4.1.1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表-高一化學(xué)講義習(xí)題原卷版

4.1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1.從微觀角度認(rèn)識原子的構(gòu)成，了解原子核外電子排布規(guī)律，能畫出1～20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖；2.能根據(jù)原子的結(jié)構(gòu)特征確定元素，促進“宏觀辨識與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展；3.能從原子結(jié)構(gòu)的角度理解元素周期表的編排原則，能進行元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)之間的相互推導(dǎo)，提升微觀探析能力；4.知道元素、核素、同位素、eq\o\al(A,Z)X的含義，并能比較它們的不同，促進“宏觀辨識與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。一、原子的構(gòu)成1．構(gòu)成原子的微粒及其性質(zhì)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，質(zhì)量很小,(可忽略不計)))2．質(zhì)量數(shù)(1)概念：將原子核內(nèi)所有和的相對質(zhì)量取近似，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，常用表示。(2)構(gòu)成原子的粒子間的兩個關(guān)系①質(zhì)量數(shù)(A)＝。②質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝。3．原子的表示方法【歸納總結(jié)】(1)原子的構(gòu)成微粒及作用(2)粒子中的電性關(guān)系①分子或原子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)②陽離子Xn＋：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＋n③陰離子Xn－：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)－n【例1】在化學(xué)變化過程中，原子中的下列粒子數(shù)可能發(fā)生改變的是()A．質(zhì)子數(shù) B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù) D．電子數(shù)二、原子核外電子排布1．電子層(1)概念：在含有多個電子的原子里，電子分別在的區(qū)域內(nèi)運動。我們把不同的區(qū)域簡化為，也稱作電子層。(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)近能量高低2.核外電子排布規(guī)律下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中探究核外電子排布規(guī)律，回答相應(yīng)的問題：核電荷數(shù)元素名稱元素符號各電子層的電子數(shù)KLMNOP2氦He210氖Ne2818氬Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)電子總是盡可能先從排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層，即按K→L→M……順序排列。(2)原子核外第n層最多能容納的電子數(shù)為。(3)無論原子有幾個電子層，其最外層中最多能容納的電子數(shù)為（K層除外，為）。(4)K層為次外層時，所排電子數(shù)為，除K層外，其他各層為次外層時，最多能容納的電子數(shù)為。3．核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖如：鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖：4．常見的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒單核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒單核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2【特別提醒】（1）核外電子排布的規(guī)律是互相聯(lián)系的，不能孤立地理解。（2）通常把最外層有8個電子(最外層為K層時，只有2個電子)的結(jié)構(gòu)，稱為相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?！纠?】某元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的m倍(m為大于1的整數(shù))，則該原子的核外電子總數(shù)為()A．2m B．2m＋10C．2m＋2 D．m＋2三、元素周期表的編排原則與結(jié)構(gòu)1．元素周期表的編排原則(1)原子序數(shù)：按照元素給元素編的序號。(2)原子序數(shù)＝＝＝。(3)橫行原則：把相同的元素，按的順序從左到右排列。(4)縱列原則：把不同橫行中相同的元素，按的順序由上而下排列。2．元素周期表的結(jié)構(gòu)元素周期表有個橫行，個縱列。每一個橫行叫做一個，每一個縱列叫做一個。三個縱列共同組成第族)。(1)周期觀察元素周期表，填寫下表，并思考周期序數(shù)與原子核外電子層數(shù)之間的關(guān)系。周期序數(shù)起止元素包括元素種數(shù)核外電子層數(shù)1234K～Kr5Rb～Xe6Cs～Rn7Fr～Og(118號)結(jié)論：①周期序數(shù)＝②周期的分類周期—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期：包括第一、二、三周期，分別有,2、8、8種元素,長周期：包括第四、五、六、七周期，分別有18、18、32、32種元素))(2)族①周期表中族的特點和劃分特點主族元素的族序數(shù)＝最外層電子數(shù)分類主族共有個，包括副族共有個，包括，完全由周期元素構(gòu)成0族占據(jù)元素周期表的第縱列，最外層電子數(shù)為(He是2)，很難與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化合價定為0價②常見族的別稱族別名第ⅠA族(除氫外)第ⅦA族0族稀有氣體元素3.元素周期表中方格里的符號的意義【例1】我國的納米技術(shù)基礎(chǔ)研究能力已躋身于世界前列，例如曾作為我國兩年前十大科技成果之一的就是一種合成納米材料，化學(xué)式為RN。已知該化合物中的Rn＋核外有28個電子。則R元素位于元素周期表的()A．第三周期第ⅤA族B．第四周期第ⅢA族C．第五周期第ⅢA族D．第四周期第ⅤA族【例2】在元素周期表中，第3、4、5、6周期元素的種類分別是()A.8、18、32、32 B.8、18、18、32C.8、18、18、18 D.8、8、18、18四、核素同位素1．元素(1)概念：具有相同的一類的總稱。(2)決定元素種類的是。2．核素(1)概念：具有一定數(shù)目和一定數(shù)目的一種原子。表示方法：。(2)實例——氫元素的三種核素原子符號(eq\o\al(A,Z)X)原子名稱氫元素的原子核質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)eq\o\al(1,1)H氕eq\o\al(2,1)H或D氘eq\o\al(3,1)H或T氚3.同位素(1)概念：相同而不同的同一的不同原子互稱為同位素(即同一的不同互稱為同位素)。