高考化学一轮复习专题6.1原子结构与性质(讲)(含解析).pdf

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1、 专题 6.1 原子结构与性质 1、了解元素、核素和同位素的含义。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、了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关的计算。4、掌握 118 号元素的原子结构示意图的表示方法。一、原子结构 1、构成原子的微粒及作用（1）原子构成微粒 （2）符号cbdaeX中各数字的含义 （3）组成原子的各种微粒及相互关系 质子数（Z）=核电荷数=原子序数 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数 阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数【特别提示】规避 4 个易失分点 任何微粒

2、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。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。质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如 F 与 OH。核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如 Al3和 Na、F等，NH4与 OH等。2、元素、核素、同位素的概念及相互关系 元素 核素 同位素 概念 具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的原子或同一元素的不同核素 总称 范围 宏观概念，对同一类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而

3、言。因同位素的存在而使原子的种类多余元素的种类 特性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同、或中子数相同、或质量数相同，或各类数均不同。同位素质量数不同，物理性质有差异，化学性质相同。实例 H、O 11 H、21 H、147 N、146 C、2412 Mg 是不同的核素 11 H、21 H、31 H 为氢的同位素 3、几种“相对原子质量”（1）同位素的相对原子质量的计算式：Mr=一个同位素原子的质量一个12C原子的质量112 （2）同位素的近似相对原子质量，数值上约等于该同位素原子的相对质量。（3）元素的相对原子质量是根据各种同位素的相对原子质量和他们在自然界中所占的原子

4、个数百分含量计算的结果。Mr=Aa%+Bb%+Cc%【比较辨析】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16 8O原子的质量是2.6571026 kg 原子的相对原子质量 一个原子的质量与一个12 6C 原子质量的 112 的比值 16 8O 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 ArAr(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 18 8O 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 【典型

5、例题 1】【河北冀州中学 2016 届第二次月考】中国科学技术名词审定委员会确定第 116号元素 Lv 的名称为鉝。关于的叙述错误的是 （）A原子序数 116 B中子数 177 C核外电子数 116 D相对原子质量 293【答案】D【考点定位】考查元素符号各个角标的含义及相互关系的知识。【点评】正确认识元素符号周围各个数值的含义是了解微粒的性质和结构的关键。zAX 中各数量之间的关系一直是高考的重点和热点。此类题常考常新，常常结合新发现的元素或同位素来考查，题目翻新，但题型不变，考查的知识点不变。解答这类试题时，一是要掌握好原子的组成和表示方法；二是要掌握好各基本粒子之间的关系，即原子序数=核

6、电荷数=核内质子数=核外电子数(原子中)、质量数中子数+质子数。【迁移训练 1】【河北冀州中学 2016 届上期中】重水（D2O）是重要的核工业原料，下列说法错误的是（）A氘(D)原子核外有 1 个电子 B1H 与 D 互称同位素 CH2O 与 D2O 互称同素异形体 D1H218O 与 D216O 的相对分子质量相同【答案】C 考点：考查重氢的有关知识。二、核外电子排布 1、电子层的表示方法及能量变化（1）排布方式 分层排布，电子层由里到外依次是：第一、七层，符号分别对应：K、L、M、N、O、P、Q。（2）表示方法 2、核外电子排布规律排布规律（1）能量最低原则 核外电子总是先排布在能量最低

7、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）每层最多容纳的电子数为 2n2(n 代表电子层数)。（3）电子一般总是先排在能量低 的电子层里，即最先排在 K 层，当 K 层排满后，再排 L 层，依此类推。（4）最外层电子数不超过 8 个(或 2 个)，次外层不超过 18 个，倒数第 3 层不超过 32 个。【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。【典型例题 2】下列叙述正确的是 （）A电子的能量越低，运动区域离核越远 B当 M

8、 层是最外层时，最多可排布 18 个电子 C稀有气体元素原子的最外层都排有 8 个电子 D核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动【答案】D 考点：核外电子排布【点评】高中化学必修部分对核外电子排布规律要求比较基础，掌握电子排布的基本规律和前 20 号元素原子的电子排布，能画出 118 号元素的原子结构示意图即可。【迁移训练 2】【百强校2016 届长郡中学第六次月考】在电解冶炼铝的电解槽中存在电解质W2。已知其涉及的四种元素的简单离子的电子层结构均相同，Y 原子最外层电子数为次外层的3 倍，X 原子最外层电子数为 Y 原子最外层电子数的一半。下列说法正确的是 （）A原子序数：WXYZ B原子

9、半径：WXYZ CW 的最高价氢氧化物的碱性比 X 弱 DY 的最简单氢化物的稳定性比 Z 的强【答案】B【解析】试题分析：在电冶铝的电解槽中存在电解质 W2，四种元素的简单离子的电子层结构均相同，Y原子最外层电子数位次外层的 3 倍，原子只能有 2 个电子层，最外层电子数为 6，故 Y 为氧元素，X 原子最外层电子数为 Y 原子最外层电子数的一半，其最外层电子数为 3，则 X 为铝，该化合物中 W 应该带正电荷，含有两个铝离子，两个氧离子，Z 应该带负电荷，根据化合物代数和为 0，知，W 应该带一大个单位正电荷，Z 带一个单位负电荷，且这四种简单离子电子层结构相同，所以 W 为钠，Z 为 F

