人类对原子结构的认识

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1、3人类对原子结构的认识 夯实基础 1 知识体系考点必备考点一：元素与同位素的比较元素 同位素定义 具有相同的核电荷数的同一类原子的总称 具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子间的互称备注元素的种类由质子数决定，而与中子数、核外电子数无关。因此同种元素可以有若干种不同的核素同位素化学性质几乎完全相同；稳定同位素在自然界中的原子个数百分含量不变实例16O2、 18O2 和 H2O 中的 O 原子均为氧元素 、 、 均为氢元素的同位素H1231同位素定义：核电荷数相同、中子数不同的同一元素的不同原子特点同一种元素，可有若干不同原子同位素化学性质几乎完全相同天然同位素在地壳中的丰度几乎完全一致

2、质量数（A）质子数（Z）中子数（ N）原子的近似相对原子质量三数关系 原子的核外电子数核内质子数核电荷数原子序数阳离子核外电子数核内质子数电荷数阴离子核外电子数核内质子数电荷数原子组成核外电子原子核质子决定元素种类中子决定元素同位素最外层电子决定元素的性质电子层数决定周期最外层电子数决定主族序数电子排布规律各电子层最多容纳的电子数为 2n2核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后依次排布在能量较高的电子层里最外层电子数不超过 8 个（K 层时为 2 个） ，次外层不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个原子结构1(07 上海) 是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。 的浓缩一直为国

3、际社会关U2359 U2359注。下列有关 说法正确的是2359A 原子核中含有 92 个中子 B 原子核外有 143 个电子2359 2359C 与 互为同位素 D 与 互为同素异形体U23592389 U235923892 （09 全国）某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为 152.0，原子核外的电子数为 63。下列叙述中错误的是A它是副族元素B它是第六周期元素C它的原子核内有 63 个质子D它的一种同位素的核内有 89 个中子考点二：原子的组成表示质量数为 A，质子数为 Z 的一个原子XAZ1核电荷数核内质子数原子核外电子数2质量数（A）质子数（ Z）中

4、子数（N ）3离子所带电荷数质子数核外电子总数3 （08 全国 I）某元素的一种同位素 X 的原子质量数为 A ，含 N 个中子，它与 1H 原子组成 HmX 分子。在 a g HmX 中所含质子的物质的量是A (AN+m) mol B (A 一 N) molaA+ m aAC (AN) mol D (A 一 N+m) mol aA+ m aAXAZ原子核 质子中子 质量数 近似相对原子质量 同位素（两个特性）决定原子种类 核电荷数 决定元素种类核外电子数电子数电子排布最外层电子数各层电子数电子层 原子结构示意图原子的电子式决定主族元素的化学性质原子4 （08 江苏）下列排列顺序正确的是热稳定

5、性：H 2OHFH 2S 原子半径：Na MgO酸性： H3PO4H 2SO4HClO 4 结合质子能力：OH -CH 3COO-Cl -A B C D考点三：原子核外电子排布1电子层的划分电子层数 1 2 3 4 5 6 7符 号 K L M N O P Q离核距离 近 远能量高低 低 高2核外电子的排布规律（1）各电子层最多容纳的电子数为 2n2 个（2）最外层电子数不超过 8 个（K 层时为 2 个） ，次外层不超过 18 个，倒数第三层不超过32 个（3）核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布（即排满 K 层再排 L 层，排满 L 层

6、再排 M 层） 。3原子（或离子）的结构示意图5 （08 上海）化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语正确的是ACO 2 的电子式 BCl 的结构示意图C乙烯的结构简式 C2H4 D质量数为 37 的氯原子 17 37Cl6 （09 江苏）下列有关化学用语使用正确的是A硫原子的原子结构示意图：BNH 4Cl 的电子式：C原子核内有 10 个中子的氧原子： O18D对氯甲苯的结构简式：考点四：原子结构1118 号元素原子结构的特点（1）原子核中无中子的原子： 1H（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）最外层电子等于

7、次外层电子数的元素：Be、Ar（5）最外层电子数等于次外层电子数 2 倍的元素：C；是次外层 3 倍的元素：O；是次外层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）内层电子数总数是最外电子数 2 倍的元素：Li、P2核外电子数相等的粒子（1）稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。与 He 原子电子层结构相同的离子：H -、Li +、Be 2+与 Ne 原子电子层结构相同

8、的离子：N 3-、O 2-、F -、Na +、Mg 2+、Al 3+与 Ar 原子电子层结构相同的离子：P 3-、S 2-、Cl -、K +、 Ca2+（2）核外电子总数为 10 个电子的粒子分子：Ne、HF 、H 2O、NH 3、CH 4（说明：非金属氢化物中 H 原子数3 时，把写 H 在后面）阳离子：Na +、Mg 2+、Al 3+、H 3O+、NH 4 、CH 5+阴离子：F 、O 2 、N 3 、OH 、NH 2 、CH 3（3）核外电子总数为 18 个电子的粒子分子：Ar 、HCl、H 2S、PH 3、SiH 4、F 2、H 2O2、N 2H4、C 2H6、CH 3F、CH 3OH

