原子結(jié)構(gòu)（熱點講義）教師講解版

文檔來源網(wǎng)絡(luò)整理侵權(quán)必刪PAGE12022屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)熱點題型歸納與變式訓(xùn)練專題15原子結(jié)構(gòu)【考向預(yù)測】1.高考的考查主要以選擇題單個選項形式出現(xiàn)。2.原子結(jié)構(gòu)高考考查力度不是很大,命題角度主要圍繞以下幾個方面:一是元素、核素和同位素的概念及性質(zhì);二是原子結(jié)構(gòu)及各粒子“量”之間的關(guān)系;三是8e-結(jié)構(gòu)判斷及等電子微粒的判斷和應(yīng)用?！緦ｎ}導(dǎo)航】熱點題型一：原子的構(gòu)成熱點題型二：元素、核素、同位素的概念辨析熱點題型三：兩種相對原子質(zhì)量熱點題型四：核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系熱點題型五：尋找“等電子”粒子的思維方法【題型歸納】熱點題型一：原子的構(gòu)成【知識清單】1．原子的構(gòu)成eq\a\vs4\al(原子,\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子Z個——決定元素的種類,中子[A－Z個]\o(\s\up7(在質(zhì)子數(shù)確定后),\s\do5(決定原子種類)))),\a\vs4\al(核外,電子)Z個——最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)))2.微粒之間的關(guān)系①質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)；②原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)；③陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；④陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。3.微粒符號周圍數(shù)字的含義注意：(1)原子中不一定都含有中子，如eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H中沒有中子。(2)破壞原子結(jié)構(gòu)的核裂變不屬于化學(xué)變化。(3)質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F和OH－?！纠?】下列對于如圖元素符號角標(biāo)的說法，錯誤的是A．X原子的中子數(shù)為AB．該元素的原子序數(shù)為ZC．若右上角標(biāo)為2-，則表示該元素的離子帶兩個單位負電荷D．X原子的核外電子數(shù)為Z【答案】A【詳解】A．X原子的中子數(shù)應(yīng)為A－Z，A錯誤；B．原子序數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故該元素的原子序數(shù)為Z，B正確；C．右上角標(biāo)為電荷數(shù)，故若右上角標(biāo)為2-，則表示該元素的離子帶兩個單位負電荷，C正確；D．原子的核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故X原子的核外電子數(shù)為Z，D正確；故選A。【例2】“嫦娥五號”成功著陸月球，實現(xiàn)了中國首次月球無人采樣返回。月壤中的可用于于核聚變，下列說法正確的是A．和核外電子數(shù)相等B．和是同種核素C．和中子數(shù)相等D．由組成的單質(zhì)為【答案】A【詳解】A．和的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)相等，故A正確；B．和的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，故B錯誤；C．和的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，故C錯誤；D．稀有氣體的單質(zhì)是單原子分子，故D錯誤；故選A?！咀兪?】U是重要的核工業(yè)原料，在自然界的豐度很低。U的濃縮一直為國際社會所關(guān)注。下列有關(guān)U的說法中正確的是A．U原子核中含有92個中子 B．U原子核外有143個電子C．U與U互為同位素 D．U與U互為同素異形體【答案】C【詳解】A．U原子核中含有235-92=143個中子，A錯誤；B．U原子核中含有92個質(zhì)子，核外有92個電子，B錯誤；C．U與U質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，為同種元素的不同元素，互為同位素，C正確；D．同素異形體是指同種元素形成的不同單質(zhì)，U與U是兩種核素，互為同位素，D錯誤；答案為C?！咀兪?】已知陽離子M2+的原子核內(nèi)有n個中子，M原子的質(zhì)量數(shù)為A，則mgM2+中所含電子的物質(zhì)的量是A．(A-n-2)/Ammol B．m(A-n)/nmol C．m(A-n-2)/Amol D．m(A-n+2)/Amol【答案】C【詳解】M原子的中子數(shù)為n，質(zhì)量數(shù)為A，則其質(zhì)子數(shù)為(A-n)，則M2+離子的電子數(shù)為(A-n-2)，mgM2+的物質(zhì)的量為mol，則mgM2+中所含電子的物質(zhì)的量為mol，故選C。熱點題型二：元素、核素、同位素的概念辨析【知識清單】1.元素、核素、同位素的比較2.氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。3.幾種重要的核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子注意：(1)同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。(2)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N；也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(12,6)C。(3)同位素的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。(4)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng)，不屬于化學(xué)反應(yīng)?！纠?】X、Y、Z和R分別代表4種元素。如果aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－4種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同(a、b、c、d為元素的原子序數(shù))，則下列關(guān)系正確的是()A．a(chǎn)－c＝m－n B．a(chǎn)－b＝n－mC．