【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 大綱人教

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)目標(biāo)展示1.熟悉原子的組成，能用原子結(jié)構(gòu)示意圖描述原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容。2.理解并能會應(yīng)用“四同”概念解決一些基礎(chǔ)化學(xué)問題。3.能夠熟記原子結(jié)構(gòu)的特殊性并能用來判斷元素的性質(zhì)。第五章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律知識點(diǎn)1原子結(jié)構(gòu)問題1：從哪幾方面描述原子結(jié)構(gòu)？1．原子的組成核電荷數(shù)Z＝

＝

質(zhì)量數(shù)：指原子核內(nèi)所有

的

取

加起來所得的數(shù)值。質(zhì)量數(shù)A=。核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)質(zhì)子和中子相對質(zhì)量近似整數(shù)值Z+N(中子數(shù))2．原子核外電子運(yùn)動的特征(1)電子云：電子饒?jiān)雍烁咚龠\(yùn)動沒有確定的

，就好像一團(tuán)

籠罩在原子核周圍，形象地稱之為電子云。(2)電子云圖的意義：電子云密度大，表明單位體積內(nèi)

；電子云密度小，表明單位體積內(nèi)

。

軌道帶負(fù)電的云霧電子出現(xiàn)的機(jī)會多電子出現(xiàn)的機(jī)會少3．核外電子排布規(guī)律(1)電子層：是根據(jù)電子在核外運(yùn)動的不同

。劃分的七個(gè)電子層為。區(qū)域來劃分的。電子離核越遠(yuǎn)，能量越高K、L、M、N、O、P、Q(2)電子分層排布規(guī)律核外電子盡先排布在

的電子層里，再依次排布在

的電子層里。K層最多容納的電子數(shù)為

。除K層外，其他各層為最外層時(shí)，最多容納的電子數(shù)為

；次外層最多容納的電子數(shù)為

；n層最多容納的電子數(shù)為

。能量低能量高28182n2(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖：表示原子(或離子)的

和

在各個(gè)電子層上排布的圖示。如：原子核(含核電荷數(shù))核外電子4．原子結(jié)構(gòu)示意圖和電子式a、Cl(2)電子式：用“·”或“×”在元素符號周圍表示最外層電子，如×Mg×，。(同一個(gè)式子中的同一元素的原子的電子要用同一符號，都用“·”或“×”。)思維延伸(1)不是所有的原子核均由中子和質(zhì)子組成，如：H。(2)主族元素的簡單離子中，陽離子的電子式就是離子符號。如Mg2＋既是鎂離子符號，也是鎂離子的電子式。陰離子的最外層都是8電子結(jié)構(gòu)(除H－：[H：]－外)，如S2－電子式寫為[]2－。認(rèn)識點(diǎn)2同位素問題2：怎樣理解同位素的概念？5．同位素的定義：同一種元素不同原子因

內(nèi)含有

數(shù)不同而互稱為同位素，同種元素的不同種原子之間互稱同位素。原子核中子6．特點(diǎn)(1)在元素周期表中處于同一位置(同一種元素)。(2)同位素的

性質(zhì)不同，

性質(zhì)相同(因核外電子排布相同)。(3)天然存在的各種元素中，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種核素(每種同位素)所占的原子個(gè)數(shù)百分比一般是不變的

