2019届一轮复习人教版原子结构学案

2019届一轮复习人教版原子结构学案

第五章 物质结构 元素周期律 第 1 讲 原子结构 考纲要求 1.了解元素、核素和同位素的含义。 2.了解原子构成。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。 考点一 原子构成 1．构成原子的微粒及作用 原 子 (AZX) 原子核 质子Z 个——决定元素的种类 中子[A－Z个] 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．原子中的等量关系 (1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) (2)质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数 3．同位素 核素 (1)概念辨析 (2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不 同。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。 (3)常见的重要核素及其应用 核素 23592 U 146C 21H 31H 188 O 用途 核 燃料 用于考古 断代 制氢弹 示 踪原 子 【多维思考】 1．AZXn＋、AZXn－中核外电子数与质子数(Z)的数量关系如何表 示？ 提示：AZXn＋：核外电子数＝质子数(Z)－电荷数(n)。 AZXn－：核外电子数＝质子数(Z)＋电荷数(n)。 2.11H、21H、31H 与 16O、17O、18O 能组成几种不同的水分子？ 提示：18 种。 “三素”——元素、核素、同位素 1．元素、核素、同位素之间的关系 元素 ―――――→ 具有相同的质子数 ――→ 中子数 1 核素 1 ――→ 中子数 2 核素 2 ――→ 中子数 3 核素 3 互称为 同位素 2．同位素的比较 考向一 原子中各种微粒数目之间的关系及计算 1．(2018·河南开封一中月考)2017 年 7 月 30 日朱日和大阅兵场 上，展示了我国研制的各种导弹。导弹之所以有神奇的命中率，是制 造导弹合金材料中的稀土元素钕(14060Nd)的贡献。则下列说法中正确的 是( ) A．钕原子的摩尔质量等于其相对原子质量 B．一个 14060Nd 原子的质量为 140/NA g C.14060Nd 原子的中子数与质子数之差为 80 D．14 g 钕中含 10 mol 电子 解析：摩尔质量和相对原子质量的单位不同，A 错误；1 mol 14060Nd 原子质量约为 140 g，一个原子的质量为 140/NA g，B 正确；14060Nd 原 子的中子数为 80，质子数为 60，两者之差为 20，C 错误；14 g 钕对 应的钕原子的物质的量并非 0.1 mol，电子也不是 10 mol，D 错误。 答案：B 2．某元素的一种核素 X 的质量数为 A，含 N 个中子，它与 1H 原子组成 HmX 分子，在 a g HmX 中所含质子的物质的量是( ) A. a A＋m(A－N＋m)mol B.a A(A－N)mol C. a A＋m(A－N)mol D.a A(A－N＋m)mol 解析：X 原子的质子数为(A－N)，一个 HmX 中所含的质子数为 (A－N＋m)，HmX 的摩尔质量为(A＋m)g·mol－1，所以 a g HmX 中 所含质子的物质的量为 a A＋m(A－N＋m)mol。 答案：A 【题后悟道】 原子构成的认识误区 (1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数 不一定相等，如阴、阳离子中； (2)有质子的微粒不一定有中子，如 1H，有质子的微粒不一定有 电子，如 H＋； (3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如 F 与 OH－； (4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如 Al3＋和 Na ＋、F－等。 考向二 元素、核素和同位素的概念辨析 3．2015 年 4 月，于敏获颁“影响世界华人终身成就奖”。“钚239” 是“于敏型”氢弹的重要原料。下列有关说法正确的是( ) A．239Pu 原子的原子核中含有 239 个质子 B．238Pu、239Pu 和 241Pu 属于不同的核素 C．238Pu 与 238U 在元素周期表中的位置相同 D．239Pu 衰变成 235U 属于化学变化 解析：239Pu 中的 239 表示的是其质量数，A 错误；核素的种类 是由质子数和中子数共同决定的，238Pu、239Pu 和 241Pu 属于同种元 素的不同核素，B 正确；238Pu 与 238U 核电荷数不同，属于不同的元 素，在元素周期表中的位置不同，C 错误；由于化学变化不涉及原子 核的变化，故元素的衰变不是化学变化，D 错误。 答案：B 4．(2018·日照检测)下列说法不正确的是( ) ①质子数相同的粒子一定是同种元素 ②同位素的性质几乎完 全相同 ③质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分 子和一种离子 ④电子数相同的粒子不一定是同一种元素 ⑤一种 元素只能有一种质量数 ⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数 A．②③④⑥ B．①②④⑤ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥ 解析：Na 与 NH ＋ 4 质子数均为 11，但不是同种元素，①错误； 同位素的化学性质几乎相同，而物理性质不同，②错误；11H、21H、31H 均为氢元素，但质量数不同，⑤错误；某种核素的相对原子质量取整 数，就是质量数，⑥错误。 答案：C 考点二 原子核外电子排布 1．核外电子排布规律 2．原子结构示意图及能量变化 【多维思考】 1．某元素原子的最外层电子数是次外层的 a 倍(a＞1)，则该原 子的核内质子数是多少？ 提示：2＋2a。 2．同一种元素的不同核素如 16O 和 18O 的原子结构示意图是否 相同？为什么？ 提示：相同，因质子数和核外电子数相同。 1．核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图(以 Na 为例) (2)离子结构示意图 主族中的金属元素原子失去最外层电子变为与稀有气体元素原 子相同的阳离子，非金属元素的原子得电子形成与稀有气体元素原子 相同的阴离子： 2．