全国版2021高考化学一轮复习第15讲原子结构化学键课件

全国版2021高考化学一轮复习第15讲原子结构化学键课件

物质结构 元素周期律 第五章 第 15 讲　原子结构　化学键 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. 了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。　 4. 了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。　 5. 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。 栏 目 导 航 考点一　原子结构　核素 　 考点二　核外电子排布规律 考点三　离子键和共价键 探究高考 · 明确考向 考点一　原子结构　核素 元素 　 原子 　 化学 　 (2) 微粒之间的关系 ①原子中：质子数 ( Z ) ＝ __________ ＝ __________ ＝ ________________ ； ②质量数 ( A ) ＝ __________( Z ) ＋ __________( N ) ； ③阳离子的核外电子数＝质子数－ __________________________ ； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋ __________________________ 。 (3) 微粒符号周围数字的含义 原子序数 　 核电荷数 　 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 　 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 ①同一元素的各种核素的 __________ 不同， __________ 相同，化学性质 ___________________ ，物理性质 __________ 。 ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子 ________________ 不变。 (3) 几种重要的核素 中子数 　 质子数 　 几乎完全相同 　 差异较大 　 百分数 ( 丰度 ) 　 核素 同位素 30 24 7 5 B 　 答案　 B 1 ． 核外电子排布规律 考点二　核外电子排布规律 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 __________ 电子，形成阳离子，表现出 __________ 性，在化合物中均显正化合价。 (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 __________ 电子，活泼非金属原子易形成阴离子。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。 失去 　 还原 　 得到 　 1 ． (2019 · 福建南平质检 ) 核电荷数小于 18 的某元素 X ，其原子核外电子层数为 a ，最外层电子数为 (2 a ＋ 1) 。下列有关元素 X 的说法中，不正确的是 ( 　　 ) A ．元素 X 的原子核内质子数为 (2 a 2 － 1) B ．元素 X 的原子半径一定小于钠的原子半径 C ．由元素 X 形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用 D ．元素 X 形成的简单离子，各电子层的电子数均达到 2 n 2 个 ( n 表示电子层数 ) D 　 解析 若 a ＝ 2 ，则 X 为 N ，若 a ＝ 3 ，则 X 为 Cl 。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知 A 、 B 、 C 项正确； D 项氯离子最外层电子数未达到 2 n 2 个。 2 ．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 __________ 。 ③⑤⑧ 　 ② 　 ③⑤ 　 ①④⑥ 　 ⑦⑧ 　 原子 Ar Cl － S 2 － K ＋ Ca 2 ＋ 短周期常见原子的 12 个核外电子排布规律 (1) 最外层电子数为 1 的原子有 H 、 Li 、 Na ； (2) 最外层电子数为 2 的原子有 He 、 Be 、 Mg ； (3) 最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 Be 、 Ar ； (4) 最外层电子数是次外层电子数 2 倍的原子是 C ； (5) 最外层电子数是次外层电子数 3 倍的原子是 O ； (6) 最外层电子数是次外层电子数 4 倍的原子是 Ne ； (7) 次外层电子数是最外层电子数 2 倍的原子有 Li 、 Si ； (8) 内层电子总数是最外层电子数 2 倍的原子有 Li 、 P ； (9) 电子层数与最外层电子数相等的原子有 H 、 Be 、 Al ； (10) 电子层数为最外层电子数 2 倍的原子有 Li ； (11) 最外层电子数是电子层数 2 倍的原子有 He 、 C 、 S ； (12) 最外层电子数是电子层数 3 倍的原子有 O 。 1 ． 化学键 (1) 概念： ________________________________________ 。 (2) 分类： 考点三　离子键和共价键 使离子相结合或原子相结合的作用力 2 ． 