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2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《原子结构和化学键》【知识梳理】一、原子的组成1．原子的组成2．原子中存在的等量关系：（1）质量关系：质量数A=Z+N（2）电子关系：中性原子的核外电子数=质子数=核电荷数=原子序数；阳离子的核外电子数=质子数—阳离子所带电荷数；阴离子的核外电子数=质子数+阳离子所带电荷数。如微粒所含质子数17、中子数35-17=18、电子数_17+1=18、质量数35。3．元素、核素、同位素与同素异形体：元素同位素核素同素异形体概念具有相同核电荷数的同一类原子的总称质子数相同而中子数不同的用一元素的不同原子互称为同位素(化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有不同)具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子由同种元素组成的结构和性质不同的单质互称为同素异形体实例氧(O)元素氢(H)元素16O、17O、18O是氧元素的三种核素，互为同位素如1H(H)、2H(D)、3H(T)就各为一种核素O2和O2、红磷和白磷、金刚石和石墨4．质量数与元素的近似相对原子质量（1）质量数是忽略电子质量，将核素中所有质子相对质量和中子相对质量取近似整数值之和。如35Cl的质量数为35、37Cl的质量数为37。（2）元素的近似相对原子质量是该元素各种天然同位素原子的质量数与其原子百分比的乘积之和。，如35Cl和37Cl在自然界的原子百分组成之比是3∶1，则Cl元素的近似相对原子质量为35_×3/4+37×1/4=35．5。温馨提示：①同种元素，可以有若干种不同的核素，不同核素之间互称为同位素。如68O、178O、188O是氧元素的三种核素，互为同位素。②同位素的“同位”是指在周期表中处于同一位置，同位素的特征是原子序数相同而质量数不同。③天然同位素有稳定的百分组成，化学性质几乎相同(同种元素的同位素)，但物理性质可能不一样。④同位素是同种元素的不同原子间的关系，故单质、化合物间不可能是同位素。如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数相同而中子数不同的原子才是同位素；如168O和188O是同位素，而且146C和147N不是同位素。4．核外电子排布规律（1）电子层：科学研究证明，电子的能量是不相同的，它们分别在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示。符号KLMNOPQ层数1234567（2）核外电子的排布规律：核外电子排布遵循的规律是能量最低原理，电子总是尽先占满能量低的电子层，然后由里到外，依次排布在能量逐步升高的电子层上。温馨提示：①各电子层最多容纳电子数目：2n2，最外层电子数目不超过８个（Ｋ层为最外层时，不超过２个），次外层电子数目不超过18个，倒数第三次电子数目不超过32个。②原子结构示意图能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。如氯原子：圆圈内表示原子的质子数，要注意正号；弧线表示电子层，弧线内数字表示该层中的电子数。离子结构示意图中各符号含意一样，但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。③稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。如：与Ne原子电子层结构相同的常见离子：F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+；与Ar原子电子层结构相同的常见离子：Cl-、S2-、K+、Ca2+。例题1、下列说法正确的是。①23592U和23892U是中子数不同，质子数相同的同种核素A②中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：14692U③235g核素23592U发生裂变反应：23592U＋10n――→裂变9038Sr＋13654Xe＋1010n，净产生的中子(10n)数为10NA④所有原子都是由质子、中子和电子构成的⑤40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等⑥某元素最外层只有一个电子，则它一定是金属元素⑦任何原子或离子的组成中都含有质子⑧同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同⑨.baXn－含有的中子数为a＋b⑩某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。元素X的气态氢化物一定极易溶于水⑪改变离子的电荷数可使一种元素的阳离子转化为另一种元素的阴离子⑫OH－与H3O＋组成元素相同，所含质子数相同二、化学键1.化学键：化学反应的实质就是旧的化学键断裂，新的化学键的形成。化学键是相邻的两个或多个原子间强烈的相互作用。（1）离子键和共价键比较离子键共价键极性键非极性键概念使阴、阳离子结合成化合物的静电作用原子之间通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子阴、阳离子原子特点阴、阳离子间的相互作用共用电子对偏向一方共用电子对不偏向任一方形成条件活泼金属和活泼非金属通过得失电子形成阴、阳离子；带正电荷原子团（NH4+）与带负电荷的阴离子之间发生强烈相互作用不同非金属元素的原子间；非金属元素与不活泼的金属元素之间同种元素的原子间通过共用电子对结合存在范围离子化合物共价化合物，复杂离子化合物如NaOH、K2SO4非金属单质，某些共价化合物和离子化合物如Na2O2（2）离子化合物与共价化合物①化合物类别与物质分类的关系化合物类型定义与物质分类的关系举例离子化合物含有离子键的化合物包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物NaCl、Na2O2、NaOH、NH4Cl等共价化合物只含有共价键的化合物包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等H2S、SO2、CH3COOH、H2SO4、NH3、H2O等②化合物的判断方法根据化学键类型来判断一般来说，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的是共价键。