2021届高考化学一轮复习原子结构　核外电子排布学案

2021届高考化学一轮复习原子结构　核外电子排布学案

第五章　物质结构　元素周期律 第一节　原子结构　核外电子排布 ‎[高考备考指南]‎ 考纲定位 ‎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、核外电子数及它们之间的相互关系。‎ ‎3.了解原子的核外电子排布规律。掌握原子结构示意图、原子符号、离子符号、元素符号的表示方法。‎ 核心素养 ‎1.微观探析——从核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及其排布掌握原子的微观结构。‎ ‎2.模型认知——根据核外电子排布规律领会原子结构模型。‎ ‎3.科学探究——能发现和提出有探究价值的原子结构及核外电子排布规律。‎ ‎　原子结构　核素与同位素 ‎(对应复习讲义第55页)‎ ‎1．原子结构 ‎(1)原子的构成 ‎(2)核素(原子)符号表示 X表示质子数为Z、质量数为A、中子数为A－Z的核素原子，如氘H。‎ ‎(3)微粒中的“各数”间的关系 ‎①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)‎ ‎②电性关系 ‎③示例：‎ 中子数 质子数 电子数 核电荷数 ‎18O ‎10‎ ‎8‎ ‎8‎ ‎8‎ ‎18O2－‎ ‎10‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎8‎ ‎23Na＋‎ ‎12‎ ‎11‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎2.元素、核素、同位素 ‎(1)“三素”关系及含义 ‎(2)几种重要的核素及其应用 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 ‎(3)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 ‎1．2016年1月5日，江西省国土资源厅宣布，该省地质工作者在浮梁县发现超大型钨铜矿。下列有关W、W、W 的说法正确的是(　　)‎ A．它们是钨的三种元素 B．它们互为同位素 C.W的中子数与质子数之差为110‎ D．它们的所有性质几乎完全相同 B　[它们是钨的三种核素，A项错误；B项，它们的质子数相同、中子数不同，互为同位素，B项正确；W的质量数与质子数之差为110，中子数与质子数之差为36，C项错误；它们的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，D项错误。]‎ ‎2．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：‎ ‎(1)H、H、H分别是氢元素的一种核素，它们互称为同位素。‎ ‎(2)互为同素异形体的微粒是O2和O3。‎ ‎(3)Fe2＋的中子数为30，核外电子数为24。‎ ‎(4)H、H与16O、18O形成的H2O的种类有6种。‎ ‎(5)互为同位素的为H与H，C与C。‎ ‎(6)对于X，按下列要求各举一例(要求：每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)：‎ ‎①Z、n、b相同而A不同：H、H(或C、C)；‎ ‎②A、n、b相同而Z不同：C、N；‎ ‎③A、Z、b相同而n不同：Fe2＋、Fe3＋；‎ ‎④Z、n、A相同而b不同：O2、O3。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅲ，T8)下列叙述正确的是(　　)‎ A．24 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 C．1 mol重水与1 mol水中，中子数比为2∶1‎ D．1 mol乙烷和1 mol乙烯中，化学键数相同 B　[24 g镁与27 g铝的物质的量均为1 mol，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1 mol O2含有16 mol电子，1 mol O3含有24 mol电子，质量相同(设为m g)的O2、O3含有的电子的物质的量分别为 mol＝ mol、 mol＝ mol，B项正确；1 mol D2O含有10 mol中子，1 mol H2O含有8 mol中子，C项错误；1 mol CH3—CH3含有7 mol共价键，1 mol CH2===CH2含有6 mol共价键，D项错误。]‎ ‎4．(2019·邯郸模拟)下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①质子数相同的粒子一定是同一元素　②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子　③电子数相同的粒子不一定是同种元素　④一种元素不能形成不同单质　⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数 A．②④⑤　　　　　　B．①④⑤‎ C．②③④ D．②③‎ B　[①项，NH3与H2O均有10个质子，不是同一元素；④项，O元素可以形成O2、O3两种单质；⑤项，元素的相对原子质量是根据不同核素相对原子质量计算的平均值，不是质量数。]‎ 原子结构与同位素的认识误区 ‎(1)原子不一定都有中子，如H。‎ ‎(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。‎ ‎(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH与OH－等。‎ ‎(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如6C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。‎ ‎(5)同位素的物理性质不同但化学性质几乎相同。‎ ‎(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。　