物理化學(xué)思維延伸考點(diǎn)1“四同”概念的比較同分異構(gòu)體同系物同素異形體同位素定義對象化合物有機(jī)化合物單質(zhì)原子限制條件分子式相同、結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)組成元素相同、結(jié)構(gòu)不同質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同存在范圍(對象)一般為有機(jī)化合物之間一般為有機(jī)化合物之間單質(zhì)之間原子之間化學(xué)性質(zhì)可能相似也可能不同相似相似，一定條件下可以相互轉(zhuǎn)變幾乎完全相同實(shí)例CH3COOH與HCOOCH3CH3OH與C2H5OH金剛石與石墨、C60；紅磷與白磷；O2與O3H、H、H【例1】(2009·全國Ⅱ理綜，9)某元素只存在兩種天然同位素，且在自然界它們的含量相近，其相對原子質(zhì)量為152.0，原子核外的電子數(shù)為63。下列敘述中錯(cuò)誤的是()A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核內(nèi)有63個(gè)質(zhì)子D．它的一種同位素的核內(nèi)有89個(gè)中子解析：依題意，該原子的原子序數(shù)為63，因?yàn)殡有驍?shù)為54，位于第五周期，而氡原子序數(shù)為86，位于第六周期，54<63<86，故該元素位于第六周期，第六周期ⅡA、ⅢA族元素的原子序數(shù)分別為56、81,56<63<81，故該元素屬于副族元素，A項(xiàng)和B項(xiàng)都正確；原子中質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，它的質(zhì)子數(shù)為63，C項(xiàng)正確；該元素有兩種同位素，其含量相近，相對原子質(zhì)量為152.0，相對原子質(zhì)量＝一種同位素質(zhì)量數(shù)×該同位素的原子個(gè)數(shù)百分率＋另一種同位素質(zhì)量數(shù)×該同位素的原子個(gè)數(shù)百分率，在原子中，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)未知，故它的中子數(shù)不能用相對原子質(zhì)量計(jì)算，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D變式練習(xí)1．(2009·廣東，1)我國稀土資源豐富。下列有關(guān)稀土元素Sm與Sm的說法正確的是()A.Sm與Sm互為同位素B.Sm與Sm的質(zhì)量數(shù)相同C.Sm與Sm是同一種核素D.Sm與Sm的核外電子數(shù)和中子數(shù)均為62方法歸納：這類試題往往是與高科技相聯(lián)系的題目，起點(diǎn)高，落點(diǎn)低。熟練記憶幾個(gè)“數(shù)”之間的關(guān)系及幾種相對質(zhì)量的計(jì)算方法是解答這類題的基礎(chǔ)。解析：解答本題應(yīng)從同位素、核素、質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)、核電荷數(shù)的關(guān)系入手。選項(xiàng)A,Sm與Sm具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)，二者互為同位素。選項(xiàng)B,Sm的質(zhì)量數(shù)為144,Sm的質(zhì)量數(shù)為150，二者的質(zhì)量數(shù)不同。選項(xiàng)C,Sm與Sm不是同一種核素。選項(xiàng)D,Sm的中子數(shù)為82,Sm的中子數(shù)為88，二者的中子數(shù)不相等。答案：A考點(diǎn)2原子結(jié)構(gòu)的特殊性及判斷元素性質(zhì)的規(guī)律1．短周期元素原子結(jié)構(gòu)的特殊性(1)稀有氣體原子的電子層結(jié)構(gòu)與同周期的活潑的非金屬元素形成的陰離子、下一周期的主族金屬元素形成的陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，如Ne、F和Na+的電子層結(jié)構(gòu)相同。(2)最外層有2個(gè)電子的元素是Be、Mg、He。(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的是C,3倍的是O。(4)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素是H、Be、Al。(5)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素是Li和Si。(6)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素是Li和P。(7)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar。(8)電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：Be。2．等電子微粒電子數(shù)微粒2電子H2、He、Li+、H-、Be2+10電子Ne、HF、H2O、NH3、CH4、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+、N3-、O2-、F-、OH-等14電子N2、CO、C2H2，C-等18電子Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2、C2H6、N2H4、CH3OH、K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-、O-等3.