含有离子键的化合物一定为离子化合物，仅含有共价键的化合物一定为根据化合物的类型来判断大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物根据化合物的性质来判断熔点、沸点较低的化合物是共价化合物；溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物；熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物共价化合物（3）电子式的书写微粒书写要点实例原子用小黑点“•”(或“*”)等符号在元素符号上、下、左、右各表示出1个电子，多余的电子配对阳离子简单阳离子电子式就是其离子符号本身Na+K+Mg2+Ca2+Ba2+Al3+复杂的阳离子(例如NH4+、H3O+等.)除应标出共用电子对、非共用电子对等外，还应加中括号，并在括号的右上方标出离子所带的电荷阴离子无论是简单阴离子，还是复杂的阴离子，都应标出电子对等，还应加中括号，并在括号的右上方标出离子所带的电荷单质分子必须正确地表示出共用电子对数，并满足每个原子的稳定结构共价化合物与共价型单质分子相同，一般为正价者在前。对于不同价态的元素的原子，一般将化合价绝对值大的写在中间，绝对值小的写在周边离子化合物将阴阳离子(阳离子在前，阴离子在后.)拼在一起。对于不同价态的离子，也按其绝对值，遵照“大值在中间、小值在周边”的原则书写2．分子间作用力和氢键（1）分子间作用力：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。分子间作用力存在于由共价键形成的多数共价化合物和绝大多数气态、液态、固态非金属单质分子之间。但像二氧化硅、金刚石等由共价键形成的物质，微粒之间不存在分子间作用力。一般说来，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2Br2Cl2F2。（2）氢键：分子间存在着一种比分子间作用力的稍强相互作用。氢键不是化学键，是分子间作用力，除H外，形成氢键的原子通常是N、O、F。氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。例题2、下列说法正确的是。①两种原子构成的共价化合物分子中的化学键都是极性键②含有非极性键的化合物一定是共价化合物③难失去电子的原子，易形成阴离子④单质分子中不存在化学键，化合物的分子中才存在化学键⑤非金属元素原子组成的化合物不可能是离子化合物⑥共价化合物中不可能含有离子键⑦在氧化钠中，除氧离子和钠离子的静电吸引作用外，还存在电子与电子，原子核与原子核之间的排斥作用⑧离子化合物中可能含共价键⑨两种非金属原子间不可能形成离子键⑩标准状况下，2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA⑪碳酸亚乙烯酯()分子中只有极性键⑫硫化钠的电子式：【课时练习】1．230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U。下列有关Th的说法正确的是A．Th元素的质量数是232B．Th元素的相对原子质量是231C．232Th转换成233U是化学变化D．230Th和232Th的化学性质相同2．下列有关化学用语表示正确的是()A．质子数为53,中子数为78的碘原子:5378IB．乙烯的结构简式:CH2CH2C．S2-的结构示意图:D．CH4分子的比例模型:3．用化学用语表示4Fe+C2HCl3+5H+=C2H6+4Fe2++3Cl－中的相关微粒，其中正确的是A．中子数为30，质量数为56的铁原子：5630FeB．Cl－的结构示意图：C．C2H6的结构式：D．C2HCl3的电子式：4．NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A．常温常压下，124gP4中所含P－P键数目为4NAB．1L0．1mol·L-1硫酸钠溶液中含有的氧原子数为0．4NAC．92．0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1．0NAD．amol的R2+(R的核内中子数为N，质量数为A)的核外电子数为a(A－N－2)NA5．下列说法正确的是①过氧化钠与水反应中，既有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂，也有这些化学键的生成②同位素的性质完全相同③氢键是一种化学键④由分子组成的物质中一定存在共价键，如气体单质分子中一定含有共价键⑤5．6g铁粉与足量的稀盐酸反应，为了加快反应速率而不改变H2的产量，可以滴入几滴硫酸铜溶液⑥决定反应速率的主要因素是反应物的性质⑦同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同A．②④⑤B．①②③C．①⑥⑦D．②④⑤⑥6．已知前20号元素的离子：aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-电子层结构相同，关于A、B、C、D四种元素的叙述正确的是A．原子半径大小：D﹤C﹤B﹤AB．它们一定都是短周期元素C．单质的还原性：B＞AD．原子序数：B＞A＞C＞D7．下列说法正确的是()①离子化合物含离子键，也可能含极性键或非极性键②硫酸的酸性大于碳酸的酸性，所以非金属性SC③含金属元素的化合物不一定是离子化合物④由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物⑤熔融状态能导电的化合物是离子化合物⑥由分子组成的物质中一定存在共价键A．①③⑤⑥B．②④⑥C．①②③⑤D．①③⑤8．意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4气体分子。N4分子结构如图所示，下列说法不正确的是A．相同条件N4气体比N2密度大B．N4分子中只含有共价键C．1molN4分子所含共价键数为6NAD．N4发生化学反应需要破坏离子键9．科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图。下列说法不正确的是（）A．CO2含有极性共价键B．上述过程中CO断键形成C和OC．上述过程表示CO和O生成CO2D．从状态Ⅰ到状态Ⅲ，有能量放出10．铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。下列叙述错误的是A．CH3COI是反应中间体B．甲醇羰基化反应为CH3OH+CO=CH3CO2HC．反应过程中Rh的成键数目保持不变D．存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2O11．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产