高考化學大一輪總復習 第五章 物質結構 元素周期律 原子結構學案25(新人教版)

1、學案25 原子結構 考綱要求1.了解元素、核素、同位素的含義。2.了解原子的構成，了解原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系。3.了解原子核外電子的排布。4.以IA和A族為例，掌握同一主族內元素性質遞變規(guī)律與原子結構的關系。知識點一原子的組成1原子(1)原子結構原子(X)(2)有關粒子間的關系質量數(A)_；中性原子：質子數_；陽離子：質子數核外電子數_；陰離子：質子數核外電子數_。2核素、同位素、元素(1)概念核素：具有一定數目_和一定數目_的一種_，如氫元素有三種核素，符號為_。同位素：_相同而_不同的同一元素的不同_互稱同位素。元素：具有相同_的同一類_的總

2、稱。(2)三者的關系問題思考1(1)任何原子內都有中子嗎？ (2)同位素的性質相同嗎？ 知識點二核外電子排布1電子層的表示方法及能量變化電子層數由內向外數字表示法1234567字母表示法離核遠近電子能量2.原子核外電子排布規(guī)律(1)能量最低原理：核外電子總是盡可能先排布在能量_的(離原子核_)的電子層里。(2)每層最多容納的電子數為_個。(3)最外層電子數最多不超過_個(K層為最外層時不超過_個)。(4)次外層電子數最多不超過_個。(5)倒數第三層電子數最多不超過_個。問題思考2核外電子排布的各條規(guī)律之間有怎樣的關系？以19號元素K的原子結構示意圖不能寫成為例來說明。 3“核外電子排布相同的微

3、粒，化學性質相同”這一說法是否正確？ 知識點三原子結構和性質1堿金屬元素(1)原子結構原子最外層都只有_個電子，隨原子序數的遞增，電子層數依次增加，原子半徑逐漸_。(2)元素性質從上到下，元素原子失電子能力逐漸_，金屬性逐漸_，單質的還原性逐漸_。問題思考4最外層只有一個電子的元素是否都是堿金屬元素？ 2鹵族元素(1)原子結構原子最外層都有_個電子，隨原子序數遞增加，電子層數依次增加，原子半徑逐漸_。(2)元素性質從上到下，得電子能力逐漸_，非金屬性逐漸_，單質的氧化性逐漸_。3元素性質與原子結構的關系元素的性質決定于原子核外電子的排布，特別是_。同主族元素化學性質上表現(xiàn)出相似性和遞變性，隨著

4、原子核外電子層數的增加，它們的失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸_。一、元素、核素和同位素1.X中各符號表示的含義元素符號X的左上角的A表示該核素的質量數，它可近似地代表該核素原子的相對原子質量，左下角的Z表示該核素的核內質子數，元素的種類取決于構成該元素的原子核內的質子數，Z相同的所有核素都稱為同一元素；Z相同，A不同，稱為同位素周期表中處于同一位置。Z和(AZ)決定核素的種類，即在核素中，Z相同的不同核素稱為同位素。2元素、同位素、核素概念的辨析(見下表)元素同位素核素概念具有相同核電荷數的一類原子的總稱質子數相同而中子數不同的同一元素的不同核素互稱為同位素具有一定數目質子和一定數目中子的一種

5、原子對象宏觀概念，對同類原子而言；既有游離態(tài)，又有化合態(tài)微觀概念，對某種元素的原子而言，因為有同位素，所以原子種類多于元素種類微觀概念，指元素的具體的某種原子特征以單質或化合物形式存在，性質通過形成單質或化合物來體現(xiàn)同位素化學性質幾乎相同，因為質量數不同，物理性質有差異，天然存在的各種同位素所占的原子個數百分比一般不變具有真實的質量，不同核素的質量不相同決定因素質子數質子數和中子數質子數和中子數特別提醒同位素是同一元素的不同核素之間的互稱，大多數元素有同位數(但Na、Al、F等沒有同位素)。因此目前發(fā)現(xiàn)的元素有一百多種，但核素有一千多種。典例導悟1下列說法正確的是()A12C、13C、14C、