等質(zhì)子微粒(1)離子①9質(zhì)子：F-、OH-、NH2-。②11質(zhì)子：Na+、H3O+、NH4+。(2)分子①14質(zhì)子：N2、CO、C2H2。②16質(zhì)子：S、O2。4．利用原子結(jié)構(gòu)判斷元素的性質(zhì)(1)判斷元素的金屬性和非金屬性：①最外層有8個(gè)電子的結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(若K層為最外層是2個(gè)電子)。②最外層電子數(shù)小于4個(gè)，或最外層電子數(shù)小于電子層數(shù)，則一般為金屬元素。③原子最外層電子數(shù)大于4個(gè)，或最外層電子數(shù)大于電子層數(shù)，一般為非金屬元素。④最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)，一般為兩性元素。(2)判斷元素的化合價(jià)：①對主族元素，原子的最外層電子數(shù)等于元素的最高正價(jià)，氧元素?zé)o最高正價(jià)，氟元素?zé)o正價(jià)，二者除外。②只有非金屬元素才有負(fù)價(jià)，且一般只有一種負(fù)價(jià)，其絕對值等于8與最外層電子數(shù)之差(H有-1價(jià))。③若原子的最外層電子數(shù)為奇數(shù)(m)，則元素的正?；蟽r(jià)為一系列連續(xù)的奇數(shù)，從-3價(jià)到+m價(jià)，若出現(xiàn)偶數(shù)，其氧化物是不成鹽氧化物，例如NO2、NO。④若原子的最外層電子數(shù)為偶數(shù)(m)，則正?；蟽r(jià)為一系列連續(xù)的偶數(shù)，從-4價(jià)到+m價(jià)。例如：、、。⑤所有元素都有零價(jià)。例2(2010·山師附中1月考題)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，且互不同族，其中只有兩種為金屬，X原子的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等，X與W、Y與Z這兩對原子的最外層電子數(shù)之和均為9。短周期元素中W的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性最強(qiáng)，Y是地殼中含量最高的金屬元素。下列說法正確的是()A．Y、Z、W的原子半徑由小到大的順序是Y<Z<WB．工業(yè)上可采用電解Y和W的化合物制得單質(zhì)YC．X與Y化學(xué)性質(zhì)相似，可與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)D．X與W的化合物中所有原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)解析：短周期中元素最高價(jià)氧化物的水化物的酸性最強(qiáng)的元素是Cl，則W為Cl；X原子的最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等，X可能為Be或Ar，用X與W最外層電子數(shù)之和為9，則X為Be；Y是地殼中含量最高的金屬元素，則Y為Al；Y與Z最外層電子數(shù)之和為9，Z只能是O或S，又因?yàn)閆的原子序數(shù)比Y大，Z只能為S。根據(jù)周期表的對角線規(guī)律，鈹和鋁的化學(xué)性質(zhì)有相似性，C正確，也可通過排除法得出結(jié)論。答案：C方法歸納：中學(xué)化學(xué)中只要求掌握前18種元素，只設(shè)計(jì)到三個(gè)電子層，所以思維時(shí)可以依次從1、2、3層電子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有序思維，防止漏掉元素。2．(2009·北京，10)甲、乙、丙、丁4種物質(zhì)分別含2種或3種元素，它們的分子中各含18個(gè)電子。甲是氣態(tài)氫化物，在水中分步電離出兩種陰離子。下列推斷合理的是()A．某鈉鹽溶液含甲電離出的陰離子，則該溶液顯堿性，只能與酸反應(yīng)B．乙與氧氣的摩爾質(zhì)量相同，則乙一定含有極性鍵和非極性鍵C．丙中含有第2周期ⅣA族的元素，則丙一定是甲烷的同系物D．丁和甲中各元素質(zhì)量比相同，則丁中一定含有-1價(jià)的元素解析：本題具有開放性特點(diǎn)，具有較大難度，融合了對原子結(jié)構(gòu)、弱電解質(zhì)電離、物質(zhì)的性質(zhì)的考查，解答的關(guān)鍵是正確推斷出含18電子的物質(zhì)，然后進(jìn)行比較分析得出答案。選項(xiàng)A，甲是18電子的氫化物，且其水溶液為二元弱酸，不難得出甲為H2S，其中NaHS溶液中含有HS-、S2-，但NaHS能與NaOH等反應(yīng)。選項(xiàng)B，O2的摩爾質(zhì)量為32g/mol，乙的摩爾質(zhì)量也為32g/mol，且含有18電子,則CH3OH符合題目條件,但CH3OH中只含有極性鍵無非極性鍵.選項(xiàng)C,第2周期ⅣA族元素為碳，CH3OH符合題目條件，但CH3OH不是CH4的同系物。選項(xiàng)D，H2S中元素的質(zhì)量比為1/16(H/S)，H2O2中元素的質(zhì)量比也為1/16(H/O)，H2O2中氧元素的化合價(jià)為-1，符合題目條件。答案：D客觀題考查原子結(jié)構(gòu)的特征

