高中化学一轮复习学案51原子结构原子核外电子排布必修2要点.docx

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高中化学一轮复习学案51原子结构原子核外电子排布必修2要点

第五章原子结构元素周期律

第一节原子结构原子核外电子排布

【考纲全景透析】

一、原子的构成

1.原子的构成

原子的组成表示式：

X，其中X为原子符号，A为质量数，Z为质子数，A－Z为中子数。

2．基本关系

①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＋电荷数

③阴离子中：

质子数＝核外电子数－电荷数

④质量数＝质子数＋中子数

3.元素、核素、同位素之间的关系如下图所示：

元素、核素和同位素的概念的比较

元素

核素

同位素

概念

具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称

具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子

质子数相同而中子数不同的同一元素的原子或同一元素的不同核素

范围

宏观概念，对同一类原子而言，既有游离态又有化合态

微观概念，对某种元素的一种原子而言

微观概念，对某种元素的原子而言。

因同位素的存在而使原子种类多于元素种类

特性

主要通过形成的单质或化合物来体现

不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各类数均不相同

同位素质量数不同，化学性质相同；天然同位素所占原子百分比一般不变；同位素构成的化合物如H2O、D2O、T2O，物理性质不同但化学性质相同

实例

H、O

H、

H、

N、

C、

Mg

H、

H、

H为氢元素的同位素

二、原子核外电子排布

1.电子层的表示方法及能量变化

离核由近及远→电子能量由低到高

2.核外电子分层排布的规律

核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布，其主要规律有：

（1）能量规律

原子核外电子总是先排能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层（能量最低原理）。

即排满了K层才排L层，排满了L层才排M层。

（2）分层排布规律

①原子核外每个电子层最多容纳2n2个电子。

②原子最外层电子数不超过8个电子（K层为最外层不能超过2个电子）。

③原子次外层电子数不超过18个电子（K层为次外层不能超过2个电子）。

〖考点一〗原子的构成及概念比较1.构成原子的粒子

2.组成原子的各种粒子及相互关系

（1）原子或分子：

质子数（Z）=核电荷数=核外电子数

（2）阳离子：

核外电子数=质子数-所带电荷数

（3）阴离子：

核外电子数=质子数+所带电荷数

3.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较

同位素

同素异形体

同系物

同分异构体

对象

原子

单质

有机化合物

无机、有机化合物

特点

①质子数相同

②中子数不同

③原子之间

①属同一元素

②单质之间

①符合同一通式

②结构相似

③组成相差一个或若干个CH2原子团

①分子式相同

②结构式不同

实例

H、D和T;

