第18講原子結(jié)構(gòu)（教師版）高一化學(xué)講義（人教2019）

第18第18講原子結(jié)構(gòu)考點考點導(dǎo)航知識精講知識精講知識點一：一、原子的構(gòu)成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．原子結(jié)構(gòu)模型的演變1．粒子符號(eq\o\al(A,Z)eq\o(X,\s\up8(±b))eq\o\al(n±,m))中各數(shù)字的含義2.“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)。微警示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(1①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)?！炯磳W(xué)即練1】1．盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的有核模型，當(dāng)時，構(gòu)成原子的微粒已被發(fā)現(xiàn)的是A．電子 B．質(zhì)子 C．離子 D．中子【答案】A【解析】盧瑟福的有核模型認(rèn)為原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運動，原子核帶正電，電子帶負(fù)電；故選A。2．關(guān)于原子結(jié)構(gòu)模型的演變過程，正確的是A．湯姆遜原子模型→道爾頓原子模型→盧瑟福原子模型B．湯姆遜原子模型→盧瑟福原子模型→道爾頓原子模型C．道爾頓原子模型→盧瑟福原子模型→湯姆遜原子模型D．道爾頓原子模型→湯姆遜原子模型→盧瑟福原子模型【答案】D【解析】19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實心球體。1897年，英國科學(xué)家湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型。1911年英國物理學(xué)家盧瑟福（湯姆遜的學(xué)生）提出了帶核的原子結(jié)構(gòu)模型。1913年丹麥物理學(xué)家波爾（盧瑟福的學(xué)生）引入量子論觀點，提出電子在一定軌道上運動的原子結(jié)構(gòu)模型。奧地利物理學(xué)家薛定諤提出電子云模型（幾率說），為近代量子力學(xué)原子模型。故原子結(jié)構(gòu)模型的演變的過程為：道爾頓原子模型→湯姆遜原子模型→盧瑟福原子模型→玻爾原子模型→量子力學(xué)模型。故選D。3．2021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；選A。4．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。知識點二：二、原子的核外電子排布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)近由到能量高低由到2.電子分層排布(1)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。(2)電子層最多容納的電子數(shù)①第n層最多容納個電子。如K、L、M、N層最多容納電子數(shù)分別為。②最外層電子數(shù)目最多不能超過個(K層為最外層時不能超過個)。③次外層最多能容納的電子數(shù)不超過個?！敬鸢浮?．(1)能量不同。不連續(xù)的殼層。(2)由近到遠(yuǎn)由低到高2.(2)①2n2。2、8、18、32。②82③18【即學(xué)即練2】1．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。2．下列說法正確的是A．多電子原子中，在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運動的電子能量較高B．原子核外電子排布，先排滿K層再排L層、先排滿M層再排N層C．同一周期中，IIA與IIIA族元素原子的核電荷數(shù)相差1或10或25D．鉈(T1)與鋁同主族，其氫氧化物一定既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)【答案】A【解析】A．核外電子在電子層上由內(nèi)向外能量越來越高，故多電子原子中，在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運動的電子能量較高，A正確；B．原子核外電子排布，先排滿K層再排L層，但副族元素的M層不一定全部排滿再排N層，B錯誤；C．同一周期中，IIA與IIIA族元素原子的核電荷數(shù)相差1或11或25，C錯誤；D．鉈(T1)與鋁同主族，鉈的金屬性強(qiáng)于Al，故其氫氧化物不一定是兩性氫氧化物，D錯誤；故選A。3．第三周期中，次外層是最外層2倍的元素是A． B． C． D．【答案】C【解析】A．鈉原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，次外層是最外層8倍，A不符合題意；B．氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，次外層是最外層的，B不符合題意；C．硅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，次外層是最外層2倍，C符合題意；D．