2019版高考化学一轮复习第五章物质结构元素周期律第18讲原子结构

第18讲 原子结构 化学键

考纲要求 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。5.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。

考点一 原子结构、核素

1．原子构成

(1)构成原子的微粒及作用

?质子?Z个?——决定元素的种类?原子核?在质子数确定后A原子(zX)中子[?A－Z?个]?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(Cl)×a%＋Ar(Cl)×b%。 2．元素、核素、同位素

1

35

37

12

1

C质量的的比值。一种元

12

(1)元素、核素、同位素的关系

(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

112131

H：名称为氕，不含中子；

H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 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 用途

(1)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(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如 1H＋1H―→2He＋0n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现O与O间的相互转化(×) (6)17Cl与17Cl得电子能力几乎相同(√)

现有下列9种微粒：1H、1H、 6C、 6C、 7N、26Fe、26Fe、 8O2、 8O3。按要求完成以下各题： (1)1H、1H、1H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。 (2)互为同素异形体的微粒是________。

(3)26Fe的中子数为________，核外电子数为_______________________。 (4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。

56

2＋1

2

3

1

2

13

14

14

56

2＋

56

3＋

16

16

35

37

16

18

2

3

4

1

235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 2

答案 (1)核素 同位素 (2) 8O2和 8O3 (3)30 24 (4)7 5

原子结构与同位素的认识误区

(1)原子不一定都有中子，如1H。

(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Al和Na、F等，NH4与OH等。 (4)不同的核素可能具有相同的质子数，如1H与1H；也可能具有相同的中子数，如 6C与 8O；也可能具有相同的质量数，如 6C与 7N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如1H与 6C。 (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。

14

14

1

12

1

3

14

16

3＋

＋

－

＋

－

－

1

1616

1．(2018·北京海淀区练习)铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是( ) A．铁元素的质量数为60 B.26Fe的核内质子数比中子数多8

C.26Fe与26Fe的核外电子数相同，属于同一种核素 D.26Fe与26Fe的化学性质相似，互为同位素 答案 D 解析

60

26

60

58

60

58

60

Fe这种铁原子的质量数为60，而不是铁元素的质量数，A错误；26Fe的核内质子数

60

58

60

(26)比中子数(34)少，B错误；26Fe与26Fe的质子数相同但中子数不同，是两种不同的核素，C错误；26Fe与26Fe是同种元素的不同核素，互为同位素，化学性质相似，D正确。 2．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与H原子构成HmX分子，在a g HmX中所含原子的物质的量为________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。 答案

1

60

58

aA＋m (m＋1) mol

aaN mol ×(m＋A－N)NA (m＋A－N)NA A＋mA＋mA＋m

a求一定质量的某物质中微粒数的答题模板

物质的质量

÷摩尔质量?来自质量数?×一个分子或离子中含某粒子个数――→物质的量――→指定粒子的

×NA

物质的量――→粒子数

3

考点二 核外电子排布规律

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)硫离子的结构示意图：(×)

(2)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子(×) (3)非金属元素原子的核外电子数一般大于或等于4(√) (4)核外电子首先占据能量较高的电子层(×) (5)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍(×) (6)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同(×) (7)NH4与Na的质子数与电子数均相同(√)

(8)O与O是氧元素的两种核素，O与O核外电子排布方式相同(√)

下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。

16

18

16

18

＋

＋

4

(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号，下同)。 (2)形成物质种数最多的元素的原子是________。 (3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。

(4)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。 答案 (1)② (2)① (3)②③⑦ (4)⑤⑧

1．在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素有( )

A．1种 B．2种 C．3种 答案 C

解析 第一周期H；第二周期Be；第三周期Al。

2．(2017·厦门第一中学高三模拟)某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是( ) A．X可能是金属元素

B．由X形成的含氧酸均为强酸 C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐 D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水 答案 D

解析 由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。

D．4种

3．已知某离子的结构示意图为试回答：

。

(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、_________________________、________、

5

________、________。

(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)原子

(2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(答案合理即可) (3)Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O

解析 (1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H===Al＋3H2O。

＋

3＋

＋

3＋

考点三 化学键、物质构成

1．化学键

(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。 (2)分类

2．离子键、共价键的比较

离子键 阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键 阴、阳离子 阴、阳离子的静电作用 活泼金属元素与活泼形成条件 非金属元素经电子得失，形成离子键 形成的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 同种元素原子之间成键 共价键 非极性键 极性键 概念 成键粒子 成键实质 原子间通过共用电子对(电子云重叠)而形成的化学键 原子 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子 不同种元素原子之间成键 共价化合物或离子化合物 6

3.化学键与物质类别的关系 (1)

(2)判断离子化合物和共价化合物的三种方法

4．微粒电子式的书写 概念 在元素符号周围，用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子 粒子的种类 电子式的表示方法 注意事项 价电子数少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布 右上方标明电荷 举例 原子 元素符号周围标有价电子 单核 书写 阳 离 子 多核 离子符号 Na ＋元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布 元素符号周围合理分布价电子及所得电子 元素符号紧邻铺开，用“[]”，右上方标明电荷 用“[]”，右上方标明电荷 相同原子不得加和，用“[]”，右上方标明电荷 阴 离单核 子 多核 合理分布价电子及所得电子

7

单质及化合物 离子化合物 单质及共价化合物 由阳离子电子式和阴离子电子式组成 同性不相邻，离子合理分布 各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况 原子不加和，无“[]”，不标明电荷

(1)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(√) (2)所有物质中都存在化学键(×)

解析 惰性气体单原子分子中不存在化学键。

(3)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键(×) 解析 AlCl3中Al与Cl形成共价键。

(4)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键(×)

解析 卤化氢都是共价化合物，分子内都是共价键。

(5)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(√)

1．有以下8种物质：①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl 请用上述物质的序号填空：

(1)不存在化学键的是__________________________________________________。 (2)只存在极性共价键的是____________________________________________________。 (3)只存在非极性共价键的是___________________________________________________。 (4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_____________________________________。 (5)只存在离子键的是_________________________________________________________。 (6)既存在离子键又存在共价键的是________________________________________________。 (7)属于离子化合物的是______________________________________________________。 答案 (1)① (2)② (3)③ (4)④ (5)⑤ (6)⑥⑦⑧ (7)⑤⑥⑦⑧ 2．请写出下列微粒的电子式

(1)原子：Na________________，Cl____________________________________。 (2)简单离子：Na______________，F___________________________________。 (3)复杂离子：NH4______________，OH___________________________________。

＋

－

＋

－

8

(4)离子化合物：MgCl2____________，Na2O____________，Na2O2__________________。 (5)非金属单质及共价化合物：N2_________________________________________________， H2O____________________________________________，H2O2_________________________。

答案 (1) (2) (3)

(4)

(5)

题组一 对比书写电子式

1．(1)—OH________________，OH__________________________________， H3O__________________，NH4________________________________________， N2H5__________________。

(2)HClO_______________，CCl4___________________________________________________， CO2____________________，CS2__________________________________________________， COS____________________，HCHO________________________________________________， C2H4__________________，(CN)2___________________________________________________， (SCN)2________________，COCl2__________________________________________________， N2H4__________________。

(3)Na2S________________，NaH___________________________________________________， NH4H__________________，NaCN________________________________________________， NaSCN________________，NaBH4_______________________________________________。

＋＋

＋

－

答案 (1)

9

(2)

(3)

电子式书写常见的四大误区

题组二 物质变化与化学键

2．下列关于NaHSO4的说法中正确的是( )

A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键 答案 D

10

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