35Cl和37Cl

O3和O2；

金刚石和石墨

甲烷、乙烷

正戊烷、异戊烷、

新戊烷

〖提醒〗

（1）质子数与核外电子数之间的关系，对于原子不易出错，对于阴、阳离子容易出错。

应清楚阳离子核外电子数少于质子数，阴离子核外电子数多于质子数。

（2）元素、同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的判断关键是描述的对象。

如：

①具有相同质子数的两微粒不一定是同种元素，如Ne和H2O。

②质子数相同而中子数不同的两微粒不一定互为同位素，如14N2和13C16O。

③2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体。

【典例1】铀（U）是重要的核工业原料，其中23592U是核反应堆的燃料，下列关于23592U和23892U的说法正确的是（）

A．23592U和23892U都含有92个中子B．23592U和23892U互为同位素

C．23592U和23892U的核外电子数不同D．23592U和23892U分别含有143和146个质子

【总结】若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是

（1）两种原子（同位素）如：

H、

H、

H。

（2）两种分子如：

CH4、NH3、H2O、HF、Ne。

（3）两种带电荷数相同的阳离子，如NH

、H3O＋。

（4）两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。

〖考点2〗特殊核外电子排布的微粒

1.识记1－20号元素的特殊电子层结构

（1）最外层有1个电子的元素：

H、Li、Na、K；

（2）最外层电子数等于次外层电子数的元素：

Be、Ar；

（3）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：

C；

（4）最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：

O；

（5）最外层电子数是内层电子总数一半的元素：

Li、P；

（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：

Ne；

（7）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：

Li、Si；

（8）电子层数与最外层电子数相等的元素：

H、Be、Al；

（9）电子层数是最外层电子数2倍的元素：

Li、Ca；

（10）最外层电子数是电子层数2倍的元素：

He、C、S。

2.找10电子微粒和18电子微粒的方法

（1）10电子微粒

（2）18电子微粒

（3）10e－与18e－微粒

原子

分子

阴离子

阳离子

10e－

Ne

HF、H2O、NH3、CH4

F－、O2－、N3－、OH－、NH

Na＋、Mg2＋、Al3＋、H3O＋、

NH

18e－

Ar

HCl、H2S、PH3、SiH4、

F2、H2O2、N2H4、C2H6、

CH3OH、CH3F

Cl－、S2－、HS－、O

K＋、Ca2＋

【典例2】现有部分元素的原子结构特点如表：

X

L层电子数是K层电子数的3倍

Y

核外电子层数等于原子序数

Z

L层电子数是K层和M层电子数之和

W

共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体单质

（1）画出W原子结构示意图__________________________。

（2）元素X与元素Z相比，非金属性较强的是__________，写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式_________________________________________________。

（3）X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为__________。

（4）元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q，元素W和元素Y化合形成的化合物M，Q和M的电子总数相等。

以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式__________________________________________________。

【高考零距离】

【2012高考】

1、（2012·大纲版全国卷·10）元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径，X元素为

A．AlB．PC．ArD．K

2、（2012·海南高考·9）下列有关化学用语使用正确的是

A．NH4Br的电子式：

B．S2-的结构示意图：

C．乙酸的分子式：

CH3COOHD．原子核内有l8个中子的氯原子：

3、（2012·天津高考·3）下列叙述正确的是（）

A．乙酸与丙二酸互为同系物B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键

C．

U和

U是中子数不同质子数相同的同种核素

D．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构

【2011高考】

1.（2011·海南高考·4）

I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中

I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。

下列有关

I的叙述中错误的是（）

A．

I的化学性质与

I相同B．

I的原子序数为53

C．

I的原子核外电子数为78D．

I的原子核内中子数多于质子数

2.（2011·天津高考·2）以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是

A.第IA族元素铯的两种同位素137Cs比133Cs多4个质子

B.同周期元素（除0族元素外）从左到右，原子半径逐渐减小

C.第VIIA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强

D.同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低

3.（2011·新课标全国卷·13）短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。

元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。

下列说法错误的是

A.元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构

B.元素X与氢形成的原子比为1：

1的化合物有很多种

C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成

D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ？

【2010高考】

1.（2010·上海卷）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：

元素代号

X

Y

Z

W

原子半径/pm

160

143

70

66

主要化合价

+2

+3

+5、+3、-3

-2

下列叙述正确的是

A．X、Y元素的金属性X

C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水

D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来

2.（2010江苏卷）13．已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素，其中元素A、E的单质在常温下呈气态，元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，元素C在同周期的主族元素中原子半径最大，元素D的合金是日常生活中常用的金属材料。

下列说法正确的是

A．元素A、B组成的化合物常温下一定呈气态

B．一定条件下，元素C、D的最高价氧化物对应的水化物之间能发生反应

C．工业上常用电解法制备元素C、D、E的单质

D．化合物AE与CE古有相同类型的化学键

3.（2010·四川理综卷）下列说法正确的是

A.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表IIA族

B.主族元素X、Y能形成

型化合物，则X与Y的原子序数之差可能为2或5

C.氯化氢的沸点比氟化氢的沸点高D.同主族元素形成的氧化物的晶体类型均相同

非选择题

1.（2012·上海高考·四大题）四、（本题共8分）

2009年《自然》杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。

完成下列填空：

23．10Be和9Be_______。

a．是同一种原子b．具有相同的中子数

c．具有相同的化学性质d．具有恒定的丰度

Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素相互组成的化合物属于_____晶体。

24．Al和Be具有相似的化学性质，写出BeCl2水解反应的化学方程式_____。

25．研究表明26Al可以衰变为26Mg，可以比较这两种元素金属性强弱的方法是____。

a．比较这两种元素的单质的硬度和熔点

b．在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液

c．将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用，并滴入酚酞溶液

d．将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用

26．目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。

写出和Ar核外电子排布相同的阴离子的半径由大到小的顺序______（用化学符号表示）；其中一种离子与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用做干燥剂，此化合物的电子式是_______。