10、，则该电解质为 Na 2。A、通过以上分析，原子序数 XWZY，所以错误，不选 A；B、原子电子层数越多其原子半径越大，同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径，WXYZ，正确，选 B；C、元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性 WX，所以 W 的最高价氧化物的水化物碱性比 X 的强，错误，不选 C；D、元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，非金属 ZY，所以 Y 的简单氢化物的稳定性比 Z 的弱，错误，不选 D。考点：原子结构与元素周期律的关系 考点一：核外电子排布与元素推断 1、短周期核外电子排布规律（1）最外层电子数为 1 的原子有 H、Li

11、、Na；（2）最外层电子数为 2 的原子有 He、Be、Mg；（3）最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 Be、Ar；（4）最外层电子数是次外层电子数 2 倍的原子是 C；（5）最外层电子数是次外层电子数 3 倍的原子是 O；（6）最外层电子数是次外层电子数 4 倍的原子是 Ne；（7）次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子有 Li、Si；（8）内层电子总数是最外层电子数 2 倍的原子有 Li、P；（9）电子层数与最外层电子数相等的原子有 H、Be、Al；（10）电子层数为最外层电子数 2 倍的原子有 Li；（11）最外层电子数是电子层数 2 倍的原子有 He、C、S；（12）最外层电子数

12、是电子层数 3 倍的原子有 O。2、熟记常见的等电子微粒（1）常见“10e”微粒 分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子：Na、Mg2、Al3、H3O、NH4；阴离子：F、O2、OH、NH2。（2）常见“18e”微粒 分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH；阳离子：K、Ca2；阴离子：Cl、S2、HS。（3）其他等电子微粒“14e”：Si、N2、CO、C2H2、C22；“16e”：S、O2、C2H4、HCHO。【典型例题 3】【安徽屯溪一中 2016 届第二次月考】原子序数依次增大的 a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为 1、6、7、1。a的电子层结构与

13、氦相同，b 和 c 的次外层有 8 个电子，c和 d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是 （）A元素的非金属性强弱次序为：cba Ba 和其他 3 种元素均能形成共价化合物 Cd 和其他 3 种元素均能形成离子化合物 D元素 a 最高和最低化合价的代数和为 0 【答案】B【考点定位】考查原子结构、元素周期律【点评】物质结构类选择题考查以考查基础知识、基本概念为主，在解题过程中侧重推导。解题的思维模型为：首先根据题目所给信息如原子结构、物质的性质等，确定在周期表中位置，然后根据元素周期律进行分析，最后看金属性和非金属性的表现，得到其他相关的性质。解题的难点还在元素的推导上。【迁移应用 3】【江西

14、省上高二中 2016 届第三次月考】X、Y、Z、W 是四种短周期元素，X 原子M 层上的电子数是原子核外电子层数的 2 倍；Y 原子最外层电子数是次外层电子数的 2 倍；Z元素的单质为双原子分子，Z 的氢化物水溶液呈碱性；W 元素最高正价是7 价。回答下列问题：（1）元素 X 的氢化物的电子式为_（2）元素 Y 的一种中子数为 8 的同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_。（3）元素 Z 能与氢元素形成+1 价阳离子，该阳离子粒子符号是_。（4）元素 W 的单质与元素 X 的低价氧化物在水溶液中反应的离子方程式为_。（5）ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种弱酸和一种弱碱，反应的化学方程

15、式为_ 。（6）探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一，X、Y、Z、W 四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是_(用酸的化学式表示)。【答案】（1）（2）C146 （3）NH4 （4）Cl2SO22H2O4H2ClSO42（5）NCl34H2O3HClONH3H2O （6）H2CO3 考点：考查元素推断的有关应用 考点二：化学用语的规范使用及意义 为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素 元素符号 原子(核素)符号 AZX 代表一个质量数为A、,质子数为Z的 X 原子。原子结构示意图 电子式 在元素符号周围用“”或“”表示原子的最外层电子价电子。（

16、1）原子结构示意图 可表示核外电子的分层排布和核内质子数，如 （2）电子式 可表示原子最外层电子数目，如 。（3）核素符号 侧重表示原子核的组成，它告诉人们该原子核内的质子数和质量数,并推及中子数和核外 电子数，如168 O【典型例题 4】【2016 届浙江省临海市台州中学高三上学期第三次统考】下列有关化学用语表达正确的是（）A质子数为 92、中子数为 146 的 U 原子：B HClO 的结构式：H-Cl-O C35Cl和37Cl离子结构示意图均可以表示为：DHF 的电子式：【答案】C 考点：化学用语【点评】化学用语是富有特色的化学语言，它贯穿于化学的始终，是化学试题的重要组成部分，要保证化学用语不失分，需要重视化学用语的规范书写，注意总结书写的规律和规则，不断纠正错误，回顾反思，归纳提炼。明确化学用语的各个概念的内涵和外延，知道各种化学式的实际意义和类别。化学用语是化学学科技术规范，强调准确性，强调正确理解与应用。【迁移应用 4】【2016 届江苏省淮安、宿迁、连云港、徐州苏北四市高三上学期期末】下列有关氮元素及其化合物的表示正确的是 （）A质子数为 7、中子数为 8 的氮原子：B溴化铵的电子式：C氮原子的结构示意图：D间硝基甲苯的结构简式：【答案】D 考点：考查了化学用语的相关知识。