專題13-原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布和化學鍵(知識串講+專題過關(guān))(解析版)

專題13原子結(jié)構(gòu)、核外電子排布和化學鍵【知識串講】【歸納總結(jié)】一、原子組成與結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒及作用(2)微粒間的數(shù)量關(guān)系①陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－所帶電荷數(shù)。②陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)。(3)微粒符號周圍數(shù)字代表的信息二、核素和同位素1．核素具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。氕、氘、氚這三種氫原子是氫元素的三種中子數(shù)不同的原子：(H)、(D)、(T)，它們質(zhì)子數(shù)相同(1個)，核外電子數(shù)相同(1個)，核內(nèi)中子數(shù)不同。(H)核內(nèi)無中子，(D)核內(nèi)有1個中子，(T)核內(nèi)有2個中子。、、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，所以它們屬于同一種元素。(1)每一種核素都是一種原子，不同的核素是不同的原子。由于許多元素有多種原子，所以原子種數(shù)遠遠大于元素種數(shù)。(2)在天然元素中，有許多元素有多種核素，也有部分元素只有一種核素。2．同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素。(1)“同位”是指幾種核素的質(zhì)子數(shù)(即核電荷數(shù))相同，在元素周期表中占據(jù)同一位置。(2)同位素中的“同”含義廣泛，包括質(zhì)子數(shù)相同、電子數(shù)相同、元素符號相同等。(3)同位素表明的是核素間的相互關(guān)系，顯然互為同位素的不同核素屬于同種元素。(4)同一元素的各種同位素雖然質(zhì)量數(shù)不同，但它們的化學性質(zhì)基本相同。(5)天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占的百分數(shù)一般是不變的，即是一個定值。3.元素、核素、同位素之間的聯(lián)系元素核素同位素本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子質(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)不同的同一元素的不同原子之間的互稱特性只講種類，不講個數(shù)化學反應中的最小微?；瘜W性質(zhì)幾乎完全相同決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)舉例H、C、N三種元素、、三種核素、、互為同位素4.有關(guān)核素判斷的易錯總結(jié)（1）原子得失電子形成的陰、陽離子中，質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)不相等，并且離子中也不一定含有電子，如H+就沒有電子。（2）并不是所有原子都是由質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成的，如中就不含中子。（3）元素周期表中已列出了112種元素，但已發(fā)現(xiàn)的原子并不是112種，而是遠大于112種。（4）同位素與同素異形體所指的對象不同，前者指原子，后者指單質(zhì)。（5）金剛石和石墨混合在一起，為混合物，而H2、D2、T2混合在一起為純凈物。三、原子核外電子排布1．核外電子排布規(guī)律2．原子結(jié)構(gòu)示意圖3．常見短周期元素原子核外電子排布規(guī)律(1)電子層數(shù)與核外電子總數(shù)相等的元素是H。(2)最外層有1個電子的元素是H、Li、Na。(3)最外層有2個電子的元素是He、Be、Mg。(4)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素是Be、Ar。(5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素是C；是次外層電子數(shù)3倍的元素是O；是次外層電子數(shù)4倍的元素是Ne。