【考点提升训练】

一、选择题

1近20年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。

如在陆地生态研究中，2H、13C、15N、18O、34S等被视做环境分析指示原子。

下列说法中正确的是（　　）

A．34S原子核内的中子数为16B．1HO的摩尔质量为20g/mol

C．13C和15N核内的质子数相差2D．2H＋核外电子数为2

2.（2012·莱芜模拟）3717Cl、3517Cl为不同的核素，NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（）

A.常温下，4.48L3517Cl2含有7.2NA个中子

B.3717Cl、3517Cl互为同位素，3517Cl2与3717Cl2互为同分异构体

C.通常情况下，氯气做氧化剂，但氯气也具有还原性

D.3717Cl2的摩尔质量是74

3.已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（　　）

A．质子数c>d

B．离子的还原性Y2－>Z－

C．氢化物的稳定性H2Y>HZ

D．原子半径X

4.（2012·吉林长春十一中模拟）2002年,科学家获得了非常罕见的Fe45原子,又使用特制的测量仪器观测到,这种Fe45原子发生衰变时放出两个质子。

以下关于

的说法正确的是（）

A.该原子的质子数与中子数之差为3

B.科学家们获得了一种新元素

C.

与

化学性质相同

D.这种铁原子衰变放出两个质子后成为

5.（2012·杭州学军中学期中）下列表述正确的是（）

A.次氯酸的电子式

B.

与

互为同位素

C.乙醇与二甲醚互为同分异构体

D.

、CO、C互为同素异形体

6.科学家已经探明月球上有大量3He存在，以下关于3He的说法不正确的是（）

A.向两个相同的密闭容器中充入3He和O2，当它们的温度和密度都相同时，两种气体的压强p（3He）>p（O2）

B.3He的质量数为3，所以3He原子的近似相对原子质量为3

C.32He与42He互为同素异形体

D.体积相同、密度相同的3He与HD具有相同的中子数

8．（2012·烟台模拟）下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是（　　）

A．37Cl与39K具有相同的中子数

B．第114号元素的一种核素

X与82Pb具有相同的最外层电子数

C．H3O＋与OH－具有相同的质子数和电子数

D．O

和S2－具有相同的质子数和电子数

10.列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是（）

A．37Cl与39K具有相同的中子数

B．第114号元素的一种核素298114X与82Pb具有相同的最外层电子数

C．H3O＋与OH－具有相同的质子数和电子数D．O22-和S2－具有相同的质子数和电子数

11.下列说法中正确的是

A.短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构

B.同一主族的元素原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同

C.

为不同的核素，有不同的化学性质

D.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数

12.

化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列有关化学用语表示正确的是

A．S2－的结构示意图：

B．N2的电子式：

C．次氯酸的结构式：

H—O—ClD．氢氧化钠的电子式

二、非选择题

15.元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。

已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N-、Z+、X+的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体，据此回答下列问题：

（1）写出Z与N形成的化合物的电子式_______。

（2）X与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式_______（分解反应）。

（3）下表表示由上述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：

_______________。

（4）A、B均为由上述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为1∶1∶1。

若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为_________，B的化学式为________。

16．（2012·衡水一中高三质检）下表中阿拉伯数字（1、2……）是元素周期表中行或列的序号。

请参照元素A～I在周期表中的位置，回答下列问题。

（1）B、C两元素中非金属性较强的是________（写出元素名称），请设计一个简单的实验证明这一结论_____________________________________。

（2）表中某元素能形成两性氧化物，写出该氧化物溶于氢氧化钠溶液的离子反应方程式_______________________________________________________。

（3）表中某元素的单质在常温下为气态，该元素能与A～I中的一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种共价化合物X和Y，该元素还能与A～I中的另一种元素构成原子个数比为1∶1和1∶2的两种离子化合物Z和M。

写出Z与Y反应的化学方程式：

_________________________________________。

（4）I元素在周期表中的位置是第______周期、第______族。