1、第16讲原子结构考纲要求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。考点一原子结构、核素1原子构成(1)构成原子的微粒及作用(2)微粒之间的关系原子中：质子数(Z)核电荷数核外电子数；质量数(A)质子数(Z)中子数(N)；阳离子的核外电子数质子数电荷数；阴离子的核外电子数质子数电荷数。(3)符号中各数字的含义2元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。(3)
2、氢元素的三种核素H：名称为氕，不含中子；H：用字母D表示，名称为氘或重氢；H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。(4)几种重要核素的用途(4)几种重要核素的用途核素UCHH O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(1)并非所有的原子都含有中子，H原子核中只有一个质子，没有中子。(2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。(3)1H2和2H2既不是同位素，也不是同素异形体。 3两种相对原子质量(1)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1/12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。(2)元素的相对原子质
3、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。如：Ar(Cl)Ar(35Cl)a%Ar(37Cl)b%。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HHHen，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化()(4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素()(5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化()(6)Cl与Cl得电子能力几乎相同()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2填空。(1)有5种单核粒
4、子，它们分别是、2、(“”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_，因为它们是具有相同_的同一类原子。(3)在H、H、H、6C、6C、6C、7N、7N中，核素、元素的种数分别为_种、_种。(4)6C、6C、6C的关系为_，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)氢元素核电荷数(质子数)(3)83(4)互为同位素相同的质子数和不同的中子数1(2019贵州织金一中月考)由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子，下列说法不正确的是()A可以用KSCN溶液鉴别FeCl3和FeCl3B.F
5、e与Fe的电子数相同C.Fe与Fe互为同位素D.Fe的中子数小于质子数A同位素的化学性质基本相同，无法用KSCN溶液鉴别FeCl3和FeCl3，A错误；Fe和Fe的电子数均为26，B正确；Fe和Fe的质子数相同，中子数不同，所以互为同位素，C正确；Fe的中子数质量数质子数452619，中子数小于质子数，D正确。2.H、H、H、H、H2是()A氢的五种同位素 B五种氢元素C氢的五种核素 D氢元素的五种不同粒子DH、H、H三种微粒质子数相同，都为1；但中子数分别为0、1、2，它们是同一种元素的三种不同核素，互为同位素。H是质子数为1，电子数为0，带一个单位正电荷的微粒。H2是由两个H原子构成的分子
6、。总之，它们属于氢元素的五种不同粒子。3氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.96975.77%36.96624.23%35.453中()A75.77%表示35Cl的质量分数B24.23%表示35Cl的丰度C35.453表示氯元素的相对原子质量D36.966表示37Cl的质量数C4(2019河北武邑中学月考)某元素的一种核素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，a g HmX中所含质子的物质的量是()A.mol BmolC.mol DmolAHmX的相对分子质量为Am，a g HmX分子的物质的量n；X原子的质量数为A，含N个中子，则质子数为AN，所
7、以a g HmX分子中含质子的物质的量为mol(ANm)mol，A正确。求一定质量的某物质中微粒数的答题模板物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数 考点二原子核外电子排布1核外电子排布规律电子层的表示方法1234567KLMNOPQ能量规律数量规律每层最多容纳的电子数为2n2。最外层电子数不超过8(K层为最外层电子数不超过2)。次外层电子数不超过18。2.原子结构示意图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，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，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，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴
8、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。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)硫离子的结构示意图： ()(2)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子()(3)非金属元素原子的核外电子数一般大于或等于4()(4)核外电子首先占据能量较高的电子层()(5)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍()(6)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同()(7)NH与Na的质子数与电子数均相同()(8)16O与18O是氧元素的两种核素，16O与18O核外电子排布方式相同()答案：(1)(2)(3)(4)(5)
9、(6)(7)(8)2下图为几种粒子结构示意图，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_。答案：(1)(2)(3)3按要求填空(均为短周期元素)。(1)最外层电子数为1的元素有_(填元素符号，下同)。(2)最外层电子数为2的元素有_。(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有_。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是_。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是_。(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有_。(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的