6、金剛石、石墨都是碳元素的同位素B同種元素的原子，質量數一定相同C互為同位素的原子，質子數一定相同D由一種元素組成的物質，一定是純凈物聽課記錄：變式演練1據報道，在火星和金星大氣層中發(fā)現(xiàn)了一種非常特殊的會導致溫室效應的氣態(tài)化合物，它的結構式為16O=C=18O。下列說法正確的是()A16O與18O為同種核素B16O=C=18O與16O=C=16O互為同位素C16O=C=18O的化學性質與16O=C=16O完全不同D目前提出的“低碳經濟”，目標是減少向環(huán)境中排放CO2，控制溫室效應二、原子核外電子排布的特殊規(guī)律及電子數相等的微粒1記住120號元素的特殊的電子層結構名師提醒：記熟是準確快速解題的前提

7、(1)最外層有1個電子的元素：H、Li、Na、K；(2)最外層電子數等于次外層電子數的元素：_；(3)最外層電子數是次外層電子數2倍的元素：C；(4)最外層電子數是次外層電子數3倍的元素：_；(5)最外層電子數是內層電子總數一半的元素：_；(6)最外層電子數是次外層電子數4倍的元素：Ne。(7)次外層電子數是最外層電子數2倍的元素：Li、Si；(8)次外層電子數是其他各層電子總數2倍的元素：_；(9)次外層電子數與其他各層電子總數相等的元素：Be、S；(10)電子層數與最外層電子數相等的元素：_。2核外電子數相等的微粒(1)“10電子”的微粒分子離子一核10電子NeN3、O2、F、Na、Mg2

8、、Al3二核10電子HF三核10電子NH四核10電子五核10電子(2)“18電子”的微粒分子離子一核18電子ArK、Ca2、Cl、S2二核18電子三核18電子H2S四核18電子五核18電子六核18電子其他微粒C2H6、CH3NH2N2H、N2H(3)“14電子”微粒有Si、_、_、_等四種。典例導悟2用A、B、C2、D、E、F、G和H分別表示含有18個電子的八種微粒(離子或分子)，請回答；(1)A元素是_，B元素是_，C元素是_。(用元素符號表示)(2)D 是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式是_。(3)E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強的分子，其分子式是_。(4)F是由兩種元素組成的

9、三原子分子，其分子式是_；電子式是_。(5)G分子中含有4個原子，其分子式是_。(6)H分子中含有8個原子，其分子式是_。變式演練2(2011濟南模擬)通常情況下，微粒A和B為分子，C和E為陽離子，D為陰離子，它們都含有10個電子；B溶于A后所得的物質可電離出C和D；A、B、E三種微粒反應后可得C和一種白色沉淀。請回答。(1)用化學符號表示下列四種微粒：A：_，B：_，C：_，D：_。(2)寫出A、B、E三種微粒反應的離子方程式：_。1判斷正誤(1)C.在氮原子中，質子數為7而中子數不一定為7()DCl的結構示意圖為()(2010課標全國卷一7C、D)(2)1 mol羥基中電子數為10NA()

10、(2010江蘇5B)(3)鈉離子的結構示意圖為()(2010上海2D)22010福建理綜23(1)M是地殼中含量最多的金屬元素，則M的離子結構示意圖為_。3(2010山東理綜，9)16O和18O是氧元素的兩種核素，NA表示阿伏加德羅常數，下列說法正確的是()A16O2與18O2互為同分異構體B16O與18O核外電子排布方式不同C通過化學變化可以實現(xiàn)16O與18O間的相互轉化D標準狀況下，1.12 L16O2和1.12 L18O2均含0.1NA個氧原子4(2009廣東，1)我國稀土資源豐富。下列有關稀土元素Sm與Sm的說法正確的是()A.Sm與Sm互為同位素B.Sm與Sm的質量數相同C.Sm與S

