1、第一讲 原子结构 化学键第五章 物质结构 元素周期律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，并能进行有关计算。4.了解原子核外电子排布规律。5了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。6.掌握原子结构示意图、电子式的表示方法。第五章 物质结构 元素周期律 原子结构、核外电子排布知识梳理1原子构成(1)构成原子的微粒及作用原子（AZX）原子核质子（Z个）决定_的种类中子（AZ）个在质子数确定后决定_种类同位素核外电子（Z个）最外层电子数决定元素的_性质元素原子化学(2)微
2、粒之间的关系原子中：质子数(Z)核电荷数_。质量数(A)_(Z)_(N)。阳离子的核外电子数质子数_。阴离子的核外电子数质子数_。(3)微粒符号周围数字的含义核外电子数质子数中子数阳离子所带的电荷数阴离子所带的电荷数(4)两种相对原子质量原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C 质量的 112的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。例如：Ar(Cl)Ar(35Cl)a%Ar(37Cl)b%。2元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系 AZX核电荷数质子中子质子数中子
3、数(2)同位素的特征同一元素的各种核素的_不同，_相同，化学性质_，物理性质_。同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。(3)几种重要的核素核素23592 U146 C21H31H188 O 用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子中子数质子数几乎完全相同差异较大3.核外电子排布(1)核外电子排布规律(2)原子结构示意图低高2n28218电子层质子数自我检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。()(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。()(3)核聚变如21
4、H31H42He10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。()(4)核外电子排布相同的微粒，其质子数一定相同。()(5)H与质子的相对质量相同。()(6)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数。()(7)23592 U 和23892 U 是同位素，二者之间的转化属于化学变化。()(8)O22 和 S2具有相同的质子数和电子数。()(9)18O2 和 16O2 互为同位素。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2下列关于原子结构的说法正确的是()A(2016高考江苏卷)中子数为 10 的氧原子：108 OB(2016高考江苏卷)Mg2的结构示意图：C13C
5、 和 15N 核内中子数相差 2D通过化学变化可以实现 12C 与 14C 间的相互转化答案：B3下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。(1)属于阳离子结构的粒子是_(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)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)(2)(3)(4)4按要求填空(均为短周期元素)。(1)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有_。(2)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素是_。(3)最外层电子数是次外层电子数 3 倍的元素是_。(
6、4)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素有_。(5)内层电子总数是最外层电子数 2 倍的元素有_。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素有_。(7)最外层电子数是电子层数 2 倍的元素有_。(8)最外层电子数是电子层数 3 倍的元素有_。答案：(1)Be、Ar(2)C(3)O(4)Li、Si(5)Li、P(6)H、Be、Al(7)He、C、S(8)O(1)并不是所有的原子都由质子和中子构成，如11H 中不含中子。(2)核素是具有固定质子数和中子数的原子，同位素是具有相同质子数的不同核素的互称。(3)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。(4)不同的核
