2022年第五章教案25原子结构 .pdf

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1、1 / 22 第五章物质结构元素周期律学案 25 原子结构考纲要求 1.了解元素、核素、同位素的含义。2.了解原子的构成，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.了解原子核外电子的排布。4.以IA和A族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。知识点一原子的组成1原子(1原子结构错误!X错误!(原子(2有关粒子间的关系质量数 (A_；中性原子：质子数 _ ；阳离子：质子数核外电子数_；阴离子：质子数核外电子数_。2核素、同位素、元素(1概念核素：具有一定数目 _和一定数目 _的一种 _，如氢元素有三种核素，符号为_ 。同位素： _相同而_不同的

2、同一元素的不同 _互称同位素。元素：具有相同 _ 的同一类 _的总称。(2三者的关系精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页2 / 22 问题思考1(1任何原子内都有中子吗？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页3 / 22 (2同位素的性质相同吗？知识点二核外电子排布1电子层的表示方法及能量变化电子层数由内向外数字表示法1 2 3 4 5 6 7 字母表示法离核远近错误!电子能量错误!2.原子核外电子排布规律(1能量最低原理：核外电子总是尽可能

3、先排布在能量_的(离原子核 _的电子层里。(2每层最多容纳的电子数为_个。(3最外层电子数最多不超过_个(K层为最外层时不超过 _个。(4次外层电子数最多不超过_个。(5倒数第三层电子数最多不超过_个。问题思考精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页4 / 22 2核外电子排布的各条规律之间有怎样的关系？以19号元素 K的原子结构示意图不能写成为例来说明。3“核外电子排布相同的微粒，化学性质相同”这一说法是否正确？知识点三原子结构和性质1碱金属元素(1原子结构原子最外层都只有 _个电子，随原子序数的递增，电子层数依次增加

4、，原子半径逐渐 _。(2元素性质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 22 页5 / 22 从上到下，元素原子失电子能力逐渐_，金属性逐渐 _，单质的还原性逐渐 _。问题思考4最外层只有一个电子的元素是否都是碱金属元素？2卤族元素(1原子结构原子最外层都有 _个电子，随原子序数递增加，电子层数依次增加，原子半径逐渐 _。(2元素性质从上到下，得电子能力逐渐_，非金属性逐渐 _，单质的氧化性逐渐 _。3元素性质与原子结构的关系元素的性质决定于原子核外电子的排布，特别是_。同主族元素化学性质上表现出相似性和递变性，随着原子核外电子

5、层数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页6 / 22 的增加，它们的失电子能力逐渐增强，金属性逐渐_。一、元素、核素和同位素1.错误!X 中各符号表示的含义元素符号 X的左上角的 A表示该核素的质量数，它可近似地代表该核素原子的相对原子质量，左下角的Z表示该核素的核内质子数，元素的种类取决于构成该元素的原子核内的质子数，Z相同的所有核素都称为同一元素； Z相同，A不同，称为同位素 周期表中处于同一位置。Z和(AZ决定核素的种类，即在核素中，Z相同的不同核素称为同位素。2元素、同位素、核素概念的辨析(见下表 元素同位素

6、核素概念具有相同核电荷数的一类原子的总称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子对象宏观概念，对同类原子而言；既有游离态，又有化合态微观概念，对某种元素的原子而言，因为有同位素，所以原子种类多于元素种类微观概念，指元素的具体的某种原子特征以单质或化合物形式存在，性质通过形成单质或化合物来体现同位素化学性质几乎相同，因为质量数不同，物理性质有差异，天然存在的各种同位素所占的原子个数百分比一般不变具有真实的质量，不同核素的质量不相同决定因素质子数质子数和中子数质子数和中子数精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -

7、- - - - -第 6 页，共 22 页7 / 22 特别提醒同位素是同一元素的不同核素之间的互称，大多数元素有同位数 (但 Na、Al 、F 等没有同位素 。因此目前发现的元素有一百多种，但核素有一千多种。典例导悟1下列说法正确的是 ( A12C、13C、14C、金刚石、石墨都是碳元素的同位素B同种元素的原子，质量数一定相同C互为同位素的原子，质子数一定相同D由一种元素组成的物质，一定是纯净物听课记录：变式演练1 据报道，在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的会导致温室效应的气态化合物，它的结构式为16O=C=18O。下列说法正确的是 (精选学习资料 - - - - - - - - -