11、m是同一種核素D.Sm與Sm的核外電子數和中子數均為62題組一元素、核素、同位素1無放射性的同位素稱之為“穩(wěn)定同位素”，在陸地生態(tài)系統(tǒng)研究中2H、13C、15N、18O、34S等常用作環(huán)境分析指示物。下列有關一些“穩(wěn)定同位素”的說法正確的是()A34S原子核內中子數為16B2H酸性比1H的酸性更強C16O與18O的化學性質相同D13C與15N原子核內的質子數相差22下列微粒結構示意圖中，不正確的是()3放射性原子在人類生活中的很多地方有著特殊的作用，對人類的科學研究有很大的幫助，其中最主要的作用是作為示蹤原子。最近醫(yī)學界通過用放射性14C的羥酸衍生物在特定條件下通過斷裂DNA來殺死細胞，從而抑

12、制艾滋病。下面有關14C的敘述中正確的是()A14C與14N含有相同的中子數B14C與C60是同分異構體C14C與C60中普通碳原子的化學性質不同D14C與12C互為同位素4(2008全國理綜，11)某元素的一種同位素X原子的質量數為A，含N個中子，它與1H原子組成HmX分子。在a g HmX中所含質子的物質的量是()A.(ANm) molB.(AN) molC.(AN) molD.(ANm) mol5據報道醫(yī)學界通過用14C標記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羥酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則有關14C的敘述正確的是()A與12C的化學性質不同B與14N含的中子數相同

13、C14C的質子數與中子數相差1D與12C、13C互為同位素6(2011武漢質檢)有下列符號：35Cl和37Cl、O2和O3、1HO和2HO。下列有關說法正確的是()A35Cl和37Cl互為同分異構體BO2和O3是氧元素的兩種同位素C35和37表示的是質量數D1HO和2HO表示同一種水分子7X、Y、Z三種主族元素，X和Y兩種離子具有相同的電子層結構，Z原子核內質子數比Y原子核內質子數少9，Y在一定條件下可被氧化成YZ。下列說法正確的是()A離子半徑XYBX、Y、Z均屬于短周期元素C化合物XYZ的溶液具有漂白性DY屬于A族元素8X、Y、Z和R分別代表四種元素，如果aXm、bYn、cZn、 dRm四

14、種離子的電子層結構相同(a、b、c、d為元素的原子序數)，則下列關系正確的是()Aacmn BabnmCcdmn Dbdnm題組二原子結構與元素性質9(2010孝感質量檢測)銫是一種堿金屬元素，下列關于銫及其化合物的敘述不正確的是()A硫酸銫的化學式為Cs2SO4B氫氧化銫是一種強堿C可以電解熔融的氯化銫制取銫D碳酸銫受熱易分解成氧化銫和二氧化碳10原子的核電荷數小于18的某元素X，其原子的電子層數為n，最外層電子數為2n1，原子核內質子數是2n21。下列有關元素X的說法中不正確的是()A元素X能形成化學式為X(OH)3的堿B元素X可能形成化學式為KXO3的含氧酸鉀鹽C元素X原子的最外層電子數

15、和核電荷數肯定為奇數D元素X能與某些金屬元素形成化合物11下列各原子構成的單質中，肯定能與稀硫酸反應產生H2的是()A原子核內沒有中子BM層有5個電子C原子核外最外層電子數電子層數DN層上電子數與K層電子數相等，次外層有8個電子12.有某種元素的微粒的核外電子層結構為(1)若該微粒為電中性微粒一般不和其他元素的原子反應，這種微粒的符號是_。(2)若含該微粒的溶液，能使溴水褪色，并出現(xiàn)渾濁，這種微粒的符號是_。(3)若該微粒氧化性很弱，但得到電子后還原性很強，且這種原子最外層有一個電子，這種微粒的符號是_。(4)若該微粒還原性很弱，但失電子后氧化性很強，且這種原子得一個電子即達穩(wěn)定結構，這種微粒

