学案25原子结构.docx

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1、第五章物质结构元素周期律学案 25 原子结构 考纲要求 1.了解元素、核素、同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。 3.了解原子核外电子的排布。 4.以 IA 和 A 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。知识点一原子的组成1 原子(1) 原子结构原子 (AZX)质子中子Z 个 A Z个Z 个(2) 有关粒子间的关系质量数 (A) _ _；中性原子：质子数_ _；阳离子：质子数核外电子数_；阴离子：质子数核外电子数_。2 核素、同位素、元素(1) 概念核素：具有一定数目_和一定数目 _的一种 _，如氢元素有

2、三种核素，符号为_ 。同位素： _相同而 _不同的同一元素的不同_互称同位素。元素：具有相同_的同一类 _ 的总称。(2) 三者的关系问题思考1 (1) 任何原子内都有中子吗？(2) 同位素的性质相同吗？知识点二核外电子排布1 电子层的表示方法及能量变化电子层数由内向外数字表示法1234567字母表示法离核远近由到电子能量由到2.原子核外电子排布规律(1) 能量最低原理：核外电子总是尽可能先排布在能量_ 的(离原子核 _) 的电子层里。(2) 每层最多容纳的电子数为 _ 个。(3) 最外层电子数最多不超过 _ 个 (K 层为最外层时不超过 _个 )。(4) 次外层电子数最多不超过 _ 个。(5

3、) 倒数第三层电子数最多不超过 _个。问题思考2核外电子排布的各条规律之间有怎样的关系？以19 号元素 K 的原子结构示意图不能写成为例来说明。3“ 核外电子排布相同的微粒，化学性质相同” 这一说法是否正确？知识点三原子结构和性质1 碱金属元素(1) 原子结构原子最外层都只有_个电子，随原子序数的递增，电子层数依次增加，原子半径逐渐_。(2) 元素性质从上到下，元素原子失电子能力逐渐_，金属性逐渐 _，单质的还原性逐渐 _。问题思考4最外层只有一个电子的元素是否都是碱金属元素？2 卤族元素(1) 原子结构原子最外层都有_个电子，随原子序数递增加，电子层数依次增加，原子半径逐渐_。(2) 元素性

4、质从上到下，得电子能力逐渐_ ，非金属性逐渐_ ，单质的氧化性逐渐_。3 元素性质与原子结构的关系元素的性质决定于原子核外电子的排布，特别是_。同主族元素化学性质上表现出相似性和递变性，随着原子核外电子层数的增加，它们的失电子能力逐渐增强，金属性逐渐 _。一、元素、核素和同位素AX 中各符号表示的含义1.Z元素符号 X 的左上角的 A 表示该核素的质量数， 它可近似地代表该核素原子的相对原子质量，左下角的Z 表示该核素的核内质子数，元素的种类取决于构成该元素的原子核内的质子数， Z 相同的所有核素都称为同一元素；Z 相同， A 不同，称为同位素 周期表中处于同一位置。 Z 和 (A Z)决定核

5、素的种类，即在核素中，Z 相同的不同核素称为同位素。2 元素、同位素、核素概念的辨析(见下表 )元素同位素核素具有相同核电荷数的一类质子数相同而中子数不同具有一定数目质子和一定概念的同一元素的不同核素互原子的总称数目中子的一种原子称为同位素宏观概念，对同类原子而微观概念，对某种元素的原子而言， 因为有同位素，微观概念，指元素的具体对象言；既有游离态，又有化所以原子种类多于元素种的某种原子合态类同位素化学性质几乎相以单质或化合物形式存同，因为质量数不同，物具有真实的质量，不同核特征在，性质通过形成单质或理性质有差异，天然存在素的质量不相同化合物来体现的各种同位素所占的原子个数百分比一般不变决定质