(2)同位素的特征①同一種元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)；物理性質(zhì)略有差異。②在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，同位素相互之間保持一定的。(3)常見同位素的用途①考古測定文物的年代的是；②制造氫彈的是；③利用放射性同位素釋放的射線、金屬、診斷和治療疾病等?！練w納總結(jié)】(1)元素、核素、同位素與同素異形體的比較名稱內(nèi)容項目元素核素同位素同素異形體本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子的總稱質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素同種元素形成的不同單質(zhì)范疇同類原子原子原子單質(zhì)特性只有種類，沒有個數(shù)化學(xué)反應(yīng)中的最小微?；瘜W(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同元素相同，性質(zhì)不同決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)組成元素、結(jié)構(gòu)舉例H、C、O三種元素eq\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C三種核素eq\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C互稱同位素O2與O3互為同素異形體(2)元素、核素、同位素、同素異形體的聯(lián)系【例1】基因測序研究中，常用eq\o\al(32,15)P作標(biāo)記物，下列關(guān)于eq\o\al(32,15)P的說法正確的是()A.質(zhì)子數(shù)為32 B.質(zhì)量數(shù)為15C.與eq\o\al(33,15)P互為同位素 D.中子數(shù)為15【例2】下列說法正確的是()A.紅磷、白磷屬于同位素B.H2、D2屬于同位素C.eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca互為同位素D.H、D、T互為同位素1．下列關(guān)于元素周期表的敘述正確的是()A．元素周期表揭示了化學(xué)元素間的內(nèi)在聯(lián)系，是化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑之一B．元素所在周期數(shù)等于它的電子層數(shù)，所在的族序數(shù)等于它的最外層電子數(shù)C．元素周期表有7個橫行即7個周期，18個縱列即18個族D．某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)值，就是其原子序數(shù)2．意大利科學(xué)家使用普通氧分子和帶正電荷的氧離子制造出了由4個氧原子構(gòu)成的氧分子O4，下列說法正確的是()A．O4和O2互為同位素B．O4轉(zhuǎn)化為O2是物理變化C．18O是氧元素的一種核素，它的中子數(shù)是8D．同溫同壓下，等體積的O4和O2含有相同的分子數(shù)3．金屬鈦對人體體液無毒且能與肌肉和骨骼生長在一起，有“生物金屬”之稱。下列有關(guān)eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的說法正確的是()A.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti原子中均含有22個中子B.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti具有相同的質(zhì)子數(shù)C.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的物理性質(zhì)相同D.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti為同一種核素4．據(jù)國外有關(guān)資料報道，在獨居石(一種共生礦，化學(xué)成分為Ce、La、Nd等的磷酸鹽)中，查明有116(钅立)、124、126號元素。試判斷116號元素應(yīng)位于周期表的()A.第六周期ⅣA族 B.第七周期ⅥA族C.第七周期ⅦA族 D.第八周期ⅥA族1．下列粒子中，與OH－具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的是()A．Cl－ B．F－C．NH3 D．NHeq\o\al(＋,4)2．某元素陽離子(X＋)的質(zhì)量數(shù)為23，原子核內(nèi)有12個中子，該陽離子的核外電子數(shù)為()A．13B．12C．11D．103．短周期元素A、B、C在周期表中的位置如圖所示，其中B、C元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍，則A、B、C是()ABCA.B、Mg、Si B.Be、Na、AlC.O、P、Cl D.C、Al、P4.有短周期元素A、B、C，其中A、B同周期，B、C同主族，且最外層電子數(shù)之和為17，核電荷數(shù)之和為31，則A、B、C可能為()A.C、N、Si B.N、P、OC.N、O、S D.C、Si、S5.(2021·四川成都外國語學(xué)校高一期中)下圖所示各為元素周期表中的一部分，表中數(shù)字是原子序數(shù)，其中X為35的是()6．A元素的原子最外層電子數(shù)是a，次外層電子數(shù)是b；B元素的原子M層電子數(shù)是a－b，L層電子數(shù)是a＋b，則A、B兩元素形成化合物的化學(xué)式最可能表示為()A．B3A2 B．BA2C．A3B2 D．AB27．陽離子X2＋含N個中子，X的質(zhì)量數(shù)為A，則agX的同價氧化物中含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A.eq\f(a,N)(N－a)molB.eq\f(a,A＋16)(A－N＋10)molC.eq\f(a,A＋8)(N＋A)molD.eq\f(a,A＋16)(A－N＋8)mol8.如圖為元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核電荷數(shù)為x，則這五種元素的核電荷數(shù)之和為()A．5x＋10 B．5x＋11C．5x＋14 D．5x＋169.(2022·廣東佛山高一期末)科學(xué)家以鈣離子撞擊锎(Cf)靶，產(chǎn)生了一種超重元素——(Og)，其反應(yīng)可表示為：eq\o\ar(249,98)Cf＋eq\o\al(48,20)Ca―→eq\o\al(294,118)Og＋3eq\o\al(1,0)n。下列說法正確的是()A.eq\o\ar(249,98)Cf的電子數(shù)為151B.eq\o\al(294,118)Og的中子數(shù)為294C.eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互為同素異形體D.eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互為同位素10.下表是元素周期表的一部分，針對表中的①～⑨9種元素，填寫下列空白：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②③三④⑤⑥⑦⑧四⑨(1)寫出元素符號和名稱：①________，②________，⑧________，⑨________。(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：⑦的單質(zhì)跟④的氫氧化物溶液反應(yīng)：_____________________________________________________