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化学 课标版,第14讲 原子结构 核外电子排布,考点一 原子结构与核素、同位素 1.原子结构 (1)原子的构成,(2)构成原子的各种微粒及相互关系 a.质子数(Z)= 核电荷数 = 原子核外电子数 b.质量数(A)= 质子数 + 中子数 (3)一个信息丰富的符号,2.元素、核素、同位素 (1)“三素”概念的辨析 (2)同位素的“六同三不同”,(3)几种重要的核素,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)34S原子核内中子数为16 ( ) (2)2H+核外电子数为2 ( ) (3)1 O的摩尔质量为20 gmol-1 ( ) (4)13C和15N核内中子数相差1 ( ) (5)H3O+和OH-具有相同的质子数和电子数 ( ) (6) 和S2-具有相同的质子数和电子数 ( ),(9)核聚变如 H H He n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学 变化 ( ),(7)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有 多少种原子 ( ) (8)不同的核素可能具有相同的质子数,可能具有相同的中子数,可能具 有相同的质量数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9),2.【多维思考】 (1)有5种单核粒子,它们分别是 ( “”内 元素符号未写出),则它们所属元素的种类有 种。 (2)1H、2H、3H三种微粒都属于 ,因为它们是具有相同 的同一类原子。 (3)在 H H H C C C N N中,核素、元素的种数分别为 种、 种。 (4) C C C的关系为 ,因为它们是具有 的同一元素的不同原子,它们的化学性质几乎完全相同。,答案 (1)3 (2)氢元素 核电荷数(或质子数) (3)8 3 (4)同位素 相同的质子数和不同的中子数,题组一 原子构成与各“数”间的关系,1.(2017陕西西安期末)YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超 导材料,关于 Y的说法中正确的是 ( ) A Y的质子数与中子数之差为50 B Y和 Y互为同位素 C Y和 Y的核外电子数不相等 D. Y和 Y是钇元素的两种不同的核素,具有不同的化学性质,答案 B 中子数=89-39=50,中子数与质子数之差=50-39=11,故A错误 Y和 Y是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素,互为同 位素,故B正确 Y和 Y质子数相同,核外电子数相同,故C错误 Y和 Y具有相同的化学性质,故D错误。,2.(2016山东聊城模拟)金属钛对人体体液无毒且有惰性,能与肌肉和骨 骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关 Ti和 Ti的说法中正 确的是 ( ) A Ti和 Ti的质量数相同,互称为同位素 B Ti和 Ti的质子数相同,互称为同位素 C Ti和 Ti的质子数相同,是同一种核素 D. Ti和 Ti核外电子数相同,中子数不同,不能互称为同位素,答案 B Ti和 Ti的质子数均为22,中子数分别为26和28,二者是不同 的核素,互为同位素。,3.某元素的一种核素X的质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成HmX分 子,在a g HmX中所含质子的物质的量是 ( ) A. (A-N+m)mol B. (A-N)mol C. (A-N)mol D. (A-N+m)mol,答案 A X原子的质子数为(A-N),一个HmX分子中所含的质子数为(A- N+m),HmX的摩尔质量为(A+m)gmol-1,所以a g HmX中所含质子的物质的量为 (A-N+m)mol。,误区警示 (1)并不是所有的原子都由质子和中子构成,如 H中不含 中子。 (2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如Ne和H2O。 (3)任何微粒中,质量数=质子数+中子数,但质子数与电子数不一定相等, 如阴、阳离子。 (4)核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等,N 与OH-等。,4.(2016湖北黄石月考)下列说法中正确的是 ( ) 1H、2H、3H为三种不同的核素; 1H、2H、3H互为同位素; 1H、2H、3H互为同素异形体; 114号元素位于周期表第七周期A族; 氢元素质量数为1; 同位素的“同位”指核素的质子数相同,在元素周期表中占相同的位置; 互为同位素的原子性质相同。 A. B. C. D.,题组二 核素与同位素,答案 C 1H、2H、3H是三种不同的核素,不是单质,故错误;114 号元素位于周期表第七周期A族,故错误;氢元素有三种不同的核 素:1H、2H、3H,质量数分别为1、2、3,错误;互为同位素的原子化 学性质相同,物理性质不同,故错误。