考點(diǎn)20原子結(jié)構(gòu)

考點(diǎn)20原子結(jié)構(gòu)【知識梳理】一、原子結(jié)構(gòu)1．構(gòu)成原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子相對質(zhì)量近似為1，帶1個單位,正電荷,中子相對質(zhì)量近似為1，不帶電)),核外電子帶1個單位負(fù)電荷))2．質(zhì)量數(shù)(1)概念：質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫作質(zhì)量數(shù)。(2)關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。3．原子的核外電子排布(1)在含有多個電子的原子里，電子分別在電子層內(nèi)運(yùn)動。(2)不同電子層的表示及能量關(guān)系各電子層由內(nèi)到外電子層數(shù)1234567字母代號KLMNOPQ離核遠(yuǎn)近由近到遠(yuǎn)能量高低由低到高(3)原子的核外電子排布規(guī)律a.能量最低原理核外電子總是優(yōu)先排布在能量最低的電子層里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里，即按K→L→M→N……順序排列。b.電子層最多容納的電子數(shù)①第n層最多容納2n2個電子。如K、L、M、N層最多容納電子數(shù)分別為281832。②最外層電子數(shù)目最多不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個)。③次外層最多能容納的電子數(shù)不超過8個。二、原子結(jié)構(gòu)模型的演變【核心歸納】1．“各數(shù)”的定量關(guān)系(1)電性關(guān)系原子：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核外電子數(shù)陰離子(Rn－)：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核外電子數(shù)－n陽離子(Rn＋)：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核外電子數(shù)＋n(2)質(zhì)量關(guān)系：對于原子及相應(yīng)的離子均滿足質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。①并不是所有的原子都是由質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成，如eq\o\al(1,1)H原子核內(nèi)無中子。②在原子中，質(zhì)子數(shù)一定等于核外電子數(shù)，但不一定等于中子數(shù)。③在任何微粒中，質(zhì)子數(shù)都等于核電荷數(shù)，但質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)不一定相等，如陰離子(如Cl－)的質(zhì)子數(shù)小于其核外電子數(shù)，陽離子(如Na＋)的質(zhì)子數(shù)大于其核外電子數(shù)。3．常見含2e－、10e－、18e－的粒子(1)含有2個電子的粒子：Li＋、Be2＋、H－、He、H2。(2)含有10個電子的粒子分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne陽離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋陰離子：N3－、O2－、F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)(3)含有18個電子的粒子分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4等陽離子：K＋、Ca2＋陰離子：P3－、S2－、HS－、Cl－【對點(diǎn)例題】例1．（2022·遼寧大連·高一期末）下列關(guān)于Co的說法中，正確的是A．質(zhì)子數(shù)是27 B．電子數(shù)是33 C．中子數(shù)是60 D．質(zhì)量數(shù)是87【答案】A【解析】A．根據(jù)原子構(gòu)成，左下角為質(zhì)子數(shù)，Co的質(zhì)子數(shù)為27，故A正確；B．對原子來說，質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，即該核素的電子數(shù)為27，故B錯誤；C．中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)=6027=33，故C錯誤；D．左上角為質(zhì)量數(shù)，即質(zhì)量數(shù)為60，故D錯誤；答案為A。例2．（2022·河南南陽高一階段練習(xí)）2021年12月科學(xué)家創(chuàng)造出目前最輕的鎂同位素18Mg，該同位素衰變過程放射出4個質(zhì)子。下列關(guān)于18Mg的說法正確的是A．中子數(shù)為6 B．核外電子數(shù)為2C．衰變后得到16O D．1mol18Mg的質(zhì)量為12g【答案】A【解析】A．Mg原子的質(zhì)子數(shù)為12，則中子數(shù)為1812=6，故A正確；

