17原子结构核外电子排布2019年9月11日整理

1原子结构核外电子排布【考纲要求】1、理解元素、核素、同位素、相对原子质量、相对分子质量、原子构成、原子核外电子排布的含义2、了解原子的构成；知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系3、掌握1～18号元素的原子核外电子排布，能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构【基础知识回顾】考点一原子构成一、原子结构1、构成原子的微粒及作用2、核素(原子)符号表示：AZX表示质子数为Z、质量数为A、中子数为(A－Z)的核素原子，如：氘21H3、微粒中的“各数”间的关系(1)质子数(Z)＝原子序数＝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4、原子结构与同位素的认识误区(1)原子不一定都有中子，如：11H(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如：F与OH－(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如：Al3＋和Na＋、F－，NH＋4与OH－(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如11H与31H；也可能具有相同的中子数，如146C与168O；也可能具有相同的质量数如：146C与147N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如：11H与126C(5)同位素的物理性质不同但化学性质几乎相同(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应5、等电子粒子的寻找规律(1)10电子微粒(2)18电子微粒(3)2电子微粒【练习1】1、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ωgR原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是()A.m－n－2ω·mmolB.ωm－nnmolC．ω(m－n－2m)molD.ωm(m－n＋2)mol2、某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在agHmX中所含质子的物质的量是()A.aA＋m(A－N＋m)molB.aA(A－N)molC.aA＋m(A－N)molD.aA(A－N＋m)mol3、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_________2(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子________4、用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A元素是_________、B元素是_________、C元素是________(用元素符号表示)(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________，含有的化学键是________(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是__________，其与水反应的化学方程式为__________________(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________，其电子式和电离方程式分别为____________、_______________(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________(6)H分子中含有8个原子，其分子式是________5、X、Y、Z三种短周期元素，原子半径的大小关系为r(Y)r(X)r(Z)，原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下发生如图所示变化，其中乙和丙均为10电子分子。下列说法不正确的是()A．元素X位于第ⅥA族B．甲不能溶解于乙中C．甲和丙在一定条件下能发生氧化还原反应D．乙的沸点低于丙的沸点考点二元素核素同位素二、元素核素同位素1、元素、核素、同位素的概念及相互关系2、同位素的性质：同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大3、几种重要的核素及其应用核素23592U146C21H31H188O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子4、氢元素的三种核素11H：名称为氕，不含中子21H：用字母D表示，名称为氘或重氢31H：用字母T表示，名称为氚或超重氢5、相对原子质量和近似相对原子质量(1)同位素的相对原子质量的计算式：同位素的相对原子质量是指一个同位素原子的质量与一个12C原子质量的121的比值。其计算公式为：12112原子的质量的一个一个同位素原子的质量CMr(2)同位素的近似相对原子质量：同位素的近似相对原子质量则是取该比值的近似整值，其数值等于该同位素的质量数(3)元素的相对原子质量：因天然元素往往不只一种原子，因而用上述方法定义元素的相对原子质量就不合适了。元素的相对原子质量是用天然元素的各种同位素的相对原子质量及其原子含量算出来的平均值。其计算公式为：M=M1×a1%+M2×a2%+……(4)元素的近似相对原子质量：若用同位素的质量数替代其相对原子量进行计算，其结果就是元素的近似相对原子质量(计算结果通常取整数)。我们通常采用元素的近似相对原子质量进行计算6、四“量”比较类别定义实例原子质量某元素某种核素的一个原子的真实质量一个168O原子的质量是2.657×10－26kg原子的相对原子质量一个原子的质量与一个126C原子质量的112的比值168O的相对原子质量约为16元素的相对原子质量元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的物质的量分数(或称丰度)计算出的平均值Ar＝Ar(A)·a%＋Ar(B)·b%＋…(其中a%＋b%＋…＝1)质量数某原子核内质子数与中子数之和188O的质量数为18备注某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量37、元素、核素、同位素的比较元素核素同位素概念具有相同核电荷数的同类原子的总称具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素范围宏观概念，指同类原子，既可是游离态又可是化合态微观概念，指某种原子微观概念，指某种元素的几种原子之间的关系特点只与质子数有关，与中子数、核外电子数无关不同的核素间质子数、中子数、电子数可能有相同处，也可能均不同同位素间质子数相同，化学性质相同，质量数不同，物理性质不同实例168O、188O、168O2－都属氧元素11H、21H、31H、4019K、4020Ca不同核素11H、21H、31H为氢的同位素8、同位素、同素异形体、同分异构体、同系物同位素同素异形体同分异构体同系物概念质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同原子之间互为同位素同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体分子式相同，结构不同的化合物互为同分异构体结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物对象原子之间单质之间一般为有机化合物之间有机化合物之间化学性质几乎完全相同相似，一定条件下可以相互转变可能相似也可能不同相似实例123111HHH、、金刚石与石墨、C60；红磷与白磷CH3COOH与HCOOCH3甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸【练习2】1、“钚­239”是氢弹的重要原料。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2、月球表面土壤里有一种非常有用的资源——3He，它是可控核聚变的原料，关于3He的叙述正确的是()A．3He和4He是同种原子B．3He和4He互为同位素C．核聚变时，原子核发生了变化，发生的是化学变化D．在3He中存在：质子数＝中子数＝核外电子数3、铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。元素周期表中铟的数据如图，下列说法完全正确的是()A．铟元素的质量数是114.8B．铟元素的相对原子质量是114C．铟元素是一种副族元素D．铟原子最外层有3个电子4、已知硒酸钠中各元素的质量分数为Na—a、Se—b，其余为氧；硫酸钠中各元素的质量分数为Na—c、S—d，其余为氧。用以上数据测定Se元素的相对原子质量时，还需要用到的数据是()A．Na元素的相对原子质量B．S元素的相对原子质量C．O元素的相对原子质量D．Se元素各同位素的丰度5、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考点三核外电子排布三、原子核外电子分层排布的一般规律1、核外电子运动特点：①质量很小，带负电荷②运动的空间范围小(直径约为10－10m)③高速运动④无确定轨道2、电子云(1)定义：原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云。电子云密集(单位体积内小黑点多)的地方，电子出现的机会多；反之，电子云稀疏(单位体积内小黑点少)的地方，电子出现的机会少。即电子云表示电子在核外单位体积内出现几率的大小，而非表示核外电子多少。(2)电子云图的意义①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集3、电子层：根据电子能量高低及其运动区域不同，将核外空间分成七个电子层，表示方法电子层数（n）1234567符号KLMNOPQ最多容纳电子数（2n2）281832……2n2能量大小KLMNOPQ4【说明】n值越大，电子运动离核越远，电子能量越高；电子层并不存在4、电子层的表示方法及能量变化5、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④对于主族元素，除最外层外，每一层的电子数必须为2n2这个数值特别提醒：核外电子排布的几条规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子【练习3】1、根据1～18号元素，确定符合下列条件的元素(1)原子核中无中子的原子：________(2)最外层有1个电子的元素：________(3)最外层有2个电子的元素：________(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：________(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：________(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：________(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：________(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：________(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：________(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素：________(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素：________(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素：________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3、原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，原子核内质子数为2n2－1。下列有关X的说法中不正确的是()A．X能形成