2020届一轮复习鲁科版第5章第16讲原子结构　化学键学案

2020届一轮复习鲁科版第5章第16讲原子结构　化学键学案

第16讲　原子结构　化学键 考纲要求　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、电子式、结构式的表示方法。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。‎ 考点一　原子结构、核素 ‎1．原子构成 ‎(1)构成原子的微粒及作用 原子(X) ‎(2)微粒之间的关系 ‎①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；‎ ‎②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；‎ ‎③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；‎ ‎④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。‎ ‎(3)微粒符号周围数字的含义 ‎(4)两种相对原子质量 ‎①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。‎ ‎②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百分比算出的平均值。‎ 如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。‎ ‎2．元素、核素、同位素 ‎(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 ‎(2)同位素的特征 ‎①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；‎ ‎②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。‎ ‎(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。‎ ‎(4)几种重要核素的用途 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.核外电子排布 ‎(1)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，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。‎ ‎②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，‎ 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。‎ ‎(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(√)‎ ‎(2)核聚变如 H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×)‎ ‎(3)Cl与Cl得电子能力几乎相同(√)‎ ‎(4)一种核素只有一种质量数(√)‎ ‎(5)硫离子的结构示意图：(×)‎ ‎(6)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子(×)‎ ‎(7)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同(×)‎ ‎1．下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。‎ ‎(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号，下同)。‎ ‎(2)形成物质种数最多的元素的原子是________。‎ ‎(3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。‎ ‎(4)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。‎ 答案　(1)②　(2)①　(3)②③⑦　(4)⑤‎ ‎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分别是氢元素的一种________，它们互称为________。‎ ‎(2)互为同素异形体的微粒是________。‎ ‎(3)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_________________________________。‎ ‎(4)上述9种微粒中有______种核素，含有______种元素。‎ 答案　(1)核素　同位素　(2)O2和O3　(3)30　24‎ ‎(4)7　5‎ 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＋与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C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。‎ 题组一　元素、核素、同位素的含义及数量关系 ‎1．下列叙述正确的是(　　)‎ A．40K和40Ca原子中的质子数和中子数都相等 B．某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素 C．任何原子或离子的组成中都含有质子 D．同位素的不同核素的物理、化学性质完全相同 答案　C 解析　40K的质子数是19，中子数是21,40Ca的质子数是20，中子数是20，A项错误；原子最外层只有一个电子的元素不一定是金属元素，如氢元素是非金属元素，B项错误；原子是由原子核和核外电子构成的，原子核由质子和中子构成，原子变成离子，变化的是核外电子，但核内质子不变，所以任何原子或离子的组成中都含有质子，C项正确；同位素的不同核素间核外电子数相同，电子层排布相同，所以化学性质相同，但物理性质不同，D项错误。‎ ‎2．放射性元素碘131(I)和铯137(Cs)是核反应物中的主要元素。下列叙述正确的是(　　)‎ A.I和I的所有性质都相同 B.Cs中含有的中子数比质子数多27‎ C.Cs与I的中子数相同 D.I与I是同素异形体 答案　B 解析　I与I的物理性质不同，化学性质几乎相同，A项错误；Cs中含有的中子数比质子数多137－55－55＝27，B项正确；Cs与I的中子数不同，分别是137－55＝82、131－53＝78，C项错误；I与I的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项错误。‎ ‎3．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子，在a g HmX中所含原子的物质的量为________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。‎ 答案　 (m＋1) mol　N mol　(m＋A－N)NA　(m＋A－N)NA 求一定质量的某物质中粒子数的答题模板 物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数 题组二　核外电子排布规律 ‎4．(2018·静安区一模)下列有关短周期元素原子的说法正确的是(　　)‎ A．当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个 B．原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强 C．原子核外电子中，最外层上的电子能量最高 D．当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构 答案　C 解析　A项，原子形成简单离子，最外层应满足稳定的结构，可为2或8等，如He、Ar等，错误；C项，原子核外电子离核越远，能量越高，正确；D项，最外层上的电子轨道全充满时达到稳定结构，可为2或8，错误。‎ ‎5．已知某粒子的结构示意图为。‎ 试回答：‎ ‎(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。‎ ‎(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。‎ ‎(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)原子　(2)氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子(答案合理即可)‎ ‎(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 解析　(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时粒子为铝原子，y＝7时粒子为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。‎ 考点二　化学键、物质构成 ‎1．