2020届高考化学一轮复习原子结构 化学键学案

2020届高考化学一轮复习原子结构 化学键学案

第五章　物质结构　元素周期律 ‎[考纲解读]　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；掌握原子结构示意图。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以第ⅠA和第ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。9.掌握电子式的表示方法。‎ 第17讲　原子结构　化学键 ‎　一、原子的构成 ‎1．原子的构成粒子 ‎2．原子中的4个数量关系 ‎(1)质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数。‎ ‎(2)质量数(A)＝质子数＋中子数。‎ ‎(3)阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Mg2＋的核外电子数是10。‎ ‎(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的核外电子数是18。‎ ‎3．“三素”——元素、核素、同位素 ‎(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 ‎(2)同位素的特征与应用 ‎①同位素的特征 a．化学性质相同，物理性质不同。‎ b．天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般固定。‎ ‎②常见的重要核素及其应用 二、原子核外电子排布规律 ‎1．核外电子排布规律 ―→离核由近到远，电子能量由低到高 ―→ ‎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，较易失电子，易形成阳离子，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。‎ 三、化学键 ‎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．离子键与共价键的比较 ‎3．化学键与物质的类别 ‎(1)离子化合物与共价化合物 ‎(2)化学键与物质类别的关系 ‎4．电子式 ‎(1)微粒的电子式书写 ‎(2)用电子式表示化合物的形成过程 ‎①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。‎ 如NaCl：Na―→Na＋[]－。‎ ‎②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。‎ 如HCl：。‎ 四、范德华力、氢键 ‎1．分子间作用力 ‎(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。‎ ‎(2)特点 分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。‎ ‎(3)变化规律 一般来说，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2>Br2>Cl2>F2。‎ ‎2．氢键 ‎(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。‎ ‎(2)存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。‎ ‎1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。‎ ‎(1)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。(√)‎ 错因：________________________________________‎ ‎(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(×)‎ 错因：同位素之间的转化不是化学变化，是核反应。‎ ‎(3)所有物质中都存在化学键。(×)‎ 错因：稀有气体中不存在化学键。‎ ‎(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。(×)‎ 错因：H与卤素原子结合时形成共价键。‎ ‎(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。(√)‎ 错因：________________________________________‎ ‎(6)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。(×)‎ 错因：Na＋等最外层电子数为8，其不是稀有气体。‎ ‎(7)CaCl2的电子式： ·[Ca2＋] ·。(×)‎ 错因： ‎(8)次氯酸(HClO)的电子式：H 。(×)‎ 错因： ‎2．教材改编题 ‎(据人教必修二P11 T4)放射性同位素铀U的原子核内的中子数与核外电子数之差为(　　)‎ A．143 B．‎92 C．51 D．32‎ 答案　C ‎3．教材改编题 ‎(据人教必修二P24 T4)下列关于化学键的说法中正确的是(　　)‎ A．构成单质分子的粒子一定含有共价键 B．由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键 C．非极性键只存在于双原子单质分子里 D．不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键 答案　B ‎4．教材改编题 ‎(据人教必修二P25 T9)有以下9种物质：①Ne　②NH4Cl　③KNO3　④NaOH　⑤Cl2　⑥SO2　⑦H2S　⑧Na2O2　⑨MgCl2‎ ‎(1)既存在离子键又存在共价键的是________。‎ ‎(2)不存在化学键的是________。‎ ‎(3)属于共价化合物的是________。‎ ‎(4)属于离子化合物的是________。‎ 答案　(1)②③④⑧　(2)①　(3)⑥⑦　(4)②③④⑧⑨‎ 考点　原子结构　核素 ‎[典例1]　(2018·辽宁锦州期末)氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素有16O、17O和18O，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同 B．HO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应 C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3‎ D．电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9‎ 解析　本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念。同分异构体的分子式相同，结构不同，H2和D2结构相同，A错误；16O、17O、18O互为同位素，HO、HO、HO既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；电解一定量的DO时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2‎ ‎，其质量之比约为2∶9，D正确。‎ 答案　D 名师精讲 ‎1．正确理解微粒的组成和结构 ‎(1)有质子的原子不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。如H只有一个质子和一个电子，不含中子；H＋只有一个质子，既没有中子也没有电子。‎ ‎(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。‎ ‎(3)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。‎ ‎(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，NH与OH－等。