考点12原子结构--高考化学知识点全程讲解_中学教育-高考.pdf
知识点大全 考点 12 原子结构 1复习重点 1 了解原子的组成及同位素的概念；2 掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数等基本量间的相互关系；了解原子核外电子排布规律 3关于原子的组成及各粒子间的关系；分子、原子、离子核外电子数的比较；4。同位素的质量数和平均相对原子质量，求同位素的原子个数比；粒子半径大小 2难点聚焦 一、原子结构 1几个量的关系(AZX)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)质子数=核电荷数=原子序数=原子的核外电子数 离子电荷数=质子数-核外电子数 2同位素 要点：同质子数相同，异中子数不同，微粒原子。特点：同位素的化学性质几乎完全相同；自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变。注意：同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物，如 H2O 和 D2O 是两种不同的物质。3相对原子质量 原子的相对原子质量：以一个12C 原子质量的 1/12 作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的数值。它是相对质量，单位为 1，可忽略不写。元素的相对原子质量：是按该元素的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量。4核外电子排布规律 核外电子是由里向外，分层排布的。各电子层最多容纳的电子数为 2n2个；最外层电子数不得超过 8 个，次外层电子数不得超过 18 个，倒数第三层电子数不得超过 32 个。以上几点互相联系。核外电子排布规律是书写结构示意图的主要依据。5原子和离子结构示意图 注意：要熟练地书写 1 20 号元素的原子和离子结构示意图。要正确区分原子结构示意图和离子结构示意图(通过比较核内质子数和核外电子数)。6微粒半径大小比较规律 同周期元素(稀有气体除外)的原子半径随原子核电荷数的递增逐渐减小。同主族元素的原子半径和离子半径随着原子核电荷数的递增逐渐增大。电子层结构相同的离子，核电荷数越大，则离子半径越小。同种元素的微粒半径：阳离子 原子 阴离子。稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径。电子层数多的阴离子半径一定大于电子层数少的阳离子半径，但电子层数多的阳离子半径不一定大于电子层数少的阴离子半径。7 知识网络 知识点大全 3 例题精讲 例 1.(全国高考)科学家最近制造出第 112 号新元素，其原子的质量素为 277，这是迄今已知元素中最重的原子。关于该新元素的下列叙述正确的是()A.其原子核内中子数和质子数都是 112 B.其原子核内中子数为 165，核外电子数为 112 C.其原子质量是12C 原子质量的 277 倍 D.其原子质量与12C 原子质量之比为 277：12 解析：原子核内的质子数等于原子的核外电子数，等于原子序数。质量数等于原子核内的质子数与中子数之和。第 112 号元素有 112 个质子，其原子有 112 个电子。因它的质量数是 277，所以中子数为 277-112=165，故 A 不正确，B 正确。某种原子的相对原子质量，是该原子的质量与12C 同位素原子质量的 1/12 之比，而不是与12C 原子质量之比，所以 C 不正确，D正确 答案：BD 命题意图：本题意在考查组成原子的微粒间的关系。本题只涉及一种同位素原子的质量数和相对原子质量，如果涉及多种天然同位素时，其相对原子质量是各有关天然稳定同位素的原子所占的原子百分数（即丰度）与各上述同位素的相对原子质量算出来的平均值。例 2.有 A、B、C、D四种元素，A 元素的原子得 2 个电子，B 元素的原子失去 2 个电子后所形成的微粒均与氖原子有相同的电子层结构。C 元素的原子只有 1 个电子，D元素原子的电子层电子数比层电子数多 6 个。试写出 A、B、C、D的元素符号和名称，并画出 A、B 两元素的离子结构示意图。解析：A 原子得 2e-和 B 原子失去 2e-形成的阴、阳离子和氖原子具有相同的电子层结构，（即核外有 10e-），所以 A的核电荷数为 10-2=8；B 的核电荷数为 10+2=12，因此 A为氧元素、B 为镁元素。C 的原子只有 1e-，所以 C 为氢元素。而 D原子第 M层电子数比 N层电子数多 6 个，因此 D原子的 K层有 2e-，L 层有 8e-，核外共有 20e-，质子数为 20，应为钙元素。答案：A：O（氧）B：Mg（镁）C：H（氢）D：Ca（钙）A2-：B2+：命题意图：原子结构的特点和规律是研究物质结构的基础。本题的主要考查意图在于检查考生能否灵活运用有关规律进行分析和推断元素。例 3：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，且最外层只有一个电子，则 X和 Y形成的化合物的化学式可能表示为（）A.XY B.XY2 C.XY3 D.X2Y3 解析：根据题意 X可能为 Li 或 Si。若 X 为 Li，则 Y 是 H，可组成 LiH 即 XY；若 X 为 Si，则 Y 为 Li，Li 和 Si 不能形成化合物。答案：A 命题意图：本题主要考查 1 18 号元素的原子核外电子排布的特点及核外电子的排布规律 例 4 设某元素某原子核内的质子数为 m，中子数为 n，则下述论断中正确的是 数等基本量间的相互关系了解原子核外电子排布规律关于原子的组成及各粒子间的关系分子原子离子核外电子数的比较同位素的质量数和平均相对原子质量求同位素的原子个数比粒子半径大小难点聚焦一原子结构几个量的关系质量 同异中子数不同微粒原子特点同位素的化学性质几乎完全相同自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变注意同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物如和是两种不同的物质相对原子质量原子的相对原子质量以一个原子质量的 的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值元素周期中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量核外电子排布规律核外电子是由里向外分层排布的各电子层最多容纳的电子数为个最外层电子数不得超过个次知识点大全 A.