1、 第 1 节 原子结构高考导航1了解元素、核素和同位素的含义。2了解原子构成。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了解原子核外电子排布。1原子的构成 2原子中的等量关系(1)质量数(A)(2)质子数中子数(N)质子数(Z)核外电子数核电荷数原子序数 3同位素 核素(1)概念辨析：(2)同位素的特征：相同存在形态的同位素，化学性质，物理性质。天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般。几乎完全相同不同不变(3)常见的重要核素及其应用核素235 92 U21H31H18 8 O用途核燃料用于考古断代制示踪原子氢弹14 6C 问题 元素、核素、同位素的辨析(
2、1)元素、核素、同位素之间的关系 (2)同位素的“六同三不同”(3)同位素、同素异形体、同分异构体、同系物同位素同素异形体 同分异构体同系物概念相同，不同的同一种元素的不同原子之间互为同位素同种组成的结构不同的单质之间互为同素异形体相同，不同的化合物互为同分异构体相似，在分子组成上相差一个或若干个原子团的物质互称同系物质子数中子数元素分子式结构结构CH2对象之间之间一般为之间之间化学性质几乎完全相同相似，一定条件下可以相互转变可能相似也可能不同相似实例11H、21H、31H金刚石与石墨、C60；红磷与白磷CH3COOH与HCOOCH3甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸原子单质有机化合物有
3、机化合物 对点练 判断下列说法的正误(1)所有的原子中都含有质子和中子。()(2)34S 原子核内中子数为 16。()(3)2H核外电子数为 2。()(4)13C 和 15N 核内中子数相差 1。()(5)H3O和 OH中具有相同的质子数和电子数。()(6)1H182 O 的摩尔质量为 20 gmol1。()(7)质量数就是元素的相对原子质量。()(8)质子数相同的粒子一定属于同一种元素。()(9)一种单质中可能含有多种核素，如 O2 中含 16O、17O、18O 三种核素。()(10)H2、D2、T2 是氢元素的三种不同核素。()(11)金刚石、石墨、C60、C70 互为同素异形体。()答案
4、：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)角度一 各种微粒数目之间的相互关系1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 g R 原子完全转化为 R2时，含有电子的物质的量是()A.mn2m mol B.mnn molCmn2m mol D.m(mn2)mol 解析：R 原子的质子数为 mn，其核外电子数也为 mn，所以 R2的核外电子数为 mn2，而 g R 原子的物质的量为mmol，所以形成的 R2含有的电子的物质的量为m(mn2)mol，故选 D。答案：选 D 2某元素的一种同位素 X 的原子质量数为 A，含N个中子，它与 1H原子
5、组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是()A.aAm(ANm)mol B.aA(AN)molC.aAm(AN)mol D.aA(ANm)mol 解析：X 原子的质子数为 AN，一个 HmX 中所含的质子数为 ANm，HmX 的摩尔质量为(Am)gmol1，所以 a g HmX 中所含质子的物质的量为aAm(ANm)mol。答案：选 A 求一定质量的某物质中微粒数的答题模板 角度二 元素、核素、同位素的概念辨析3金属钛对人体体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关4822Ti 和 5022Ti 的说法中正确的是()A.4822Ti 和 5022Ti
6、 的质量数相同，互称为同位素B.4822Ti 和 5022Ti 的质子数相同，互称同位素C.4822Ti 和 5022Ti 的质子数相同，是同一种核素D.4822Ti 和 5022Ti 核外电子数相同，中子数不同，不能互称为同位素 解析：A 项二者质量数不同；C 项中子数不同，属于不同核素；D 项质子数相同，互称同位素。答案：选 B 4具有广泛用途的6027Co 放射源首次实现了国内批量生产。另外，钴还有多种原子，如5627Co、5727Co、5827Co和5927Co。下列关于钴原子的说法正确的是()A.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co 和6027Co 是摩尔质量不同的
7、五种同素异形体B.6027Co 放射源可以用来治疗癌症，其中子数与电子数之差等于 6C.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co 和6027Co 互为同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同D.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co 和6027Co 互为同分异构体 解析：5627Co、5727Co、5827Co、5927Co 和 6027Co 互为同位素，物理性质不同，化学性质几乎完全相同，A、C、D 错误；6027Co的中子数为 602733，与电子数之差为 33276，B 正确。答案：选 B 理解元素、同位素、核素概念时的 4 个易错点(1)一种元素可以有多种核
