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1、第五章 物质结构 元素周期律 第16讲 原子结构与化学键,【考纲要求】 1.了解元素、核素和同位素的含义。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.了解原子核外电子排布规律。4.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。5.掌握原子结构示意图、电子式、分子式、结构式和结构简式等表示方法。,考点突破,真题体验,考点突破 梳理、讲解、训练 一站式突破,知识梳理,考点一 原子构成及核外电子排布,1.原子的构成 (1)原子的构成粒子,核外电子数,(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系 原子中:质子数(Z)=核电荷数= 。 质量数(A)=质子数(
2、Z)+中子数(N)。 阳离子的核外电子数=质子数- 所带电荷数。如Mg2+的核外电子数是10。 阴离子的核外电子数=质子数+ 所带电荷数。如Cl-的核外电子数是18。 (3)一个信息丰富的符号,阳离子,阴离子,2.元素、核素、同位素 (1)“三素”概念辨析,质子数,质子,中子,质子,中子,(2)同位素的特征 化学性质 ,物理性质 。 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般 。 (3)常见的重要核素及其应用,几乎完全相同,不同,不变,氢弹,3.核外电子排布规律,低,高,2n2,8,2,18,4.原子结构示意图,电子层,质子数,5.核外电子排布与元素性质的关系 (1)金属元素原子的最外层电子
3、数一般小于4,较易 电子,形成阳离子,表现出 性,在化合物中显正化合价。 (2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4,较易 电子,形成阴离子,表现氧化性,在化合物中主要显负化合价。 (3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构,不易失去或得到电子,通常表现为0价。,失去,还原,得到,提示:(1) (2) (3) (4) (5),提示:(6) (7) (8) (9) (10) (11) (12),提示:(1)S2- Cl- Ar K+ Ca2+,考点演练,考向一 有关微粒组成的概念辨析,C,D,考向二 各种粒子之间的相互关系,B,D,考向三 核外电子排布规律及应用,5.(
4、2018福建厦门模拟)某微粒的结构示意图为 ,当x-y=10时,该微粒为( ) A.原子 B.阳离子 C.阴离子 D.无法判断,A,解析:x-y=10,则x=10+y,这说明该微粒是原子。,6.(2018湖北重点高中联考)短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次递增,A、B两元素相邻,B、C、E原子的最外层电子数之和为13,E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍或者C原子最外层电子数的3倍,B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和。下列说法正确的是( ) A.元素B的氢化物的沸点比A的高 B.元素C的单质能与A的氧化物发生置换反应 C.常温下,元素D的单质与元素E的最
5、高价氧化物对应的水化物的浓溶液不反应 D.工业上常用直接电解元素C、D的氯化物来制取它们的单质,B,解析:E原子最外层电子数是B原子内层电子数的3倍或者C原子最外层电子数的3倍,B、C、E是短周期主族元素,得出B原子内层电子数是2,E的最外层电子数为6,C原子最外层电子数是2。B、C、E原子的最外层电子数之和为13,B原子最外层电子数是5,B是氮元素;A、B、C、D、E的原子序数依次递增,A、B两元素相邻,A是碳元素;C是镁元素;E是硫元素;B、D原子最外层电子数之和等于C、E原子最外层电子数之和,D是铝元素。A.没说明是最简单的氢化物,所以无法比较,故错误;B.镁能与二氧化碳发生置换反应,故
6、正确;C.常温下,铝在浓硫酸中要钝化,就是在铝的表面生成氧化膜阻止两者的进一步反应,不是不发生反应,故错误;D.氯化铝是共价化合物,不能电解氯化铝来制备铝单质,故错误。,120号元素的特殊的电子层结构 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:Be、Ar; 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:O; 5.最外层电子数是内层电子总数一半的元素:Li、P; 6.最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:Ne;,练后反思,7.次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si; 8.次外层电子数是其他各层电
7、子总数2倍的元素:Li、Mg; 9.次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素S; 10.电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al。,考向四 等电子粒子的判断与应用 7.(2018福建三校联考)下列粒子中,与具有相同质子数和电子数的是( ) A.OH- B.F- C.Na+ D.NH3,解析:铵根的质子数和电子数分别是11和10。氢氧根的质子数是9,电子数是10,A错误;氟离子的质子数是9,电子数是10,B错误;钠离子的质子数和电子数分别是11和10,C正确;氨气的质子数和电子数分别是10和10,D错误。,C,8.如图所示,a、b、c均为非金属单质,d、e均为含有10个电子的共价化合物,
8、且分子中所含原子个数:de,f为离子化合物。则下列说法错误的是( ) A.常温下,单质a呈气态 B.单质c具有强氧化性 C.稳定性:de D.f受热易分解为d和e,解析:非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数:de,则d是NH3,e是HF,f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。根据元素周期律可知HF的稳定性大于NH3,故C错误。,C,等电子微粒 1.“10电子”微粒,练后反思,2.“18电子”微粒 CH3CH3、H2NNH2、HOOH、FF、 FCH3、CH3OH,考点二 化学键与分子间作用力、氢键,知识梳
