考前提分小知识点：原子结构与性质

考前提分小知识点：原子结构与性质

原子结构与性质 考点 1 原子结构 1、原子的构成 中子 N（不带电荷） 同位素 （核素） 原子核 → 质量数（A=N+Z） 近似相对原子质量 质子 Z（带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 最外层电子数决定主族元素的 决定原子呈电中性 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 [特别提醒] 对于公式：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），无论原子还是离子，该公式均适 应。 原子可用 XA Z 表示，质量数 A 写在原子的右上角，质子数 Z 写在原子的左下角，上下两 数值的差值即为中子数。原子周围右上角以及右下角或上面均可出现标注，注意不同位置标 注的含义，右上角为离子的电性和电荷数，写作 n  ；右下角为微粒中所含 X 原子的个数， 上面标注的是化合价，写作  n 形式，注意与电荷的标注进行正确区分，如由氧的一种同位 素形成的过氧根离子，可写作 16 8 -1 O 2 2 。 [例 1]（2008·茂名一模）一定量的锎（98252Cf）是有用的中子源，1mg（98252Cf）每秒约 放出 2. 34xl99 个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是 （ ） A.98252Cf 原子中，中子数为 154 B.98252Cf 原子中，质子数为 98 C.98252Cf 原子中，电子数为 98 D.锎元素的相对原子质量为 252 [解析]98252Cf 原子核外有 98 个电子，核内有 98 个质子，154 个中子，质量数为 252。 [答案]D [规律总结]抓住公式质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），可迅速解决原子和离子 中质子数和中子数的关系。 考点 2 原子核外电子排布规律 决定原子种类 决定 X)(A Z 核 外 电 子 排 布 规 律 1 各电子层最多能容纳 2n2 个电子 即：电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 代表符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 2 最外层电子数目不超过 8 个（K 层为最外层时不超过 2 个）。 3 次外层电子数最多不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。 4 核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才由里往外，依 次排在能量较高，离核较远的电子层。 注意 事项 1.以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求。 2.上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释 1～18 号元素的结构问题，若 要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所遵循的其它规律。 [例 2]（2008·广州二模·理基）X 和 Y 属短周期元素，X 原子的最外层电子数是次外层 电子数的一半，Y 位于 X 的前一周期，且最外层上只有一个电子，下列说法正确的是（ ） A．X 可能是第二周期的非金属元素 B．X 可能是第三周期的金属元素 C．Y 可能与 X 同主族 D．Y 一定是金属元素 [解析]根据题意，因“X 原子的最外层电子数是次外层电子数的一半”，故 X 可能为 Li 或 Si，又“Y 位于 X 的前一周期，且最外层上只有一个电子”，故若 X 为 Li，则 Y 为 H；若 X 为 Si，则 Y 为 Li 。 [答案]C 考点 3 相对原子质量 定义：以 12C 原子质量的 1/12（约 1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所 得的值。其国际单位制（SI）单位为 1，符号为 1（单位 1 一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的 m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与 12C 的质量的 1/12 的比值。一种元素有几 种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量， 相对 诸量 如 35Cl 为 34.969,37Cl 为 36.966。 原子 比较 核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该 质量 核素的质量数相等。如：35Cl 为 35,37Cl 为 37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比 [特别提醒]1-18号元素的原子结构特性： ①原子核中无中子的原子：11H。 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：Be、Mg、He。 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；是次外层电子数 3 倍的元素：O；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：Si。 ⑨内层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：Li、P。 算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与 其原子个数百分比的乘积之和。 注意 ①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。 ②、通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。 [例 4]（2008·汕头二模）某元素一种同位素的原子的质子数为 m，中子数为 n，则下列 说法正确的是( ) A.不能由此确定该元素的原子量 B.这种元素的原子量为(m+n) C.若碳原子质量为 w g，此原子的质量为(m+n)w g D.核内中子的总质量小于质子的总质量 [解析]元素的相对原子质量是各同位素相对原子质量的平均值，所以 A 正确，B 不正确。 由相对原子质量的概念，若设该核素一个原子的质量为 x，并且我们用该核素的质量数代替 核素的相对原子质量时，方有 nmw x  12 ，即 x= 12 )( wnm  ，C 不正确。在原子核内，一 个中子的质量比一个质子的质量略大，但核内的质子数和中子数无法确定，因此 D 不正确。 ［答案］A [规律总结]分清相对原子质量、质量数的有关概念，切不可用核素的相对原子质量代替 元素的相对原子质量。 考点 4 微粒半径的大小比较和 10 电子、18 电子微粒 1．原子半径和离子半径 原 子 半 径 1.电子层数相同时（同周期元素），随原子序数递增，原子半径减小 例：Na＞Mg＞Al＞Si＞P＞S＞Cl 2.最外层电子数相同时（同主族元素），随电子层数递增原子半径增大。 例：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs 离 子 半 径 1.同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。 例：Cl―＞Cl，Fe＞Fe2＋＞Fe3＋ 2.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。例：O2―＞F―＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋ 3.带相同电荷的离子（同主族元素的离子）,电子层越多,半径越大。 例：Li＋＜Na＋＜K＋＜Rb＋＜Cs＋；O2―＜S2―＜Se2― 4.带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。 例：比较 K＋与 Mg2＋可选 Na＋或 Ca2＋为参照可知 K＋＞Na＋（或 Ca2＋）＞Mg2＋ 2．10 电子的微粒： （1）分子： Ne、CH4、NH3、H2O、HF ； （2）离子： Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、NH2-、H3O+、OH-、O2-、F- 。 3．18 电子的微粒：2．（1） （1）分子： Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、CH3CH3、N2H4、H2O2、F2、CH3OH、CH3F 等； （2）离子： S2-、Cl-、K+、Ca2+、HS- 。 [特别提醒]： 记忆 10 电子微粒的方法：首先找出 10 电子的原子（单原子分子）Ne，然后向前寻找 非金属元素对应的氢化物：CH4～HF，向后寻找金属形成的阳离子：Na+～Al3+。在氢化物 的基础上增加或减少 H+，可构成一系列的离子。 记忆 18 电子的微粒方法：首先找出 18 电子的原子（单原子分子）Ar，然后向前寻找 非金属元素对应的氢化物：SiH4～HCl，向后寻找金属形成的阳离子：K+～Ca2+。在氢化物 的基础上减少 H+，可构成一系列的离子。还有部分 18 电子的分子可通过 10 电子的氢化物 分析得到，10 电子的氢化物分子去掉一个 H 得到 9 电子的基团：—CH3、—NH2、—OH、 —F，这些基团两两结合可形成 18 电子的分子。 [例 5]下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是（ ） A.LiI B.NaBr C.KCl D.CsF [解析]离子的电子层数越多，半径越大，卤族离子中，I-的电子层最多，故半径最大， 而碱金属中，Li＋半径最小。 [答案]A