8、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 14 6 C 与16 8 O；也可能具有相同的质量数，如 14 6 C 与 14 7 N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如 11H与 12 6 C。(4)同位素：“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。角度三 相对原子质量的概念辨析516O 中的“16”表示的含义是()氧元素的相对原子质量氧元素的一种同位素的近似相对原子质量氧元素的近似相对原子质量氧元素的一种同位素的质量数A B C D 解析：元素的相对原子质量是该元素的各种同
9、位素的相对原子质量(Mi)与其原子百分含量(n%)乘积的和的值，故错误；同位素的相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与 12C 质量的 112 的比值。同位素的近似相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与12C 质量的 112 的比值的近似整数倍，在数值上与同位素的质量数相等。因此，、正确；元素的近似相对原子质量是各同位素的近似相对原子质量(即质量数)与其原子百分含量乘积的和的值，错误。答案：选 B 6设某元素原子的核内质子数为 m，中子数为 n，则下列论断正确的是()A不能由此确定该元素的相对原子质量B这种元素的相对原子质量为 mnC若碳原子质量为 w g，此原子的质量为(mn)wD核
10、内中子的总质量小于质子的总质量 解析：某元素原子的核内质子数为 m，中子数为 n，则该原子的质量数为 mn。由于题目没有明确该元素还有没有其他同位素原子，因此该元素的相对原子质量不能确定，则 A 正确，B 错误；根据同位素的相对原子质量的定义式，有 mnmXw g12，解得 m(X)mnw12g，则 C 错误；质子数与中子数的大小关系不确定，则质量也不确定，D 错误。答案：选 A 1核外电子排布规律 2原子结构示意图思考：M 层最多排 18 个电子，所以钾的原子结构示意图为：，是否正确？提示：不正确。最外层电子数不能超过 8 个，应为：。问题 1 118 号元素原子结构的特点归纳(1)原子核中
11、无中子的原子：。(2)最外层有 1 个电子的元素：。(3)最外层有 2 个电子的元素：。(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：。HH、Li、NaBe、Mg、HeBe、Ar (5)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素：；最外层电子数是次外层 3 倍的元素：；最外层电子数是次外层 4 倍的元素：。(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：。(7)电子总数为最外层电子数 2 倍的元素：。(8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：。CONeH、Be、AlBeLi、Si (9)内层电子总数是最外层电子数 2 倍的元素：。(10)电子层数是最外层电子数 2 倍的元素：。(11)最外层电子数是电
12、子层数 2 倍的元素：。(12)最外层电子数是电子层数 3 倍的元素：。Li、PLiHe、C、SO 对点练 在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素有()A1 种 B2 种C3 种 D4 种解析：当电子层数为 1 时，为 H 元素；当电子层数为 2 时，为 Be 元素；当电子层数为 3 时，为 Al 元素。答案：选 C 问题 2 10 电子微粒和 18 电子微粒A、B、C、D、E 五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有 10 个电子，已知：AC=DE；BC=2D。请回答：(1)C离子的电子式是_。(2)A离子中的键角为_。(3)分别写出 A和 D 反应、B和
13、 E 反应的离子方程式_、_。(4)除 D、E 外，请再写出两种含 10 个电子的分子的分子式_。(5)除 A、B外，请再写出两种含 10 个电子的阳离子_。解析：本题中五种粒子均有 10 个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10 电子的粒子中，原子有 Ne；阴离子有 N3、O2、F、OH、NH2，阳离子有 Na、Mg2、Al3、NH4、H3O；分子有 CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：AC=DE，推知 A应为 NH4、C为 OH、D为 H2O、E 为 NH3，将其结果代入BC=2D，推知 B应为 H3O。答案：(1)(2)10928(3)NH4 H23H2O H H