16、的符號是_。題組三綜合探究13(2011上海調研)A、B、C、D、E五種元素，它們的核電荷數依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素，C是金屬元素；A、C元素原子的最外層都只有一個電子；B和D元素原子的最外層電子數相同，且B元素原子L層電子數是K層電子數的3倍；E元素原子最外層電子數比次外層電子數少1。回答下列問題：(1)寫出五種元素的元素符號：A_，B._，C._，D._，E._。(2)畫出B、C的原子結構示意圖：B._，C._；畫出D的離子結構示意圖：_。(3)從原子核外電子排布的角度分析C元素的化合價為什么為1價？ 14A、B、C、D都是短周期元素，原子半徑：DCAB。已知：A、B同周

17、期，A、C處于同一主族；C原子核內的質子數等于A、B原子核內的質子數之和；C原子最外層電子數是D原子最外層電子數的3倍。試回答：(1)寫出元素的名稱：A_。(2)寫出由B、D組成的兩種化合物的化學式：_、_。(3)C的氧化物屬于_化合物(填“離子”或“共價”)。(4)寫出C的氧化物與D的氧化物對應的水化物反應的離子方程式： _。學案25原子結構【課前準備區(qū)】知識點一1(1)原子核核外電子(2)質子數(Z)中子數(N)核電荷數核外電子數電荷數電荷數2(1)質子中子原子H、H、H質子數中子數原子 核電荷數原子知識點二1.電子層數由內向外數字表示法1234567字母表示法KLMNOPQ離核遠近電子能

18、量2.(1)最低最近(2)2n2(3)82(4)18(5)32知識點三1(1)1增大(2)增強增強增強2(1)7增大(2)減弱減弱減弱3最外層電子數增強問題思考1(1)H中無中子。(2)同位素的物理性質有差異，化學性質幾乎完全相同。2核外電子排布的幾條規(guī)律之間既相互獨立又相互統(tǒng)一，不能孤立地應用其中一條。第(3)、(4)條是對第(2)條的限制。如鉀原子由于受第(3)條限制，最外層不能超過8個，故原子結構示意圖為。3不正確。核外電子排布相同可以是多種離子或原子，如S2、Cl、Ar、K、Ca2的核外電子排布都是，但它們的化學性質不同。若屬于同位素的不同核素，化學性質相同，如H、H、H。4不是，氫元

19、素原子最外層也只有1個電子，但是堿金屬元素不包括氫元素?！菊n堂活動區(qū)】二、1.(2)Be、Ar(4)O(5)Li、P(8)Li、Mg(10)H、Be、Al2(1)分子離子一核10電子NeN3、O2、F、Na、Mg2、Al3二核10電子HFOH三核10電子H2ONH四核10電子NH3H3O五核10電子CH4NH(2)分子離子一核18電子ArK、Ca2、Cl、S2二核18電子F2、HClO、HS三核18電子H2S四核18電子PH3、H2O2五核18電子SiH4、CH3F、NH2OH六核18電子N2H4、CH3OH其他微粒C2H6、CH3NH2N2H、N2H(3)“14電子”微粒有Si、CO、C、N

20、2等四種。典例導悟1C根據同位素的概念，具有相同質子數、不同中子數的同一種元素的不同原子互為同位素，12C、13C、14C是碳元素的三種同位素，而金剛石和石墨是碳元素的兩種不同形式的單質(同素異形體)，A項錯；同種元素可以有中子數不相同的幾種原子，其質量數必不相同，B項錯；由于互為同位素的原子屬同種元素，它們的質子數一定相同，C項正確；由一種元素組成的物質，由于原子種類、個數、排列方式不同可組成多種物質，如氫元素可組成H2、D2、T2三種分子，氧元素可組成O2、O3兩種分子，碳原子由于排列方式不同可構成石墨和金剛石，D項錯。2(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S (5)H2O2(或

