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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ⅦA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Z个中子A—Z个Z个(2)有关粒子间的关系①质量数(A)＝________＋________；②中性原子：质子数＝________＝__________；③阳离子：质子数＝核外电子数＋________；④阴离子：质子数＝核外电子数－________。2．核素、同位素、元素(1)概念①核素：具有一定数目________和一定数目________的一种________，如氢元素有三种核素，符号为__________________________________________。②同位素：________相同而________不同的同一元素的不同________互称同位素。③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)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1.AZX中各符号表示的含义元素符号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)元素同位素核素概念具有相同核电荷数的一类原子的总称质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子对象宏观概念，对同类原子而言；既有游离态，又有化合态微观概念，对某种元素的原子而言，因为有同位素，所以原子种类多于元素种类微观概念，指元素的具体的某种原子特征以单质或化合物形式存在，性质通过形成单质或化合物来体现同位素化学性质几乎相同，因为质量数不同，物理性质有差异，天然存在的各种同位素所占的原子个数百分比一般不变具有真实的质量，不同核素的质量不相同决定因素质子数质子数和中子数质子数和中子数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C．互为同位素的原子，质子数一定相同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．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＋、Mg2＋、Al3＋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”的微粒分子离子一核18电子ArK＋、Ca2＋、Cl－、S2－二核18电子三核18电子H2S四核18电子五核18电子六核18电子其他微粒C2H6、CH3NH2N2H＋5、N2H2＋6(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)1mol羟基中电子数为10NA()(2010·江苏－5B)(3)钠离子的结构示意图为()(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__________。3．(2010·山东理综，9)16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()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，1.12L16O2和1.12L18O2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14462Sm与15062Sm的说法正确的是()A.14462Sm与15062Sm互为同位素B.14462Sm与15062Sm的质量数相同C.14462Sm与15062Sm是同一种核素D.14462Sm与15062Sm的核外电子数和中子数均为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2H、13C、15N、18O、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16B．2H＋酸性比1H＋的酸性更强C．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，对人类的科学研究有很大的帮助，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14C的羟酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病。下面有关14C的叙述中正确的是()A．14C与14N含有相同的中子数B．14C与C60是同分异构体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4．(2008·全国理综Ⅱ，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HmX分子。在agHmX中所含质子的物质的量是()A.aA＋m(A－N＋m)molB.aA(A－N)molC.aA＋m(A－N)molD.aA(A－N＋m)mol5．据报道医学界通过用14C标记的C60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6．(2011·武汉质检)有下列符号：35Cl和37Cl、O2和O3、1H162O和2H182O。下列有关说法正确的是()A．35Cl和37Cl互为同分异构体B．O2和O3是氧元素的两种同位素C．35和37表示的是质量数D．1H162O和2H182O表示同一种水分子7．X、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X＋Y－B．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ⅤA族元素8．X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是()A．a－c＝m－nB．a－b＝n－mC．c－d＝m＋nD．b－d＝n＋m题组二原子结构与元素性质9．(2010·孝感质量检测)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，