8、名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页8 / 22 A16O与18O为同种核素B16O=C=18O与16O=C=16O互为同位素C16O=C=18O的化学性质与16O=C=16O完全不同D目前提出的“低碳经济”，目标是减少向环境中排放CO2，控制温室效应二、原子核外电子排布的特殊规律及电子数相等的微粒1记住 120号元素的特殊的电子层结构名师提醒： 记熟是准确快速解题的前提(1最外层有 1个电子的元素： H、Li 、Na、K；(2最外层电子数等于次外层电子数的元素：_ ；(3最外层电子数是次外层电子数2倍的元素： C；(4最外层电子数是次外层电子数3倍的元素： _；(

9、5最外层电子数是内层电子总数一半的元素：_ ；(6最外层电子数是次外层电子数4倍的元素： Ne。(7次外层电子数是最外层电子数2倍的元素： Li、Si；(8次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素： _；(9次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S；(10电子层数与最外层电子数相等的元素：_。2核外电子数相等的微粒(1“10电子”的微粒分子离子一核10电子Ne N3、O2、F、Na、Mg2、Al3二核10电子HF 三核10电子NH错误!四核10电子五核10电子(2“18电子”的微粒分子离子一核18电子Ar K、Ca2、Cl、S2二核18电子三核18电H2S 精选学习资料 - - -

10、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页9 / 22 子四核18电子五核18电子六核18电子其他微粒C2H6、CH3NH2N2H错误! 、N2H错误!(3“14电子”微粒有 Si、_、_、_等四种。典例导悟2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；(1A元素是 _ ，B元素是_ ，C元素是_ 。(用元素符号表示 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 22 页10 / 22 (2D 是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_。(3

11、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_。(4F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_；电子式是 _。(5G分子中含有 4个原子，其分子式是 _。(6H分子中含有 8个原子，其分子式是 _。变式演练2(2018济南模拟通常情况下，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：_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳

12、总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页11 / 22 1判断正误(1C.在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为 7( (的结构示意图为ClD(2010 课标全国卷一 7C、D(ANmol羟基中电子数为 1012(2010 江苏5B精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 22 页12 / 22 (3钠离子的结构示意图为(2010 上海2D22010 福建理综23(1M是地壳中含量最多的金属元素，则M的离子结构示意图为 _。3(2010 山东理综，下列说法，罗常数表示阿伏加德AN，O是氧元素的两种核素18O和1

13、69正确的是 ( 互为同分异构体2O18与2O16AO核外电子排布方式不同18O与16BO间的相互转化18O与16通过化学变化可以实现C个氧原子AN均含0.12O18L和1.122O16L1.12，标准状况下D错误!下列有关稀土元素。我国稀土资源丰富1广东，2009(4(Sm的说法正确的是错误!Sm与m互为同位素S错误!Sm与错误!A.Sm的质量数相同错误!Sm与错误 !B.Sm是同一种核素错误!Sm与错误 !C.Sm的核外电子数和中子数均为62错误!Sm与错误!D.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页13 / 2

14、2 题组一元素、核素、同位素1无放射性的同位素称之为“稳定同位素”，在陆地生态系统下列有关。S等常用作环境分析指示物34、O18、N15、C13、H2研究中一些“稳定同位素”的说法正确的是( S原子核内中子数为 1634A的酸性更强H1酸性比H2BO的化学性质相同18O与16CN原子核内的质子数相差 215C与13D2下列微粒结构示意图中，不正确的是( 3放射性原子在人类生活中的很多地方有着特殊的作用，对人类的科学研究有很大的帮助，其中最主要的作用是作为示踪原子。最C的羟酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA14近医学界通过用放射性(C的叙述中正确的是14下面有关。从而抑制艾滋病，来杀死细胞N含有