7、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146 C 与168 O；也可能具有相同的质量数，如146 C 与147 N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如11H 与126 C。(5)注意 10 电子和 18 电子微粒的记忆方法，简单粒子和复杂粒子分开记忆，简单粒子在 Ne、Ar 的两边，复杂粒子需单独记忆。(2017高考北京卷)2016 年 IUPAC 命名 117 号元素为Ts(中文名“”，tin)，Ts 的原子核外最外层电子数是 7。下列说法不正确的是()ATs 是第七周期第A 族元素BTs 的同位素原子具有相同的电子数CTs 在同族元素中非金属性最弱D中
8、子数为 176 的 Ts 核素符号是176117T解析 0 族元素从上往下，原子序数依次为 2、10、18、36、54、86、118，则可推断 117 号元素位于第七周期第A 族，A项正确；互为同位素的不同原子具有相同的质子数，质子数等于核外电子数，B 项正确；同主族元素从上往下，非金属性逐渐减弱，C 项正确；中子数为 176 的 Ts 核素符号是293117Ts，D 项错误。答案 D(1)(2015高考全国卷，12 改编)W、X、Y、Z 均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外 L 电子层的电子数分别为 0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为 18。则 W、X、Y、Z 分别为_、_
9、、_、_。(写元素名称)(2)短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W、X 原子的最外层电子数之比为 43，Z 原子比 X 原子的核外电子数多 4。则 W、X、Y、Z 分别为_、_、_、_。(写元素符号)答案：(1)氢 氮 磷 氯(2)C Al Si(或 P 或 S)Cl核外电子排布规律的应用解答核外电子排布规律的应用类试题的一般步骤：首先，确定原子的内层电子数，如 Z 原子的最外层电子数是 X 原子内层电子数的 3 倍，由此可知 X 原子内层电子数只能为 2；其次，根据最外层不超过 8 个电子判断最外层电子数；再次，由原子核外电子排布情况确定原子的原子序数或原子结构，进而确定元
10、素种类；最后，结合元素及其化合物的相关知识进行解题。题组一 微粒组成及数目关系 1中国科学技术名词审定委员会已确定第 116 号元素 Lv 的名称为。关于293116Lv 的叙述错误的是()A原子序数为 116 B中子数为 177C核外电子数为 116D相对原子质量为 293解析：选 D。A.元素符号左下角表示的是原子核内的质子数，原子核内的质子数等于该元素的原子序数，所以该元素的原子序数是 116，正确。B.在原子符号的左上角表示的是该元素原子的质量数，质量数就是质子数与中子数的和，所以该原子的中子数是 293116177，正确。C.对于元素的原子来说，原子核内的质子数等于原子核外的电子数，
11、所以该原子的原子核外电子数是 116，正确。D.293 只表示该元素的一种核素的质量数，由于不知道该元素有几种核素，各种核素的含量是多少，因此不能确定该元素的相对原子质量，错误。2某元素的一个原子形成的离子可表示为baXn，下列说法正确的是()AbaXn含有的中子数为 abBbaXn含有的电子数为 anCX 原子的质量数为 abnD1 个 X 原子的质量约为b6.021023g解析：选 D。A 项，中子数为 ba；B 项，电子数为 an；C项，质量数为 b。3已知阴离子 R2的原子核内有 n 个中子，R 原子的质量数为m，则 wgR 原子完全转化为 R2时，含有电子的物质的量是()A.mn2w
12、mmolB.w（mn）nmolC.w(mn2m)molD.wm(mn2)mol解析：选 D。R 原子的质子数为(mn)，其核外电子数也为(mn)个，所以 R2的核外电子数为(mn2)个，而 wgR 原子的物质的量为wmmol，所以形成的 R2含有电子的物质的量为wm(mn2)mol，故选 D。题组二 核外电子排布规律和原子结构示意图4某元素 X，其原子的电子层数为(n1)，最外层电子数为(2n1)。下列有关元素 X 的说法中正确的是()AX 可能是金属元素B由 X 形成的含氧酸均为强酸CX 不能形成化学式为 KXO4 的含氧酸盐D元素 X 的气态氢化物一定极易溶于水解析：选 D。由 X 原子的
13、最外层电子数为(2n1)可以推知 n4，则 X 的电子层数3，X 为短周期元素。当 n4 时，X 为 Cl元素；当 n3 时，X 为 N 元素；当 n2 时，不符合题意，A错误；HNO2 和 HClO 均为弱酸，B 错误；Cl 元素能形成 KClO4，C 错误；NH3 和 HCl 均极易溶于水，D 正确。5已知某离子的结构示意图为。试回答：(1)当 xy10 时，该粒子为_(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当 y8 时，粒子可能为(填名称)_、_、_、_、_。(3)写出 y3 与 y7 的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：_。解析：(1)当 xy10 时，x10y