21、PH3)(6)C2H6解析18電子微粒來源大體分為三個部分：一是第三周期的氣態(tài)氫化物及失去H的對應陰離子；二是第四周期的金屬陽離子；三是由第二周期氣態(tài)氫化物去掉一個氫原子后，兩兩結合得到的分子，共16種：陰離子P3、S2、HS、Cl；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，結合題目所給條件，不難確定所需答案。變式演練1DA項兩種原子互為同位素；B項兩種分子均為化合物，不屬于同位素范疇；C項兩種分子的化學性質應幾乎相同。2(1)H2ONH3NHOH(2)Al33NH33H2O=Al(OH)33NH或Mg22NH32H2O=Mg(OH)22N

22、H解析本題主要考查原子、分子和離子的核外電子的結構特征。常見的核外電子總數為10個電子的微粒有：陽離子有Na、Mg2、Al3、NH、H3O；陰離子有N3、O2、F、OH；分子有Ne、HF、H2O、NH3、CH4。顯然結合題目所給的其他條件可知：A：H2O，B：NH3，C：NH，D：OH，E：Al3或Mg2；A、B、E反應的離子方程式：3H2O3NH3Al3=Al(OH)33NH或Mg22NH32H2O=Mg(OH)22NH?！菊n后練習區(qū)】高考集訓1(1)解析C項，N14的質子數和中子數均為7，但氮原子還有其他的核素，質量數不等于14，中子數也就不等于7；D項，該示意圖為氯原子的結構示意圖，Cl

23、的結構示意圖的最外電子層上的電子數應該為8。(2)解析羥基是9電子式，應為9NA。(3)2. 3D16O2和18O2是由氧元素的兩種不同核素分別構成的兩種不同的分子，二者相對分子質量不同，不屬于同分異構體，A錯誤；16O和18O的核外電子數都是8，且核外電子排布式相同，B錯誤；16O與18O是同種元素的不同核素，16O與18O之間的轉化屬于物理變化，C錯誤；根據阿伏加德羅定律，標準狀況下1.12 L 16O2中含有0.1NA個16O原子，1.12 L18O2中也含有0.1NA個18O原子，D正確。4ASm和Sm是同一種元素的不同核素，質量數、中子數均不同，互為同位素?？键c集訓1C2.B3D14

24、C和14N中14表示質量數，而C和N的質子數分別為6和7，因此，它們的中子數不可能相等，A錯；14C是原子，C60是單質，二者不可能是同分異構體，B錯；自然界中，同一種元素的化學性質是相同的，14C和C60中的C原子都是碳元素的原子，故化學性質相同，C錯；剩下的D是正確的。4A同位素X的質量數為A，中子數為N，因此其質子數為(AN)。故HmX中的質子數為(mAN)，又由于HmX中H為H，故a g HmX中所含質子的物質的量為：(AmN)mol。5D14C是碳元素的一種同位素，原子核內中子數為1468，而14N的中子數為1477，故B、C項不正確；12C與14C互為同位素，最外層電子數相同，故化學性質幾乎相同，A項不正確、D項正確。6C35Cl和37Cl是氯元素的兩種同位素，A錯；同位素研究的對象是原子，而O2和O3是氧元素形成的兩種性質不同的單質，B錯；1HO由2個普通氫原子(1H)和1個16O原子構成，而2HO由2個重氫原子(2H)和1個18O原子構成，顯然不是同一種水分子，D錯。7C由題意知，X應在Y的下一周期，由于Z的質子數比Y少9，故Y不可能為F，由此可推測，X為K，Y為Cl，Z為O。三者構成的KClO具有強氧化性，故其溶液具有漂白性，C項正確；電子層結構相同，核電荷數大的離子半徑反而小，故A項錯；K不屬于短周期元素，B項錯；