鋁原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，次外層是最外層，D不符合題意；故合理選項為C。4．下列說法正確的是A．與互為同位素B．與具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)C．原子最外層電子數(shù)是2的元素一定處于IIA族D．最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的元素一定位于第2周期【答案】D【解析】A．同位素為質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，而與為分子，故A錯誤；B．的質(zhì)子數(shù)是11，電子數(shù)為10；的質(zhì)子數(shù)是9，電子數(shù)為10，故質(zhì)子數(shù)不相同，故B錯誤；C．He及某些過渡元素的最外層電子數(shù)為2，則原子最外層電子數(shù)為2的元素不一定處于周期表IIA族，故C錯誤；D．每層容納的電子為2n2個，無論哪層為最外層時，最外層電子不超過8個，顯然最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的元素一定位于第二周期，故D正確；故選D。易易錯精析1.原子最外層電子數(shù)相等的元素化學(xué)性質(zhì)一定相似嗎？【細(xì)剖精析】不一定。原子結(jié)構(gòu)相似的元素化學(xué)性質(zhì)相似。但原子的最外層電子數(shù)相等不一定原子結(jié)構(gòu)相似。例如He和Mg原子的最外電子層上都是2個電子，但它們的原子結(jié)構(gòu)差別很大，He只有一個電子層，已達(dá)2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而Mg有3個電子層，最外層未達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故氦元素和鎂元素的化學(xué)性質(zhì)差別很大，沒有相似性，而同主族元素的最外層電子數(shù)相等，結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似。2．金屬元素、非金屬元素的劃分與元素原子的核外電子排布有怎樣的關(guān)系？【細(xì)剖精析】①元素原子的最外層有8個電子的結(jié)構(gòu)(He最外層有2個電子)是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，形成的原子為稀有氣體原子，元素為非金屬元素。②元素原子的最外層電子數(shù)小于4，或最外層電子數(shù)小于電子層數(shù)，則一般為金屬元素。③元素原子最外層電子數(shù)大于4，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)與電子層數(shù)相等，元素的屬性往往不明確，在性質(zhì)上既表現(xiàn)出一定的金屬性，又表現(xiàn)出一定的非金屬性。如H、Al、Be等。3．已知原子符號(eq\o\al(A,Z)X)表示質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的X原子，如eq\o\al(16,)8O、eq\o\al(35,17)Cl，請回答探究。（1）eq\o\al(16,)8O和eq\o\al(16,)8O2－中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別為多少？【細(xì)剖精析】eq\o\al(16,)8O：8、8、8eq\o\al(16,)8O2－：8、8、10（2）eq\o\al(39,19)K和eq\o\al(39,19)K＋中的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別為多少？【細(xì)剖精析】eq\o\al(39,19)K：19、20、19；eq\o\al(39,19)K＋：19、20、18（3）核內(nèi)中子數(shù)為a的R2－，質(zhì)量數(shù)為b，則mgR2－中含有的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)分別為多少？(列式計算)【細(xì)剖精析】eq\f(m,b)×(b－a)NA，eq\f(m,b)×aNA，eq\f(m,b)×(b－a＋2)NA。能力拓展能力拓展1．原子核外電子排布規(guī)律——“四最”(1)“一個最低”核外電子總是先排布在能量最低的電子層，然后由內(nèi)向外從能量較低的電子層逐步向能量較高的電子層排布，即排滿K層再排L層，排滿L層再排M層，依此類推。(2)“三個最多”①各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2。如K、L、M、N層最多容納的電子數(shù)分別為2、8、18、32。②最外層電子數(shù)最多是8(K層是最外層時，最多是2)。③次外層電子數(shù)最多是18。2．原子核外電子排布的表示方法(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖。①小圓圈和圓圈內(nèi)的符號及數(shù)字表示原子核及核內(nèi)質(zhì)子數(shù)。