1～20 号元素的特殊的电子层结构 (1)最外层有 1 个电子的元素：H、Li、Na、K； (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar； (3)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素：C；最外层电子数 是次外层电子数 3 倍的元素：O；最外层电子数是次外层电子数 4 倍 的元素：Ne。 (4)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P； (5)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、Si； (6)次外层电子数是其他各层电子总数 2 倍的元素：Li、Mg； (7)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S； (8)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。 考向一 核外电子排布规律 1．在第 n 电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最 多与(n－1)层相同；当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层 多 10 个。则此电子层是 ( ) A．K 层 B．L 层 C．M 层 D．N 层 答案：C 2．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等， 则在周期表的前 10 号元素中，满足上述关系的元素共有( ) A．1 对 B．2 对 C．3 对 D．4 对 解析：在周期表的前 10 号元素中，电子层数之比和最外层电子 敷之比若为 1∶1，则为 H 和 Be；若为 1∶2，则为 He 和 C，故选 B。 答案：B 考向二 等电子粒子的判断和应用 3．下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是 ( ) A．H3O＋和 OH－ B．CO 和 N2 C．HNO2 和 NO－ 2 D．CH ＋ 3 和 NH＋ 4 解析：A.H3O＋和 OH－均含有 10 个电子；B.CO 和 N2 均含有 14 个电子；C.HNO2 和 NO － 2 均含有 24 个电子；D.CH ＋ 3 中含有 8 个电子， 而 NH ＋ 4 含有 10 个电子。 答案：D 4．A＋、B＋、C－、D、E 五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均 有 10 个电子，已知： ①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。 请回答： (1)C－的电子式是______________________________。 (2) 分 别 写 出 A － 和 D 反 应 、 B ＋ 和 E 反 应 的 离 子 方 程 式 ____________________、__________________。 (3)除 D、E 外，请再写出两种含 10 个电子的分子的分子式 ______________。 解析：本题中五种粒子均有 10 个电子是解题的突破口。依据已 有的元素与化合物知识可知，10 个电子的粒子中，原子有 Ne；阴离 子有 N3－、O2－、F－、OH－、NH－ 2 ；阳离子有 Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋ 4 、 H3O＋；分子有 CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有①A＋＋C－===D ＋E↑，推知 A＋应为 NH＋ 4 ，C－为 OH－、D 为 H2O、E 为 NH3，将其 结果代入②B＋＋C－===2D，推知 B＋应为 H3O＋。 答案：(1)[ O ? ? ?H]－ (2)NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NH＋ 4 ＋H2O (3)CH4、Ne、HF(任选两种) 【速记卡片】 10 电子微粒间的巧妙转化 若 A、B、C、D 均为 10 电子微粒，且它们之间存在以下转化： 如图转化一定是 NH＋ 4 ＋OH－―→NH3↑＋H2O 即 A 为 NH＋ 4 、B 为 OH－、C 为 NH3、D 为 H2O。 1．(2017·高考北京卷)2016 年 IUPAC 命名 117 号元素为 Ts(中文 名“ ”，tián)，Ts 的原子核外最外层电子数是 7。下列说法不正确的 是( ) A．Ts 是第七周期第ⅦA 族元素 B．Ts 的同位素原子具有相同的电子数 C．Ts 在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为 176 的 Ts 核素符号是 176117Ts 解析：元素周期表中第七周期 0 族应当排列 118 号元素。A.117 号元素位于 118 号左侧即ⅦA 族，所以 Ts 的原子核外最外层电子数 是 7，是第七周期第ⅦA 族元素，A 描述正确；B.同位素是同种元素 不同原子之间的互称，因此 Ts 的同位素原子具有相同的电子数，B 描述正确；C.元素周期表同一列从上往下非金属性依次减弱，所以 Ts 在同族元素中非金属性最弱，C 描述正确；D.中子数为 176 的 Ts 核素，其质量数为 176＋117＝293，所以这种核素符号是 293117Ts，D 描 述错误。 答案：D 2．(2017·高考江苏卷)下列有关化学用语表示正确的是( ) A．质量数为 31 的磷原子：3115P B．氟原子的结构示意图： C．CaCl2 的电子式： D．明矾的化学式： Al2(SO4)3 解析：A.P 的质子数是 15，A 正确；B.F 原子的电子数为 9，B 错误；C.离子化合物中阴、阳离子间隔排列，其电子式中离子分开写、 不能合并，C 错误；D.明矾是十二水合硫酸铝钾，D 错误。答案选 A。 答案：A 3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2016·高考江苏卷，2A)中子数为 10 的氧原子：108O( ) (2)(2016·高考江苏卷，2B)Mg2＋的结构示意图： ( ) (3)(2015·高考江苏卷，2A)质子数为 17、中子数为 20 的氯原子： 2017Cl( ) (4)(2015·高考江苏卷，2B)氯离子(Cl－)的结构示意图： ( ) (5)(高考江苏卷，2C)氯原子的结构示意图 ( ) (6)(高考江苏卷)中子数为 146，质子数为 92 的铀(U)原子， 14692U( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×