2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題6.1 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題6.1 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)講案（含解析） 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、了解元素、核素和同位素的含義。 2、了解原子的構(gòu)成；了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。 3、了解相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量的定義，并能進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 4、了解原子核外電子的能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見(jiàn)元素(1～36號(hào))原子核外電子的排布；了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 基礎(chǔ)知識(shí)回顧： 一、原子結(jié)構(gòu) 1、原子的構(gòu)成 （1）原子的組成 原子X(jué) 原子核 核外電子 質(zhì)子（Z）個(gè) 中子（A-Z）個(gè) 電子數(shù)（Z）個(gè) 電子排布（分層排布） 核電荷數(shù)（Z） 決定元素的種類 質(zhì)量數(shù)（A） 近似相對(duì)原子質(zhì)量 在質(zhì)子數(shù)決定后，決定原子的種類 最外層電子數(shù) 各層電子數(shù) 同位素 決定主族元素化學(xué)性質(zhì) 原子的電子式 電子層(K、L、M……） 原子結(jié) 構(gòu)示意圖 （2）符號(hào)中各數(shù)字的含義 （3）組成原子的各種微粒及相互關(guān)系 ①質(zhì)子數(shù)（Z）= 核電荷數(shù) = 原子序數(shù) ②質(zhì)量數(shù)（A）= 質(zhì)子數(shù)（Z） + 中子數(shù)（N） ③陽(yáng)離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-所帶電荷數(shù) ④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+所帶電荷數(shù) 注：①有質(zhì)子的微粒不一定有中子如 。 ②有質(zhì)子的微粒不一定有電子如H+。 ③質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素如Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。 ④任何元素都有零價(jià)，但不一定都有負(fù)價(jià)或正價(jià)。如F無(wú)正價(jià)，Na、Mg、Al等無(wú)負(fù)價(jià)。 2、元素、核素、同位素 元素 核素 同位素 概念 具有相同核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱 具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子或同一元素的不同核素 范圍 宏觀概念，對(duì)同一類原子而言，既有游離態(tài)又有化合態(tài) 微觀概念，對(duì)某種元素的一種原子而言 微觀概念，對(duì)某種元素的原子而言。因同位素的存在而使原子的種類多余元素的種類 特性 主要通過(guò)形成的單質(zhì)或化合物來(lái)體現(xiàn) 不同的核素可能質(zhì)子數(shù)相同、或中子數(shù)相同、或質(zhì)量數(shù)相同，或各類數(shù)均不同。 同位素質(zhì)量數(shù)不同，物理性質(zhì)有差異，化學(xué)性質(zhì)相同。 實(shí)例 H、O H、H、N、C、Mg是不同的核素 H、H、H為氫的同位素 3、幾種“相對(duì)原子質(zhì)量” （1）同位素的相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算式：Mr= （2）同位素的近似相對(duì)原子質(zhì)量，數(shù)值上約等于該同位素原子的相對(duì)質(zhì)量。 （3）元素的相對(duì)原子質(zhì)量是根據(jù)各種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量和他們?cè)谧匀唤缰兴嫉脑觽€(gè)數(shù)百分含量計(jì)算的結(jié)果。 =Aa%+ Bb%+ Cc%…… 【典型例題1】【xx年高考上海卷第1題】“玉兔”號(hào)月球車用Pu作為熱源材料。下列關(guān)于Pu的說(shuō)法正確的是 A．Pu與U互為同位素 B．Pu與Pu互為同素異形體 C．Pu與U具有完全相同的化學(xué)性質(zhì) D．Pu與Pu具有相同的最外層電子數(shù) 【遷移訓(xùn)練1】某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子組成HmX分子， 在a g HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是 (　　) A．(A－N＋m)mol B．(A－N)mol C．(A－N)mol D．(A－N＋m)mol 二、核外電子排布 1、核外電子排布 （1）排布方式 分層排布，電子層由里到外依次是：第一、…、七層，符號(hào)分別對(duì)應(yīng)：K、L、M、N、O、P、Q。 （2）排布規(guī)律 ①電子是在原子核外距核由近及遠(yuǎn)，能量由低至高的不同電子層上分層排布。 ②每層最多容納的電子數(shù)為2n2(n代表電子層數(shù))。 ③電子一般總是先排在能量低 的電子層里，即最先排在 K層，當(dāng) K 層排滿后，再排 L 層，依此 類推。 ④最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(或 2個(gè))，次外層不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第3層不超過(guò)32個(gè)。 