第18讲原子结构

1第18讲原子结构【课标要求】1.理解元素的涵义，认识同位素的应用。查阅资料并讨论：放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方面的应用。2.知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律。【考纲要求】1.了解原子结构示意图的表示方法。了解原子核外电子排布。2.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。3.了解元素、核素和同位素的含义。4.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。【近五年高考题】1、下列说法正确的是A、质子数为35、中子数为45的溴原子：8035Br（2014江苏）B、硫离子的结构示意图：（2014江苏）C、3517Cl与3717Cl得电子能力相同（2014山东）D、核外电子排布相同的微粒化学性质也相同（2014山东）E、氯原子的结构示意图：（2013江苏）F、中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：14692U（2013江苏）G、同种元素的原子均有相同的质子数和中子数（2012山东）H、23592U和23892U是中子数不同质子数相同的同种核素（2012天津）I、短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构（2012天津）J、多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高（2011山东）K、第IA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子（2011天津）L、在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7（2010全国）M、Cl－的结构示意图为（2010全国）2、（2014·重庆）月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素，是人类未来的资源宝库。(1)3He是高效核能原料，其原子核内中子数为________。(2)Na的原子结构示意图为，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为3、（2013福建）工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R的原子结构示意图为。4、（2012福建）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，则M的原子结构示意图2为。5、（2011上海）氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453中（）A．75.77%表示35Cl的质量分数B．24.23%表示35Cl的丰度C．35.453表示氯元素的相对原子质量D．36.966表示37Cl的质量数6、（2011海南）13153I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中13153I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关13153I的叙述中错误的是（）A.13153I的化学性质与12753I相同B.13153I的原子序数为53C.13153I的原子核外电子数为78D.13153I的原子核内中子数多于质子数7、（2013新课标）下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是()A．体积相等时密度相等B．原子数相等时具有的中子数相等C．体积相等时具有的电子数相等D．质量相等时具有的质子数相等8、（2012新课标）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质。而Z不能形成双原于分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是（）A．上述四种元素的原子半径大小为WXYZB．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20C．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D．由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点9、（2012全国）元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二级硫的离子半径，X元素为（）A．AlB．PC．ArD．K10.（2011新课标）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是（）A.元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B.元素X与氢形成的原子比为1：1的化合物有很多种C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ211、（2014新课标）X、Y、Z均为短周期元素，X、Y处于同一周期，X、Z的最低价离子分别为X2－和Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A．原子最外层电子数：XYZB．单质沸点：XYZC．离子半径：X2－Y＋Z－D．原子序数：XYZ3【知识网络】一、原子构成：中子N（不带电荷）决定原子种类（同位素）原子核→质量数（A=N+Z）质子Z（带正电荷）决定元素种类原子结构：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、微粒之间的关系(1)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、一个信息丰富的符号注意事项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.原子的表示方法：二、元素、核素、同位素定义：核电荷数相同，中子数不同的核素，互称为同位素。（即：同种元素的不同原子或核素）1、同位素①、结构上，质子数相同而中子数不同；特点：②、性质上，化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有不同；③、存在上，在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素的原子（个数不是质量）百分含量一般是不变的（即丰度一定）。决定X)(AZX)(AZ42、元素、核素、同位素的概念及相互关系：3、几种重要的核素核素23592U146C21H31H188O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子补充：元素、核素、同素异形体、同位素从定义和存在范围进行比较。P1014、（把概念讲清楚）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）单位为一，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Cl2分子的m(Cl2)=2.657×10-26kg。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，相对原子质量诸量比较：如35Cl为34.969,37Cl为36.966。（原子量）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丰度的乘积之和。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。看书：P9--10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。3.核变化不属于物理变化，也不属于化学变化。三、核外电子排布：1、电子层的表示方法及能量变化：52、核外电子排布规律：(1)能量最低原则核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。(2)分层排布原则①每层最多容纳的电子数为2n2个。②最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。③次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。3、1~20号元素组成的微粒的结构特点（1）．常见的等电子微粒（结合步步高p103规律方法）①2个电子的微粒。分子：He、H2；离子：Li+、H-、Be2+。②10个电子的微粒。分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH+4、H3O+、N3-、O2-、F-、OH-、NH-2等。③18个电子的微粒。分子：Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2、N2H4（联氨）、C2H6（CH3CH3）、CH3NH2、CH3OH、CH3F、NH2OH（羟氨）；离子：K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、P3-、O2-2等。（2）．等质子数的微粒分子14个质子：N2、CO、C2H2；16个质子：S、O2。离子9个质子：F-、OH-、NH-2；11个质子：Na+、H3O+、NH+4；17个质子：HS-、Cl-。（3）等式量的微粒式量为28：N2、CO、C2H4；式量为46：CH3CH2OH、HCOOH；式量为98：H3PO4、H2SO4；式量为32：S、O2；式量为100：CaCO3、KHCO3、Mg3N2。（3）、10e-、18e-粒子间的转化：A、10e-粒子间的转化：如NH4＋＋OH－NH3↑＋H2O、OH－＋H3O＋＝2H2ONH3＋H3O＋＝NH4＋＋H2OB、18e-粒子间的转化：Cl2＋H2S＝S↓＋2HCl、Cl2＋S2－＝S↓＋2Cl－C、10e-与18e-粒子间的转化：HS－＋OH－＝S2－＋H2O、HS－＋H3O＋＝H2S↑＋H2O、S2－＋2H3O＋＝H2S↑＋2H2O、2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑6补充：从分类的另一个角度比较单核、双核、三核、四核、五核10e－、18e－方法规律：寻找10电子微粒和18电子微粒的方法1.10电子微粒2．18电子微粒