不能由此确定该元素的相对原子质量 B.这种原子的相对原子质量为 m+n C.若碳原子质量为 wg，此原子的质量为(m+n)wg D.核内中子的总质量小于质子的质量 解析 元素的相对原子质量和原子的相对原子质量是两个不同的概念，要求元素的相对原子质量，必须知道其各种同位素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项 A 正确。质子数 m+中子数 n 应为质量数，不是相对原子质量，选项 B 错误。由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量=121一种碳原子质量该原子的相对原子质量，故选项 C 错误。1 个质子的质量略小于 1 个中子的质量，但核内质子的总质量与中子的总质量还要取决于质子和中子数目的多少，选项 D 错误。本题正确答案为 A。本题要求熟悉有关的基本概念，要注意区分一些易混淆的概念，如相对原子质量与质量数，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量，核素与同位素等。例 5 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)。解析 本题采用平均值法解答比较简单。由 A、B、C 三元素为相邻元素以及它们的平均质子数 41/3 1418，可知 A、B、C 三元素为短周期元素；又根据最外层电子数的平均值 19/3 6.37，推知其中必有最外层电子数为 7 的元素，所以 A、B、C 三种元素应分布在 A、A 族，经推断 A 为 S，B 为 Cl、C 为 O 符合题意。例 6 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。解析 周期表中质子数与中子数相等的金属元素只有 Mg 和 Ca 两种，它们都是+2 价金属。设金属的相对原子质量为 M，由关系式 X2+Na2CO3得：M:1=0.192:(0.4 0.02)，解得M=24。则 X 为镁，位于第 3 周期第 A 族。4实战演练 1.与 OH-有相同质子数和电子数的微粒是()A.Cl-B.F-C.NH2-D.NH3 2.(02 全国理科综合测试)目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成。u 夸克的带电量为 2e/3，d 夸克的带电量为-1e/3，e 为基本电荷。下表中关于 质 子 和 中 子 组 成 的 两 类 夸 克 数 目 论 断 可 能 确 的 是()3.(03.广州.五月)中国科学院近代物理研究所合成了23991Pa原子，在世界尚属首次，下列有关该原子的说法不正确的是()A.该 原 子 属 于 一 种 金 属 原 子 B.该 原 子 核 内 中 子 数 为 148 C.合成该原子就是创造了一种元素 D.这种原子具有放射性 4.(03.上海)13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR 可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt W thrich 等人为此获得 2002 年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N 叙述正确的是()A.13C 与15N 有相同的中子数 B.13C 与 C60互为同素异形体 C.15N 与14N 互为同位素 D.15N 的核外电子数与中子数相同 5.(02.宣武)下列说法是报纸和广告中的用语，其中正确的是()A.某报纸报道“从尿液中分离出的青春素是一种对人体有益的元素”A B C D 质子 u 夸克 1 2 1 2 d 夸克 2 1 2 1 中子 u 夸克 1 1 2 1 d 夸克 2 2 1 1 数等基本量间的相互关系了解原子核外电子排布规律关于原子的组成及各粒子间的关系分子原子离子核外电子数的比较同位素的质量数和平均相对原子质量求同位素的原子个数比粒子半径大小难点聚焦一原子结构几个量的关系质量 同异中子数不同微粒原子特点同位素的化学性质几乎完全相同自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变注意同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物如和是两种不同的物质相对原子质量原子的相对原子质量以一个原子质量的 的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值元素周期中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量核外电子排布规律核外电子是由里向外分层排布的各电子层最多容纳的电子数为个最外层电子数不得超过个次知识点大全 B.长期饮用纯净的蒸馏水比饮用矿泉水对人体有益 C.某广告称：负氧离子发生器由于产生 O3，对人体有益无害 D.与夏季比较，冬季大气中的 SO2含量偏高，这主要是燃烧含硫煤造成的 6.(02 全国高考)周期表中 16 号元素和 4 号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的 4倍的是()A.电子数 B.最外层电子数 C.电子层数 D.次外层电子数 7.(02 广州模拟)与羟基具有相同的质子数和电子数的微粒是()A.OH-B.N C.