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第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)元素周期律第15講原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)、核素1.原子構(gòu)成(1)構(gòu)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(質(zhì)子Z個(gè)——決定元素的種類,中子[A-Z個(gè)]\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在質(zhì)子數(shù)確定后,決定原子種類)))同位素)),核外電子Z個(gè)——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)))(2)微粒之間的關(guān)系①原子中:質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù);②質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N);③陽(yáng)離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-陽(yáng)離子所帶的電荷數(shù);④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶的電荷數(shù)。(3)微粒符號(hào)周圍數(shù)字的含義(4)兩種相對(duì)原子質(zhì)量①原子(即核素)的相對(duì)原子質(zhì)量:一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值。一種元素有幾種同位素,就有幾種不同核素的相對(duì)原子質(zhì)量。②元素的相對(duì)原子質(zhì)量:是按該元素各種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.依據(jù)原子核的組成理解元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數(shù)不同,質(zhì)子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)差異較大;②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H:名稱為氕,不含中子;eq\o\al(2,1)H:用字母D表示,名稱為氘或重氫;eq\o\al(3,1)H:用字母T表示,名稱為氚或超重氫。(4)幾種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斷代制氫彈示蹤原子3.由核外電子排布認(rèn)識(shí)元素的性質(zhì)(1)核外電子排布規(guī)律①核外電子的分層排布及能量變化②原子結(jié)構(gòu)示意圖(2)核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系①金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4,較易失去電子,形成陽(yáng)離子,表現(xiàn)出還原性,在化合物中顯正化合價(jià)。②非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4,較易得到電子,活潑非金屬原子易形成陰離子,在化合物中主要顯負(fù)化合價(jià)。③稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不易失去或得到電子,通常表現(xiàn)為0價(jià)。(1)一種元素可以有多種核素,也可能只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子()(2)核聚變?nèi)鏴q\o\al(2,1)H+eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He+eq\o\al(1,0)n,因?yàn)橛行挛⒘I桑栽撟兓腔瘜W(xué)變化()(3)eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力幾乎相同()(4)一種核素只有一種質(zhì)量數(shù)()(5)有4種單核粒子,它們分別是eq\o\al(40,19)□、eq\o\al(40,18)□、eq\o\al(40,19)□+、eq\o\al(40,20)□2+(“□”內(nèi)元素符號(hào)未寫(xiě)出),則它們所屬元素的種類有4種。()(6)硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖:()(7)最外層電子數(shù)為8的粒子一定是稀有氣體元素原子()(8)核外電子排布相同的微?;瘜W(xué)性質(zhì)也相同()1.下圖為幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,完成以下填空。(1)屬于陰離子結(jié)構(gòu)的粒子是________(填編號(hào),下同)。(2)形成物質(zhì)種數(shù)最多的元素的原子是________。(3)對(duì)應(yīng)單質(zhì)常溫下能與水發(fā)生反應(yīng)的微粒是________。(4)某元素R形成的氧化物為R2O3,則R的離子結(jié)構(gòu)示意圖可能是________。答案(1)②(2)①(3)②③⑦(4)⑤2.現(xiàn)有下列9種微粒:eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2+、eq\o\al(56,26)Fe3+、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3。按要求完成以下各題:(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H分別是氫元素的一種________,它們互稱為_(kāi)_______。(2)互為同素異形體的微粒是________。(3)eq\o\al(56,26)Fe2+的中子數(shù)為_(kāi)_______,核外電子數(shù)為_(kāi)___________________________________。(4)上述9種微粒中有________種核素,含有________種元素。答案(1)核素同位素(2)eq\o\al(16,8)O2和eq\o\al(16,8)O3(3)3024(4)75原子結(jié)構(gòu)與同位素的認(rèn)識(shí)誤區(qū)(1)原子不一定都有中子,如eq\o\al(1,1)H。(2)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素,如F與OH-。(3)核外電子數(shù)相同的微粒,其質(zhì)子數(shù)不一定相同,如Al3+與Na+、F-等,NHeq\o\al(+,4)與OH-等。