,5.下列说法中,正确的是 ( ) O与 O是不同的核素,因此分别由这两种原子构成的 O2与 O2化 学性质不同 O2与O3互为同分异构体 C60与12C、14C互为同位素 科学家已发现了H3分子,H2与H3互为同 素异形体 稀土元素144 62Sm与 Sm 的质量数不同,属于两种元素 H2O与D2O互称同素异形体 Ti和 Ti质子数相同,互为同位素 H2 H2 H2互为同位素 A. B. C. D.,答案 D O2与 O2物理性质不同,化学性质相同,错;O2与O3互为 同素异形体,错;C60是单质,12C、14C是两种不同的核素,错;H2与H3是 H元素形成的两种不同单质,正确; Sm与 Sm质子数相同,是同种元 素,错;同素异形体是对单质而言的,错; Ti和 Ti质子数相同,质量 数不同,互为同位素,正确; H2 H2 H2是单质而不是核素,错。,误区警示 (1)一种元素可以有若干种不同的核素,也可以只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子。因此,原子的种类大于元素的种类。 (2)同位素的研究对象是原子,“同位”是指同一种元素的几种核素在元素周期表中的位置相同,即质子数相同,中子数不同;同素异形体的研究对象为单质,“同素”是指元素种类相同。 (3)2H2和3H2既不是同位素,也不是同素异形体,是同种物质。 (4)核聚变、核裂变属于核反应,既不是物理变化,也不是化学变化。,题组三 相对原子质量的概念辨析,6.(2016安徽巢湖联考)设某元素原子的核内质子数为m,中子数为n,则下 列说法正确的是 ( ) A.不能由此确定该元素的相对原子质量 B.这种元素的相对原子质量为m+n C.若碳原子质量为w g,此原子的相对原子质量为(m+n)w D.核内中子的总质量小于质子的总质量,答案 A 元素的相对原子质量由同位素的相对原子质量和丰度决定, 故B错;由于不能确定m、n的相对大小,故不能确定质子和中子的质量 关系,D错;若碳原子的质量为w g,此原子的相对原子质量近似为(m+n) ,故C错;因为不能确定该元素是否存在同位素,故不能确定其相对原 子质量,A项正确。,7.铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。元素周期表中铟的数据如 图,下列说法中完全正确的是 ( ) A.铟元素的质量数是114.8 B.铟元素的相对原子质量是114 C.铟元素是一种副族元素 D.铟原子最外层有3个电子,答案 D 该元素的原子序数为49,位于第五周期第A 族,和Al处于同 一主族,故D正确。,8.已知硒酸钠中各元素的质量分数为Naa、Seb,其余为氧;硫酸钠 中各元素的质量分数为Nac、Sd,其余为氧。用以上数据测定Se元 素的相对原子质量时,还需要用到的数据是 ( ) A.Na元素的相对原子质量 B.S元素的相对原子质量 C.O元素的相对原子质量 D.Se元素各同位素的丰度,答案 B M(Na2SeO4)= ,M(Na2SO4)= , - =M(Se)-M (S),所以M(Se)= - +M(S),只要知道S元素的相对原子质量,就 可以求得Se元素的相对原子质量。,考点二 核外电子排布和等电子粒子 1.电子层的表示方法及能量变化,2.核外电子排布规律,3.核外电子排布的表示方法原子或离子结构示意图,4.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数一般小于4,较易 失去 电子,形成 阳离子,表现出 还原 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 得到 电子,活泼非金属原子易形成阴离子。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。,1.判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)M层是最外层时,最多能容纳18个电子 ( ) (2)某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a1),则该原子核外电子 排布只有两层 ( ) (3)最外层电子数相同的元素,其化学性质一定相同 ( ) (4)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 ( ) (5)1.00 mol NaCl中,所有Na+的最外层电子总数为86.021023 ( ) (6)多电子原子中,在离核较近的区域内运动的电子能量较高 ( ),答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),2.【多维思考】 (1)前18号元素中,原子最外层电子数是次外层电子数2倍和3倍的元素 分别是什么? (3)核外电子排布相同的微粒,化学性质是否相同?,答案 (1)碳元素和氧元素。 (2)不相同。