10、元素有_。(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有_。(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有_。(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有_。答案：(1)H、Li、Na(2)He、Be、Mg(3)Be、Ar(4)C(5)O(6)Li、Si(7)Li、P(8)H、Be、Al(9)He、C、S(10)O题组一核外电子排布规律1在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n1)层相同；当它作为原子的次外层时，其电子数比(n1)层多10个，则此电子层是 ()AK层BL层CM层DN层C2两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
11、有 ()A1对 B2对 C3对 D4对B在周期表的前10号元素中，电子层数之比和最外层电子数之比若为11，则为H和Be；若为12，则为He和C，故选B。题组二根据核外电子排布推断元素3两种元素原子X和Y，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X、Y分别是 ()A硅原子和钠原子 B硼原子和氮原子C氮原子和碳原子 D碳原子和铝原子D由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子，说明Y的M层电子数至少有3个，那么Y的L层必定有8个电子，则X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数分
12、别是6和13，即为碳原子和铝原子，D项正确。4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：_。答案：(1)原子(2)氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子(答案合理即可)(3)Al(OH)33H=Al33H2O寻找“等电子”粒子的思维方法1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CH3CH3、H2NNH2、HOOH、FF、FCH3、CH3OH2记忆其他等电子微粒(1
13、)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。3质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子。(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O。(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH、F。集训1下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()AH3O和OHBCO和N2CHNO2和NO DCH和NHDA.H3O和OH均含有10个电子；B.CO和N2均含有14个电子；C.HNO2和NO均含有24个电子；D.CH中含有8个电子，而NH含有10个电子。集训2A、B、C
14、、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的电子式是_。(2)分别写出A和D反应、B和E反应的离子方程式_、_。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式_。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个电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3、O2、F、OH、NH；阳离子有Na、Mg2、Al3、NH、H3O；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有AC=DE，推知A应为NH，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)H(2)N
15、HH2ONH3H2OHH3ONH3=NHH2O(3)CH4、Ne、HF(任选两种)集训3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：(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)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6集训4已知A
16、、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均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：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，请写出：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)。答案：(1)HNHO H(2)HSOH=S2H2OOHS21(2018全国卷，8)下列叙述正确的是()A24 g镁与27 g铝中，含有相同的质子数B同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C1 mol重水与1 mol水中，中子数比为21D1 mo
17、l乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同BB对：等质量的氧气和臭氧，所含氧原子数相等，故电子数相同。A错：24 g Mg、27 g Al的物质的量均为1 mol,1个Mg原子和1个Al原子所含的质子数分别为12、13，故24 g镁与27 g铝中含有的质子数分别为12 mol和13 mol。C错：1个D2O分子含有10个中子，1个H2O分子含有8个中子，1 mol重水与1 mol水中含有的中子数之比为108(54)。D错：1个乙烷分子中含有7对共用电子，而1个乙烯分子中含有6对共用电子，故1 mol乙烷与1 mol乙烯中，含有的化学键数不相同。2(2017海南，3)下列分子中，其中子总数为24的是
18、()A18O3B2HO2C14N16O2 D14C16O2DA项，1 mol 18O中含有中子的物质的量为(188) mol10 mol，即1 mol 18O3中含有中子的物质的量为310 mol30 mol，错误；B项，1 mol 2HO2中含有中子的物质的量为(2129)mol20 mol，错误；C项，1 mol 14N16O2中含有中子的物质的量为(728)mol23 mol，错误；D项，1 mol 14C16O2中含有中子物质的量为(828)mol24 mol，正确。3(2017北京，7)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中子数为176的Ts核素符号是TsD4(2013新课标全国卷，9)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、XBX、Y3CY3、Z2 DX、Z2C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，可以判断出四种元素对应的离子分别是O2、Na、Al3和S2，其中Na对水的电离平衡无影响，故排除A、B、D，选C。