(4)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù),如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(3,1)H;也可能具有相同的中子數(shù),如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(16,8)O;也可能具有相同的質(zhì)量數(shù),如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N;也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同,如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性質(zhì)不同,但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。(6)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng),不屬于化學(xué)反應(yīng)。題組一元素、核素、同位素的含義及數(shù)量關(guān)系1.下列敘述正確的是()A.40K和40Ca原子中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相等B.某元素的原子最外層只有一個(gè)電子,則它一定是金屬元素C.任何原子或離子的組成中都含有質(zhì)子D.同位素的不同核素的物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同答案C解析40K的質(zhì)子數(shù)是19,中子數(shù)是21,40Ca的質(zhì)子數(shù)是20,中子數(shù)是20,A項(xiàng)錯(cuò)誤;原子最外層只有一個(gè)電子的元素不一定是金屬元素,如氫元素是非金屬元素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的,原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成,原子變成離子,變化的是核外電子,但核內(nèi)質(zhì)子不變,所以任何原子或離子的組成中都含有質(zhì)子,C項(xiàng)正確;同位素的不同核素間核外電子數(shù)相同,電子層排布相同,所以化學(xué)性質(zhì)相同,但物理性質(zhì)不同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2020·上海奉賢區(qū)一模)我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”使用的是銣原子鐘和氫原子鐘,下列關(guān)于銣的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb互為同素異形體B.eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb具有相同的中子數(shù)C.eq\o\al(85,37)Rb原子的核外電子數(shù)是37D.eq\o\al(87,37)Rb的質(zhì)子數(shù)是87解析:選C。eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的質(zhì)子數(shù)均為37,中子數(shù)分別為48、50,互為同位素,同素異形體指同種元素形成的不同單質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的中子數(shù)分別為49、50,B項(xiàng)錯(cuò)誤;原子中:核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù),eq\o\al(85,37)Rb原子的核外電子數(shù)是37,C項(xiàng)正確;eq\o\al(87,37)Rb的質(zhì)子數(shù)是37,質(zhì)量數(shù)是87,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.某元素的一種同位素X原子的質(zhì)量數(shù)為A,含N個(gè)中子,它與1H原子構(gòu)成HmX分子,在agHmX中所含原子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______,所含中子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______,所含質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______,所含電子數(shù)為_(kāi)_______。答案eq\f(a,A+m)(m+1)moleq\f(a,A+m)Nmoleq\f(a,A+m)(m+A-N)NAeq\f(a,A+m)(m+A-N)NA求一定質(zhì)量的某物質(zhì)中粒子數(shù)的答題模板物質(zhì)的質(zhì)量eq\o(→,\s\up7(÷摩爾質(zhì)量來(lái)自質(zhì)量數(shù)))物質(zhì)的量eq\o(→,\s\up7(×一個(gè)分子或離子中含某粒子個(gè)數(shù)))指定粒子的物質(zhì)的量eq\o(→,\s\up7(×NA))粒子數(shù)題組二核外電子排布規(guī)律4.(2018·靜安區(qū)一模)下列有關(guān)短周期元素原子的說(shuō)法正確的是()A.當(dāng)原子形成簡(jiǎn)單離子后,其最外層上的電子數(shù)可超過(guò)8個(gè)B.原子最外層上的電子數(shù)少于4個(gè)時(shí),電子數(shù)越多,還原性越強(qiáng)C.在原子核外電子中,最外層上的電子能量最高D.當(dāng)最外層上的電子數(shù)變?yōu)?個(gè)時(shí)即達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)答案C解析A項(xiàng),原子形成簡(jiǎn)單離子,最外層應(yīng)滿足穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),可為2或8等,錯(cuò)誤;C項(xiàng),原子核外電子離核越遠(yuǎn),能量越高,正確;D項(xiàng),最外層上的電子軌道全充滿時(shí)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可為2或8,錯(cuò)誤。5.已知某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為。試回答:(1)當(dāng)x-y=10時(shí),該粒子為_(kāi)_______(填“原子”“陽(yáng)離子”或“陰離子”)。(2)當(dāng)y=8時(shí),粒子可能為(填名稱):________、________、________、________、________。(3)寫(xiě)出y=3與y=7的元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________。答案(1)原子(2)氬原子氯離子硫離子
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