 、 Ib=mgtb 、 Ic=mgtc 則 IaIcIb ，故選項(xiàng) C是正確的， D 是錯(cuò)誤的。從拋出到落地， a、b 兩球的動(dòng)量變化矢量圖如圖所示：設(shè)初速度為v0、末速度為 vt、可以看出， a、b兩球的動(dòng)量變化 PaPb故 B選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。4、動(dòng)量定理：一個(gè)質(zhì)量為 m 的物體，初始速度為 v1 ，在恒力 F 作用下，經(jīng)過(guò)時(shí)間 t 速度變?yōu)?v2 ，則物體 所受沖量與動(dòng)量的關(guān)系為F?t=mv2-mv1 （1）動(dòng)量定理描述力對(duì)時(shí)間的累積效果，物體所受合外力的沖量等于它動(dòng)量的增量（或變 化量）（2）動(dòng)量定理是

18、矢量方程，式中 I 表示物體受到所有外力沖量的矢量和，或等于合外力的 沖量， P 為物體的動(dòng)量增量，方向與合沖量方向一致。（2）動(dòng)量定理研究的對(duì)象是質(zhì)點(diǎn)。例 3、一個(gè)質(zhì)量為 60kg 的雜技演員練習(xí)走鋼絲時(shí)，使用安全帶，當(dāng)此人走到安全帶上端的 固定點(diǎn)正下方時(shí)不慎落下，下落 5m 時(shí)安全帶被拉直，此后又經(jīng)過(guò) 0.5S 的緩沖，人的速度 變?yōu)榱?，求這 0.5S內(nèi)安全帶對(duì)人的平均拉力多大？（ g=10m/s2 不計(jì)空氣阻力） 解： 人從固定點(diǎn)下方落下可視為自由落體運(yùn)動(dòng)，下落 5m 時(shí)的速度為 v1，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律：v12=2gh ， 此后人將受到重力和安全帶的拉力作用做變速運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)0.5S

19、，其動(dòng)量由 mv1 變?yōu)?0。設(shè)豎直向下方向?yàn)檎较?，安全帶?duì)人平均拉力為F，根據(jù)動(dòng)量定理：（mg-F ） t=0-mv1解：此題也可以研究全過(guò)程，開始人的動(dòng)量mv0=0 ，自由下落，然后緩沖過(guò)程受到重力和安全帶的平均拉力 F，自由下落的時(shí)間設(shè)為 t1 ，緩沖時(shí)間設(shè)為 t2。設(shè)豎直向下為正方向，根據(jù)動(dòng)理定理：初動(dòng)量 mv0=0 ，末動(dòng)量 mvt=0mg（t1+t2）- F?t2=0-0則例 4、兩個(gè)質(zhì)量相等的木塊 A 和 B 并排放在光滑水平面上，處于靜止。一顆子彈水平穿過(guò) 兩個(gè)木塊，設(shè)子彈穿過(guò)兩木塊所用的時(shí)間分別為 t 和 1.5t。木塊對(duì)子彈的阻力恒為 f，則子 彈先后穿出 A、B 后，A

20、、B 的速度之比為A、2：3B、1： 3C、1：4D、1： 2解：子彈進(jìn)入 A 木塊，受到恒定阻力 f 后做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至穿過(guò) A ，歷時(shí) t；同時(shí) A 、 B 受到 f 的反作用力一起從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)子彈穿過(guò) A 時(shí)，設(shè)速度為 vA ，此時(shí)， A 、B 有共同速度，而后子彈進(jìn)入 B，繼續(xù)受阻力做勻減速運(yùn)動(dòng)， B 物體繼續(xù)做勻加速運(yùn)動(dòng)， A 物體則以速度 vA 做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)子彈穿出 B 物體時(shí)， B 的速度為 vB ，根據(jù)動(dòng)量定理：設(shè)正方向與子彈運(yùn)動(dòng)方向同，子彈穿過(guò)A 研究 AB ， f?t=2m ?vA-0 子彈穿過(guò) B，研究 B， f?1.5t=mvB-mvA 由二式可得 ，則選項(xiàng) C 是正確的。三、課后練習(xí)：1、如圖所示，一個(gè)物體在與水平方向成角的拉力 F 的作用下勻速