离子键、共价键的比较 静电作用 　 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 阴、阳离子通过 __________ 所形成的化学键 原子间通过 _________________ 而形成的化学键 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方 共用电子对偏向一方原子 共用电子对 　 活泼金属 　 离子键 共价键 非极性键 极性键 形成条件 __________ 元素与 ________________ 元素的原子通过 __________ ，形成离子键 __________ 元素原子之间成键 __________ 种元素原子之间成键 形成 的物质 离子化合物 非金属单质；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或离子化合物 活泼非金属 　 得失电子 　 同种 　 不同 　 (1) 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 AlCl 3 中 Al — Cl 键为共价键。 (2) 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 NH 4 Cl 等。 [ 判一判 ] (1) 所有物质中都存在化学键 ( 　　 ) (2) 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 ( 　　 ) (3) 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 ( 　　 ) (4) 原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键 ( 　　 ) (5) 不同种非金属双原子间形成的共价键一定是极性键 ( 　　 ) × 　 × 　 √ 　 × 　 √ 　 3 ． 化学键与物质类别的关系 4 ． 判断离子化合物和共价化合物的三种方法 (1) 离子化合物是指含有离子键的化合物，包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物，如 NaCl 、 Na 2 O 2 、 NaOH 、 Na 2 O 、 NH 4 Cl 等。 (2) 共价化合物是指只含有共价键的化合物，包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等，如 H 2 S 、 SO 2 、 CH 3 COOH 、 NH 3 · H 2 O 、 H 2 SO 4 等。 [ 填一填 ] 　有以下 9 种物质：① Ne 　② HCl 　③ P 4 ④H 2 O 2 　⑤ Na 2 S 　⑥ NaOH 　⑦ Na 2 O 2 　⑧ NH 4 Cl 　⑨ AlCl 3 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 __________ 。 ① ②⑨ ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧ 5 ． 微粒电子式的书写 题组一　常见微粒或物质电子式的书写 1 ．写出下列微粒或物质的电子式。 电子式书写常见的四大误区 题组二　 “ 8 ” 电子稳定结构的判断 2 ．含有极性键且分子中各原子都满足 8 电子稳定结构的化合物是 ( 　　 ) A ． CH 4 　　　 B ． NaCl 　　　 C ． CO 2 　　　 D ． N 2 C 　 解析 CH 4 中氢原子不满足 8 电子稳定结构， A 项错； NaCl 中的 Na ＋ 和 Cl － 都满足 8 电子稳定结构，但它们之间是离子键， B 错误； N 2 中只含有非极性键且为单质， D 项错。 3 ． (2019 · 河北冀州中学检测 ) 下列物质中所有原子均满足最外层 8 电子稳定结构的化合物是 ( 　　 ) A ． PCl 5 　　　 B ． P 4 　　　 C ． CCl 4 　　　 D ． NH 3 C 　 解析 判断原子满足最外层 8 电子结构的方法为最外层电子数＋所成价键数＝ 8 ， A 、 D 项错误； P 4 为单质，而非化合物， B 项错误； C 项中 5 原子最外层均为 8 电子稳定结构， C 项正确。 8 电子结构的判断方法 (1) 经验规律法 凡符合最外层电子数＋ | 化合价 | ＝ 8 的皆为 8 电子结构。 (2) 试写结构法 判断某化合物中的某原子最外层是否达到 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① H 2 O 中 O 最外层有 8 个电子，而 H 最外层只有 2 个电子，② N 2 中 N 原子最外层有 5 个电子， N 与 N 之间形成 3 个共价键，所以 N 2 中的 N 原子最外层达到 8 电子稳定结构。 题组三　物质变化与化学键 4 ． (2019 · 皖北协作体模拟 ) 下列说法正确的是 ( 　　 ) A ．碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的作用力 B ．盐酸中加入氢氧化钠固体发生反应的过程中，既有共价键和离子键的破坏，又有共价键和离子键的形成 C ． N 2 、 CO 2 和 SiO 2 中都存在共价键，它们都是由分子构成 D ． H 2 和 Cl 2 在光照条件下反应生成 HCl ，反应中一定有共价键的断裂和形成 D 　 解析 A 项，碘晶体受热转变为碘蒸气，吸收的热量用于克服分子间作用力，碘原子间是共价键，错误； B 项，盐酸中加入氢氧化钠固体发生反应的过程中，只有离子键的破坏和共价键的形成，错误； C 项， N 2 、 CO 2 和 SiO 2 中都存在共价键， N 2 、 CO 2 都是由分子构成， SiO 2 是由原子构成，错误； D 项，氢气、氯气和氯化氢中均含有共价键，因此反应中一定有共价键的断裂和形成，正确。 5 ．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 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ===2Na 2 CO 3 ＋ O 2 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形成 D 　 解析 Na 2 O 2 中存在离子键和非极性共价键， CO 2 中存在极性共价键， Na 2 CO 3 中存在离子键和极性共价键， O 2 中存在非极性共价键， D 项符合题意。 