核外电子排布和等电子粒子 ‎(对应复习讲义第56页)‎ ‎1．核外电子排布规律 ‎[示例]　根据1～18号元素，确定符合下列条件的元素 ‎(1)原子核中无中子的原子：H。‎ ‎(2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。‎ ‎(3)最外层有2个电子的元素：He、Be、Mg。‎ ‎(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。‎ ‎(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。‎ ‎(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。‎ ‎(7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。‎ ‎(8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。‎ ‎(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。‎ ‎(10)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li。‎ ‎(11)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。‎ ‎(12)最外层电子数是电子层数3倍的元素：O。‎ ‎2．原子或离子结构示意图 ‎(1)下面为钠的原子结构示意图：‎ ‎(2)＋16 2, 8, 6, 、＋17 2, 8, 8, 、＋19 2, 8, 8, 分别表示粒子的符号为S、Cl－、K＋。‎ ‎(3)N、Ca2＋的结构示意图为＋7__2,__5,__、＋20__2,__8,__8,__。‎ ‎1．“10e－”微粒 CH4←Ne出发点→Na＋→Mg2＋→Al3＋‎ ‎2．“18e－”微粒 S2－PH3SiH4Ar出发点→K＋→Ca2＋‎ ‎　　　　　　　　　　　　　,Ｆ CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……‎ ‎3．其他等电子微粒 ‎(1)“2e－”：H－、Li＋、He。‎ ‎(2)“9e－”微粒：－F、－OH、－NH2、－CH3(甲基)。‎ ‎(3)“14e－”微粒：Si、N2、CO、C2H2。‎ 角度1　核外电子排布规律及应用 ‎1．原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，原子核内质子数为2n2－1。下列有关X的说法中不正确的是(　　)‎ A．X能形成化学式为X(OH)3的碱 B．X能与某些金属元素形成化合物 C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数 D．X可能形成化学式为KXO3的盐 A　[当n＝1时，最外层电子数为2＋1＝3，不合理；当n＝2时，最外层电子数为2×2＋1＝5，质子数为2×22－1＝7，X为N；当n＝3时，最外层电子数为2×3＋1＝7，质子数为2×32－1＝17，X为Cl。]‎ ‎2．(2015·全国卷Ⅱ改编)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。请回答：‎ ‎(1)a、b、c、d的元素符号分别为__________、__________、__________、__________。‎ ‎(2)b的离子结构示意图为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)d的原子结构示意图为________________________________________________________________________。‎ ‎[解析]　由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。‎ ‎[答案]　(1)H　S　Cl　K　(2)＋16 2, 8, 8, ‎ ‎(3)＋19 2, 8, 8, 1, ‎ 角度2　等电子微粒 ‎3．下列各微粒：①H3O＋、NH、Na＋；②OH－、NH、F－；③O、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是(　　)‎ A．①②③　　　　　　　　B．①②④‎ C．②③④　　　 D．①③④‎ B　[①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10。]‎ ‎4．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。‎ ‎①A与B在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)________________________________________________________________________。‎ ‎[解析]　(1)由框图可知，结合10电子微粒可联想到NH＋OH－NH3↑＋H2O或HF＋OH－===F－＋H2O，故A为NH或HF，D为H2O。(2)①结合OH－和H2O属于10电子微粒，联想酸碱中和反应，可知A与B在溶液中的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O或HS－＋OH－===S2－＋H2O或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O；②由反应A＋B===C＋D看出，A中的质子被B结合，A失去质子变成了C，易知结合质子的能力：B＞C。‎ ‎[答案]　(1)[H∶N,H,H∶H]＋(或H∶F,∶)　H∶O,∶H ‎(2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O或H2S＋OH－===HS－＋H2O)　‎ ‎②OH－＞S2－(或OH－＞HS－)‎