化学键 ‎(1)化学键的定义及分类 ‎(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。‎ ‎2．离子键、共价键的比较 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的相互作用 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原子 共用电子对偏向一方原子 形成条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离子键 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键 形成的物质 离子化合物 非金属单质(稀有气体除外)；某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或某些离子化合物 ‎3.电子式的书写方法 ‎(1)概念 在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。‎ ‎(2)书写方法 ‎(3)用电子式表示化合物的形成过程 ‎①离子化合物 如NaCl：。‎ ‎②共价化合物 如HCl： ‎ ‎4．化学键与化合物的关系 ‎(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力(√)‎ ‎(2)所有物质中都存在化学键(×)‎ 解析　惰性气体单原子分子中不存在化学键。‎ ‎(3)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(×)‎ 解析　AlCl3中Al与Cl形成共价键。‎ ‎(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(×)‎ 解析　卤化氢都是共价化合物，分子内都是共价键。‎ ‎(5)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(√)‎ ‎(6)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键(√)‎ 请写出下列微粒的电子式。‎ ‎(1)原子：Na________________，Cl________________________________________。‎ ‎(2)简单离子：Na＋______________，F－____________________________________。‎ ‎(3)复杂离子：NH______________，OH－__________________________________。‎ ‎(4)离子化合物：MgCl2____________，Na2O_________________________，‎ Na2O2__________________。‎ ‎(5)非金属单质及共价化合物：N2___________________________________________，‎ H2O____________________________，H2O2__________________。‎ 答案　(1)　 ‎ ‎(2)Na＋　‎ ‎(3) ‎ ‎(4) ‎ ‎(5) ‎ 题组一　规范书写电子式 ‎1．下列化学用语表示正确的是(　　)‎ A．F－的结构示意图为 B．CO2的电子式为 C．NaCl的电子式为 D．N2的结构式为N==N 答案　A 解析　CO2的电子式为，B项错误；NaCl的电子式为，C项错误；N2的结构式为N≡N，D项错误。‎ ‎2．下列电子式书写正确的是(　　)‎ A．NH3　‎ B．—OH　‎ C．HCl　‎ D．Na2O2　 ‎ 答案　D 解析　NH3的电子式为，A项错误；—OH的电子式为，B项错误；HCl是共价化合物，电子式为，C项错误；Na2O2是离子化合物，电子式为，D项正确。‎ ‎3．已知NaH、NaCN、NaBH4均为离子化合物，分别写出三者的电子式：‎ ‎(1)NaH______________；(2)NaCN________________；‎ ‎(3)NaBH4____________。‎ 答案　(1)　(2)‎ ‎(3)‎ ‎4．根据下列几种共价化合物的结构式，书写电子式：‎ ‎(1)次氯酸(Cl—O—H)______________________________________________。‎ ‎(2)二硫化碳(S==C==S)___________________________________________。‎ ‎(3)甲醛()______________________ _____________________________。‎ ‎(4)肼()___________________________________________________。‎ 答案　(1) (2)‎ ‎(3)　(4)‎ 电子式书写常见的四大误区 题组二　化学键类型与物质类别的关系 ‎5．下列化合物中，既有离子键，又有共价键的是(　　)‎ A．MgCl2 B．Na2O2‎ C．Cl2 D．NH3·H2O 答案　B 解析　A项中两个Cl－与Mg2＋之间以离子键结合；B项中，Na＋与O之间以离子键结合，O中两氧原子之间以共价键结合；D项，NH3·H2O是共价化合物。‎ ‎6．下列关于NaHSO4的说法中正确的是(　　)‎ A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1‎ C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键 答案　D 解析　虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO，破坏的是离子键和共价键。‎ ‎7．(2018·松江区二模)一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物 B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构 C．NF3中只含极性共价键 D．NH4F中既含有离子键又含有共价键 答案　A 解析　NF3为共价化合物，NH4F为离子化合物。‎ 判断离子化合物和共价化合物的三种方法 题组三　“8”电子稳定结构的判断 ‎8．下列分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是(　　)‎ A．C6H6 B．HCN C．CO2 D．N2‎ 答案　C 解析　氢原子不满足8电子稳定结构，A、B项错误；N2是单质，不是化合物，D项错误。‎ ‎9．(2018·蚌埠一模)下列说法正确的是(　　)‎ A．1个乙烷分子中存在8对共用电子对 B．NaOH和Na2O2中均含共价键和离子键 C．将NaH溶于水，得到的水溶液能导电说明NaH是离子化合物 D．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构 答案　B 解析　A项，乙烷分子中含6个C—H共价键和1个C—C 共价键，所以1个乙烷分子中存在7对共用电子对，错误；B项，NaOH的氢氧根离子中氢与氧之间存在共价键，Na2O2的过氧根离子中氧与氧之间存在非极性共价键，所以两者都是含共价键和离子键的离子化合物，正确；C项，NaH与水反应生成氢氧化钠和氢气，不是NaH本身发生电离，不能说明NaH是离子化合物，错误；D项，PCl3的分子中每个原子都达到8电子稳定结构，BCl3中，氯原子最外层达到8电子结构，硼原子只达到6电子结构，错误。‎ ‎8电子结构的判断方法 ‎(1)经验规律法 ‎①凡符合最外层电子数＋|化合价|＝8的皆为8电子结构。‎ ‎②原子序数≤5的原子不能形成8电子稳定结构。‎ ‎(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①COCl2可根据结构式判断各原子均为8电子稳定结构。②N2，写出其电子式，判断两氮原子均满足8电子稳定结构。‎ ‎1．电子式的书写与判断 ‎(1)[2016·全国卷Ⅱ，26(1)]联氨分子(分子式为N2H4)的电子式为_______________，其中氮的化合价为________。‎ 答案　 －2价 ‎(2)[2017·天津理综，7(1)]NaOH的电子式为__________________________。‎ 答案　‎ ‎2．(2017·海南，3)下列分子中，其中子总数为24的是(　　)‎ A．18O3 B．2H217O2 C．14N16O2 D．14C16O2‎ 答案　D ‎3．(2018·江苏，2)用化学用语表示NH3＋HCl===NH4Cl中的相关微粒，其中正确的是(　　)‎ A．中子数为8的氮原子：N B．HCl的电子式：‎ C．NH3的结构式：‎ D．Cl－的结构示意图：‎ 答案　C 解析　C项，NH3的结构式正确；A项，中子数为8的氮原子为N；B项，HCl是共价化合物，电子式为；D项，Cl－的结构示意图为。‎ ‎4．(2013·新课标全国卷Ⅰ，9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其简单离子都能破坏水的电离平衡的是(　　)‎ A．W2－、X＋ B．X＋、Y3＋‎ C．Y3＋、Z2－ D．X＋、Z2－‎ 答案　C 解析　根据题意及选项中W、X、Y、Z所形成的简单离子，可确定W、X、Y、Z分别为O、Na、Al、S四种元素，能发生水解的离子为Al3＋、S2－，故C项正确。‎