2019-2020年高考化學一輪復習 專題6.1 原子結構與性質講案（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題6.1 原子結構與性質講案（含解析） 復習目標： 1、了解元素、核素和同位素的含義。 2、了解原子的構成；了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關系。 3、了解相對原子質量、相對分子質量的定義，并能進行有關的計算。 4、了解原子核外電子的能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子的排布；了解原子核外電子的運動狀態(tài)。 基礎知識回顧： 一、原子結構 1、原子的構成 （1）原子的組成 原子X 原子核 核外電子 質子（Z）個 中子（A-Z）個 電子數(shù)（Z）個 電子排布（分層排布） 核電荷數(shù)（Z） 決定元素的種類 質量數(shù)（A） 近似相對原子質量 在質子數(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 決定主族元素化學性質 原子的電子式 電子層(K、L、M……） 原子結 構示意圖 （2）符號中各數(shù)字的含義 （3）組成原子的各種微粒及相互關系 ①質子數(shù)（Z）= 核電荷數(shù) = 原子序數(shù) ②質量數(shù)（A）= 質子數(shù)（Z） + 中子數(shù)（N） ③陽離子的核外電子數(shù)=質子數(shù)-所帶電荷數(shù) ④陰離子的核外電子數(shù)=質子數(shù)+所帶電荷數(shù) 注：①有質子的微粒不一定有中子如 。 ②有質子的微粒不一定有電子如H+。 ③質子數(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，但不一定都有負價或正價。如F無正價，Na、Mg、Al等無負價。 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)（質子數(shù)）的同一類原子的總稱 具有一定數(shù)目質子和一定數(shù)目中子的一種原子 質子數(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，對同一類原子而言，既有游離態(tài)又有化合態(tài) 微觀概念，對某種元素的一種原子而言 微觀概念，對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 主要通過形成的單質或化合物來體現(xiàn) 不同的核素可能質子數(shù)相同、或中子數(shù)相同、或質量數(shù)相同，或各類數(shù)均不同。 同位素質量數(shù)不同，物理性質有差異，化學性質相同。 實例 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“相對原子質量” （1）同位素的相對原子質量的計算式：Mr= （2）同位素的近似相對原子質量，數(shù)值上約等于該同位素原子的相對質量。 （3）元素的相對原子質量是根據(jù)各種同位素的相對原子質量和他們在自然界中所占的原子個數(shù)百分含量計算的結果。 =Aa%+ Bb%+ Cc%…… 【典型例題1】【xx年高考上海卷第1題】“玉兔”號月球車用Pu作為熱源材料。下列關于Pu的說法正確的是 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性質 D．Pu與Pu具有相同的最外層電子數(shù) 【遷移訓練1】某元素的一種同位素X的原子質量數(shù)為A，含N個中子，它與1H原子組成HmX分子， 在a g HmX中所含質子的物質的量是 (　　) 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，符號分別對應：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，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 K 層排滿后，再排 L 層，依此 類推。 ④最外層電子數(shù)不超過8個(或 2個)，次外層不超過18個，倒數(shù)第3層不超過32個。 2、構造原理　能量最低原理 （1）能層與能級 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能層(序數(shù)為n)最多可容納的電子數(shù)為2n2。 ②能級 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。 （2）構造原理 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，而是按能級順序進行的。 （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造原理能使整個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發(fā)生躍遷，躍遷過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)生躍遷時會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。黑點密的地方表示電子出現(xiàn)的概率大，黑點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：當電子在同一個軌道中排布時； 結論：1個軌道里最多容納2個電子，且自旋方向相反。 B．洪特規(guī)則 條件：當電子排布在同一能級的不同軌道時； 結論：總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，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號元素，其簡單離子的電子層結構相同，下列說法正確的是 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 【遷移訓練2】下列各項敘述中，正確的是 (　　) A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài) B．價電子排布為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 考點詳析： 考點一：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、熟記常見的等電子微粒 （1）常見“10e－”微粒 ①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4； ②陽離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、NH； ③陰離子：F－、O2－、OH－、NH。 （2）常見“18e－”微粒 ①分子：Ar、HCl、H2S、H2O2、F2、C2H6、CH3OH； ②陽離子：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元素最高正價與最低負價之和為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兩者最高價氧化物對應的水化物能相互反應 【遷移應用3】【xx年高考全國大綱卷第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構。A和B、D、E均能形成共 價型化合物。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?；卮鹣铝袉栴}： （1）五種元素中，原子半徑最大的是 ，非金屬性最強的是 （填元素符號）； （2）由A和B、D、E所形成的共價型化合物中，熱穩(wěn)定性最差的是 （用化學式表示）； （3）A和E形成的化合物與A和B形成的化合物反應，產(chǎn)物的化學式為 ，其中存在的化學鍵類型為 ； （4）D最高價氧化物的水化物的化學式為 ； （5）單質D在充足的單質E中燃燒，反應的化學方程式為 ；D在不充足的E中燃燒，生成的主要產(chǎn)物的化學式為 ； （6）單質E與水反應的離子方程式為 。 考點二：化學用語的規(guī)范使用 化學用語的規(guī)范使用及意義 為了書寫和學術交流的方便，采用國際統(tǒng)一的符號來表示各個元素 元素符號 　↓ 原子(核素)符號　 　↓ 原子結構示意圖 　↓ 電子式　在元素符號周圍用“”或“”表示原子的最外層電子(價電子)。 　↓ 電子排布式　根據(jù)構造原理表示：能級符號＋(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＋能級符號”表示軌道名稱。 它們有各自不同的側重點 （1）原子結構示意圖 可表示核外電子的分層排布和核內質子數(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 側重表示原子核的組成，它告訴人們該原子核內的質子數(shù)和質量數(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)字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數(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于繁瑣，把內層電子達到稀有氣體元素原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示。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于構造原理有1個電子的偏差。因為能量相同的原子軌道在全充滿（如p6和d10）、半充滿（如p3和d5）和全空（如p0和d0）狀態(tài)時，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 用方框表示一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子，如氮原子的電子排布圖為： 【典型例題4】【xx上海，2】下列有關物質結構的表述正確的是 (　　) 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．鈉離子的結構示意圖 【遷移應用4】【福建省漳州市七校xx屆高三第二次聯(lián)考化學試題】正確掌握化學用語和化學基本概念是學好化學的基礎。下列有關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 C．氧化鐵的化學式：FeO D．Ca2＋的結構示意圖為，NH4Cl的電子式為