15、相同的中子数14C与14A精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 22 页14 / 22 是同分异构体60C与C14B中普通碳原子的化学性质不同60C与C14CC互为同位素12C与14D4(2008 全国理综，H原1它与，个中子N含，A质量数为某元素的一种同位素 X原子的11(X中所含质子的物质的量是mHga在。X分子m子组成H molmNA(错误!A.mol NA(错误 !B.mol NA(错误 !C.mol mNA(错误!D.的羟酸衍生物60发现一种 C60C标记的 C14据报道医学界通过用514则有关，在特定条件下可以通

16、过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，C的叙述正确的是 ( C的化学性质不同12与A含的中子数相同N14与BC的质子数与中子数相差 114CC互为同位素13、C12与D错误!H1、3和O2O、Cl37Cl和35：有下列符号武汉质检2018(6(下列有关说法正确的是。O错误!H2O和Cl互为同分异构体37Cl和35A是氧元素的两种同位素3和O2OBC35和37表示的是质量数O表示同一种水分子错误!H2O和错误!H1D两种离子具有相同的电子和YX，Z三种主族元素、Y、X7在一定条件Y，Z原子核内质子数比 Y原子核内质子数少 9，层结构(下列说法正确的是。错误!下可被氧化成 YZY离子半径 XABX、

17、Y、Z均属于短周期元素C化合物 XYZ 的溶液具有漂白性DY属于A族元素、nZc、nYb、mXa如果，Z和R分别代表四种元素、Y、X8则，为元素的原子序数d、c、b、a(四种离子的电子层结构相同mRd下列关系正确的是 ( Aacmn BabnmCcdmn Dbdnm题组二原子结构与元素性质9(2010 孝感质量检测铯是一种碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述不正确的是(4SO2硫酸铯的化学式为 CsAB氢氧化铯是一种强碱精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 22 页15 / 22 C可以电解熔融的氯化铯制取铯D碳酸铯受热易

18、分解成氧化铯和二氧化碳10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下列有关元素。12n原子核内质子数是 2，1n最外层电子数为 2，X的说法中不正确的是 ( 的碱3OH(元素X能形成化学式为 XA的含氧酸钾盐3元素X可能形成化学式为 KXOBC元素 X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D元素 X能与某些金属元素形成化合物的2肯定能与稀硫酸反应产生H，下列各原子构成的单质中11是( A原子核内没有中子BM层有5个电子C原子核外最外层电子数电子层数DN层上电子数与 K层电子数相等，次外层有8个电子12.有某种元素的微粒的核外电子层结构为(1若该微粒为电中性微粒一般不和其他元

19、素的原子反应，这种微粒的符号是 _。(2若含该微粒的溶液，能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是 _。(3若该微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子最外层有一个电子，这种微粒的符号是_。(4若该微粒还原性很弱，但失电子后氧化性很强，且这种原子得一个电子即达稳定结构，这种微粒的符号是_。题组三综合探究13(2018 上海调研A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中 A为非金属元素， C是金属元素； A、C元素原子的最外层都只有一个电子； B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子 L精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结

20、- - - - - - -第 15 页，共 22 页16 / 22 层电子数是 K层电子数的 3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：(1写出五种元素的元素符号：A_，B._，C._ ，D._，E._。(2画出B、C的原子结构示意图： B._，C._ ；画出D的离子结构示意图： _。(3从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为1价？14A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：DCAB 。已知：A、B同周期， A、C处于同一主族； C原子核内的质子数等于 A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是 D原子最外层电子数的 3倍。试回答：(1写出元素的名称： A

21、_。(2写出由B、D组成的两种化合物的化学式：_、_。(3C的氧化物属于 _ 化合物 (填“离子”或“共价”。(4写出C的氧化物与 D的氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_ 。学案25 原子结构【课前准备区】知识点一1(1原子核核外电子(2质子数 (Z 中子数 (N核电荷数核外电子数电荷数电荷数H错误!、H错误 !、H错误!原子中子质子1(2质子数中子数原子核电荷数原子知识点二1.电子层数由内向外数字表示法1 2 3 4 5 6 7 字母表示法K L M N O P Q 离核远近错误!电子能量错误!精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