(6)最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)一半的元素是Li、P。(7)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素是H、Be、Al。(8)電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素是Be。(9)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素是Li、Si。4．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，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。四、化學鍵1.離子鍵和共價鍵的比較鍵型離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵概念使陰、陽離子結(jié)合成化合物的靜電作用原子之間通過共用電子對所形成的相互作用特點陰、陽離子間的相互作用共用電子對不發(fā)生偏移共用電子對偏向吸引電子能力強的原子成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵條件活潑金屬和活潑非金屬同種非金屬元素原子不同種非金屬元素的原子存在強堿、大多數(shù)鹽、典型的金屬氧化物、所有銨鹽中非金屬單質(zhì)、某些化合物(如Na2O2)中非金屬元素的氣態(tài)氫化物、酸類、非金屬氧化物、堿、極少數(shù)鹽(如AlCl3)、多數(shù)有機化合物中2.化學鍵、分子間作用力、氫鍵的比較化學鍵分子間作用力氫鍵概念相鄰原子間強烈的相互作用分子間存在的微弱的相互作用存在于分子間或分子內(nèi)的一種比分子間作用力稍強的相互作用存在范圍分子內(nèi)或某些晶體內(nèi)分子間分子間或分子內(nèi)作用力大小大小強于分子間作用力弱于化學鍵性質(zhì)影響主要影響物質(zhì)的化學性質(zhì)主要影響物質(zhì)的物理性質(zhì)影響物質(zhì)的熔沸點、密度、溶解性等3.物質(zhì)變化過程中化學鍵的變化（1）化學反應過程化學反應過程中一定有反應物中舊化學鍵的破壞和產(chǎn)物中新化學鍵的形成。如：H2+F2=2HF，H—H鍵、F—F鍵均被破壞，形成H—F鍵。（2）離子化合物的溶解或熔化過程離子化合物電離陰、陽離子（3）共價化合物的溶解或熔化過程①溶解過程②熔化（4）單質(zhì)的熔化或溶解過程單質(zhì)的特點化學鍵變化舉例由分子構(gòu)成的固體單質(zhì)熔化或升華時只破壞分子間作用力，不破壞化學鍵P4的熔化，I2的升華由原子構(gòu)成的單質(zhì)熔化時破壞共價鍵金剛石或晶體硅能與水反應的某些活潑非金屬單質(zhì)溶于水后，分子內(nèi)共價鍵被破壞Cl2、F2等【方法探究】1.尋找“10電子”微粒和“18電子”微粒的方法(1)“10電子”微粒(2)“18電子”微粒2．有關(guān)化學鍵的判斷（1）化學鍵判斷的“四個不是”①不是所有的物質(zhì)都含有化學鍵，如稀有氣體中不含化學鍵。②不是只要含有共價鍵的物質(zhì)就屬于共價化合物，單質(zhì)例外。③不是所有的離子化合物都含有金屬元素，如銨鹽中含離子鍵。④不是只要含有金屬元素的化合物就是離子化合物，如氯化鋁中所含的是共價鍵，屬于共價化合物。（2）化學鍵和化合物關(guān)系的“三個一定”和“三個可能”①“三個一定”：離子化合物中一定含離子鍵；含離子鍵的化合物一定是離子化合物；共價化合物中一定不含離子鍵。②“三個可能”：離子化合物中可能含有共價鍵，如NaOH；金屬與非金屬形成的化合物可能是共價化合物，如AlCl3；完全由非金屬形成的化合物可能是離子化合物，如NH4Cl?！緦ｎ}過關(guān)】1.判斷正誤：（1）．中子數(shù)為10的氧原子：eq\o\ar(16,8)O()（2）．核聚變?nèi)鏴q\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()（3）.eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力幾乎相同()（4）．一種元素只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子()（5）．所有的原子中都含有質(zhì)子和中子，任何離子都有電子()（6）．質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量()（7）．