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高一化学暑假专题（一）：原子结构与化学键（鲁科版）【本讲教育信息】一、教学内容：暑假专题（一）：原子结构与化学键教学目的：1.熟悉原子结构知识、质量数、核素、同位素等重要概念。2.熟悉化学键、离子键、共价键等概念的含义。二.重点、难点：理解化学键的概念知识分析：（一）原子的结构1.原子的结构2.质量数（1）概念：质子数与中子数之和（2）关系式：原子中核电荷数（Z）＝质子数＝核外电子数质量数（A）＝（质子数）+（中子数）思考：阳离子中AZXn+：核外电子数＝______________质量数（）＝（）+（）阴离子中AZXm--：核外电子数＝______________质量数（）＝（）+（）3.原子结构的表示方法：（二）核素1.元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。2.核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。一种原子就是一种核素，一种元素可能包括几种核素。3.同位素：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。（1）氢元素的三种核素111213HHH；名称分别为氕、氘、氚；符号分别为：H、D、T。（2）性质：a.同位素的___________相同，____________有一定差别。b.天然存在的同一元素的各同位素所占的百分组成不变。（三）元素的相对原子质量1.定义：由各种天然核素相对原子质量与其原子百分组成计算出的平均值。2.计算式：MMnMnMn112233%%%例如：同位素3517Cl的相对原子质量为34.969，在自然界占75.77%（原子数的百分含量），3717Cl为36.966，在自然界中占24.23%，则Cl的相对原子质量为：_______________________________________________注意：计算元素的相对原子质量还可以用质量数代替核素的相对原子质量，求其平均值。（四）核外电子的运动规律在多电子的原子中，核外电子是分层运动的，也叫分层排布。1.核外电子的排布规律：（1）核外电子是分层排布的。（2）电子总是由内向外排布，先排布离核最近的电子层，然后依次往外。（3）每个电子层最多容纳_____________个电子。（4）最外层最多容纳_____________个电子，次外层最多容纳_____________个电子，倒数第三层最多容纳_____________个电子。2.核外电子排布的表示方法：用原子结构示意图表示练习：分别画出Na、N、S、C元素的原子结构示意图提示：为了便于理解，人们形象地用“电子云”、“轨道”来描述核外电子的运动。（五）化学键与化学反应中的物质变化1.化学键与物质变化思考：水变成水蒸气需要什么条件？水变成氧气、氢气需要什么条件？说明了什么问题？（解答：水变成水蒸气需要加热即可；水变成氧气、氢气需要电解；这说明水分子中的氢原子和氧原子之间存在强烈的化学作用。）（1）化学键：相邻的原子间强的相互作用叫化学键。（2）化学反应中物质变化的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。2.化学键的类型分析：HCl、H2、Cl2的形成过程（1）共价键：定义：原子间通过共用电子对形成的化学键，叫做共价键。共价键形成条件：一般是非金属原子之间形成。共价键的存在：共价化合物、非金属单质、某些原子团中共价键的类型：极性共价键：不同的非金属原子之间或非金属与金属原子之间。非极性共价键：相同的非金属原子之间形成的共价键。共价键的表示方法：①电子式法用电子式表示共价型分子：HCl、N2、NH3、H2O等。用电子式表示共价型分子的形成过程：CH4、Cl2、CO2等。②结构式法：用一根短线代替一个共用电子对。练习分析：NaCl、Na2S、CaCl2的形成过程（2）离子键：定义：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键，叫做离子键。离子键形成条件：活泼金属与活泼非金属及其他的阴、阳离子之间。离子键的存在：离子化合物离子键的表示方法——电子式法用电子式表示某物质NaCl[:..:]..、[:..:][:..:]....HNHCl等。用电子式表示某物质的形成过程22NaONaONa:..:[:..:]....3.化学键与物质构成：离子化合物：含有离子键的化合物叫做离子化合物。共价化合物：只含有共价键的化合物叫做共价化合物。思考：离子化合物熔、沸点较高的原因是什么？金刚石熔、沸点较高的原因是什么？干冰气化破坏的是碳氧化学键吗？（解答：离子化合物熔沸点较高的原因是熔化、气化时需要破坏较强的离子键的作用；金刚石熔沸点较高的原因是熔化时要破坏较强的共价键的作用；干冰气化时破坏的不是碳氧键。）拓宽：分析Na2O2、NaOH、Ca(OH)2、NH4Cl中的化学键和电子式（六）化学键与化学反应中的能量变化思考：H2变为H是吸收能量还是放出能量？为什么？H变为H2是吸收能量还是放出能量？为什么？（解答：氢原子不稳定，能量较高，氢分子稳定能量较低，故H2变为H要吸收能量；H变为H2要放出能量。）1.化学键与能量变化在化学反应过程中，破坏旧化学键时，需要吸收一定的能量来克服原子（或离子）间的相互作用；形成新化学键时又要释放一定的能量。因此在化学反应中，不仅有新物质生成，而且伴随着能量变化。思考：化学反应在什么情况下放出能量？什么情况下吸收能量？能量的类型有哪几种？（解答：新化学键形成时所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量，结果就放出能量；反之，就吸收能量。）2.放热反应与吸热反应放热反应：反应放出热量的称为放热反应。吸热反应：反应吸收热量的称为吸热反应。常见放热反应：燃烧反应是放热反应；活泼金属跟水或酸的反应是放热反应；一般的化合反应是放热反应（C与CO2反应等除外）。常见吸热反应：铵盐与碱的反应；一般的分解反应。3.