高三复习原子结构与性质

1原子结构与元素周期律考点1原子结构1、原子的构成中子N（不带电荷）同位素（核素）原子核→质量数（A=N+Z）近似相对原子质量质子Z（带正电荷）→核电荷数元素→元素符号原子结构最外层电子数决定主族元素的决定原子呈电中性电子数（Z个）化学性质及最高正价和族序数体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道核外电子运动特征电子云（比喻）小黑点的意义、小黑点密度的意义。排布规律→电子层数周期序数及原子半径表示方法→原子（离子）的电子式、原子结构示意图2、三个基本关系（1）数量关系：质子数=核电荷数=核外电子数（原子中）（2）电性关系：①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数②阳离子中：质子数核外电子数或质子数=核外电子数+电荷数③阴离子中：质子数核外电子数或质子数=核外电子数-电荷数（3）质量关系：质量数=质子数+中子数[特别提醒]对于公式：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），无论原子还是离子，该公式均适应。原子可用XAZ表示，质量数A写在原子的右上角，质子数Z写在原子的左下角，上下两数值的差值即为中子数。原子周围右上角以及右下角或上面均可出现标注，注意不同位置标注的含义，右上角为离子的电性和电荷数，写作n；右下角为微粒中所含X原子的个数，上面标注的是化合价，写作n形式，注意与电荷的标注进行正确区分，如由氧的一种同位素形成的过氧根离子，可写作168O-122。[例1]（2008·茂名一模）一定量的锎（98252Cf）是有用的中子源，1mg（98252Cf）每秒约放出2.34xl99个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是A.98252Cf原子中，中子数为154B.98252Cf原子中，质子数为98C.98252Cf原子中，电子数为98D.锎元素的相对原子质量为252考点2原子核外电子排布规律核外电子排1各电子层最多能容纳2n2个电子即：电子层序号1234567代表符号KLMNOPQ最多电子数2818325072982最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。3次外层电子数最多不超过18个，倒数第三层不超过32个。决定原子种类决定X)(AZ2布规律4核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才由里往外，依次排在能量较高，离核较远的电子层。注意事项1.以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。2.上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释1～18号元素的结构问题，若要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其它规律。[例2]（2008·广州二模·理基）X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层上只有一个电子，下列说法正确的是（）A．X可能是第二周期的非金属元素B．X可能是第三周期的金属元素C．Y可能与X同主族D．Y一定是金属元素考点3相对原子质量定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写）原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。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个数百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比的乘积之和。注意①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。②、通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。[例4]（2008·汕头二模）某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是()A.不能由此确定该元素的原子量B.这种元素的原子量为(m+n)C.若碳原子质量为wg，此原子的质量为(m+n)wgD.核内中子的总质量小于质子的总质量[特别提醒]1-18号元素的原子结构特性：①原子核中无中子的原子：11H。②最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。③最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。④最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。⑤最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne。⑥电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。⑦电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。⑧次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Si。⑨内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。3考点4微粒半径的大小比较和10电子、18电子微粒1．原子半径和离子半径原子半径1.电子层数相同时（同周期元素），随原子序数递增，原子半径减小例：Na＞Mg＞Al＞Si＞P＞S＞Cl2.最外层电子数相同时（同主族元素），随电子层数递增原子半径增大。例：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs离子半径1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。例：Cl―＞Cl，Fe＞Fe2＋＞Fe3＋2.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。例：O2―＞F―＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋3.带相同电荷的离子（同主族元素的离子）,电子层越多,半径越大。例：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋；O2―＜S2―＜Se2―4.带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较K＋与Mg2＋可选Na＋或Ca2＋为参照可知K＋＞Na＋（或Ca2＋）＞Mg2＋2．