c－d＝m＋n D．b－d＝n＋m【答案】D【詳解】既然4種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，就說明a－m＝b－n＝c＋n＝d＋m。比較a與b得：a－b＝m－n，B項錯；比較a與c得：a－c＝n＋m，A項錯；比較c與d得：c－d＝m－n，C項錯；比較b與d得：b－d＝n＋m，D項對。【例2】含鋰材料在能源領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如和用作核反應(yīng)堆熱載體，氕化鋰、氘化鋰、氖化鋰作為啟動長征2號火箭的優(yōu)良原料。下列說法正確的是A．H、D、T的性質(zhì)相同B．和原子核外電子排布相同C．通過化學(xué)變化可以實現(xiàn)和間的相互轉(zhuǎn)化D．LiH、LiD、LiT互為同素異形體，都是強還原劑【答案】B【詳解】A．H、D、T均為氫元素，由于三者中子數(shù)不同導(dǎo)致三者性質(zhì)不相同，A錯誤；B．6Li和7Li是鋰元素的不同原子，原子核外電子排布相同，B正確；C．化學(xué)變化中的最小粒子是原子，故通過化學(xué)變化不能實現(xiàn)6Li和7Li間的相互轉(zhuǎn)化，C錯誤；D．同素異形體是由同種元素形成的不同單質(zhì)，LiH、LiD、LiT不是同素異形體，D錯誤；故答案選B?！咀兪?】某放射性核衰變的過程為X→Y+e，其中第二周期元素X、Y的原子的最外層電子數(shù)之和為9。下列有關(guān)說法錯誤的是A．該過程中，一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子B．原子半徑：X>YC．考古時可利用X測定一些文物的年代D．X與Y互為同位素【答案】D【分析】X的質(zhì)子數(shù)為Z，Y的質(zhì)子數(shù)為Z+1，結(jié)合“第二周期元素X、Y的原子的最外層電子數(shù)之和為9”的信息，X、Y的最外層電子數(shù)依次為4、5，推斷X和分別為C和N。【詳解】A．X和Y的質(zhì)量數(shù)均為W，說明衰變過程質(zhì)量數(shù)守恒，但是質(zhì)子數(shù)增加1，推斷出中子數(shù)減少1，又產(chǎn)生1個電子，推斷出該反應(yīng)的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，A項正確；B．C的半徑大于N，B項正確；C．用于考古，推測文物年代，C項正確；D．與的質(zhì)子數(shù)不相同，不互為同位素，D項錯誤；故選：D?！咀兪?】某元素的一種同位素X的質(zhì)量數(shù)為A，含N個中子，它與1H原子構(gòu)成HmX分子。在agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A．mol B．(A-N)molC．(A-N)mol D．(A-N+m)mol【答案】D【詳解】HmX分子的相對分子質(zhì)量為m+A，所以agHmX的物質(zhì)的量為mol；X的質(zhì)子數(shù)為A-N，所以一個HmX分子所含質(zhì)子為m+A-N，所以agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是(A-N+m)mol，故答案為D?！痉椒ㄌ釤挕客凰氐摹傲煌睙狳c題型三：兩種相對原子質(zhì)量【知識清單】(1)原子(即核素)的相對原子質(zhì)量：一個原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值。(2)元素的相對原子質(zhì)量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%?！纠抠Y料上記載的氯元素有關(guān)的數(shù)據(jù)摘錄如下，下列說法中不正確的是35Cl34.96975.77%35Cl3575.77%37Cl36.96624.23%37Cl3724.23%平均35.453平均35.485A．35.485表示氯元素的近似相對原子量B．24.23%表示自然界中37Cl的豐度C．35.453表示氯元素的相對原子量D．36.966表示37Cl的質(zhì)量數(shù)【答案】D【詳解】A.34.485為質(zhì)量數(shù)的平均值，近似等于平均相對原子質(zhì)量，A正確；B.24.23%為原子個數(shù)的含量，即豐度，B正確；C.氯元素的相對原子質(zhì)量是用兩種同位素的相對原子質(zhì)量分別乘以各自的豐度，即34.969×75.77%+36.962×24.23%=35.453，C正確；D.36.966表示37Cl的相對原子質(zhì)量，37表示質(zhì)量數(shù)，D錯誤；故答案為：D。【變式】晶體胡由硼的兩種同位素和構(gòu)成，硼元素的相對原子質(zhì)量為10.8，則該晶體中和的原子個數(shù)比為A．1：1 B．1：3 C．1：2 D．1：4【答案】D【詳解】利用十字交叉法進行計算，故D正確。綜上所述，答案為D。熱點題型四：核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系【知識清單】1．核外電子排布規(guī)律2．核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系(1)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失去電子，而形成陽離子，表現(xiàn)出還原性，在化合物中顯正化合價。(2)非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得到電子，活潑非金屬原子易形成陰離子。在化合物中主要顯負化合價。(3)稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價。3．短周期元素原子核外電子排布的特征(1)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)→Be、Ar。(2)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等→eq\a\vs4\al(H)、Be、Al。(3)最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的一半→Li、P。(4)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍→Li、Si。(5)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)的2倍→eq\a\vs4\al(Li)。(6)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍→He、C、S。(7)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍→eq\a\vs4\al(C)。(8)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍→eq\a\vs4\al(O)。