6、子数质子数和中子数质子数和中子数因素特别提醒同位素是同一元素的不同核素之间的互称，大多数元素有同位数 (但 Na、Al 、F 等没有同位素)。因此目前发现的元素有一百多种，但核素有一千多种。典例导悟 1下列说法正确的是()A 12C、 13C、 14C、金刚石、石墨都是碳元素的同位素B 同种元素的原子，质量数一定相同D 由一种元素组成的物质，一定是纯净物听课记录：变式演练1据报道，在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的会导致温室效应的气态化合物，它的结构式为16O=C=18O。下列说法正确的是()A 16O 与 18O 为同种核素B 16O=C=18O 与 16O=C=16O 互为同位素C

7、16O=C=18O 的化学性质与16O=C=16O 完全不同D 目前提出的“低碳经济”，目标是减少向环境中排放 CO2，控制温室效应二、原子核外电子排布的特殊规律及电子数相等的微粒1 记住 1 20 号元素的特殊的电子层结构名师提醒： 记熟是准确快速解题的前提(1) 最外层有 1 个电子的元素： H、 Li 、 Na、 K ；(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：_ ；(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素： C；(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素： _；(5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：_ ；(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素： Ne 。(7)次外层电子数是

8、最外层电子数2倍的元素： Li 、 Si；(8)次外层电子数是其他各层电子总数2 倍的元素： _；(9) 次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、 S；(10) 电子层数与最外层电子数相等的元素：_。2 核外电子数相等的微粒(1) “ 10 电子”的微粒分子离子一核10 电子NeN3 、O2 、 F 、 Na 、Mg 2、 Al 3二核 10 电子HF三核 10 电子NH 2四核 10 电子五核 10 电子(2) “ 18 电子”的微粒分子离子2、一核 18电子ArK、Ca、ClS2二核 18电子三核 18 电子H 2S四核 18电子五核 18电子六核 18电子2其他微粒C2H6、 C

9、H 3NH 2N2 H5 、 N2 H6(3) “ 14 电子”微粒有Si、 _、 _、 _等四种。典例导悟 2 用 A 、B 、C2 、D 、E、F、G 和 H 分别表示含有18 个电子的八种微粒( 离子或分子 )，请回答；(1)A 元素是 _， B 元素是 _， C 元素是 _。 (用元素符号表示 )(2)D 是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_。(3)E 是所有含 18 个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_。(4)F 是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_；电子式是 _。(5)G 分子中含有4 个原子，其分子式是_。(6)H 分子中含有8 个原子，其分子式是_。变式演

10、练 2 (2011 济南模拟 )通常情况下，微粒A 和 B 为分子， C 和 E 为阳离子， D 为阴离子，它们都含有10 个电子； B 溶于 A 后所得的物质可电离出C 和 D； A、 B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。请回答。(1) 用化学符号表示下列四种微粒：A ： _，B ： _，C： _， D： _。(2) 写出 A 、B 、 E 三种微粒反应的离子方程式：_ 。1判断正误(1)C. 在氮原子中，质子数为7 而中子数不一定为7()D Cl的结构示意图为()(2010课标全国卷一 7C、 D)(2)1 mol 羟基中电子数为 10NA()(2010江苏 5B)(3) 钠离

11、子的结构示意图为()(2010 上海 2D)2 2010 福建理综 23(1) M 是地壳中含量最多的金属元素，则M 的离子结构示意图为_ 。16和18O 是氧元素的两种核素，A表示阿伏加德罗常数，下列3 (2010 山东理综， 9) ON说法正确的是()A 16O2 与 18O2 互为同分异构体B 16O 与 18O 核外电子排布方式不同C通过化学变化可以实现16O 与 18O 间的相互转化D 标准状况下，1.12 L 16O2 和 1.12 L 18O2 均含 0.1NA 个氧原子4(2009 广东， 1)我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素144150Sm 的说法正确的是62Sm 与 62

12、()144150Sm 互为同位素A. 62Sm 与 62B. 14462 Sm 与15062 Sm 的质量数相同144 150C. 62 Sm 与 62 Sm 是同一种核素144150Sm 的核外电子数和中子数均为62D. 62Sm 与 62题组一元素、核素、同位素1无放射性的同位素称之为“稳定同位素”，在陆地生态系统研究中2131518H 、C、N、 O、34S 等常用作环境分析指示物。下列有关一些“稳定同位素”的说法正确的是()A 34S 原子核内中子数为 16的酸性更强B 2H酸性比 1HC 16O 与 18O 的化学性质相同D 13C 与 15N 原子核内的质子数相差22下列微粒结构示