2、構(gòu)造原理　能量最低原理 （1）能層與能級(jí) ①能層 多電子原子的核外電子的能量是不同的。按電子的能量差異，可將核外電子分成不同的能層。原子核外電子的每一個(gè)能層(序數(shù)為n)最多可容納的電子數(shù)為2n2。 ②能級(jí) 多電子原子中，同一能層的電子，能量也不同，還可以把它們分成能級(jí)。 （2）構(gòu)造原理 隨著原子核電荷數(shù)的遞增，基態(tài)原子的核外電子按照上圖中箭頭的方向依次排布，即1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p……該原理適用于絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布。 【思考】　核外電子排布完全依照電子層順序排列嗎？ 核外電子排布的規(guī)律并不完全依據(jù)電子層順序，而是按能級(jí)順序進(jìn)行的。 （3）能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)光譜 ①能量最低原理 原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。 ②基態(tài)與激發(fā)態(tài) 原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，躍遷過(guò)程中伴隨著能量的變化。 基態(tài)原子 激發(fā)態(tài)原子 （吸收能量） （釋放能量） ③光譜 光(輻射)是電子釋放能量的重要形式之一。不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱為原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱為光譜分析。 （4）電子云與原子軌道 ①電子云 電子云是電子在核外空間各處出現(xiàn)概率的形象化描述。黑點(diǎn)密的地方表示電子出現(xiàn)的概率大，黑點(diǎn)疏的地方表示電子出現(xiàn)的概率小。 ②原子軌道 電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 原子軌道 軌道形狀 軌道個(gè)數(shù) s 球形 1 p 紡錘形 3 ③泡利原理和洪特規(guī)則 A．泡利原理 條件：當(dāng)電子在同一個(gè)軌道中排布時(shí)； 結(jié)論：1個(gè)軌道里最多容納2個(gè)電子，且自旋方向相反。 B．洪特規(guī)則 條件：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)； 結(jié)論：總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同。 C．基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上排布要遵循三個(gè)原則：能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。 【典型例題2】【湖北xx三校聯(lián)考】X、Y均為元素周期表中前20號(hào)元素，其簡(jiǎn)單離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，下列說(shuō)法正確的是 A．X2－的還原性一定大于Y－ B．由mXa＋與nYb－得m＋a＝n－b C．X、Y一定不是同周期元素 D．若X的原子半徑大于Y，則氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性一定是X大于Y 【遷移訓(xùn)練2】下列各項(xiàng)敘述中，正確的是 (　　) A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時(shí)，原子釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài) B．價(jià)電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素 C．所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同 D．24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 考點(diǎn)詳析： 考點(diǎn)一：核外電子排布與元素推斷 1、短周期核外電子排布規(guī)律 （1）最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na； （2）最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg； （3）最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar； （4）最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C； （5）最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O； （6）最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne； （7）次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si； （8）內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P； （9）電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al； （10）電子層數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的原子有Li； （11）最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S； （12）最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子有O。 2、熟記常見(jiàn)的等電子微粒 （1）常見(jiàn)“10e－”微粒 ①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4； ②陽(yáng)離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NH； ③陰離子：F－、O2－、OH－、NH。 （2）常見(jiàn)“18e－”微粒 ①分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH； ②陽(yáng)離子：K＋、Ca2＋； ③陰離子：Cl－、S2－、HS－。 （3）其他等電子微粒 ①“14e－”：Si、N2、CO、C2H2、C； ②“16e－”：S、O2、C2H4、HCHO。 【典型例題3】【廣東省廣州市xx屆高三二?！慷讨芷谠豖、Y、Z、W、R的原子序數(shù)依次增大，X單質(zhì)在暗處與H2劇烈化合并發(fā)生爆炸，Y位于第IA族，Z所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等，W元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)之和為0，R與X同族，則 A．原子半徑：Z＞Y＞X B．X與R的核電荷數(shù)相差18 C．氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：W＞R D．Y與Z兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能相互反應(yīng) 【遷移應(yīng)用3】【xx年高考全國(guó)大綱卷第27題】（15分）五種短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依 次增大，A和C同族，B和D 同族，C離子和B離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。A和B、D、E均能形成共 價(jià)型化合物。A和B形成的化合物在水中呈堿性，C和E形成的化合物在水中呈中性?；卮鹣铝袉?wèn)題： （1）五種元素中，原子半徑最大的是 ，非金屬性最強(qiáng)的是 （填元素符號(hào)）； （2）由A和B、D、E所形成的共價(jià)型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是 （用化學(xué)式表示）； （3）A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物的化學(xué)式為 ，其中存在的化學(xué)鍵類型為 ； （4）D最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式為 ； （5）單質(zhì)D在充足的單質(zhì)E中燃燒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；D在不充足的E中燃燒，生成的主要產(chǎn)物的化學(xué)式為 ； （6）單質(zhì)E與水反應(yīng)的離子方程式為 。 考點(diǎn)二：化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范使用 化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范使用及意義 為了書寫和學(xué)術(shù)交流的方便，采用國(guó)際統(tǒng)一的符號(hào)來(lái)表示各個(gè)元素 元素符號(hào) 　↓ 原子(核素)符號(hào)　 　↓ 原子結(jié)構(gòu)示意圖 　↓ 電子式　在元素符號(hào)周圍用“”或“”表示原子的最外層電子(價(jià)電子)。 　↓ 電子排布式　根據(jù)構(gòu)造原理表示：能級(jí)符號(hào)＋(右上角)數(shù)字。 　↓ 電子排布圖　用方框表示原子軌道，用箭頭表示電子。用“數(shù)字＋能級(jí)符號(hào)”表示軌道名稱。 它們有各自不同的側(cè)重點(diǎn) （1）原子結(jié)構(gòu)示意圖 可表示核外電子的分層排布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，如 （2）電子式 可表示原子最外層電子數(shù)目，如 。 （3）核素符號(hào) 側(cè)重表示原子核的組成，它告訴人們?cè)撛雍藘?nèi)的質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù),并推及中子數(shù)和核外電子數(shù)，如O （4）電子排布式 ①用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式。例如：K：1s22s22p63s23p64s1。 ②為了避免電子排布式書寫過(guò)于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示。例如：K：[Ar]4s1。 ③有少數(shù)元素的基態(tài)原子的電子排布相對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏差。因?yàn)槟芰肯嗤脑榆壍涝谌錆M（如p6和d10）、半充滿（如p3和d5）和全空（如p0和d0）狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。 例如： Cr：1s22s22p63s23p63d44s2() Cr：1s22s22p63s23p63d54s1(√) （5）電子排布圖 用方框表示一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子，如氮原子的電子排布圖為： 【典型例題4】【xx上海，2】下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的表述正確的是 (　　) A．次氯酸的電子式H B．二氧化硅的分子式SiO2 C．硫原子的最外層電子排布式3s23p4 D．鈉離子的結(jié)構(gòu)示意圖 【遷移應(yīng)用4】【福建省漳州市七校xx屆高三第二次聯(lián)考化學(xué)試題】正確掌握化學(xué)用語(yǔ)和化學(xué)基本概念是學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)。下列有關(guān)表述中正確的一組是 A．16O與18O互為同位素；HO、DO、HO、DO互為同素異形體 B．SiH4、PH3、HCl的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng) C．氧化鐵的化學(xué)式：FeO D．Ca2＋的結(jié)構(gòu)示意圖為，NH4Cl的電子式為