【例1】下列有關(guān)短周期元素原子的說法正確的是()A．當(dāng)原子形成簡單離子后，其最外層上的電子數(shù)可超過8個B．原子最外層上的電子數(shù)少于4個時，電子數(shù)越多，還原性越強C．原子核外電子中，最外層上的電子能量最高D．當(dāng)最外層上的電子數(shù)變?yōu)?個時即達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)【答案】C【詳解】A項，原子形成簡單離子，最外層應(yīng)滿足穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可為2或8等，錯誤；C項，原子核外電子離核越遠，能量越高，正確；D項，最外層上的電子軌道全充滿時達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可為2或8，錯誤?！纠?】某元素X，其原子的電子層數(shù)為(n－1)，最外層電子數(shù)為(2n－1)。下列有關(guān)元素X的說法中正確的是()A．X可能是金屬元素B．由X形成的含氧酸均為強酸C．X不能形成化學(xué)式為KXO4的含氧酸鹽D．元素X的氣態(tài)氫化物一定極易溶于水【答案】D【詳解】由X原子的最外層電子數(shù)為(2n－1)可以推知n≤4，則X的電子層數(shù)≤3，X為短周期元素。當(dāng)n＝4時，X為Cl元素；當(dāng)n＝3時，X為N元素；當(dāng)n＝2時，不符合題意，A錯誤；HNO2和HClO均為弱酸，B錯誤；Cl元素能形成KClO4，C錯誤；NH3和HCl均極易溶于水，D正確?！咀兪?】兩種元素原子X和Y，X原子的M層比Y原子的M層少3個電子，Y原子的L層電子數(shù)恰好是X原子L層電子數(shù)的兩倍，則X、Y分別是()A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和鋁原子【答案】D【詳解】由于Y原子的M層電子比X原子的M層電子多3個電子，說明Y的M層電子數(shù)至少有3個，那么Y的L層必定有8個電子；Y原子的L層電子數(shù)恰好是X原子L層電子數(shù)的兩倍，則X的L層只有4個電子，M層無電子。由此推出Y的核外電子總數(shù)為13，X的核外電子總數(shù)為6。所以X、Y的核電荷數(shù)分別是6和13，即為碳原子和鋁原子?！咀兪?】已知某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為。試回答：(1)當(dāng)x－y＝10時，該粒子為________(填“原子”“陽離子”或“陰離子”)。(2)當(dāng)y＝8時，粒子可能為(填名稱)：________、_____________、________、________、________。(3)寫出y＝3與y＝7的元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物之間發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)原子(2)氬原子氯離子硫離子鉀離子鈣離子(答案合理即可)(3)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O【詳解】(1)當(dāng)x－y＝10時，x＝10＋y，說明核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，所以該粒子應(yīng)為原子。(2)當(dāng)y＝8時，應(yīng)為有18個電子的粒子，所以可能為氬原子、氯離子、硫離子、鉀離子、鈣離子等。(3)y＝3時粒子為鋁原子，y＝7時粒子為氯原子，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別為氫氧化鋁和高氯酸，反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。熱點題型五：尋找“等電子”粒子的思維方法【知識清單】1．尋找“10電子”粒子和“18電子”粒子的方法(1)“10電子”粒子(2)“18電子”粒子2．記憶其他等電子粒子“2電子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2?！?電子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)?！?4電子”的粒子：Si、N2、CO?！?6電子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。3．質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等的兩種粒子關(guān)系(1)可以是兩種原子，如同位素原子。(2)可以是兩種分子，如CH4、NH3等。(3)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陽離子，如NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。(4)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陰離子，如OH－、F－。【例】現(xiàn)有下列幾組粒子：①N2、CO、C2H2；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－；④POeq\o\al(3－,4)、SOeq\o\al(2－,4)、ClOeq\o\al(－,4)。對上述四組粒子歸類正確的是A．質(zhì)子數(shù)相等、電子數(shù)和原子數(shù)不相等：①B．質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)相等、原子數(shù)不相等：②C．電子數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)和原子數(shù)不相等：③D．原子數(shù)和電子數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)不相等：④【答案】D【詳解】①N2、CO、C2H2的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)都等于14，原子數(shù)不等；②NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋、OH－的原子數(shù)和質(zhì)子數(shù)不等，電子數(shù)都為10；③Ceq\o\al(2－,2)、Oeq\o\al(2＋,2)、CN－的原子數(shù)和電子數(shù)都相等，質(zhì)子數(shù)不同；④P、S、Cl所含的電子數(shù)分別為15、16、17，酸根離子中所含氧原子數(shù)均相等，所帶負電荷數(shù)依次為3、2、1，三種酸根離子所含的總電子數(shù)相等(18＋32)、原子數(shù)都為5，但三種酸根離子的質(zhì)子數(shù)不相等?！咀兪健緼＋、B＋、C－、D、E五種粒子(