13、意图中，不正确的是()3放射性原子在人类生活中的很多地方有着特殊的作用，助，其中最主要的作用是作为示踪原子。最近医学界通过用放射性条件下通过断裂 DNA 来杀死细胞，从而抑制艾滋病。下面有关1414A C 与N 含有相同的中子数C 14C 与 C60 中普通碳原子的化学性质不同 D 14C 与 12C 互为同位素对人类的科学研究有很大的帮14C 的羟酸衍生物在特定14C 的叙述中正确的是()4 (2008 全国理综 ， 11)某元素的一种同位素X 原子的质量数为A，含 N 个中子，它与 1H原子组成mm)H X 分子。在a g H X 中所含质子的物质的量是 (aA. A m( A Nm) m

14、ol aB. A(A N) molaC.Am(A N) molaD. A(A N m) mol14C 标记的 C605据报道医学界通过用发现一种 C60的羟酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂 DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则有关14C 的叙述正确的是 ()A 与 12C 的化学性质不同B 与 14N 含的中子数相同C 14C 的质子数与中子数相差 1D 与 12C、 13C 互为同位素35371162186 (2011 武汉质检 )有下列符号：、OO。下列有关说法Cl 和Cl2和 O 、 H2O 和H23正确的是 ()A 35Cl 和 37Cl 互为同分异构体B O2 和 O3 是氧元素的两种

15、同位素C 35 和 37 表示的是质量数D 116218O 表示同一种水分子H2O 和 H27X 、Y 、Z 三种主族元素， X 和 Y 两种离子具有相同的电子层结构，Z 原子核内质子数比 Y 原子核内质子数少9，Y 在一定条件下可被氧化成YZ 3。下列说法正确的是 ()A 离子半径 XYB X 、 Y 、 Z 均属于短周期元素C化合物 XYZ 的溶液具有漂白性D Y 属于 A 族元素m 、bn 、cn 、 dm 四种离子的电子层8X 、Y 、Z 和 R 分别代表四种元素，如果aYZRX结构相同 (a、 b、 c、d 为元素的原子序数)，则下列关系正确的是()A ac m nB a b n m

16、C c d m nD b d n m题组二原子结构与元素性质9(2010 感质量检测孝)铯是一种碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述不正确的是()A 硫酸铯的化学式为Cs2SO4B 氢氧化铯是一种强碱C可以电解熔融的氯化铯制取铯D 碳酸铯受热易分解成氧化铯和二氧化碳10原子的核电荷数小于18 的某元素X ，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n 1，原子核内质子数是2n2 1。下列有关元素X 的说法中不正确的是()A 元素 X 能形成化学式为X(OH) 3 的碱B 元素 X 可能形成化学式为KXO 3 的含氧酸钾盐C元素 X 原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D 元素 X 能与某些金属

17、元素形成化合物11下列各原子构成的单质中，肯定能与稀硫酸反应产生H2 的是 ()A 原子核内没有中子B M 层有 5 个电子C原子核外最外层电子数电子层数D N 层上电子数与K 层电子数相等，次外层有8 个电子12.有某种元素的微粒的核外电子层结构为(1)若该微粒为电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒的符号是_。(2)若含该微粒的溶液，能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是_。(3) 若该微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子最外层有一个电子，这种微粒的符号是 _。(4) 若该微粒还原性很弱， 但失电子后氧化性很强， 且这种原子得一个电子即达稳定结构，这种微粒的符号是

