5.1 原子结构概述

第一节原子结构原子核外电子排布第五章物质结构元素周期律考纲考情三年11考高考指数:★★★★☆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。教材范围：必修2第一章诞生于其他元素其他元素一、开天辟地──原子的诞生1.宇宙大爆炸大量氢少量氦极少量锂原子核的熔合反应约2h后诞生2.是宇宙中最丰富的元素。3.恒星仍在合成元素，这些元素是的。4.地球上的元素绝大多数是。要点大爆炸大量氢少量氦极少量锂氢已知金属非金属仅种。22原子原子核核外电子质子中子相对质量1.0071.00818361（带正电）（带负电）不显电性（带正电）(不带电)质子数决定种类数决定种类最外层电子数决定元素的性质决定原子质量将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，叫质量数。元素原子化学核电荷数=原子序数＝质子数＝核外电子数质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）二、原子的构成质子和中子思考：对于阴、阳离子，两条等式还能成立吗？原子M阴离子Mn-质子数=核外电子数+n质子数=核外电子数-n原子M阳离子Mn+失ne-阳离子:阴离子:得ne-核电荷数=原子序数＝质子数＝核外电子数质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）a、b、c、d、n各代表什么？ab+dXc+-n思考：化合价质量数所含X的原子数所带正负电性及电荷数质子数（1）并不是所有的原子都由质子和中子构成，如中不含中子。（2）核素是指具有固定质子数和中子数的原子，同位素是指具有相同质子数的不同核素的互称。（3）只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。11H1．现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是()A．b－m－nB．b＋m＋nC．b－m＋nD．b＋m－nB2.R原子的质量数为A，mgR2-离子中含电子Xmol。则R原子核内中子数为（）A.(mA+XA-2m)/mB.A-X+2C.(mA-XA+2m)/mD.A-X-2C随堂练习三、元素、核素、同位素1.元素：具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称。H11H21H31或T氕氘氚或D具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子2.核素：简单地说一种原子就叫一种核素质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子（核素）3.同位素：核素1核素n同位素元素…同一元素的不同核素之间互称为同位素同位素的性质同位素原子的化学性质几乎相同，物理性质不同。同位素的应用天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。Cl1735Cl17370.75770.2423①考古时利用测定一些文物的年代；②用于制造氢弹；③利用放射性同位素育种、治疗癌症和肿瘤。C146HH3121和④铀-235是制造核武器的主要材料之一。(1)同一元素的不同核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同。(2)不同的核素可能具有相同的质子数，如也可能具有相同的中子数，如也可能具有相同的质量数，如也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如(3)1H2和2H2既不是同位素，也不是同素异形体，是同种分子。1311HH与；141668CO与；141467CN与；11216HC与。低高2n28218倒数第三层不超过个1234567KLMNOPQ由内到外，电子层的能量逐渐升高四、原子核外电子的排布1.核外电子排布规律322.原子结构示意图电子层质子数(1)应用核外电子排布规律的注意事项。核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一,不能孤立地应用其中一条。如当M层不是最外层时,最多排布的电子数为2×32=18个;而当它是最外层时,则最多只能排布8个电子。(2)利用稀有气体的原子结构推断元素的周期序数。稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同,与下一周期主族的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。1.993×10－26kg1个原子的质量1个12C原子的质量612如16O的相对原子质量：8Ar（16O）＝82.657×10－26kg12＝15.998(3)原子的近似相对原子质量(2)原子的相对原子质量＝＝质量数3.几个“量”的比较(1)原子的质量：指原子的实际质量，也称绝对质量。如一个16O氧原子的质量是2.657×10-26kg注意：原子的质量数和原子的相对原子质量不能划等号(4)元素的相对原子质量如氯元素的相对原子质量：Ar（Cl）＝34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.453(5)元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量＝A1·a1%＋A2·a2%＋…Ar（Cl）＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.485•......