②弧線表示電子層。③弧線內(nèi)數(shù)字表示該層中的電子數(shù)。(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖。①當(dāng)主族中的金屬元素原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減少一層，形成與上一周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。②非金屬元素的原子得電子形成簡單離子時，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)。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－分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1．下列關(guān)于的敘述正確的是（

）A．質(zhì)子數(shù)是33 B．電子數(shù)是27 C．質(zhì)量數(shù)是27 D．中子數(shù)是60【答案】B【解析】中，60代表質(zhì)量數(shù)，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=27，中子數(shù)=6027=33，答案選B。2．通過α粒子轟擊金箔的實驗現(xiàn)象否定葡萄干面包原子模型，提出新原子結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)家是A．湯姆孫 B．波爾 C．薛定諤 D．盧瑟?！敬鸢浮緿【解析】A．湯姆孫提出的葡萄干面包原子模型，A錯誤；B．波爾在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上，他提出了電子在核外的量子化軌道，解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，描繪出了完整而令人信服的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說，B錯誤；C．薛定諤所建立的薛定諤方程是量子力學(xué)中描述微觀粒子運動狀態(tài)的基本定律，C錯誤；D．盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型，否定葡萄干面包原子模型，D正確；答案選D。3．人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識歸功于很多科學(xué)家研究的成果，下列有關(guān)科學(xué)家與科研成果不正確的是A．近代原子學(xué)說由道爾頓創(chuàng)立B．電子是湯姆孫發(fā)現(xiàn)的C．原子核外電子的分層排布是由湯姆孫提出的D．盧瑟福先提出了有核模型，之后才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子【答案】C【解析】A．英國科學(xué)家道爾頓十九世紀(jì)初提出近代原子學(xué)說，A正確；B．根據(jù)陰極射線，湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，B正確；C．“葡萄干面包”模型是由湯姆孫提出的，湯姆孫沒有提出原子核外電子的分層排布，C不正確；D．盧瑟福先提出了有核模型，并用α粒子轟擊氮原子核的實驗、發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，D正確；答案選C。4．以為原料的核裂變過程如圖。下列說法錯誤的是A．和互為同位素B．圖中出現(xiàn)的核素共3種C．稀有氣體的原子最外層電子數(shù)為8D．的質(zhì)量數(shù)為141【答案】B【解析】A．質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素稱為同位素，和互為同位素，A正確；B．核素是指具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子，圖中出現(xiàn)的核素有、、、共4種，B錯誤；C．稀有氣體的原子核外電子排布為2、8、18、8，最外層電子數(shù)為8，C正確；D．左上角數(shù)字代表質(zhì)量數(shù)，的質(zhì)量數(shù)為141，D正確；故選：B。5．關(guān)于H、D、T描述正確的是A．屬于同種核素 B．屬于同種元素C．中子數(shù)相同 D．質(zhì)量數(shù)相同【答案】B【解析】A．H、D、T的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，是不同的核素，A錯誤；B．H、D、T的質(zhì)子數(shù)相同，是同種元素，B正確；C．H、D、T的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)分別為0、1、2，C錯誤；D．H、D、T的質(zhì)量數(shù)分別為1、2、3，D錯誤；故選B。6．下列四種微粒：、Ne、、，下列說法錯誤的是A．它們屬于不同元素 B．它們的核外電子排布相同C．它們都是離子 D．它們的電子排布達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)【答案】C【解析】A．