搜索
化学专题5微观结构与物质的多样性第一单元原子结构01学习任务102学习任务204课后达标检测03真题体验学习任务1原子结构同位素1．人类对原子结构的认识道尔顿原子结构模型→汤姆生原子结构模型→卢瑟福原子结构模型→玻尔原子结构模型→电子云模型2．原子的构成化学原子元素3．构成原子和离子的各粒子间关系(1)质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数。(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数。(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数。4．微粒符号周围数字的含义5．元素、核素、同位素核电荷数质子中子质子数中子数6．同分异构体、同素异形体、同位素概念辨析同分异构体同素异形体同位素概念分子式相同，结构不同的化合物之间互为同分异构体同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子间互为同位素对象一般为有机化合物之间单质之间原子之间化学性质可能相似，也可能不同相似，一定条件下可以相互转变几乎完全相同1．某元素形成的离子为baXn－，则：(1)baXn－含有的中子数为________。(2)baXn－含有的电子数为________。(3)X原子的质量数为________。(4)1个X原子的质量约为________。答案：(1)b－a(2)a＋n(3)b(4)b6.02×1023g2．(1)有5种单核粒子，它们分别是4019□、4018□、4019□＋、4020□2＋、4120□(“□”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________。(3)在11H、21H、31H、126C、136C、146C、147N、157N中，核素、元素的种数分别为________种、________种。(4)126C、136C、146C的关系互为____________，因为它们是具有____________________的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。答案：(1)3(2)氢元素(3)83(4)同位素相同的质子数和不同的中子数(1)1H只含有质子和电子，不含中子；1H＋只含有质子，不含中子和电子，又称为质子。另外，11H还有21H、31H两种同位素。(2)同位素原子之间化学性质几乎完全相同，物理性质不同。(3)同位素的研究对象是核素，因此分子之间、离子之间不可能互称为同位素。核素的种类大于元素的种类。提升一原子中各种微粒数目之间的关系1．(2017·高考海南卷)下列分子中，其中子总数为24的是()A．18O3B．2H172O2C．14N16O2D．14C16O2解析：选D。A.1mol18O中含有中子的物质的量为(18－8)mol＝10mol，即1mol18O3中含有中子的物质的量为3×10mol＝30mol，故A错误；B.1mol2H172O2中含有中子的物质的量为(2×1＋2×9)mol＝20mol，故B错误；C.1mol14N16O2中含有中子的物质的量为(7＋2×8)mol＝23mol，故C错误；D.1mol14C16O2中含有中子的物质的量为(8＋2×8)mol＝24mol，故D正确。2．某元素的一种同位素X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)mol解析：选A。X原子的质子数为(A－N)，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX的摩尔质量约为(A＋m)g·mol－1，所以agHmX中所含质子的物质的量为aA＋m(A－N＋m)mol。提升二核素、同位素、同素异形体的考查3．13CNMR(核磁共振)、15NNMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtǔWthrich等人为此获得诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N的叙述正确的是()A．13C与15N有相同的中子数B．13C与C60互为同素异形体C．14N与15N互为同位素D．15N的核外电子数与中子数相同解析：选C。13C的质子数为6，中子数为7，15N的质子数为7，中子数为8，A、D不正确。同素异形体指同种元素形成的结构不同的单质，B不正确。4．(双选)(2020·苏州模拟)我国限制稀土金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(14060Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是()A.14060Nd和14260Nd是同一核素B．一个14060Nd原子的质量约为140NAg(NA表示阿伏加德罗常数的值)C.14060Nd原子的中子数与质子数之差为20D．14g钕元素含有6mol电子解析：选BC。14060Nd和14260Nd是不同核素，A项错误；1mol14060Nd原子的质量约为140g，一个原子的质量约为140NAg，B项正确；14060Nd原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C项正确；元素的相对原子质量是由该元素的各种天然同位素的相对原子质量及其所占的一定百分比算出的平均值，因此14g钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1mol，含有的电子也不是6mol，D项错误。同位素、核素概念理解的三个易错点(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。(2)有多少种核素就有多少种原子。(3)不同的核素可能具有相同的质子数，如11H与31H；也可能具有相同的中子数，如146C与168O；也可能具有相同的质量数，如146C与147N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如11H与126C。学习任务2核外电子排布1．核外电子排布规律低高2n28218322．原子结构示意图电子层质子数3．