B．原子中質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，Mg原子的質(zhì)子數(shù)為12，核外電子數(shù)為12，故B錯誤；C．18Mg原子的質(zhì)子數(shù)為12，衰變過程放射出4個質(zhì)子，衰變后質(zhì)子數(shù)為8，質(zhì)量數(shù)為14，得到14O，故C錯誤；D．摩爾質(zhì)量的數(shù)值等于質(zhì)量數(shù)，1mol18Mg的質(zhì)量為18g，故D錯誤；例3．（2022·甘肅·高臺縣高一期中）下列是原子或離子的核外電子排布，其中錯誤的是A．Na+： B．Cl： C．21Sc： D．35Br：【答案】C【解析】A．Na+由Na原子失去一個電子得到，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為11，核外電子數(shù)為10，核外電子排布為：，A正確；B．Cl由Cl原子得到一個電子得到，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為17，核外電子數(shù)為18，核外電子排布為：，B正確；C．最外層電子數(shù)最大為2或8，Sc的核外電子排布應(yīng)為2、8、8、3，圖為：，C錯誤；D．Br原子為35號元素，核外電子數(shù)為35，每個電子層最多可容納的電子數(shù)為2n2(n為電子層數(shù))，則Br原子核外電子排布為2、8、18、7，圖為，D正確；故選：C?！具_(dá)標(biāo)檢測】1．（2023春·江蘇南通·高一海安高級中學(xué)?？计谥校┨仗剿髌鞒Ｓ弥瞥傻暮穗姵靥峁﹦恿Γ擃性拥闹凶訑?shù)與核外電子數(shù)之差為A．238 B．144 C．94 D．50【答案】D【解析】的中子數(shù)為238?94＝144，钚原子的核外電子數(shù)為94，則中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為144?94＝50，D符合題意。綜上所述，答案為D。2．（2023春·福建廈門·高一廈門市湖濱中學(xué)校考期中）2021年，我國發(fā)布了《醫(yī)用同位素中長期發(fā)展規(guī)劃》。醫(yī)用同位素有14C、18F、131I等。下列有關(guān)說法錯誤的是A．14C原子序數(shù)為6 B．18F、131I具有相同的最外層電子數(shù)C．14C與12C的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同 D．1molNa18F含22mol質(zhì)子【答案】D【解析】A．碳原子的核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=6，則14C原子序數(shù)為6，A正確；

B．18F、131I具有相同的最外層電子數(shù)，最外層電子均為7個，B正確；C．14C與12C是同位素，具有相同的核外電子排布，則化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，C正確；D．Na18F含質(zhì)子數(shù)為11+9=20，則1molNa18F含20mol質(zhì)子，D不正確；答案選D。3．（2023春·新疆伊犁·高一校聯(lián)考期中）我國科學(xué)院院士張青蓮教授主持測定了銦、銥銪等幾種元素的相對原子質(zhì)量新值，其中銦元素在元素周期表中的信息如圖所示，則下列說法正確的是A．銦元素原子的核外電子數(shù)為49 B．銦元素原子的中子數(shù)為49C．銦元素屬于非金屬元素 D．銦元素原子的相對原子質(zhì)量為【答案】A【解析】A．左上角表示原子序數(shù)為49，原子中，原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=49，故A正確；B．由選項A分析知，質(zhì)子數(shù)為49，中子數(shù)不為49，故B錯誤；C．該元素的名稱是銦，帶“钅”字旁，屬于金屬元素，故C錯誤；D．漢字下面的數(shù)字表示相對原子質(zhì)量，銦元素的相對原子質(zhì)量為，相對原子質(zhì)量單位是“1”，不是“g”，故D錯誤；答案為A。4．（2023秋·江蘇鹽城·高一鹽城市第一中學(xué)校聯(lián)考期末）下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是A．中子數(shù)為10的氧原子： B．膽礬的化學(xué)式為：CuSO4C．硫酸鎂的電離方程式： D．水的摩爾質(zhì)量為18g【答案】C【解析】A．中子數(shù)為10的氧原子質(zhì)量數(shù)為10+8=18，表示為，故A錯誤；B．膽礬的化學(xué)式為：CuSO45H2O，故B錯誤；C．硫酸鎂是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離，電離方程式：，故C正確；D．水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，故D錯誤；故選C。5．（2020春·福建寧德·高一福建省寧德第一中學(xué)?？茧A段練習(xí)）A、B分別為第三、四兩周期同一主族的不同元素的原子，它們原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。