四種微粒的質(zhì)子數(shù)不同，屬于不同元素，A正確；B．四種微粒的核外電子排布均為：1s22s22p6，B正確；C．、、為離子，但Ne是原子，不是離子，C錯誤；D．四種微粒的核外電子排布均為：1s22s22p6，最外層有8個電子，電子排布達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，D正確；答案選C。7．X原子的核電荷數(shù)為a，它的陽離子aXm+與Y原子的陰離子bYn—電子層結(jié)構(gòu)相同，則Y原子的核電荷數(shù)b為A．a(chǎn)—m—n B．a(chǎn)+m—n C．m+n—a D．m—n—a【答案】A【解析】由離子aXm+與Y原子的陰離子bYn—電子層結(jié)構(gòu)相同可得：a—m=b+n，解得b=a—m—n，故選A。8．在以下分子中，含10個電子的分子是A． B．HClC． D．CO【答案】A【解析】A．為含10個電子的分子，故A符合題意；

B．HCl為含18個電子的分子，故B不符合題意；C．為含14個電子的分子，故C不符合題意；

D．CO為含14個電子的分子，故D不符合題意；故選A。題組B能力提升練1．現(xiàn)有下列幾組粒子：①、CO、；②、、；③、、；④、、。對上述四組粒子歸類正確的是A．電子數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)和原子數(shù)均不相等：①B．質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)分別相等、原子數(shù)不相等：②C．原子數(shù)相等、電子數(shù)和質(zhì)子數(shù)均不相等：③D．原子數(shù)和電子數(shù)分別相等、質(zhì)子數(shù)不相等：④【答案】D【解析】A．①中質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均為14，而原子數(shù)不等，分別為2、2、4，故A錯誤；B．②中質(zhì)子數(shù)分別為11、11、9，電子數(shù)均為10，原子數(shù)分別為5、4、2，故B錯誤；C．③中原子數(shù)均為2，電子數(shù)分別為14、18、14，而質(zhì)子數(shù)不等，質(zhì)子數(shù)分別為12、16、13，故C錯誤；D．原子數(shù)均為5，電子數(shù)均為50，而P、S、Cl的質(zhì)子數(shù)不等，則離子的質(zhì)子數(shù)不等，故D正確；故選：D。2．現(xiàn)有和兩種離子，它們的電子數(shù)相同，則下列式子有相等關(guān)系的是A． B． C． D．【答案】B【解析】陰離子核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶電荷數(shù)，陽離子核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)所帶電荷數(shù)，據(jù)此進(jìn)行分析。的核外電子數(shù)=am，的核外電子數(shù)=b+n，和兩種離子，它們的電子數(shù)相同，即am=b+n，所以；故選B。3．某微粒最外電子層為第三層，該電子層有8個電子，則該微粒一定是A．原子 B．陽離子 C．陰離子 D．不能確定【答案】D【解析】由某微粒最外電子層為第三層，該電子層有8個電子可知，該微?？赡転闅逶樱部赡転殛栯x子，如鉀離子或鈣離子，還可能為陰離子，如硫離子或氯離子，故選D。4．分別與氬和氖的核外電子排布相同的離子所形成的化合物是A．CaF2 B．HCl C．Na2O D．H2O【答案】A【解析】與氬核外電子排布相同的離子有第三周期的非金屬陰離子、第四周期的金屬陽離子，與氖核外電子排布相同的離子有第二周期的非金屬陰離子、第三周期的金屬陽離子，以此來解答。A．鈣離子與氬核外電子排布相同，F(xiàn)－與氖核外電子排布相同的離子，故A選；B．H+不符合與氬核外電子排布相同或與氖核外電子排布相同，故B不選；C．鈉離子、氧離子均與氖核外電子排布相同的離子，故C不選；D．H+不符合與氬核外電子排布相同或與氖核外電子排布相同，故D不選；故選A。5．堿金屬元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)，是由于它們的原子具有相同的A．原子半徑 B．電子層數(shù) C．核外電子數(shù) D．最外層電子數(shù)【答案】D【解析】決定元素原子化學(xué)性質(zhì)的主要因素是最外層電子數(shù)，堿金屬元素的最外層電子數(shù)都是1個，所以化學(xué)性質(zhì)相似，故D正確；答案選D。6．下列說法正確的是A．與互為同位素B．與具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)C．原子最外層電子數(shù)是2的元素一定處于IIA族D．最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多的元素一定位于第2周期【答案】D【解析】A．同位素為質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，而與為分子，故A錯誤；B．的質(zhì)子數(shù)是11，電子數(shù)為10；的質(zhì)子數(shù)是9，電子數(shù)為10，故質(zhì)子數(shù)不相同，故B錯誤；C．He及某些過渡元