多角度认识化学反应过程（1）从原子与分子角度：化学反应是分子分解成原子，原子重新组合成分子的过程。（2）从化学键的角度：化学反应是旧键的断裂和新键的形成。（3）从能量变化的角度：化学反应总是伴随着能量的变化。4.认识物质变化的过程：（1）化学反应中的物质变化和能量变化。（2）化学键与化学反应中的物质变化和能量变化的密切关系。【典型例题】例1.下列说法正确的是（）A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数B.非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子答案：A解析：非金属元素的最高正价等于它的最外层电子数，故A正确。B中非金属的最低化合价的绝对值等于它形成8电子稳定结构所需的电子数，也就是8减去最外层电子数。He原子的最外层有2个电子，但不是金属，C错误。最外层有5个电子的Sb、Bi,它们都是金属，D错误。点评：原子结构决定元素原子的性质，平时应该熟练掌握原子结构的规律、特点。例2.X、Y、Z、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），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答案：D解析：据题意知X、Y、Z、R四种元素核内质子数分别是a、b、c、d。核外电子数分别为：aXm+＝a-m、bYn+＝b-m、cZn-＝c+n、dRm-＝d+m，四种离子的电子层结构相同，即四种离子的核外电子数相等：a-m＝b-n＝c+n＝d+m。点评：本题关键是弄清楚“离子的电子层结构相同”的含义。例3.下列指定微粒的个数比等于2：1的是（）A.21H原子的中子数和质子数B.3618Ar原子中的质量数和中子数C.84Be2+离子中的质子数和电子数D.2612Mg2+离子中的中子数和电子数答案：BC解析：21H原子的中子数为1，质子数为1；3618Ar原子中的质量数为36，中子数为18；84Be2+离子中的质子数为4，电子数为2；2612Mg2+离子中的中子数为14，电子数为10。点评：本题是考查原子组成的表示方法及离子概念、质量数概念。例4.下列化合物分子内只有共价键的是（）A.BaCl2B.NaOHC.(NH4)2SO4D.H2SO4答案：D解析：Ba是活泼金属，与活泼非金属反应生成的BaCl2是离子化合物，钡、氯间的化学键是离子键。NaOH中，Na+与OH-间以离子键结合，OH-中O原子与H原子以共价键结合。(NH4)2SO4中。NH4+与SO42-间以离子键结合，NH4+中N与H，SO42-中S与O以共价键结合。H2SO4中，H和O之间S和O之间都以共共价键结合。点评：酸不论强酸种类，都是共价化合物，共价化合物中没有离子，也没有离子键。【模拟试题】一、选择题1.一种微粒的和另一种微粒的质子数相等、电子数相等，对于这两种微粒的关系，某班同学有下列四种说法，你认为错误的是（）A.可能是不同的分子B可能是不同的离子C.可能是同位素D.可能是一种分子和一种离子2.微粒ZAX2的质量数为137，中子数为81，则核外电子数为（）A.56B.54C.58D.1373.X元素原子的核外内层电子总数是最外层电子总数的2倍，Y元素原子的核外最外层电子数是内层电子总数的3倍。则X、Y可能组成的阴离子是（）A.XY3－B.XY4－C.XY32－D.XY43－4.某元素的相对原子质量为59，在某氧化物中该元素的质量分数为71％，则它在该氧化物中的化合价是（）A.+1B.+2C.+3D.+45.下列结构示意图中，表示阴离子的是（）ABCD6.在核电荷数为1～18的元素中，符合最外层电子数是电子层数2倍的元素有（）A.1种B.2种C.3种D.4种7.下列变化不需要破坏化学键的是（）A.加热分解氯化铵B.干冰气化C.水通电分解D.氯化氢溶于水8.下列数值表示有关元素的原子序数，各原子能以离子键相互结合成稳定的化合物的是（）A.10与19B.6与16C.11与17D.14与89.下列叙述中正确的是（）A.由分子组成的物质中一定存在共价键B.由非金属组成的化合物不一定是共价化合物C.只有非金属单质分子里存在非极性键D.非金属原子间不可能形成离子键10.下列说法正确的是（）A.凡是物质的化学变化都伴随着量变化B.凡是伴随着能量变化的物质变化都是化学变化C.凡是吸热反应都需要加热条件D.由石墨转化为金刚石的变化是吸热反应，说明石墨的能量比金刚石的低二.填空题11.X、Y、Z代表三种元素的原子，X、Y有相同的电子层数，Y、Z的最外层电子数相同，又知三种元素的原子最外层电子数之和是17，三种元素的原子核内质子数之和是31，则X、Y、Z可能依次是①____________；②_____________；③___________；④_____________。12.下面是你熟悉的物质：O2金刚石NaBrH2SO4Na2CO3Na2SNaHSO4（1）这些物质中，只含共价键的是_____________；只含离子键的是________________；既含共价键又含离子键的是________________。（2）将NaHSO4溶于水，破坏了NaHSO4中的____________键，写出其电离方程式_______________________________。13.处于相邻三个周期的元素A、B、C，原子序数依次增大，三者原子序数之和为25，且知B、C处于同一主族，1.8gD与足量的盐酸反应生成DCl3和22.4L氢气（标准状况下），E和D处于同周期，且E+和D的离子具有相同的电子层结构，元素F和C能形成FC型离子化合物，又知C离子比B离子多一个电子层，试判断：（1）六种元素的名称分别是A_______B________C________D______E________F________（2）写出A、B、C三种元素所形成的常见化合物的化学式__________________，其分子是由相应原子通过__________键形成的_________化合物。14.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量（kJ）：物质Cl2Br2I2HClHB