9、理,1.化学键 (1)概念:使离子相结合或原子相结合的作用力。 (2)分类,静电,共同电子,极性,非极性,(3)离子键、共价键的比较,阴、阳离子,原子,共用电子对,2.化学键类型的判断 (1)从物质构成角度判断,(2)从物质类别角度判断,3.化学键的表示方法电子式 (1)概念:在元素符号周围用“”或“”来表示原子的 (价电子)的式子。 (2)书写,最外层电子,4.分子间作用力 (1)定义:把分子结合在一起的作用力,又称范德华力。 (2)特点:分子间作用力比化学键弱得多,它主要影响物质的熔沸点、溶解性等物理性质,而化学键主要影响物质的化学性质。 (3)规律:一般来说,对于组成与结构相似的物质,相
10、对分子质量 ,分子间作用力越大,物质的熔、沸点也 。例如:熔、沸点:I2Br2Cl2F2。 5.氢键 (1)定义:分子间存在的一种比分子间作用力大的相互作用。 (2)形成条件:通常是与N、O、F成键的H与其他N、O、F形成氢键。 (3)存在:氢键存在广泛,如蛋白质、醇、羧酸、H2O、NH3、HF等含HF、HN、HO键的分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。,越大,越高,【思维诊断】 判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。 (1)形成离子键的静电作用指的是阴、阳离子间的静电吸引作用。( ) (2)所有物质中都存在化学键。( ) (3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但
11、多个原子间也可能形成离子键。( ) (4)不同种非金属双原子间形成的共价键一定是极性键;金属元素与非金属元素原子形成的化学键可能为共价键。( ) (5)共价化合物溶于水,分子内共价键被破坏,单质溶于水,分子内共价键不被破坏。( ),提示:(1) (2) (3) (4) (5),提示:(6) (7) (8) (9) (10),考点演练,考向一 化学键的判断 1.(2018山东师大附中模拟)下列每组物质中含有的化学键类型相同的是( ) A.NaCl、HCl、H2O、NaOH B.Cl2、Na2S、HCl、SO2 C.HBr、CO2、H2O、CS2 D.O2、Cl2、O3、He,C,解析:NaCl中
12、含有离子键,HCl含有共价键,H2O含有共价键,NaOH含有离子键和共价键,故A不符合;Cl2含有共价键,Na2S含有离子键,HCl含有共价键,SO2含有共价键,故B不符合;HBr、CO2、H2O、CS2分子中含的化学键都是共价键,故C符合;O2含有共价键,Cl2含有共价键,O3含有共价键,He中不存在共价键,故D不 符合。,2.(2018陕西西安中学高三模拟)下列说法中正确的是( ) A.Na2S2、NaClO中所含化学键类型完全相同 B.只有活泼金属元素与活泼非金属元素之间才能形成离子键 C.等物质的量的CN-和N2含有的共用电子对数相等 D.氯气与NaOH反应的过程中,同时有离子键、极性
13、键和非极性键的断裂和形成,解析:Na2S2含离子键和SS非极性键,NaClO中含离子键和ClO极性键,则化学键不完全相同,A错误;铵盐中含离子键,均为非金属元素,离子键的形成中可能不含金属元素,B错误;等物质的量的CN-和N2含有的共用电子对数相等,C正确;氯气与NaOH反应生成 NaClO、NaCl、H2O,产物中不存在非极性键,则有离子键、极性键和非极性键的断裂,但没有非极性键的形成,D错误。,C,3.(2018湖南五市十校高三联考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程,下列关于化学反应2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2的叙述正确的是( ) A.反应过程中只涉
14、及离子键和极性共价键的断裂 B.反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成 C.反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂,又涉及离子键和非极性共价键的形成 D.反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂,又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成,D,解析:Na2O2中存在离子键和非极性共价键,CO2中存在极性共价键,Na2CO3中存在离子键和极性共价键,O2中存在非极性共价键,D项符合题意。,考向二 电子式的书写与正误判断,D,5.对比书写下列粒子的电子式。 (1)OH ,OH- , H3O+ , 。,(2)HClO ,HCHO , CO2 ,CS2 , C2H4 ,N2H4 。,(3)N
15、aH ,NH4H 。,电子式书写常见的四大误区,练后反思,考向三 化学键与分子间作用力、氢键 6.下列过程中,破坏的不是分子间作用力的是( ) A.碘升华 B.HCl气体溶于水 C.酒精溶于水 D.溴蒸气被木炭吸附,解析:碘的升华破坏的是分子间作用力,A不符合题意;HCl溶于水时,HCl键断裂,共价键被破坏,B符合题意;酒精溶于水,破坏的是分子间作用力,C不符合题意;溴蒸气被木炭吸附破坏的是分子间作用力,D不符合题意。,B,7.卤素单质的性质与F2Cl2Br2I2的变化规律相符合的是( ) A.与H2反应的难易程度 B.其氢化物的沸点 C.其氢化物的酸性 D.熔、沸点,解析:非金属性越强,越易
16、与H2化合,A选项符合;其氢化物中,由于HF分子之间存在氢键,因此沸点最高,而HCl、HBr、HI都属于分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,B不符合;HF属于弱酸,其余氢化物都属于强酸,C不符合;F2、Cl2、Br2、I2都属于分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,D不符合。,A,强化突破17 不同结构的物质的沸点比较,要点解读,常见的几种比较物质沸点高低的方法 1.根据物质状态判断 即物质沸点高低按常温下的状态:固体液体气体。 如:NaClH2OCO2。 2.根据物质不同结构特点判断 (1)离子化合物:离子化合物中阴、阳离子半径越小,电荷数越多,则离子