①若A為ⅢA族，其質(zhì)量數(shù)為X，則B的質(zhì)子數(shù)為Y；②若A為ⅣA族，其質(zhì)子數(shù)為m，則B質(zhì)量數(shù)為n，則Y和n的值是A．(+18)和(2m+18) B．(+8)和(2m+18)C．(+8)和(2m+36) D．(+18)和(2m+36)【答案】D【解析】A、B分別為第三、四兩周期同一主族的不同元素的原子，它們原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。①若A為ⅢA族，其質(zhì)量數(shù)為X，則B的質(zhì)子數(shù)為Y，第四周期元素種類為18種，則；②若A為ⅣA族，其質(zhì)子數(shù)為m，則B質(zhì)量數(shù)為n，第四周期元素種類為18種，，故D符合題意。綜上所述，答案為D。6．（2023秋·陜西西安·高一西安市第七十五中學(xué)?？计谀┠吃氐囊环N同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個中子，它與原子組成HmX分子。在a克HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是A． B．C． D．【答案】D【解析】某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個中子，則質(zhì)子數(shù)為（AN），則每個HmX分子含有質(zhì)子數(shù)為（AN+m），agHmX的物質(zhì)的量為mol，故含有質(zhì)子物質(zhì)的量為，故選D。7．（2023春·浙江·高一期中）原子的質(zhì)量主要由原子核決定。已知質(zhì)量數(shù)為A的某陽離子，核外有X個電子，則核內(nèi)中子數(shù)為A． B． C． D．【答案】B【分析】原子失去電子形成陽離子，質(zhì)子數(shù)不變，失去的電子數(shù)等于該陽離子所帶的電荷數(shù)；【解析】陽離子Rn+，質(zhì)量數(shù)為A，核外有X個電子，所以其質(zhì)子數(shù)Z=X+n，由于中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)﹣質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)=A﹣（X+n）=A﹣X﹣n。答案選B。8．（2023春·福建廈門·高一福建省廈門第二中學(xué)?？茧A段練習(xí)）核內(nèi)中子數(shù)為N的，質(zhì)量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是A． B．C． D．【答案】A【解析】核內(nèi)中子數(shù)為N的，質(zhì)量數(shù)為A，則該原子質(zhì)子數(shù)為A?N，該原子的氧化物為RO，氧化物的質(zhì)子數(shù)為A?N＋8，ng氧化物的物質(zhì)的量為，ng氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是，故A符合題意。綜上所述，答案為A。9．（2023春·山東日照·高一校聯(lián)考期中）化學(xué)科學(xué)的發(fā)展離不開科學(xué)家的杰出貢獻(xiàn)，下列說法與史實(shí)不符的是A．拉瓦錫提出了燃燒的氧化學(xué)說B．門捷列夫編制了第一張元素周期表C．路易斯提出了共價鍵電子對理論D．盧瑟福通過粒子的散射實(shí)驗(yàn)，證明了電子在核外分層運(yùn)動【答案】D【解析】A．拉瓦錫于1772年提出了燃燒的氧化學(xué)說，故A不選；B．1869年，俄國化學(xué)家門捷列夫制作出了第一張元素周期表，揭示了化學(xué)元素間的內(nèi)在聯(lián)系，成為化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一，故B不選；C．1916年，美國的(G.N.Lewis)提出共價鍵理論。認(rèn)為分子中的原子都有形成稀有氣體電子結(jié)構(gòu)的趨勢，求得本身的穩(wěn)定。而達(dá)到這種結(jié)構(gòu)，并非通過電子轉(zhuǎn)移形成離子鍵來完成，而是通過共用電子對來實(shí)現(xiàn)。通過共用一對電子，每個H均成為He的電子構(gòu)型，形成共價鍵。Lewis的貢獻(xiàn)在于提出了一種不同于離子鍵的新的鍵型，解釋了X比較小的元素之間原子的成鍵事實(shí)，故C不選；D．1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型；1913年丹麥物理學(xué)家玻爾(盧瑟福的學(xué)生)引入量子論觀點(diǎn)，提出電子在一定軌道上運(yùn)動的原子結(jié)構(gòu)模型，故D選；故選D。10．（2023春·江蘇徐州·高一統(tǒng)考期中）Mo的一種核素為。該核素的中子數(shù)為A．92 B．42 C．50 D．8【答案】C【解析】質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)，所以的中子數(shù)為92－42＝50。答案選C。11．（2023春·青海海東·高一統(tǒng)考階段練習(xí)）氙是0族元素，可用于深度麻醉劑、醫(yī)用紫外線等。已知氙的一種核素是，則該原子的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之差為A．