18、 _。题组三 综合探究13 (2011 上海调研 )A 、B、 C、 D 、E 五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中 A 为非金属元素，C 是金属元素； A 、 C 元素原子的最外层都只有一个电子；B 和D 元素原子的最外层电子数相同，且 B 元素原子L 层电子数是K 层电子数的3 倍；E 元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：(1) 写出五种元素的元素符号：A _，B._ ， C._， D._， E._ 。(2) 画出 B 、 C 的原子结构示意图： B._， C._ ；画出 D 的离子结构示意图：_。(3) 从原子核外电子排布的角度分析C 元素的化合价为什么

19、为1 价？14 A、 B、C、 D 都是短周期元素，原子半径：DCAB 。已知： A 、 B 同周期， A 、C 处于同一主族；C 原子核内的质子数等于A 、B 原子核内的质子数之和；C 原子最外层电子数是 D 原子最外层电子数的3 倍。试回答：(1) 写出元素的名称：A_ 。(2) 写出由 B 、D 组成的两种化合物的化学式：_、 _ 。(3)C 的氧化物属于_化合物 (填“离子”或“共价”)。(4) 写出 C 的氧化物与 D 的氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_ 。学案 25原子结构【课前准备区】知识点一1 (1) 原子核核外电子(2) 质子数 (Z) 中子数 (N) 核电荷数 核外电

20、子数电荷数电荷数2 (1) 质子 中子原子1231H 、1 H、 1H质子数中子数原子核电荷数原子知识点二1.电子层数由内向外数字表示法1234567字母表示法KLMNOPQ离核远近由近到远电子能量由低到高2.(1) 最低最近 (2)2n2 (3)8 2 (4)18(5)32知识点三1 (1)1增大(2) 增强 增强 增强2 (1)7 增大(2) 减弱 减弱 减弱3最外层电子数增强问题思考1 (1)1 H 中无中子。1(2) 同位素的物理性质有差异，化学性质几乎完全相同。2核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。第(3)、 (4)条是对第 (2) 条的限制。如钾

21、原子由于受第(3)条限制，最外层不能超过8 个，故原子结构示意图为。3不正确。核外电子排布相同可以是多种离子或原子，如S2 、 Cl 、 Ar 、 K 、Ca2 的核外电子排布都是，但它们的化学性质不同。若属于同位素的不同核素，化学性质相同，如 1H 、2H、 3H。1114不是，氢元素原子最外层也只有1 个电子，但是碱金属元素不包括氢元素。【课堂活动区】二、 1.(2)Be 、Ar (4)O (5)Li 、 P (8)Li 、 Mg (10)H 、Be 、Al 2 (1)分子离子一核 10 电子NeN3 、O2 、 F 、 Na 、Mg 2、 Al 3二核 10 电子HFOH 三核 10 电

22、子H 2ONH 2四核 10 电子NH 3H3O五核 10 电子CH 4NH 4(2)分子一核 18电子Ar二核 18电子F2 、HCl三核 18 电子H 2S四核 18 电子PH3、 H2O2五核 18 电子SiH 4 、CH3F、 NH 2OH六核 18 电子N 2H 4、 CH3 OH其他微粒C2H6、 CH 3NH 22(3) “ 14 电子”微粒有Si、 CO、C2 、 N2 等四种。典例导悟离子K 、 Ca2 、 Cl 、S22O2 、 HS2N 2H5 、 N 2H61C根据同位素的概念，具有相同质子数、不同中子数的同一种元素的不同原子互为同位素， 12C、13C、14C 是碳元

23、素的三种同位素，而金刚石和石墨是碳元素的两种不同形式的单质 (同素异形体 )，A 项错；同种元素可以有中子数不相同的几种原子，其质量数必不相同，B 项错；由于互为同位素的原子属同种元素，它们的质子数一定相同，C 项正确；由一种元素组成的物质，由于原子种类、个数、排列方式不同可组成多种物质，如氢元素可组成H2、D、T2三种分子，氧元素可组成O 、 O3两种分子，碳原子由于排列方式不同可构成石墨和22金刚石， D 项错。 2 (1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H 2 S(5)H 2O2(或PH3)(6)C 2H6解析18 电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H 的对