-NH2 D.CH4 8.(02 上海高考)已知自然界氧元素的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有 H、D，从水分子中原子的组成来看，自然界中的水分子一共有()A.3 种 B.6 种 C.9 种 D.12 种 9.(02 高考试测)已知硼化物 BxHyz-，与 B10C2H12的电子数相同，则 BxHyz-的正确表达式为()A.B9H152-B.B10H142-C.B11H132-D.B12H122-10.(03 高考试测)具有相同质子数的两种粒子()A.一定是同种元素 B.一定是一种分子和一种离子 C.一定是不同的离子 D.无法判断 11.(03 扬州模拟)()1999 年度诺贝尔化学奖获得者哈迈得.泽维尔开创了“飞秒(10-15s)化学”的新领域,使运用激光光谱观测化学反应中原子的运动成为可能.你认为运用该技术能观测到的是 A.化学反应中化学键的断裂 B.Na+与 Na 中电子层的差别 C.化学反应中新分子的形成 D.同位素原子中中子数的差别 12.(01.石家庄)近期，科学家用 NaNO3和 Na2O在 573K反应制得了离子化合物 Na3NO4.(1)经测定 Na3NO4中的各原子的最外层电子都达到了 8 电子稳定结构，则 NO43-的电子式为(2)Na3NO4与二氧化碳或水都能剧烈反应而转化为常见物质，写出这两个反应的化学方程式 13.(02 上海高考)126C 与146C 结构上的差别在于其 的不同，如14CO2与碳在高温条件下反应：14CO2+C 2CO，达到化学平衡后，平衡混合物中含14C 的微粒有 A.14CO2 B.14CO2、14CO C.14CO2、14CO、14C D.14CO 14.有若干克某金属,其各原子核内共有 3.5x6.02x1023个中子,同质量的该金属和足量稀硫酸反应共有 0.2mol e-发生转移,生成 6.02x1022个阳离子,这些阳离子共有 3.0 x6.02x1023个质子,则该金属在反应中表现的化合价为,它的摩尔质量为(不考虑它的同位素),其核组成符号为(元素符号用 X 表示)15.有 A、B、C、D 四种单质，在一定条件下，A、B、C 与 D 分别发生化合反应，相应的生成 X、Y、Z（X、Y、Z 每个分子中都含有 10 个电子），而 B 和 C 发生化合反应生成 W，另外又知这些单质化合物之间发生如下反应：A+Y B+X,B+Z Y+W Z+W C+Y,试回答下列问题：（1）单质 D 和化合物 X、Y、Z、W 的化学式是（2）反应的化学方程式是 16.(03.崇文)(1)A+、B+、C-、D、E 五种微粒(分子或离子),它们都分别含有 10 个电子,已知它 们 有 如 下 转 化 关 系;A+C-D+E,B+C-2D.写 出 的 离 子 方 程式，写出的离子方程式，.除外，请再写出二种含10 个电子的分子，.除 A+、B+外，请再写出二种含 10 个电子的阳离子.(2)在相同条件下进行与反应的对照实验，相关数据如下：Mg 的质量 酸量 开始时反应速率 产生 H2总量 0.24g HClmolL-1100ml V1 n1 0.24g HAcmolL-1100ml V2 n2 试比较有关量的大小：V1 V2，n1 n2（填“”“”“”），现欲改变数等基本量间的相互关系了解原子核外电子排布规律关于原子的组成及各粒子间的关系分子原子离子核外电子数的比较同位素的质量数和平均相对原子质量求同位素的原子个数比粒子半径大小难点聚焦一原子结构几个量的关系质量 同异中子数不同微粒原子特点同位素的化学性质几乎完全相同自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变注意同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物如和是两种不同的物质相对原子质量原子的相对原子质量以一个原子质量的 的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值元素周期中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量核外电子排布规律核外电子是由里向外分层排布的各电子层最多容纳的电子数为个最外层电子数不得超过个次知识点大全 有关条件，使实验中 V1降低，但不改变 n1的值，试写出两种可行的方法。方法.方法.参考答案：12.(1).(2).Na3NO4+CO2=NaNO3+Na2CO3,Na3NO4+H2O=NaNO3+2NaOH 13.原子核内中子数的不同,C.14.+2,65g/mol,6530X.15.(1).H2.HF,H2O,NH3,NO(3)2F2+2H2O=4HF+O2.4NH3+5O2=4NO+6H2O 4NH3+6NO=5N2+6H2O 16.(1).NH4+OH-=NH3 H3O+OH-=2H2O.Ne,CH4,HF.Na+,Mg2+,Al3+.(2).,=.加少量水;降温;加少量 NaAc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 BC B C C D D C C D D AC 数等基本量间的相互关系了解原子核外电子排布规律关于原子的组成及各粒子间的关系分子原子离子核外电子数的比较同位素的质量数和平均相对原子质量求同位素的原子个数比粒子半径大小难点聚焦一原子结构几个量的关系质量 同异中子数不同微粒原子特点同位素的化学性质几乎完全相同自然界中稳定同位素的原子个数百分数不变注意同种元素的同位素可组成不同的单质或化合物如和是两种不同的物质相对原子质量原子的相对原子质量以一个原子质量的 的各种同位素的原子百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值元素周期中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量核外电子排布规律核外电子是由里向外分层排布的各电子层最多容纳的电子数为个最外层电子数不得超过个次