質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素()（8）．兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質(zhì)一定相同()（9）．某原子M層上電子數(shù)為L層電子數(shù)的4倍()（10）．某元素原子最外層電子數(shù)為1，該元素一定是金屬元素()（11）．同一元素的不同核素原子核外電子排布不同()（12）．最外層電子數(shù)為8的粒子一定是稀有氣體元素原子()（13）．除Li外的堿金屬原子次外層都有8個電子()（14）．所有物質(zhì)中都存在化學鍵()（15）．化學鍵是相鄰離子或原子間的一種強作用力，既包括靜電吸引力，又包括靜電排斥力()（16）．非金屬元素的兩個原子之間一定形成共價鍵，但多個原子間也可能形成離子鍵()（17）．AsH3的電子式：()（18）．某元素的原子最外層只有一個電子，它跟鹵素原子結(jié)合時，所形成的化學鍵一定是離子鍵()（19）．某些金屬與非金屬原子間能形成共價鍵()（20）．氫與硫、氯、鉀3種元素均能形成共價化合物()（21）．N和P不能存在于同一離子化合物中()（22）．只含共價鍵的物質(zhì)一定是共價化合物()（23）．非極性鍵只存在于雙原子的單質(zhì)分子中()（24）．非金屬元素的原子之間一定形成共價鍵()（25）．含有共價鍵的化合物一定是共價化合物()（26）．氫鍵是氫元素與其他元素形成的化學鍵()（27）．乙醇分子和水分子間可以形成氫鍵()（28）．水分子間既存在范德華力又存在氫鍵()（29）．共價化合物溶于水，分子內(nèi)共價鍵被破壞，單質(zhì)溶于水，分子內(nèi)共價鍵不被破壞()【答案】（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×（7）√（8）×（9）×（10）×（11）×（12）×（13）√（14）×（15）√（16）√（17）×（18）×（19）√（20）×（21）×（22）×（23）×（24）×（25）×（26）×（27）√（28）√（29）×2．有5種微粒分別是eq\o\al(40,19)X、eq\o\al(40,18)Z、eq\o\al(40,19)Q＋、eq\o\al(40,20)R、eq\o\al(41,20)M，其中所含元素種類為()A．2種B．3種C．4種D．5種【答案】B3．下列有關(guān)放射性核素氚(eq\o\al(3,1)H)的表述不正確的是()A.eq\o\al(3,1)H原子核外電子數(shù)為1B.eq\o\al(3,1)H原子核內(nèi)中子數(shù)為3C.eq\o\al(3,1)H2與H2化學性質(zhì)基本相同D.eq\o\al(3,1)H2O具有放射性【答案】B4．醫(yī)學界通過用14C標記的C60發(fā)現(xiàn)了一種C60的羧酸衍生物，這種羧酸衍生物在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖。下列有關(guān)14C的敘述正確的是()A．與12C60的碳原子化學性質(zhì)不同B．與14N含的中子數(shù)相同C．14C60是12C60的同素異形體D．與12C互為同位素【答案】D【解析】同一種元素的化學性質(zhì)是一樣的，14C與12C60中碳原子的化學性質(zhì)相同，故A錯誤；14C和14N的中子數(shù)分別為8、7，故B錯誤；14C60與12C60是碳元素的同種單質(zhì)，不互為同素異形體，故C錯誤。5．（2022·陜西西安·高一期末）北京成為世界上首座“雙奧之城”。北京冬奧會也是歷史上首個全部使用綠色清潔能源供電的奧運會，場館中大量使用了綠色環(huán)保的化鎘()發(fā)電玻璃。下列說法正確的是A．比多兩個質(zhì)子 B．的中子數(shù)為128C．的核電荷數(shù)為76 D．與互為同位素【答案】D【詳解】A．和是同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相等，比多兩個中子，故A錯誤；B．的中子數(shù)為128-52=76，故B錯誤；C．核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)，的核電荷數(shù)為52，故C錯誤；