考題一(2009·北京理綜，7)W、X、Y、Z均為短周期元素，W的最外層電子數(shù)與核外電子總數(shù)之比為7∶17；X與W同主族；Y的原子序數(shù)是W和X的原子序數(shù)之和的一半；含Z元素的物質(zhì)焰色反應(yīng)為黃色。下列判斷正確的是()A．金屬性：Y>ZB．氫化物的沸點(diǎn)：X>WC．離子的還原性：X>WD．原子及離子半徑：Z>Y>X審題視點(diǎn)：從W的原子結(jié)構(gòu)特征入手分析，根據(jù)X、Y分別與W的關(guān)系推導(dǎo)X和Y。從Z的焰色可直接判斷Z為鈉元素。思維導(dǎo)圖標(biāo)準(zhǔn)答案：B

高分解密粒子半徑大小比較規(guī)律(1)同周期元素的原子或最高價(jià)陽離子的半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸減小(稀有氣體元素除外)。如Na>Mg>Al>Si，Na+>Mg2+>Al3+。(2)同主族元素的原子或離子半徑隨核電荷數(shù)增大而逐漸增大。如Li<Na<K，Li+<Na+<K+。(3)電子層結(jié)構(gòu)相同(核外電子排布相同)的離子半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小。如O2->F->Na+>Mg2+>Al3+(上一周期元素形成的陰離子與下一周期元素形成的陽離子有此規(guī)律)。(4)電子數(shù)和核電荷數(shù)都不同的，一般可通過一種參照物進(jìn)行比較。

