2019-2020年高考化学一轮复习 专题6.1 原子结构与性质讲案（含解析）.doc

2019-2020年高考化学一轮复习 专题6.1 原子结构与性质讲案（含解析）复习目标：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、了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关的计算。4、了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布；了解原子核外电子的运动状态。基础知识回顾：一、原子结构1、原子的构成（1）原子的组成原子X原子核核外电子质子（Z）个中子（A-Z）个电子数（Z）个电子排布（分层排布）核电荷数（Z）决定元素的种类质量数（A）近似相对原子质量在质子数决定后，决定原子的种类最外层电子数各层电子数同位素决定主族元素化学性质原子的电子式电子层(K、L、M）原子结构示意图（2）符号中各数字的含义（3）组成原子的各种微粒及相互关系质子数（Z）= 核电荷数 = 原子序数质量数（A）= 质子数（Z） + 中子数（N）阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数注：有质子的微粒不一定有中子如 。有质子的微粒不一定有电子如H+。质子数相同的微粒不一定属于同一种元素如Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。任何元素都有零价，但不一定都有负价或正价。如F无正价，Na、Mg、Al等无负价。2、元素、核素、同位素元素核素同位素概念具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子质子数相同而中子数不同的原子或同一元素的不同核素范围宏观概念，对同一类原子而言，既有游离态又有化合态微观概念，对某种元素的一种原子而言微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子的种类多余元素的种类特性主要通过形成的单质或化合物来体现不同的核素可能质子数相同、或中子数相同、或质量数相同，或各类数均不同。同位素质量数不同，物理性质有差异，化学性质相同。实例H、OH、H、N、C、Mg是不同的核素H、H、H为氢的同位素3、几种“相对原子质量”（1）同位素的相对原子质量的计算式：Mr=（2）同位素的近似相对原子质量，数值上约等于该同位素原子的相对质量。（3）元素的相对原子质量是根据各种同位素的相对原子质量和他们在自然界中所占的原子个数百分含量计算的结果。=Aa%+ Bb%+ Cc%【典型例题1】【xx年高考上海卷第1题】“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是APu与U互为同位素 BPu与Pu互为同素异形体CPu与U具有完全相同的化学性质 DPu与Pu具有相同的最外层电子数【迁移训练1】某元素的一种同位素X的原子质量数为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(ANm)molB(AN)molC(AN)molD(ANm)mol二、核外电子排布1、核外电子排布（1）排布方式 分层排布，电子层由里到外依次是：第一、七层，符号分别对应：K、L、M、N、O、P、Q。（2）排布规律电子是在原子核外距核由近及远，能量由低至高的不同电子层上分层排布。每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。电子一般总是先排在能量低 的电子层里，即最先排在 K层，当 K 层排满后，再排 L 层，依此类推。最外层电子数不超过8个(或 2个)，次外层不超过18个，倒数第3层不超过32个。2、构造原理能量最低原理（1）能层与能级能层多电子原子的核外电子的能量是不同的。按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层。原子核外电子的每一个能层(序数为n)最多可容纳的电子数为2n2。能级多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成能级。（2）构造原理随着原子核电荷数的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。【思考】核外电子排布完全依照电子层顺序排列吗？核外电子排布的规律并不完全依据电子层顺序，而是按能级顺序进行的。（3）能量最低原理、基态与激发态光谱能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。基态与激发态原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，跃迁过程中伴随着能量的变化。基态原子激发态原子（吸收能量）（释放能量）光谱光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称为原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。（4）电子云与原子轨道电子云电子云是电子在核外空间各处出现概率的形象化描述。黑点密的地方表示电子出现的概率大，黑点疏的地方表示电子出现的概率小。原子轨道电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p纺锤形3泡利原理和洪特规则A泡利原理条件：当电子在同一个轨道中排布时；结论：1个轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。B洪特规则条件：当电子排布在同一能级的不同轨道时；结论：总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。C基态原子的核外电子在原子轨道上排布要遵循三个原则：能量最低原理、泡利原理、洪特规则。【典型例题2】【湖北xx三校联考】X、Y均为元素周期表中前20号元素，其简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是AX2的还原性一定大于YB由mXa与nYb得manbCX、Y一定不是同周期元素D若X的原子半径大于Y，则气态氢化物的稳定性一定是X大于Y【迁移训练2】下列各项叙述中，正确的是()A镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第A族，是s区元素C所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2考点详析：考点一：核外电子排布与元素推断1、短周期核外电子排布规律（1）最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；（2）最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg；（3）最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar；（4）最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；（5）最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O；（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne；（7）次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si；（8）内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P；（9）电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al；（10）电子层数为最外层电子数2倍的原子有Li；（11）最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S；（12）最外层电子数是电子层数3倍的原子有O。2、熟记常见的等电子微粒（1）常见“10e”微粒分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子：Na、Mg2、Al3、H3O、NH；阴离子：F、O2、OH、NH。（2）常见“18e”微粒分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH；阳离子：K、Ca2；阴离子：Cl、S2、HS。（3）其他等电子微粒“14e”：Si、N2、CO、C2H2、C；“16e”：S、O2、C2H4、HCHO。【典型例题3】【广东省广州市xx届高三二模】短周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，X单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，Y位于第IA族，Z所处的周期序数与族序数相等，W元素最高正价与最低负价之和为0，R与X同族，则A原子半径：ZYXBX与R的核电荷数相差18C气态氢化物稳定性：WRDY与Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应【迁移应用3】【xx年高考全国大纲卷第27题】（15分）五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A和C同族，B和D 同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：（1）五种元素中，原子半径最大的是 ，非金属性最强的是 （填元素符号）；（2）由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是 （用化学式表示）；（3）A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为 ，其中存在的化学键类型为 ；（4）D最高价氧化物的水化物的化学式为 ；（5）单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为 ；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为 ；（6）单质E与水反应的离子方程式为 。考点二：化学用语的规范使用化学用语的规范使用及意义为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素元素符号原子(核素)符号原子结构示意图电子式在元素符号周围用“”或“”表示原子的最外层电子(价电子)。电子排布式根据构造原理表示：能级符号(右上角)数字。电子排布图用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。用“数字能级符号”表示轨道名称。它们有各自不同的侧重点（1）原子结构示意图 可表示核外电子的分层排布和核内质子数，如 （2）电子式 可表示原子最外层电子数目，如 。（3）核素符号 侧重表示原子核的组成，它告诉人们该原子核内的质子数和质量数,并推及中子数和核外电子数，如O（4）电子排布式用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。例如：K：1s22s22p63s23p64s1。为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。例如：K：Ar4s1。有少数元素的基态原子的电子排布相对于构造原理有1个电子的偏差。因为能量相同的原子轨道在全充满（如p6和d10）、半充满（如p3和d5）和全空（如p0和d0）状态时，体系的能量较低，原子较稳定。例如： Cr：1s22s22p63s23p63d44s2()Cr：1s22s22p63s23p63d54s1()（5）电子排布图 用方框表示一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如氮原子的电子排布图为：【典型例题4】【xx上海，2】下列有关物质结构的表述正确的是()A次氯酸的电子式HB二氧化硅的分子式SiO2C硫原子的最外层电子排布式3s23p4D钠离子的结构示意图【迁移应用4】【福建省漳州市七校xx届高三第二次联考化学试题】正确掌握化学用语和化学基本概念是学好化学的基础。下列有关表述中正确的一组是A16O与18O互为同位素；HO、DO、HO、DO互为同素异形体BSiH4、PH3、HCl的稳定性逐渐增强C氧化铁的化学式：FeODCa2的结构示意图为，NH4Cl的电子式为