D．與的質(zhì)子數(shù)相等、中子數(shù)不相等，互為同位素，故D正確；選D。6．下列離子化合物中，陰、陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同的是()A．NaClB．LiClC．MgOD．Na2S【答案】C【解析】A項，氯離子電子層比鈉離子多一個，電子層結(jié)構(gòu)不同，錯誤；B項，氯離子電子層比鋰離子多2個，電子層結(jié)構(gòu)不同，錯誤；D項，硫離子比鈉離子多1個電子層，電子層結(jié)構(gòu)不同，錯誤。7．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【解析】陽離子：電子總數(shù)＝質(zhì)子總數(shù)－所帶的電荷總數(shù)；陰離子：電子總數(shù)＝質(zhì)子總數(shù)＋所帶的電荷總數(shù)。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)、原子數(shù)相等，但三種酸根離子的質(zhì)子數(shù)不相等。8．某核素的質(zhì)量數(shù)為A，其陰離子Xn-核外有x個電子。有關(guān)該微粒的描述正確的是A．Xn-的原子核內(nèi)一定有(A-x-n)個中子B．Xn-的原子核內(nèi)一定有(x-n)個質(zhì)子C．Xn-的最外層一定具有8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．Xn-的次外層一定排布了8個電子【答案】B【詳解】A．X的質(zhì)子數(shù)為x-n，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=A-(x-n)，故A錯誤；B．陰離子中質(zhì)子數(shù)=陰離子核外電子數(shù)-所帶電荷數(shù)，則X的質(zhì)子數(shù)=x-n，故B正確；C．Xn-的最外層也可能有2個電子，為2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D．若X元素為長周期元素，Xn-的次外層電子數(shù)為18，故D錯誤；故答案選B。9．同溫同壓下，等體積的兩容器中分別充14N2和13C16O兩種氣體。下列對兩容器中氣體的判斷正確的是A．質(zhì)量數(shù)相同 B．分子數(shù)不同C．中子數(shù)相同 D．質(zhì)子數(shù)相同【答案】D【詳解】同溫同壓，等體積的兩容器中所含氣體分子物質(zhì)的量相等；A．14N2質(zhì)量數(shù)為，13C16O質(zhì)量數(shù)為，二者質(zhì)量數(shù)不同，故A錯誤；B．同溫同壓下，等體積的氣體物質(zhì)的量相同，分子數(shù)相同，故B錯誤；C．原子的中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)，14N2中子數(shù)為，13C16O中子數(shù)為，二者中子數(shù)不同，故C錯誤；D．14N2的質(zhì)子數(shù)為，13C16O質(zhì)子數(shù)為，二者質(zhì)子數(shù)相同，故D正確；故答案為D。10．有A、B兩種元素，已知元素A的核電荷數(shù)為a，且A3－與Bn＋的電子排布完全相同，則元素B的核電荷數(shù)為()A．a(chǎn)－n－3 B．a(chǎn)－n＋3C．a(chǎn)＋n－3 D．a(chǎn)＋n＋3【答案】D【解析】A元素原子的核電荷數(shù)為a，原子中核電荷數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，則其核外電子數(shù)為a；A原子得到3個電子形成A3－，則A3－的核外電子數(shù)為a＋3，B原子失去n個電子形成Bn＋，設(shè)B的核電荷數(shù)為x，由于A3－與Bn＋的電子排布相同，則：a＋3＝x－n，解得：x＝a＋n＋3。11．已知X、Y、Z都是短周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大，X原子的電子層數(shù)與它的核外電子總數(shù)相等，而Z原子的最外層電子數(shù)是次外層的3倍，Y和Z可以形成兩種以上氣態(tài)化合物，則下列說法錯誤的是()A．Y和Z可以組成一種Y和Z的質(zhì)量比為7∶8的化合物B．X、Y、Z可以組成一種鹽C．X和Z可以組成原子個數(shù)比分別為1∶1和2∶1的常溫下呈液態(tài)的兩種化合物D．由X、Y、Z三種元素中的任意兩種組成的10電子微粒有2種【答案】D【解析】由題中信息易推出X、Y、Z分別是H、N、O。N、O可以組成NO，其中N、O兩種元素的質(zhì)量比為7∶8，A項正確；H、N、O可組成NH4NO3，B項正確；H、O可組成H2O、H2O2兩種常溫下呈液態(tài)的化合物，C項正確；H、N、O中的任意兩種元素組成的10電子微粒有H2O、NH3、NHeq\o\al(＋,4)、OH－、H3O＋等，N與O不能組成10電子微粒，D項錯誤。