22、16 页，共 22 页17 / 22 2.(1最低最近(22n2(38 2 (418 (532 知识点三1(11 增大(2增强增强增强2(17 增大(2减弱减弱减弱3最外层电子数增强问题思考1(1错误!H中无中子。(2同位素的物理性质有差异，化学性质几乎完全相同。2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。第(3、(4条是对第 (2条的限制。如钾原子由于受第 (3条限制，最外层不能超过8个，故原子结构示意图为。3不正确。核外电子排布相同可以是多种离子或原子，如S2、Cl、Ar、K、Ca2的核外电子排布都是，但它们的化学性质不同。若属于同位素的不同核素，化学性质相同

23、，如错误!H、错误! H、错误!H。4不是，氢元素原子最外层也只有1个电子，但是碱金属元素不包括氢元素。【课堂活动区】二、1.(2Be、Ar (4O (5Li、P (8Li、Mg (10H、Be、Al 2(1 分子离子一核10电子Ne N3、O2、F、Na、Mg2、Al3二核10电子HF OH三核10电子H2O NH错误!四核10电子NH3H3O五核10电子CH4NH错误!(2 分子离子一核18电Ar K、Ca2、Cl精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 22 页18 / 22 子、S2二核18电子F2、HCl O错误! 、

24、HS三核18电子H2S 四核18电子PH3、H2O2五核18电子SiH4、CH3F、NH2OH 六核18电子N2H4、CH3OH 其他微粒C2H6、CH3NH2N2H错误!、N2H错误!(3“14电子”微粒有 Si、CO、C错误! 、N2等四种。典例导悟1C 根据同位素的概念，具有相同质子数、不同中子数的同一种元素的不同原子互为同位素，12C、13C、14C 是碳元素的三种同位素，而金刚石和石墨是碳元素的两种不同形式的单质(同素异形体，A 项错；同种元素可以有中子数不相同的几种原子，其质量数必不相同， B 项错；由于互为同位素的原子属同种元素，它们的质子数一定相同， C 项正确；由一种元素组成

25、的物质，由于原子种类、个数、排列方式不同可组成多种物质，如氢元素可组成H2、D2、T2三种分子，氧元素可组成O2、O3两种分子，碳原子由于排列方式不同可构成石墨和金刚石， D 项错。2(1K Cl S (2HCl (3F2(4H2S 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 22 页19 / 22 (5H2O2(或PH3 (6C2H6解读18 电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H的对应阴离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子，共 16 种：阴离子P3

26、、S2、HS、Cl；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。变式演练1D A 项两种原子互为同位素；B 项两种分子均为化合物，不属于同位素范畴； C项两种分子的化学性质应几乎相同。2(1H2O NH3NH错误!OH(2Al33NH33H2O=Al(OH33NH错误!或Mg22NH32H2O=Mg(OH22NH错误!解读本题主要考查原子、分子和离子的核外电子的结构特征。常见的核外电子总数为10个电子的微粒有：阳离子有Na、Mg2、Al3、NH错误! 、H3O；阴离子有N3、O2、F、OH；分子有Ne、HF

27、、H2O、NH3、CH4。显然结合题目所给的其他条件可知：A：H2O，B：NH3，C：NH错误! ，D：OH，E：Al3或 Mg2；A、B、E 反应的离子方程式：3H2O3NH3Al3=Al(OH33NH错误! 或 Mg22NH32H2O=Mg(OH22NH错误! 。【课后练习区】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页20 / 22 高考集训1(1解读C 项，N14 的质子数和中子数均为7，但氮原子还有其他的核素，质量数不等于14，中子数也就不等于7；D 项，该示意图为氯原子的结构示意图，Cl的结构示意图的最外电子层

28、上的电子数应该为 8。(2解读羟基是 9 电子式，应为 9NA。(32.3D 16O2和18O2是由氧元素的两种不同核素分别构成的两种不同的分子，二者相对分子质量不同，不属于同分异构体，A 错误；16O 和18O 的核外电子数都是8，且核外电子排布式相同，B 错误；16O与18O 是同种元素的不同核素，16O 与18O 之间的转化属于物理变化，C 错误；根据阿伏加德罗定律，标准状况下1.12 L 16O2中含有0.1NA个16O原子， 1.12 L18O2中也含有 0.1NA个18O原子， D 正确。 4A 错误! Sm 和错误! Sm 是同一种元素的不同核素，质量数、中子数均不同，互为同位素