如S2-与K+的核外电子排布相同,S2-有强还原性,K+没有还原 性,只有弱氧化性。,1.(2016课标,9,6分)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,题组一 核外电子排布规律,答案 A 由题中信息可知,a、b、c、d分别是H、O、Na、S。H与Na 形成的二元化合物NaH中,H元素的化合价为-1,A项错误;O与其他三种 元素可分别形成H2O、H2O2,Na2O、Na2O2,SO2、SO3等,B项正确;Na元素 位于第三周期A族,在四种元素中原子半径最大,C项正确;氢硫酸是一 种弱酸,D项正确。,2.(2016河北唐山期中)以下说法正确的是 ( ) A.电子在原子核外排布时,总是尽先排在能量最高的电子层里 B.原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2,所以钾原子的M层有9 个电子 C.稀有气体元素原子都形成了稳定的电子层结构,所以这些元素一定不 存在化合态 D.在118号元素中,最外层电子数等于电子层数的元素有3种,答案 D 多电子原子中,电子是分层排布的,电子总是尽先排在能量低 的电子层里,故A错误;原子核外各电子层最多能容纳的电子数为2n2,最 外层不超过8个电子,故B错误;存在XeF6,故C错误;在118号元素中,最外 层电子数等于电子层数的元素有氢、铍、铝3种,故D正确。,3.(2016山东潍坊期中)短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增 大。W原子的最外层电子数是X原子最外层电子数的两倍,质子数比X 原子少5个,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,Z和W在同一 主族。下列说法正确的是 ( ) A.原子半径:WXYZ B.X、Y、Z单质的熔点:ZYX C.简单气态氢化物的热稳定性:YZW D.Z元素的最高价氧化物对应水化物的分子中存在非极性共价键,答案 C W原子的最外层电子数是X原子最外层电子数的两倍,质子 数比X少5,则应为第二周期元素,X为第三周期元素,设W的最外层电子 数为2x,则X的最外层电子数为x,则有(2+8+x)-5=2+2x,x=3,则W的原子序 数为8,为O元素;X的原子序数为13,为Al元素;Z和W在同一主族,则Z为S 元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,且Y的原子序数大 于O,所以Y为Si。原子半径:WZYX,故A错误;单质的熔点:SAlSi, 故B错误;元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,则简单气态 氢化物的热稳定性:YZW,故C正确;Z为S,S元素的最高价氧化物对应 水化物为H2SO4,其分子中只有极性键,不存在非极性共价键,故D错误。,4.下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是 ( ) A.H3O+和OH- B.CO和N2 C.HNO2和N D.C 和N,题组二 等电子粒子的判断与应用,答案 D H3O+的电子数为11-1=10,OH-的电子数为9+1=10,故A不符合 题意;CO的电子数为14,N2的电子数为14,故B不符合题意;HNO2的电子 数为24,N 的电子数为23+1=24,故C不符合题意;C 的电子数为9-1= 8,N 的电子数为11-1=10,电子数不同,故D符合题意。,5.设X、Y、Z代表元素周期表中前四周期的三种元素,已知X+和Y-具有 相同的电子层结构;Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子 数少9;Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离 子。下列说法不正确的是 ( ) A.元素Z的简单氢化物分子中含有10个电子 B.元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子 C.元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构 D.元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物,答案 D 由X+和Y-具有相同的电子层结构知X+和Y-的最外层都有8个电子,推知X为A族元素,Y为A族元素;又因Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9,故Y为氯、Z为氧、X为钾。水分子中含有10个电子,氯化氢分子中含有18个电子,K2O中的钾离子、氧离子均达到最外层8电子稳定结构,氯、氧元素组成的化合物为共价化合物,故选D。,思维建模 推断10e-和18e-微粒的思维模型 (1)“10电子”微粒 (2)“18电子”微粒,
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