12．某元素的一種同位素X原子的質(zhì)量數(shù)為A，它與2H原子組成2HmX分子，此分子含N個中子，在ag2HmX中所含電子的物質(zhì)的量是()A.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋m)molB.eq\f(a,A＋m)(A－N)molC.eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)molD.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋2m)mol【答案】D【解析】2HmX分子含N個中子，則X原子含中子數(shù)為(N－m)，由X原子的質(zhì)量數(shù)為A可知，質(zhì)子數(shù)為(A－N＋m)，則每個2HmX分子含有質(zhì)子數(shù)為(A－N＋2m)，ag2HmX的物質(zhì)的量為eq\f(a,2m＋A)mol，因中性分子中質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，則ag2HmX中所含電子的物質(zhì)的量是eq\f(a,2m＋A)(A－N＋2m)mol，故選D。13．下列各組中每種物質(zhì)都既有離子鍵又有共價鍵的是()A．NaOHH2SO4(NH4)2SO4B．MgONa2SO4HNO3C．Na2O2KOHNa3PO4D．HClAl2O3MgCl2【答案】C【解析】H2SO4中只含共價鍵，A錯誤；MgO中只含離子鍵，HNO3中只含共價鍵，B錯誤。14．在NH3和NH4Cl存在的條件下，以活性炭為催化劑，用H2O2氧化CoCl2溶液來制備化工產(chǎn)品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正確的是()A．中子數(shù)為32，質(zhì)子數(shù)為27的鈷原子：eq\o\al(32,27)CoB．H2O2的電子式：C．NH3和NH4Cl化學鍵類型相同D．[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合價是＋3【答案】D【解析】A項，中子數(shù)為32，質(zhì)子數(shù)為27的元素，質(zhì)量數(shù)為27＋32＝59，表示為eq\o\al(59,27)Co，錯誤；B項，H2O2為共價化合物，電子式為，錯誤；C項，NH3中只存在共價鍵，NH4Cl中既存在離子鍵又存在共價鍵，二者化學鍵類型不同，錯誤；D項，[Co(NH3)6]Cl3中，NH3整體為0價，Cl為－1價，所以Co的化合價為＋3，正確。15．下列關(guān)于化學鍵和化合物的說法正確的是()A．Na2O2、NaOH、CaCl2三種化合物含有相同的化學鍵B．金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物C．非金屬元素組成的化合物一定是共價化合物D．HCl、H2S溶于水時只破壞了共價鍵【答案】D16．一定條件下，氨與氟氣發(fā)生反應：4NH3＋3F2=NF3＋3NH4F，其中NF3空間結(jié)構(gòu)與NH3相似。下列有關(guān)說法錯誤的是()A．除F2單質(zhì)外，反應物和生成物均為共價化合物B．NF3中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)C．NF3中只含極性共價鍵D．NH4F中既含有離子鍵又含有共價鍵【答案】A17．下列變化需克服相同類型作用力的是()A．碘和干冰的升華B．硅和C60的熔化C．氯化氫和氯化鉀的溶解D．溴和汞的汽化【答案】A【解析】碘與干冰的升華克服的作用力均為分子間作用力，A項正確；硅熔化時克服的作用力是共價鍵，C60熔化時克服的作用力是分子間作用力，B項錯誤；HCl和KCl溶解克服的作用力分別為共價鍵、離子鍵，C項錯誤；溴與汞的汽化克服的作用力分別為分子間作用力、金屬鍵，D項錯誤。18．下列變化：①碘的升華；②氧氣溶于水；③氯化鈉溶于水；④燒堿熔化；⑤氯化氫溶于水；⑥氯化銨受熱分解?；瘜W鍵沒有被破壞的是________(填序號，下同)；僅發(fā)生離子鍵破壞的是________；僅發(fā)生共價鍵破壞的是________；既發(fā)生離子鍵又發(fā)生共價鍵破壞的是________?！敬鸢浮竣佗冖邰堍茛?9．(1)請用以下物質(zhì)的序號填空：①NaCl②Na2O2③NaOH④AlCl3⑤H2O2⑥N2⑦NH4Cl⑧CO2⑨He⑩P4其中只含有共價鍵的化合物有________，含