54 B．77 C．131 D．23【答案】D【解析】從氙的一種核素可以得出，其質(zhì)子數(shù)為54，質(zhì)量數(shù)為131，則中子數(shù)為13154=77，該原子的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之差為7754=23，故選D。12．（2023春·北京海淀·高一101中學(xué)?？计谥校?021年我國科學(xué)家首次合成新核素，下列說法不正確的是A．原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為92 B．原子核內(nèi)中子數(shù)為122C．原子核外電子數(shù)為92 D．轉(zhuǎn)化成屬于化學(xué)變化【答案】D【分析】中Z為質(zhì)子數(shù)，A為質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)?！窘馕觥緼．該原子的質(zhì)子數(shù)為92，A項正確；B．該原子的質(zhì)量數(shù)為214，質(zhì)子數(shù)為92，則中子數(shù)=21492=122，B項正確；C．該原子的質(zhì)子數(shù)92，其電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=92，C項正確；D．該反應(yīng)為原子核變?yōu)槲锢碜兓珼項錯誤；故選D。13．（2023春·河南鄭州·高一校聯(lián)考階段練習(xí)）設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。20g2H216O和12C32S2的混合物中含有的中子數(shù)為A．5NA B．10NA C．15NA D．20NA【答案】B【解析】2H216O的中子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，而12C32S2中子質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，即20g混合物中中子為10g，則中子的物質(zhì)的量為，該混合物含有中子為10NA。故選B。14．（2022秋·上海徐匯·高一南洋中學(xué)校考期末）我國展開“嫦娥探月”工程，向月球發(fā)起探索。2020年嫦娥五號一次帶回1700多克月壤樣本。研究表明，月球上有豐富的He資源，可開發(fā)用作未來的新型能源。(1)He與He它們的原子結(jié)構(gòu)不同之處_______。(2)α粒子是帶有2個單位正電荷、質(zhì)量數(shù)為4的氦離子，由此推斷一個α粒子含有_______個中子和_______個電子，α粒子是_______(填正或負(fù)離子)，它的結(jié)構(gòu)示意圖為_______。(3)利用核聚變發(fā)電，3He是最安全的最清潔的能源，下列說法正確的是_______。A．3He、4He的化學(xué)性質(zhì)基本相同 B．3He、4He具有相同的電子數(shù)C．3He核聚變是化學(xué)變化 D．3He液化是化學(xué)變化(4)同溫同壓下，下列關(guān)于氦氣和氧氣的敘述中，正確的是_______。①氦氣和氧氣所含的分子數(shù)相同②氦分子間的平均距離和氧分子間的平均距離幾乎是相等的③氦分子與氧分子的大小幾乎相同④氦分子和氧分子本身大小對于氣體體積影響可以忽略不計⑤氦氣與氧氣的密度之比等于32：4A．①② B．②④ C．③⑤ D．②③(5)16克氧氣含有n個O2分子，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為_______。A．2n B．(1/2)n C．16n D．(1/16)n(6)人造空氣(氧氣和氦氣的混合氣)可用于減輕某些疾病或供深水潛水員使用。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2L“人造空氣”的質(zhì)量是，該混合氣體的平均分子量為_______，其中氧氣和氦氣的分子數(shù)之比是_______?！敬鸢浮?1)中子數(shù)不同(2)20正離子(3)AB(4)B(5)A(6)9.61：4【解析】（1）He與He具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，它們的原子結(jié)構(gòu)不同之處中子數(shù)不同，故答案為：中子數(shù)不同。（2）α粒子是帶2個單位正電荷，是正離子；核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝2，中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)?質(zhì)子數(shù)＝4?2＝2；α粒子是帶2個單位正電荷，所以不含電子；它的結(jié)構(gòu)示意圖為；故答案為2；正離子；0；。（3）A．3He和4He互為同位素，化學(xué)性質(zhì)基本相同，故A正確；B．3He、4He具有相同的電子數(shù)，中子數(shù)不同，故B正確；C．核聚變時原子核發(fā)生變化，不屬于化學(xué)變化，故C錯誤；D．液化是狀態(tài)改變，屬于物理變化，故D錯誤；故答案選AB。（4）①沒說明體積是否相等，無法確定氦氣和氧氣所含的分子數(shù)是否相同，故①錯誤；②同溫同壓下，氣體分子間的平均距離幾乎是相等的，