14、，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当 y8 时，应为有 18 个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子、磷离子。(3)y3 时为铝原子，y7 时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为 Al(OH)33H=Al33H2O。答案：(1)原子(2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(或其他合理答案)(3)Al(OH)33H=Al33H2O题组三“10 电子”“18 电子”微粒的应用6已知 A、B、C、D 是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去)：(1)如果 A、B、C、D
15、 均是 10 电子的粒子，请写出 A、D 的化学式：A_；D_。(2)如果 A 和 C 是 18 电子的粒子，B 和 D 是 10 电子的粒子。A 与 B 在溶液中反应的离子方程式为_。根据上述离子方程式，可以判断 C 与 B 结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)_。解析：(1)由框图可知，结合 10 电子微粒可联想到 NH4 OH=NH3H2O 或 HFOH=FH2O，故 A 为 NH4 或HF，D 为 H2O。(2)结合 OH和 H2O 属于 10 电子微粒，联想酸碱中和反应，可知 A 与 B 在溶液中的离子方程式为 H2SOH=HSH2O 或 HSOH=S2H2O 或 H2S2
16、OH=S22H2O；由反应 AB=CD 看出，A 中的质子被 B 结合，A 失去质子变成了 C，易知结合质子的能力：BC。答案：(1)NH4(或 HF)H2O(2)HSOH=S2H2O(或 H2S2OH=S22H2O或 H2SOH=HSH2O)OHS2(或 OHHS)寻找“10 电子”微粒和“18 电子”微粒的方法(1)“10 电子”微粒(2)“18 电子”微粒 化学键知识梳理1化学键(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。(2)分类2离子键与共价键的比较键型离子键共价键非极性键极性键特点 _间的相互作用共用电子对不发生偏移共用电子对偏向吸引电子能力强的原子一方成键粒子_成键_元素和_元
17、素_元素的原子_元素的原子存在离子化合物非金属单质、某些化合物共价化合物、某些离子化合物阴、阳离子阴、阳离子原子活泼金属活泼非金属同种不同种3.化学键与物质类别(1)化学键的存在(2)化学键与物质类别的关系只含有共价键的物质a同种非金属元素构成的单质，如 I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。b不同非金属元素构成的共价化合物，如 HCl、NH3、SiO2、CS2 等。只含有离子键的物质活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如 Na2S、CsCl、K2O、NaH 等。既含有离子键又含有共价键的物质如 Na2O2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4 等。无化学键的物质稀有气体(单原子分子)，如氩
18、气、氦气等。4物质的溶解或熔化与化学键变化的关系(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，_键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程有些共价化合物溶于水后，能与水反应，发生电离，其分子内共价键被破坏，如 CO2 和 SO2 等。有些共价化合物溶于水后，发生电离，其分子内的共价键被破坏，如 HCl、H2SO4 等。某些共价化合物溶于水后，其分子内的化学键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。离子(3)单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的_键被破坏，如 Cl2、F2 等。5化学键对物质性质的影响(1)对
19、物理性质的影响金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的_很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物，也有很强的_，故熔点也较高。(2)对化学性质的影响N2 分子中有很强的_，故在通常状况下，N2 很稳定；H2S、HI 等分子中的_较弱，故它们受热时易分解。共价共价键离子键共价键共价键6电子式(1)概念：在元素符号周围用“”或“”来代表原子的_(价电子)的式子。(2)书写最外层电子写出下列物质的电子式：Na2O2、Na2O、MgCl2、NaOH、NH4Cl、Cl2、N2、H2O、CO2。_、_、_、_。(3)用电子式表示物质的形成过程Na2S：_；CO2：_。