‎ ‎(5)一个信息丰富的符号 ‎2．正确理解元素、核素、同位素的概念 ‎(1)元素、核素、同位素之间的关系 ‎(2)不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。‎ ‎(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。‎ ‎(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。‎ ‎(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。‎ ‎3．两种相对原子质量 ‎(1)原子(即核素)的相对原子质量 一个原子(即核素)的质量与‎12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，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(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。‎ ‎1．(2018·邯郸模拟)下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①质子数相同的粒子一定是同一元素　②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子　③电子数相同的粒子不一定是同种元素　④一种元素不能形成不同单质　⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数 A．②④⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②③‎ 答案　B 解析　H2O、NH3、Ne等微粒的质子数相同，不是同一种元素，所以①不正确，分析选项，选B(巧答)。‎ ‎2．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是(　　)‎ A. mol B. mol C. mol D. mol 答案　D 解析　R原子的质子数为m－n，其核外电子数也为m－n，所以R2－的核外电子数为m－n＋2，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2－含有的电子的物质的量为 mol，故选D。‎ 考点　核外电子排布规律及应用 ‎[典例2]　(2018·西安中学月考)X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是(　　)‎ A．Q与W不能形成10电子、14电子、18电子分子 B．Y的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4‎ C．Y、Z、Q的单质分别与X的单质化合，只能形成AB2型化合物 D．X、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性 解析　X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则X为O；X与Z同族，则Z为S；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，则Q为C；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，因此W为H；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，Y与Z同周期，则Y为Si。C和H能形成10电子分子CH4、14电子分子C2H2、18电子分子C2H6，A项错误；Si的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B项错误；C与O2化合还能形成CO，C项错误，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性，D项正确。‎ 答案　D 名师精讲 ‎1．1～20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。‎ ‎(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。‎ ‎(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。‎ ‎(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。‎ ‎(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。‎ ‎(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。‎ ‎(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。‎ ‎(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。‎ ‎2．寻找“10电子”粒子和“18电子”粒子的方法 ‎(1)“10电子”粒子 ‎(2)“18电子”粒子 ‎3．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系 ‎(1)可以是两种原子，如同位素原子。‎ ‎(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。‎ ‎(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O＋。‎ ‎(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。‎ ‎3．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________________。‎ 答案　(1)[ H]－‎ ‎(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O ‎(3)CH4、Ne 解析　因A＋、C－、D、E均为10电子微粒，且A＋＋C－===D＋E↑，则A＋为NH，C－为OH－，E为NH3，D为H2O，进而推知B＋为H3O＋。‎ ‎4．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。‎ 考点　化学键　物质构成 ‎[典例3]　城市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。‎ ‎(1)m＝________，该保湿剂的化学式为________。‎ ‎(2)Z、W元素的名称为________、________。‎ ‎(3)下列说法正确的是________。‎ A．XY2和WZ2都为离子化合物 B．XY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键 C．H2Z比HY的稳定性强 D．X的阳离子比Y的阴离子半径大 ‎(4)下列化学用语表达正确的是________。‎ A．XY2的电子式：X2＋[ ]2－‎ B．WZ2的结构式：Z===W===Z C．Y元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2＋Z2－===2Y－＋Z↓‎ D．用电子式表示XY2的形成过程为 解析　根据题意，可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。‎ ‎(3)CS2为共价化合物，A错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性HCl>H2S，C错误；核外电子总数相同的简单粒子，质子数越大，半径越小，所以r(Ca2＋)

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