29、。考点集训1C 2.B 3D 14C 和14N 中 14 表示质量数，而C 和 N 的质子数分别为6 和 7，因此，它们的中子数不可能相等，A 错；14C 是原子， C60是单质，二者不可能是同分异构体，B 错；自然界中，同一种元素的化学性质是相同的，14C 和 C60中的 C 原子都是碳元素的原子，故化学性质相同， C错；剩下的 D 是正确的。 4A 同位素 X 的质量数为 A，中子数为N，因此其质子数为(AN。故 HmX 中的质子数为 (mAN，又由于HmX 中 H 为错误! H，故 a g HmX 中所含质子的物质的量为：错误! (AmNmol。5D 14C 是碳元素的一种同位素，原子核

30、内中子数为146精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 22 页21 / 22 8，而14N 的中子数为 1477，故 B、C 项不正确；12C与14C互为同位素，最外层电子数相同，故化学性质几乎相同，A 项不正确、 D项正确。 6C 35Cl 和37Cl 是氯元素的两种同位素，A 错；同位素研究的对象是原子，而O2和 O3是氧元素形成的两种性质不同的单质，B错；1H错误! O 由 2 个普通氢原子 (1H和 1 个16O 原子构成，而2H错误! O 由 2 个重氢原子 (2H和 1 个18O 原子构成，显然不是同一种水分子，

31、 D 错。7C 由题意知， X 应在 Y 的下一周期，由于Z 的质子数比 Y少 9，故 Y 不可能为 F，由此可推测， X 为 K，Y 为 Cl，Z 为 O。三者构成的 KClO 具有强氧化性，故其溶液具有漂白性，C 项正确；电子层结构相同，核电荷数大的离子半径反而小，故A 项错；K 不属于短周期元素， B 项错； Cl 为A 族元素， D 项错。 8D 由原子结构的知识可推出aXm、bYn、cZn、dRm四种离子的电子数分别为am、bn、cn、dm。由于四种离子的电子层结构相同，即核外电子数均相等，即ambncndm。经转化可得： acmn，abmn，cdmn，bdmn。9D 同主族元素性质

32、相似，所以Cs 的性质与 Na 相似，可以利用钠的性质考虑。 Na2CO3受热不分解，所以Cs2CO3受热时也不会分解生成 Cs2O 和 CO2，D 项错误。 10A 11D 所有原子中只有氢无中子，故A 项为氢元素； B 项各层电子数为2、8、5，为 P 元素；C 项当电子层数为16 时，其元素分别为 H、Be、Al、Ge、Sb、Po元素； D 项各层电子数为2、8、8、2，为 Ca元素。因此，只有D 项的单质肯定能与稀硫酸反应产生H2。12(1Ar (2S2(3K(4Cl解读由其核外电子排布知： (1若为中性原子，则为Ar；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

33、 - - - - - -第 21 页，共 22 页22 / 22 (2若该微粒的溶液能使溴水褪色，并出现浑浊，则为还原性离子，应为 S2；(3若该微粒氧化性很弱，得e后还原性很强，且原子最外层有1 个 e，则为 K；(4若该微粒还原性弱，失e后氧化性很强，得1 个 e后达稳定结构，则为 Cl。13(1H O Na S Cl (2(3钠元素原子的最外电子层只有1个电子，易失去而形成最外层为8个电子的稳定结构，故表现为1价。14(1硼(2Na2O Na2O2(3离子(4Al2O32OH=2AlO错误! H2O解读4 种元素都是短周期元素，原子半径：DCAB ，A、C处于同一主族，所以D、C 在第三

34、周期 (D 排在 C 前面，A、B 在第二周期 (A 排在 B 的前面 。C 原子最外层电子数是D 原子最外层电子数的 3 倍，若 D 原子最外层电子数为1(即 D 为钠，则 C 原子最外层电子数为3(即 C 为铝，此时 A 为硼，结合C 原子核内的质子数等于 A、B 原子核内的质子数之和，可知B 为氧。当 D 原子的最外层电子数为2 时(即 D 为镁，则 C 为硫， A 为氧，此时没有能够满足条件的 B。从而确定 A 为硼、 B 为氧、C 为铝、 D 为钠。申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 22 页