20、自我检测1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)化学键是离子或原子间的一种作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。()(2)所有物质中都存在化学键。()(3)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键。()(4)共价化合物溶于水，分子内共价键被破坏，单质溶于水，分子内共价键不被破坏。()(5)原子最外层只有一个电子的元素的原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键。()(6)CaCl2 的电子式：。()(7)次氯酸(HClO)的电子式：。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2有以下 9 种物质：Ne HCl P4 H2O2Na2S NaOH Na2O
21、2 NH4Cl AlCl3请用上述物质的序号填空：(1)不存在化学键的是_。(2)只存在极性共价键的是_。(3)只存在非极性共价键的是_。(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是_。(5)只存在离子键的是_。(6)既存在离子键又存在共价键的是_。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)3下列电子式正确的是()解析：选 B。H2O 为共价化合物，电子式为 HOH；MgBr2的电子式为BrMg2Br；硫化钠是离子化合物，其电子式为 NaS2Na。(1)化学键是离子或原子间的一种作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力。(2)物质中并不一定都存在化学键，如单原子分子 He 等稀有气体分子中就
22、不含化学键。(3)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如 AlCl3 中 AlCl 键为共价键。(4)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如 NH4Cl 等。(5)电子式书写的注意事项 同一原子的电子式最好不要既用“”又用“”表示；在化合物中“”或“”最好也不要混用(若特殊需要可标记)，可将电子全部标成“”或“”。单一原子形成的简单阳离子，其离子符号就是该阳离子的电子式，如 Al3就可以表示铝离子的电子式。“”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。在化合物中，如果具有多个阴、阳离子，要注意每一个离子都与带相反电荷的离子直接相邻的事实。所以阴、阳离
23、子必须是相隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起。如CaF2 要写成FCa2F，不能写成 Ca2F2，也不能写成 Ca2FF。在用电子式表示物质形成的过程时，由于不是化学方程式，所以不能出现“=”。“”前是原子的电子式，“”后是 物 质 的 电 子 式。如Na2O的 形 成 过 程 可 表 示 为，NH3 的形成过程可表示为3H(2018最新改编题)过氧化氢(H2O2)又叫双氧水，其水溶液可用于制备工业上的漂白剂，特殊环境里燃料燃烧的助燃剂，医疗上的消毒剂，实验室里的制氧剂等。过氧化钠(Na2O2)可用于制备工业上的漂白剂、实验室里的制氧剂、呼吸面具或潜水艇中的制氧剂等。过氧原子团“O2
24、”由 2 个氧原子共用 1对电子形成。(1)分别写出 H2O2、Na2O2 的电子式：_、_。(2)H2O、H2O2 中化学键的不同点是_；Na2O、Na2O2 中化学键的不同点是_；H2O2 的化合物类型是_(填“共价化合物”或“离子化合物”)。(3)分别写出 H2O2、Na2O2 作供氧剂的化学方程式。H2O2：_。Na2O2：_。(4)H2O2、H2O、白磷、BF3、PCl3、PCl5 等分子中满足所有原子最外层为 8 电子稳定结构的是_。解析 H2O2 与 Na2O2 中都含有过氧原子团“O2”。题中告知“O2”由 2 个 O 共用 1 对电子形成，又知 H 的化合价为1，则 H 与
25、O 之间共用 1 对电子，这样就可以写出 H2O2 的电子式。比较 H2O2 与 Na2O2，Na 的化合价也是1，但 Na 与 O 之间的化学键应是离子键而不是共价键，则 Na2O2 是由 O22 与 Na组成的。写出 H2O、Na2O 的电子式，比较 H2O 与 H2O2、Na2O与 Na2O2 的电子式，可顺利完成有关问题。答案(1)HOOH NaOO2Na(2)H2O 中没有非极性键，H2O2 中有非极性键Na2O 中没有共价键，Na2O2 中有共价键(或非极性键)共价化合物(3)2H2O2=催化剂 2H2OO2 2Na2O22H2O=4NaOHO2(或 2Na2O22CO2=2Na2