14、3O NH3=NH4 H2O(4)CH4、Ne(答案合理即可)(5)Na、Mg2(答案合理即可)寻找 10 电子微粒和 18 电子微粒的思维方法(1)10 电子微粒 (2)18 电子微粒 角度一 核外电子排布规律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()A1 对 B2 对C3 对 D4 对 解析：前 10 号元素的核外电子层数与最外层电子数分别为 1H：1、1；2He：1、2；3Li：2、1；4Be：2、2；5B：2、3；6C：2、4；7N：2、5；8O：2、6；9F：2、7；10Ne：2、8。核外电子层数之比与最外层电子
15、数之比：12 与 12 为 H 和 Be；21 与21 为 C 和 He；22 与 22 无合适的元素。答案：选 B 2短周期元素 X 和元素 Y，元素 X 原子的最外层电子数为 a，次外层电子数为 b；元素 Y 原子的 M层电子数为(ab)，L 层电子数为(ab)，则 X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是()A和水反应 B和硫酸反应C和氢氧化钠反应 D和氧气反应 解析：Y 原子 M 层电子数为 ab，L 层电子数为 ab8，X 元素的次外层电子数为 b，最外层电子数为 a，则 b2，a6。即 X 为 O 元素，Y 为 Si 元素，二者形成的化合物为 SiO2，它能和NaOH 溶液反应生成
16、 Na2SiO3 和 H2O。答案：选 C 3(2016保定质检)A、B、C、D 4 种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为 8。A 原子的 L 层电子数与 K、M 层电子数之和相等，D 原子的 K、L层电子数之和等于电子总数的一半。则 4 种元素的元素符号依次是 A_，B_，C_，D_。解析：A 原子的 L 层电子数与 K、M 层电子数之和相等，所以 A 的核电荷数为 2816，A 为 S 元素。D原子的 K、L 层电子数之和等于电子总数的一半，所以 D 原子的核电荷数是(28)220，D 为 Ca 元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电
17、子数均为 8，可以判断出 B 为 Cl 元素，C为 K 元素。答案：S Cl K Ca 角度二 10e、18e微粒的应用4下列各微粒：H3O、NH4、Na；OH、NH2、F；O22、Na、Mg2；CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是()ABC D 解析：组质子数均为 11，电子数均为 10；组质子数均为 9，电子数均为 10；组质子数依次为 16、11、12，电子数依次为18、10、10；组质子数、电子数均为 10。答案：选 B 5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
18、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_，含有的化学键是_。(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_，其与水反应的化学方程式为_。(4)F 是由两种元素组成的三原子分子，其电子式是_，其电离方程式为_。(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_。答案：(1)K Cl S(2)HCl 共价键(3)F2 2F22H2O=4HFO2(4)H2SHHS，HSHS2(5)H2O2(或 PH3)(6)C2H6 角度三 核外电子排布规律的应用元素推断6(2015海南高考)a、b、c、d
19、 为短周期元素，a 的 M 电子层有 1 个电子，b 的最外层电子数为内层电子数的 2 倍，c 的最高化合价为最低化合价绝对值的 3 倍，c 与 d 同周期，d 的原子半径小于 c。下列叙述错误的是()C只有 a 与其他元素生成的化合物都是离子化合物Db、c、d 分别与氢形成的化合物中化学键均为极性共价键Ad 元素的非金属性最强B它们均存在两种或两种以上的氧化物 解析：短周期元素中 M 层电子数是 1，则 a 的核外电子排布是，a 是 Na 元素；b 的最外层电子数为内层电子数的 2 倍，则 b 的核外电子排布是，则 b 是 C 元素；c 的最高化合价为最低化合价绝对值的 3 倍，则 c 是