化学键的断裂或形成与物质变化关系的两点辨析 (1) 化学变化中一定有化学键的断裂和形成。 (2) 有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如 NaCl 熔化、 HCl 溶于水等，只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成；从溶液中析出晶体时，无化学键的断裂但有化学键的形成，均未发生化学变化。 1 ． “ 迁移法 ” 寻找 “ 10 电子 ” 微粒和 “ 18 电子 ” 微粒 (1) “ 10 电子 ” 微粒 　寻找“等电子”微粒的思维方法及应用 　 (2) “ 18 电子 ” 微粒 CH 3 — CH 3 、 H 2 N — NH 2 、 HO — OH 、 F — F 、 F — CH 3 、 CH 3 — OH …… 1 ． (2019 · 河北衡水模拟 ) A 、 B 、 C 、 D 、 E 是原子序数依次增大的五种短周期元素且 B 、 C 相邻， A 元素可以与 B 、 C 、 E 元素分别形成甲、乙、丙三种物质，且甲、乙均为 10 电子化合物，丙为 18 电子化合物。 D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知：甲＋ E 2 ―→ 丙＋ B 2 ，甲＋丙 ―→ 丁，下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ．离子半径： D>C>B B ． A 与 C 两种元素共同形成的 10 电子粒子有 3 种 C ． D 元素在周期表中的位置是第二周期第 ⅡA 族 D ．丁物质均由非金属元素构成，只含共价键 B 　 解析 A 、 B 、 C 、 D 、 E 是原子序数依次增大的五种短周期元素， A 元素可以与 B 、 C 、 E 元素分别形成甲、乙、丙三种物质，且甲、乙均为 10 电子化合物，丙为 18 电子化合物，则 A 为氢元素， 10 电子化合物可能为 CH 4 、 NH 3 、 H 2 O 、 HF 等；已知甲＋ E 2 ―→ 丙＋ B 2 ，甲＋丙 ―→ 丁，则 E 的单质为双原子分子，故 E 为 Cl 元素，则 B 为 N 元素，因 B 、 C 相邻，则 C 为 O 元素，故甲为 NH 3 、乙为 H 2 O 、丙为 HCl 、丁为 NH 4 Cl ； D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等，原子序数大于氧元素，处于第三周期，最外层电子数为 3 ，故 D 为 Al 元素。 N 3 － 、 O 2 － 、 Al 3 ＋ 电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径： N 3 － >O 2 － >Al 3 ＋ ， A 错误； H 和 O 两种元素共同形成的 10 电子粒子有 H 2 O 、 H 3 O ＋ 、 OH － 3 种， B 正确； Al 元素在元素周期表中的位置是第三周期第 Ⅲ A 族， C 错误；丁为 NH 4 Cl ，含有离子键、共价键， D 错误。 CH 4 、 Ne 　 Na ＋ 、 Mg 2 ＋ 3. 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 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： ① A 与 B 的溶液中反应的离子方程式为 ____________________________________________________________ 。 ②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 ) 。 HS － ＋ OH － ===S 2 － ＋ H 2 O 　 OH － >S 2 － 1 ．写出下列物质的电子式。 (1) (2018 · 天津卷， 7) Mg(OH) 2 的电子式： ________________________ 。 (2) (2017 · 天津卷， 7(1)) NaOH 的电子式为 _________________________ 。 (3) (2016 · 全国卷 Ⅱ ， 26(1)) 联氨分子的电子式为 ______________ ，其中氮的化合价为 _______________ 。 (4) (2015 · 全国卷 Ⅰ ， 27(5)) 以硼酸为原料可制得硼氢化钠 (NaBH 4 ) ，它是有机合 成中的重要还原剂，其电子式为 _______________ 。 探究高考 · 明确考向 C 　 解析 D 　 4 ． (2015 · 全国卷 Ⅱ ， 9) 原子序数依次增大的元素 a 、 b 、 c 、 d ，它们的最外层电子数分别为 1 、 6 、 7 、 1 。 a － 的电子层结构与氦相同， b 和 c 的次外层有 8 个电子， c － 和 d ＋ 的电子层结构相同。下列叙述错误的是 ( 　　 ) A ．元素的非金属性次序为 c>b>a B ． a 和其他 3 种元素均能形成共价化合物 C ． d 和其他 3 种元素均能形成离子化合物 D ．元素 a 、 b 、 c 各自最高和最低化合价的代数和分别为 0 、 4 、 6 B 　 5 ． (2018 · 海南卷， 13) X 、 Y 、 Z 为短周期元素， X 原子的质子数等于 Z 与 Y 的质子数之和， Z 与 Y 位于同一周期， Y 原子核外有 3 个未成对电子，非金属 Z 的一种固体单质可导电。回答下列问题： (1)Y 在周期表中的位置是第 ____ 周期第 ____ 族，其原子结构示意图为 ______ ； Y 与 Z 之间形成的化学键属于 ________ 。 (2)X 、 Y 、 Z 三种元素中原子半径最大的是 ______( 填元素符号 ) ； X 单质既可与盐酸反应，又可溶于氢氧化钠溶液，产生的气体为 ______( 填分子式 ) ，该气体与 Y 单质反应的化学方程式为 ____________________ 。 (3)Z 的最高价氧化物的电子式为 _____________ 。 二　 ⅤA 　 共价键 Al 　 H 2