主觀題根據(jù)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)間的關(guān)系，設(shè)計(jì)推斷題?？碱}一(2009·重慶理綜，29)(15分)化合物A由周期不同的短周期元素X、Y組成，是良好的耐熱沖擊材料。(1)X的單質(zhì)既可與鹽酸反應(yīng)，又可與NaOH溶液反應(yīng)，X的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________。(2)X的硫酸鹽溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________。(3)一定條件下，A和水緩慢作用生成含Y的化合物Z，Z分子含有10個(gè)電子。①Z與H2O2反應(yīng)，其產(chǎn)物之一是Y的單質(zhì)，Y單質(zhì)的電子式為________；Z分子的結(jié)構(gòu)呈________。②A的化學(xué)式是________________________。Al3++4OH-AlO2-+2H2O：N??N：三角錐型AlN(4)X的單質(zhì)、石墨和二氧化鈦(TiO2)按比例混合，高溫下反應(yīng)得到的化合物均由兩種元素組成，且都是新型陶瓷材料(在火箭和導(dǎo)彈上有重要應(yīng)用)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________________。4Al+3TiO2+3C2Al2O3+3TiC作答與批改實(shí)錄點(diǎn)評1．該生未能正確解答第(2)問，主要是未挖掘出“過量NaOH溶液”這一條件的含義。2.書寫N2的電子式只寫出了成鍵電子，未寫出未成鍵的孤對電子。點(diǎn)撥解答本題的突破點(diǎn)是：根據(jù)“化合物A是由周期不同的短周期元素X、Y組成，是良好的耐熱沖擊材料”及X的單質(zhì)的性質(zhì)，不難推出X是Al元素，Y是第二周期的元素，其氫化物與H2O2反應(yīng)時(shí)能生成Y的單質(zhì)，可推測Y是N元素。題后反思本題主要考查原子結(jié)構(gòu)、新型無機(jī)非金屬材料、電子式的書寫等知識。分析近幾年的無機(jī)推斷題，可以發(fā)現(xiàn)將原子結(jié)構(gòu)、元素周期律(表)與無機(jī)物的性質(zhì)(如本題A是一種耐熱沖擊材料，X的單質(zhì)、石墨和二氧化鈦(TiO2)按比例混合……得到均由兩種元素組成且都是新型陶瓷材料)聯(lián)系在一起，增強(qiáng)重要知識點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系的題目增多。解答這類試題通常以原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如:H中無中子，電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子是H、Be、Al等內(nèi)容，見前面講解部分)、特殊無機(jī)物及其性質(zhì)(如H2O2，AlN，Si3N4等)為突破點(diǎn)；同時(shí)要掌握以下幾個(gè)要點(diǎn)：①熟記元素符號，直接導(dǎo)出；②掌握幾種關(guān)系，列式導(dǎo)出；③利用排布規(guī)律，逐層導(dǎo)出；④弄清帶電原因，分析導(dǎo)出；⑤抓住元素特征，綜合導(dǎo)出；⑥根據(jù)量的關(guān)系，計(jì)算導(dǎo)出。1．(5分)(2010·原創(chuàng)題)釙有兩種不同結(jié)構(gòu)的單質(zhì)a-Po和b-Po，其常見化合價(jià)為+2、+4、+6。下列有關(guān)釙元素的說法錯(cuò)誤的是()A．釙元素是由居里夫婦發(fā)現(xiàn)并命名的放射性元素B．a(chǎn)-Po和b-Po是釙元素的兩種同素異形體C.Po和Po兩核素的化學(xué)性質(zhì)不相同D．釙元素的相對原子質(zhì)量是由釙的各種核素的相對原子質(zhì)量與其原子個(gè)數(shù)百分比的乘積求和得到的解析：居里夫婦在1898年發(fā)現(xiàn)釙元素并命名，A項(xiàng)正確；根據(jù)同素異形體的概念判斷B項(xiàng)正確;根據(jù)同位素的特征,分析C項(xiàng)不正確;由“相對原子質(zhì)量”的計(jì)算方法推斷D項(xiàng)正確。答案：C2．(5分)(2010·模擬題)金屬鈦對人體無毒且惰性，能與肌肉和骨骼生長在一起，有“生物金屬”之稱。下列有關(guān)Ti和Ti的說法中正確的是()A.Ti和Ti原子中均含有22個(gè)中子B.Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4縱行,第4橫行C．分別由Ti和Ti組成的金屬鈦單質(zhì)物理性質(zhì)相同D.Ti和Ti為同一核素

解析：由X的意義直接判斷A、D不正確；根據(jù)鈦為22號元素判斷B正確；由同位素特點(diǎn)推測C項(xiàng)不正確。答案：B3．(5分)(2010·南京一中期中考題)化學(xué)科學(xué)需要借助化學(xué)專用語言來描述,以下有關(guān)化學(xué)用語的說法,其中表達(dá)正確的是()

4．(5分)(2010·模擬題)同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，下列敘述正確的是()A．單質(zhì)的化學(xué)活潑性：W<X<Y<ZB．原子最外層電子數(shù)：W<X<Y<ZC．單質(zhì)的氧化能力：W<X<Y<ZD．元素的最高化合價(jià)：W<X<Y<Z

解析：A中，同一短周期中的中間元素形成的單質(zhì)如硅單質(zhì)，相對左邊的鋁、鎂、鈉的還原性弱，相對右邊的P、S、Cl2的氧化性弱。C中，若W、X、Y是金屬元素，其單質(zhì)的氧化性無法進(jìn)行比較；D中，若Y、Z元素是氧、氟，就不存在最高價(jià)化合物。

答案：B5．(10分)(2010·北京十一中期中考題)用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分別表示含有18個(gè)電子的八種微粒(離子或分子)，請回答：(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符號表示)。(2)D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子