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_______电子，形成阳离子，表现出_______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_______电子，活泼非金属元素原子易形成阴离子，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。失去还原获得1．短周期元素中(填元素符号)：(1)原子核中无中子的原子是________；(2)最外层有一个电子的元素是________；(3)最外层电子数等于次外层电子数的元素为________；(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是________，是次外层电子数3倍的元素是________；(5)电子层数与最外层电子数相等的元素是________。答案：(1)H(2)H、Li、Na(3)Be、Ar(4)CO(5)H、Be、Al2．如图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。(1)属于阳离子结构的离子是________(填编号，下同)。(2)具有稳定性结构的原子是____________。(3)只能得电子的粒子是____________；只能失电子的粒子是____________；既能得电子，又能失电子的粒子是____________________。(4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”“小于”或“等于”)。(5)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。答案：(1)③⑤⑧(2)②(3)③⑤①④⑥⑦⑧(4)小于(5)⑤核外电子排布与元素推断规律(短周期)提升一核外电子排布规律判断及应用1．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有()A．1对B．2对C．3对D．4对解析：选B。解答此类习题时，首先把指定范围内的元素符号、原子序数写出，然后根据指定条件和要求进行联想、重组得出结论。在周期表的前10号元素中，两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则只能为1∶2，满足此关系的元素有H和Be、He和C，共2对。2．核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法中不正确的是()A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)解析：选D。若a＝2，则X为N，若a＝3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；氯离子最外层电子数未达到2n2个，D项错误。提升二破解“10电子”“18电子”微粒的应用3．下列各微粒：①H3O＋、NH＋4、Na＋；②OH－、NH－2、F－；③O2－2、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O。具有相同质子数和电子数的一组是()A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④解析：选B。第③组中，质子数分别为16、11、12，电子数分别为18、10、10。4．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)，请回答下列问题：(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________。解析：(1)A＋有18个电子，则A原子有19个电子，所以A元素是K；B－有18个电子，则B原子有17个电子，所以B元素是Cl；同理，C元素是S。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，且含18个电子，所以只能是HCl。(3)含18个电子的微粒中氧化能力强的分子有F2、H2O2，但H2O2的氧化能力不及F2。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，且含18个电子，所以是H2S，注意电子式书写的规范性。(5)G分子中含有4个原子，且含18个电子，H2O2和PH3均可。(6)H分子中含有8个原子，且含18个电子，平均每个原子含电子少于3个，分子中应含有多个氢原子，所以是C2H6。答案：(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2SH··S••••··H(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6常见等电子微粒(1)“10电子”微粒(2)“18电子”微粒(3)其他等电子微粒①“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C2－2；②“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)(2019·高考江苏卷)中子数为18的氯原子：1817Cl。()(2)(2019·高考江苏卷)Na＋的结构示意图：。()(3)(2018·高考江苏卷)中子数为8的氮原子：87N。()(4)(2018·高考江苏卷)Cl－的结构示意图：。()××××(5)(2017·高考江苏卷)质量数为31的磷原子：3115P。()(6)(2017·高考江苏卷)氟原子的结构示意图：。()(7)(2016·高考江苏卷)中子数为10的氧原子：108O。()(8)(2016·高考江苏卷)Mg2＋的结构示意图：。()√××√2．(2019·高考北京卷)2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是()A．In是第5周期第ⅢA族元素B．11549In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：InAlD．碱性：In(OH)3RbOH解析：选D。Rb为碱金属，属于第5周期元素，故In亦为第5周期元素，In与Al同主族，即为第ⅢA族元素，A项正确；11549In的中子数为115－49＝66，质子数为49，质