17、键越强,熔、沸点越高,反之越低。如NaClNaBr。,(2)分子晶体:分子晶体分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,反之越低。 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔、沸点越高。如:CH4SiH4GeH4SnH4。,同分异构体,支链越多,熔、沸点越低 如:H3CCH2CH2CH2CH3,氢键的影响 因为氢键范德华力,所以存在分子间氢键的物质沸点高于只存在范德华力的物质。如H2OH2S、HFHCl、NH3PH3。,对点专训,1.(2014全国卷)X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列
18、说法正确的是( ) A.原子最外层电子数:XYZ B.单质沸点:XYZ C.离子半径:X2-Y+Z- D.原子序数:XYZ,D,解析:根据题中信息短周期元素在周期表中的位置关系为 ,结合离子所带的电荷,可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数:FSNa,A项错误;单质沸点:NaSF2,B项错误;离子半径:S2-F-Na+,C项错误;原子序数:SNaF,D项正确。,2.下列物质熔沸点高低顺序正确的是( ) A.CH4CO2H2O D.HFH2ONaCl,A,解析:根据组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力越强,物质的熔沸点越高,CH4、SiH4、GeH4相对分子质量依次
19、增大,所以熔沸点CH4 H2OCO2,故C错误;根据离子晶体的熔沸点大于分子晶体的熔沸点,所以HF H2ONaCl,故D错误。,3.(2018天津卷)下列有关物质性质的比较,结论正确的是( ) A.溶解度:Na2CO3NaHCO3 B.热稳定性:HClPH3 C.沸点:C2H5SHC2H5OH D.碱性:LiOHBe(OH)2,C,解析:溶解度:Na2CO3NaHCO3,A错误;非金属性:ClP,故热稳定性:HClPH3,B错误;C2H5OH分子间存在氢键,比同主族元素S形成的C2H5SH沸点高,C正确;同周期元素的金属性:LiBe,故碱性:LiOHBe(OH)2, D错误。,真题体验 考题、
20、考向、考法 感悟中升华,答案:BD,D,C,4.(2016全国卷,9)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是( ) A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1 B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物 C.c的原子半径是这些元素中最大的 D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性,A,解析:a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,则a为H元素;b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族,则b为O元素,c为Na元素,d为S元素。H与Na形成的二元化合物NaH中,H的化合价为-1价,A错误;O与H
21、、Na、S元素形成的二元化合物有H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等,B正确;H、O、Na、S中,原子半径最大的是Na,C正确;S与H形成的化合物为H2S,其溶液呈弱酸性,D正确。,5.(2015全国卷,12)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( ) A.单质的沸点:WX B.阴离子的还原性:WZ C.氧化物的水化物的酸性:YZ D.X与Y不能存在于同一离子化合物中,B,解析:W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8,可判断出
22、W为氢元素,X为氮元素;它们的最外层电子数之和为18,则Y、Z两元素原子最外层电子数之和为18-1-5=12,则Y为磷元素,Z为氯元素。A项,单质的沸点:N2H2;B项,非金属性:ClH,阴离子的还原性:H-Cl-,正确;C项,Cl的最高价氧化物的水化物的酸性强于P的;D项,P和N可以存在于同一离子化合物中,如NH4H2PO4。,6.(1)(2017天津卷)NaOH的电子式为 。 (2)(2016全国卷)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)分子的电子式为 ,其中氮的化合价为 。,(3)(2016上海卷)HClO的电子式为 。 (4)(2016浙江卷)该气体(H2S)分子的电子式为 。,(5)(2
23、015全国卷)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为 。 (6)(2015天津卷)H、C、N、O、Na、Al、S、Cl中任选元素组成一种四原子共价化合物,写出其电子式: 。,7.判断下列说法的正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)(2018全国卷)Na与N、O、Cl三种元素分别形成的化合物中只含有离子键。( ) (2)(2016全国卷)标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4NA。( ) (3)(2016浙江卷)化合物Na2O和NaClO3都只存在离子键。( ) (4)(2016四川卷)氢原子数为0.4NA的CH3OH分子中含有的键数为0.4NA。( ) (5)(2015广东卷)Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键。( ),答案:(1) (2) (3) (4) (5),(6)(2015全国卷)60 g丙醇(CH3CH2CH2OH)中存在的共价键总数为10NA。( ) (7)(2014江苏卷)O分别与Mg、Si形成的化合物中化学键类型相同。( ),答案:(6) (7),点击进入 课时集训,