26、CO3O2)(4)白磷、PCl3(1)上述例题中涉及的物质 H2O2、H2O、CO2、BF3、PCl3、PCl5中，有一种物质的化学键类型与其他明显不同，该物质是_，其分子中化学键类型为_。CO2 分子中是否满足所有原子最外层为 8 电子稳定结构？_(填“是”或“否”)。(2)在反应 2Na2O22H2O=4NaOHO2中，有哪些种类的化学键断裂和生成？答案：(1)H2O2 极性共价键和非极性共价键 是(2)在反应 2Na2O22H2O=4NaOHO2中，既有离子键、极性键、非极性键断裂，又有离子键、极性键、非极性键生成。分析物质变化与化学键变化的思维模型题组一 化学键概念辨析及与物质类别的关
27、系 1下列每组物质中各物质内既有离子键又有共价键的一组是()ANaOH、H2SO4、(NH4)2SO4BMgO、Na2SO4、NH4HCO3CNa2O2、KOH、Na2SO4DHCl、Al2O3、MgCl2解析：选 C。A 中 H2SO4 内只有共价键；B 中 MgO 内只有离子键；D 中 HCl 内只有共价键，Al2O3、MgCl2 内只有离子键。2下列说法中正确的是()A含有共价键的化合物一定是共价化合物B分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物C由共价键形成的分子一定是共价化合物D只有非金属原子间才能形成共价键解析：选 B。化合物中含有共价键，还可能含有离子键，若含离子键则为离子化合物，
28、若不含离子键，则为共价化合物，A错误，B 正确；共价分子可以为单质，也可以为化合物，C 错误；通常情况下非金属原子间形成共价键，但有些金属原子与非金属原子间也可以形成共价键，如 AlCl3 属于共价化合物，D 错误。3化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2的叙述正确的是()A反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂B反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成C反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成D反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极性和非极性共价键的
29、形成解析：选 D。Na2O2 中存在离子键和非极性共价键，CO2 中存在极性共价键，Na2CO3 中存在离子键和极性共价键，O2 中存在非极性共价键，D 项符合题意。题组二 8 电子结构与电子式的书写、判断4下列分子中各原子都满足 8 电子稳定结构的化合物是()AC6H6 BHCNCCO2DN2解析：选 C。氢原子不满足 8 电子稳定结构，A、B 项错误；N2 是单质，不是化合物，D 项错误。5写出下列物质的电子式。(1)原子：Na_，Cl_。(2)简单离子：Na_，F_。(3)复杂离子：NH4 _，OH_。(4)离子化合物：K2O_，MgO_。(5)非金属单质及共价化合物：O2_，CH2=C
30、H2_。(6)有机基团：羟基_，甲基_。1判断分子中各原子是否达到 8 电子的稳定结构，主要有两种方法：(1)经验规律法 凡符合最外层电子数|化合价|8 的皆为 8 电子稳定结构。(2)试写结构法 判断某化合物中的某元素最外层是否达到 8 电子稳定结构，应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断，如H2O：O 原子最外层有 6 个电子，H2O 中每个 O 原子又与两个 H 原子形成两个共价键，所以 H2O 中的 O 原子最外层有 628 个电子，但 H2O 中的 H 原子最外层只有 2 个电子；N2：N 原子最外层有 5 个电子，N 与 N 之间形成三个共价键，所以N2 中的 N 原子最
31、外层达到 8 电子稳定结构。2电子式书写时常见的错误(1)漏写未参与成键的电子，如 N2：NN，应写为NN。(2)化合物类型不清楚，漏写或多写 及错写电荷数，如 NaCl：NaCl；HF：HF，应写为 NaCl：NaCl；HF：HF。(3)书写不规范，错写共用电子对，如 N2 的电子式为NN；不能写成NN，更不能写成或。(4)未考虑原子最外层有几个电子，均写成 8 电子结构，如 CH3的电子式为而不能写成(5)未考虑 AB2 型离子化合物中 2 个 B 是分开写还是一起写，如CaBr2、CaC2 的电子式分别为 (6)不考虑原子间的结合顺序，如 HClO 的结构式为 HOCl 而非 HClO，故其电子式为课后达标训练本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放