20、S 元素；c、d 的原子处于同一周期，d 的原子半径小于 c，根据元素周期律可知 d 是 Cl 元素。A 项，在上述元素中非金属性最强的元素是 Cl 元素，正确。B 项，Na 可以形成 Na2O、Na2O2 两种氧化物；C 可以形成 CO、CO2 两种氧化物；S 可以形成 SO2、SO3 两种氧化物；而 Cl 元素则可以形成 Cl2O、ClO2、ClO3 等多种价态的氧化物，正确。C 项，Na 是金属元素，可以与非金属元素 C、S、Cl 形成离子化合物，正确。D 项，C 元素可以与 H 元素形成乙烷，该分子中含有非极性键，错误。答案：选 D 7.A、B、C、D、E 五种短周期元素，它们的原子序
21、数依次增大；A 元素的原子半径最小；B元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能生成盐；D 与 A 同主族，且与 E 同周期；E 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的34，A、B、D、E 这四种元素，每一种与 C 元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物。请回答下列问题：(1)B 单质的电子式是_。(2)A、B、C、E 可形成两种酸式盐(均由四种元素组成)，两种酸式盐相互反应的离子方程式为_。(3)A、C、E 间可形成甲、乙两种微粒，它们均为负一价双原子阴离子，且甲有 18 个电子，乙有 10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为_。解析：A 的原子半径最小，所以 A 为 H、B 为 N
22、、D 为 Na、E 为 S、C 为 O。(2)形成盐可知一定属于铵盐，酸式盐为 NH4HSO3、NH4HSO4。(3)由 18 电子和10 电子可知甲、乙分别为 HS、OH。答案：(1)(2)HSO3 H=SO2H2O(3)HSOH=S2H2O 全 国 卷1(2013新课标全国卷)短周期元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是()AW2、X BX、Y3CY3、Z2DX、Z2 解析：根据“短周期元素”、“原子序数依次增大”和选项中离子所带的电荷数，可以判断出这四种元素 W、X、Y、Z 对应的离子分别是 O2、Na、Al3和 S2，其中 Na对水的电离平衡无影响，
23、故排除 A、B、D。答案：选 C 2(2011新课标全国卷)短周期元素 W、X、Y 和 Z的原子序数依次增大。元素 W 是制备一种高效电池的重要材料，X 原子的最外层电子数是内层电子数的2 倍，元素 Y 是地壳中含量最丰富的金属元素，Z 原子的最外层电子数是其电子层数的 2 倍。下列说法错误的是()A元素 W、X 的氯化物中，各原子均满足8 电子的稳定结构B元素 X 与氢形成的原子比为 11 的化合物有很多种 C元素 Y 的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D元素 Z 可与元素 X 形成共价化合物 XZ2解析：根据题意，推断出 W 是 Li，X 是 C，Y是 Al，Z 是 S。A 项，L
24、iCl 中的 Li 不满足 8 电子稳定结构，错误；B 项，C 元素和 H 元素可形成 C2H2、C6H6、C8H8 等多种化合物；C 项，Al为两性金属，与强酸、强碱都能反应放出 H2；D项，C 元素和 S 元素能形成 CS2。答案：选 A 地 方 卷3(2015上海高考)中国科学技术名词审定委员会已确定第 116 号元素 Lv 的名称为鉝。关于 293116Lv的叙述错误的是()A原子序数 116 B中子数 177C核外电子数 116 D相对原子质量 293 解析：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，A 正确。在元素
25、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，B 正确。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，等于元素的原子序数，所以该原子的原子核外电子数是 116，C 正确。293 只表示该同位素原子的质量数，由于不知道该元素有几种同位素原子，各种同位素原子的含量是多少，因此不能确定该元素的相对原子质量，D 错误。答案：选 D 4(2015江苏高考)下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是()A质子数为 17、中子数为 20 的氯原子：2017ClB氯离子(Cl)的结构示意图：C氯分子的电子式：llD氯乙烯分子的结构简式：H3CCH2Cl 解析：A 选项，氯原子符号左上角的数据应是质量数，其质量数为 37，错误；B 选项，Cl的最外层电子数应为 8，错误；C选项，电子式表示符合要求，正确；D 选项，结构简式表示的是氯乙烷而不是氯乙烯，错误。答案：选 C 5(2014上海高考)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()AH3O 和 OH BCO 和 N2CHNO2 和 NO2DCH3 和 NH4解析：CH3 中电子数为 8，NH4 中电子数为 10，二者不相等。答案：选 D