%%2211aMaMM是这种元素的各种同位素原子的相对原子质量的平均值这种元素的各种同位素原子的近似相对原子质量的平均值3.某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：35Cl34.96975.77%35Cl3575.77%37Cl36.96624.23%37Cl3724.23%平均35.453平均35.485试回答下列问题：（1）34.969是表示；（2）35.453是表示；（3）35是表示；（4）35.485是表示；（5）24.23%是表示。随堂练习D随堂练习4.5.[2010·全国卷Ⅱ]短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且W、X、Y＋、Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2、3、4、2(不考虑零族元素)。下列关于这些元素的叙述错误的是()A．X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物B．W和X、Z两种元素分别形成的二元化合物中，均有直线形分子C．W、X和Y三种元素可以形成碱性化合物D．Z和其他三种元素形成的二元化合物，其水溶液均呈酸性D随堂练习6.通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列四种微粒：A______，B_______，C________，D________。(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：____________________。随堂练习答案：(1)H2ONH3NH＋4OH－(2)Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2NH＋4“三素”的区别名称项目元素核素同位素本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素范畴同类原子的总称原子原子特性只有种类,没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数内容考点一：同系物同分异构体同素异形体同位素定义结构对象性质例子相似不同不同电子排布相同，原子核结构不同有机物单质化合物原子(核素)CH4和CH3CH3H和H1121O2和O3丙烯和环丙烷结构相似，分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机物分子式相同，结构不同的化合物同种元素组成的不同单质质子数相同，中子数不同的原子“四同”比较物性不同化性相似物性不同化性不一定同物性不同化性几乎相同物性不同化学性质相似练习1：下列相关说法错误的是()A.原子中有82个中子B.H与D，16O与18O互为同位素；H216O、D216O、H218O、D218O互为同素异形体C.1H35Cl、2H37Cl两种气体的化学性质相同，但物理性质可能不同D.H2、D2、T2在同条件下密度之比为1∶2∶313755Cs练习2：D同位素之间的转化不是化学变化，是核反应B练习3：下列说法正确的是________①质子数相同的微粒一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同，电子数也相同的两种微粒，不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的微粒不一定是同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥有质子的微粒不一定有中子。⑦有质子的微粒不一定有电子。③④⑥⑦（1）最外层电子数与次外层电子数相等的是.BeAr（2）最外层电子数等于次外层电子数2倍的是.（3）最外层电子数等于次外层电子数3倍的是.（4）最外层电子数等于次外层电子数4倍的是.（5）最外层电子数与电子层数相等的是.（6）最外层电子数是内层电子数一半的是.CONeHBeAlLiP考点二根据原子结构特点推断元素1.常见原子的特殊的电子层结构（前20号）（7）最外层电子数等于内层电子数的是.（8）最外层电子数是电子层数2倍的是.（9）最外层电子数等于最内层电子数的是.（10）最外层电子数与最内层电子数之和等于次外层电子数的是.（11）空气中含量最多的元素是，地壳中含量最多的是，金属元素是。（12）形成化合物最多的是。（13）原子半径最小单质密度最小的是。BeHeCSSNOAlCHMgCaBe2.常见的等电子微粒:(1)常见“10e-”微粒。①分子:②阳离子:③阴离子:(2)常见“18e-”微粒。①分子:②阳离子:③阴离子:(3)核外有14个电子的粒子Si、N2、CO、C2H2、HCN、CN-、C22-P3-S2-Cl-HS-O22-K+Ca2+ArHClH2SPH3SiH4F2H2O2N2H4C2H6CH3FCH3OHNeHFH2ONH3CH4Na+Mg2+Al3+NH4+H3O+N3-O2-F-OH-NH2-【方法指南】寻找10电子微粒和18电子微粒的方法(1)10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。(2)18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。练习4：通常10电子粒子之间的相互反应OH-+H3O+==2H2OOH-+NH4+==NH3↑+H2O△F-+H3O+==HF+H2O练习5：具有双核10个电子的共价化合物的化学式是，三核10个电子的共价化合物的化学式是，四核10个电子的共价化合物的化学式是，五核10个电子的共价化合物的化学式是。以上四种化合物的热稳定性由小到大的顺序是。HFH2ONH3CH4HFH2ONH3CH4