10电子的微粒：（1）分子：Ne、CH4、NH3、H2O、HF；（2）离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、NH2-、H3O+、OH-、O2-、F-。3．18电子的微粒：2．（1）（1）分子：Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、CH3CH3、N2H4、H2O2、F2、CH3OH、CH3F等；（2）离子：S2-、Cl-、K+、Ca2+、HS-。[特别提醒]：记忆10电子微粒的方法：首先找出10电子的原子（单原子分子）Ne，然后向前寻找非金属元素对应的氢化物：CH4～HF，向后寻找金属形成的阳离子：Na+～Al3+。在氢化物的基础上增加或减少H+，可构成一系列的离子。记忆18电子的微粒方法：首先找出18电子的原子（单原子分子）Ar，然后向前寻找非金属元素对应的氢化物：SiH4～HCl，向后寻找金属形成的阳离子：K+～Ca2+。在氢化物的基础上减少H+，可构成一系列的离子。还有部分18电子的分子可通过10电子的氢化物分析得到，10电子的氢化物分子去掉一个H得到9电子的基团：—CH3、—NH2、—OH、—F，这些基团两两结合可形成18电子的分子。[例5]下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是（）A.LiIB.NaBrC.KClD.CsF考点5：元素周期律：（1）元素原子核外电子排布的周期性变化：结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。（2）元素原子半径的周期性变化：结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现周期性的变化：电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小（除稀有气体外）（3）元素主要化合价的周期性变化：结论：随着原子序数的递增，元素主要化合价呈现周期性的变化。注：①元素重要化合价的变化中O一般无正价，F无正价，最高正价与最低负价的关系；②最高正化合价＋|最低负化合价|＝8（仅适用于非金属元素）③金属无正价4④有些非金属有多种化合价，如：C元素有＋2，＋4，－4价（在有机物中也可以有－3，－2，－1价）；S元素有＋4，＋6，－2价；Cl元素有－1，＋1，＋3，＋5，＋7价；N元素有－3，＋1，＋2，＋3，＋4，＋5价。（4）元素的金属性和非金属性的周期性变化：电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径递减，核对核外电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，即元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。①．元素的金属性：指元素气态原子失去电子的能力。元素金属性强弱判断的实验依据：a.金属单质跟水或酸反应置换出氢气的难易程度：越容易则金属性越强，反之，金属性越弱；b.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：最高价氢氧化物的碱性越强，这种金属元素金属性越强，反之，金属性越弱；c.金属单质间的置换反应②元素的非金属性：指元素气态原子得到电子的能力。元素非金属性强弱判断的实验依据：a.非金属元素单质与氢气化合的难易程度及生成氢化物的稳定性强弱：如果元素的单质跟氢气化合生成气态氢化物容易且稳定，则证明这种元素的非金属性较强，反之，则非金属性较弱；b.最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：酸性越强则对应的元素的非金属性越强；c.非金属单质间的置换反应(5)元素周期律的实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。换言之，元素性质的周期性变化是由元素原子核外电子排布的周期性变化所决定的。元素周期律的实质：元素原子核外电子排布的周期性变化规律【例6】(2003年全国高考题)根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是()A．K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等【例7】（1997年全国高考题）已知Be的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是()A.铍的原子半径大于硼的原子半径B.氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D.单质铍跟冷水反应产物为氢气【例8】（1999年全国高考题）X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别为1、4、6，则由这3种元素组成的化合物的化学式不可能是()A.XYZB.X2YZC.X2YZ2D.X2YZ3[例9]砹(At)是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是A.HAt很稳定B.易溶于某些有机溶剂C.AgAt不溶于水D.是有色固体[例10]铜有两种天然同位素6329Cu和6529Cu，参考铜的原子量(63.5)估算6529Cu的百分含量约是A.20%B.25%C.50%D.66.7%E.75%5[例11]若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2:3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是A.1B.2C.5D.6[例12]X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是A.XYZB.YXZC.ZXYD.ZYX[例13]周期表中相邻的A、B、C三元素中，A、B同周期，A、C同主族。已知三种元素的原子最外层电子数之和为19，三种元素的原子核中质子数之和为41。则这三种元素是A______、B_______、C________、D_________(填元素符号)。[例14]已知某主族金属元素X的原子核内质子数和中子数之比为1:1，含该金属阳离子0.192g的溶液恰好能将20mL0.4mol/L的Na2CO3溶液中的CO32-全部沉淀，推断X是什么元素及在周期表中的位置。【巩固训练】1.下列原子序数所代表的元素中，全属于主族元素的是()A.222611B.131538C.293116D.1821312.（2001年全国高考题）下列说法错误的是()A.原子及其离子核外电子层数等于该元素所在的周期数B.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元