24、应阴离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子，共16 种：阴离子P3、 S2、 HS、 Cl ；分子有Ar 、 HCl 、 H2S、 PH3、SiH 4、 F2、 H 2O2、 C2H6、 CH3 OH、 N2 H4 等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。变式演练1DA 项两种原子互为同位素；B 项两种分子均为化合物，不属于同位素范畴；C 项两种分子的化学性质应几乎相同。2 (1)H 2O NH 3NH 4 OH32(2)Al 3NH 3234或 Mg 2NH 3 2H22 3H O=Al(OH) 3NHO=Mg(OH) 2NH 4解析本题

25、主要考查原子、分子和离子的核外电子的结构特征。常见的核外电子总数为10 个电子的微粒有：阳离子有Na 、Mg 2、Al 3 、NH 、H O ；阴离子有N3、O2 、F、43OH ；分子有 Ne、HF、H 2O、NH 3、CH 4。显然结合题目所给的其他条件可知：A ：H 2O， B：3， D ：OH，E： Al3或 Mg2； A 、 B、 E 反应的离子方程式：3H234NH ， C： NHO3NH Al3=Al(OH)3或 Mg2 2NH 322 2NH。44 3NH 2H O=Mg(OH)【课后练习区】高考集训1 (1) 解析 C 项， N 14 的质子数和中子数均为7，但氮原子还有其他

26、的核素，质量数不等于 14，中子数也就不等于7； D 项，该示意图为氯原子的结构示意图，Cl 的结构示意图的最外电子层上的电子数应该为8。(2) 解析羟基是 9 电子式，应为9NA。(3) 2.3 D 16O2 和 18O2 是由氧元素的两种不同核素分别构成的两种不同的分子，二者相对分子质量不同，不属于同分异构体，A 错误； 16O 和 18O 的核外电子数都是 8，且核外电子排布式相同， B 错误； 16O 与 18O 是同种元素的不同核素，16O 与 18O 之间的转化属于物理变化，C 错误；根据阿伏加德罗定律，标准状况下1.12 L162A16182O中含有 0.1N个 O 原子， 1.

27、12 L O中也含有0.1NA 个 18O 原子， D 正确。 4A144150质量数、 中子数均不同， 互为同位素。 62 Sm 和 62 Sm 是同一种元素的不同核素，考点集训1 C 2.B3 D 14C 和 14N 中 14 表示质量数，而C 和 N 的质子数分别为6 和 7，因此，它们的中子数不可能相等，A 错； 14C 是原子， C60 是单质，二者不可能是同分异构体，B 错；自然界中，同一种元素的化学性质是相同的，14C 和 C60中的 C 原子都是碳元素的原子，故化学性质相同， C 错；剩下的 D 是正确的。 4 A 同位素 X 的质量数为 A，中子数为 N，因此其质子数为(A

28、N)。故 H X 中的质mmX 中 H1ma (A1子数为 (m A N)，又由于 H为 H ，故 a g HX 中所含质子的物质的量为：m A m N)mol 。 5 D 14C 是碳元素的一种同位素，原子核内中子数为14 6 8，而 14N 的中子数为14 7 7，故 B、C 项不正确； 12C 与 14C 互为同位素，最外层电子数相同，故化学性质几乎相同， A 项不正确、 D 项正确。 6 C 35Cl 和 37Cl 是氯元素的两种同位素，A 错；同位素研究的对象是原子，而O2和O3 是氧元素形成的两种性质不同的单质，1161H)和 1 个16B 错； H 2 O 由 2 个普通氢原子(O 原子构成，而2182H) 和 118原子构成，显然不是同一种水分子，D 错。 H2 O 由 2个重氢原子 (个 O7C由题意知， X 应在 Y 的下一周期，由于Z 的质子数比 Y 少 9，故 Y 不可能为 F，由此可推测， X 为 K， Y 为 Cl ， Z 为 O。三者构成的KClO 具有强氧化性，故其溶液具有漂白性， C 项正确；电子层结构相同，核电荷数大的离子半径反而小，故A 项错； K 不属于短周期元素， B 项错；