9、、CH 3NH2、FNH 2 等阳离子：K +、Ca 2+阴离子：Cl 、S 2 、P 3 、HS 7 （09 江苏）X、Y、Z、W、R 是 5 种短周期元素，其原子序数依次增大。 X 是周期表中原子半径最小的元素，Y 原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍，Z、W、R 处于同一周期，R 与 Y 处于同一族，Z、W 原子的核外电子数之和与 Y、R 原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是A元素 Y、Z、W 具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大B元素 X 不能与元素 Y 形成化合物 X2Y2C元素 Y、R 分别与元素 X 形成的化合物的热稳定性：X mYX mR D元素 W、R 的最高价

10、氧化物的水化物都是强酸8(07 江苏) 通常情况下，微粒 A 和 B 为分子，C 和 E 为阳离子，D 为阴离子，它们都含有10 个电子；B 溶于 A 后所得的物质可电离出 C 和 D；A、B、E 三种微粒反应后可得 C 和一种白色沉淀。请回答：(1)用化学符号表示下列 4 种微粒：A_ ；B_；C_；D_。(2)写出 A、B、 E 三种微粒反应的离子方程式：_。针对训练答案：1C 2D 3A 4B 5B 6C 7C8答案:(1)H 2O；NH 3；NH ；OH 。(2) Mg 2 2NH 32H 2O = Mg(OH)22NH 或Al3 3NH 33H 2O = Al(OH)33NH 。典例

11、精讲例题 1：（2007 上海）请你运用所学的化学知识判断，下列有关化学观念的叙述错误的是A几千万年前地球上一条恐龙体内的某个原子可能在你的身体里B用斧头将木块一劈为二，在这个过程中个别原子恰好分成更小微粒C一定条件下，金属钠可以成为绝缘体D一定条件下，水在 20 时能凝固成固体解析：选项 A，根据质量守恒定律可知其说法成立；选项 B，改变原子中核外电子可通过化学反应来实现，而改变原子核构成需通过核聚变或核裂变来实现，由此可见斧头劈木块时，是不存在上述两种过程的；选项 C，在一定条件下，使金属钠以气态原子形式存在，此时缺少自由电子的钠可成为绝缘体；选项 D，水的凝固点会随压强增大而升高。答案：

12、B实战演练1 （08 山东）下列由事实得出的结论错误的是A维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限B门捷列夫在前人工作的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新CC 60 是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性D科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科2 （08 广东）在下列变化过程中，只发生物理变化的是A荔枝酿酒 B酸雨侵蚀建筑物C空气液化制取氮气 D生石灰遇水成为熟石灰例题 2：（06 广东）X、Y、Z 和 R 分别代表种元素。如果 aXm+、 bYn+、 cZn 、 dRm 四种离子的电子层结构相同（a、

13、b、c、d 为元素的原子序数） ，则下列关系正确的是Aac=mn Bab=nmCc d=m+n Dbd=n+m解析：题述中的离子均属于由一种元素单个原子形成的简单离子。离子所带电荷数等于原子得失的电子数。阳离子所带正电荷数等于原子失去的电子数。所以，阳离子的核外电子数核电荷数阳离子所带的电荷数。 aXm+的核外电子数等于（am） ， bYn+的核外电子数等于（bn） 。阴离子所带的负电荷数等于原子得到的电子数。所以，阴离子的核外电子数核电荷数阴离子所带的负电荷数的绝对值。 cZn 的核外电子数等于（c+n） ， dRm 的核外电子数等于（d+m） ，4 种离子的电子层结构相同，也就是 4 种离

14、子肯定有相同的核外电子数。所以有等量关系 am=b n=c+n=d+m，整理可得：ac=m+n，ab=mn，c d=mn，bd=m+n 。故只有 D 项正确。答案：D实战演练3 （08 广东）元素 X、Y 和 Z 可结合形成化合物 XYZ3；X、Y 和 Z 的原子序数之和为 26；Y 和 Z 在同一周期。下列有关推测正确的是AXYZ 3 是一种可溶于水的酸，且 X 与 Y 可形成共价化合物 XYBXYZ 3 是一种微溶于水的盐，且 X 与 Z 可形成离子化合物 XZCXYZ 3 是一种易溶于水的盐，且 Y 与 Z 可形成离子化合物 YZDXYZ 3 是一种离子化合物，且 Y 与 Z 可形成离子化合物 YZ3解析：由题目可知，XYZ 3 可能的物质有： HClO3，NaNO 3，MgCO 3，AlBO 3。若 XYZ3 为一种可溶于水的酸 HClO3，XY（HO）不能形成共价化合物 A 错；若 XYZ3 为 MgCO3微溶于水，可 XZ 形成离子化合物 MgO，B 正确；若 XYZ3 为 NaNO3 易溶于水的盐，YZ（NO ）不是离子化合物，C 错；若 XYZ3 离子化合物，YZ 2 为 NO2，CO 2 均不是离子化合物，D 错。 答案：B实战演练4 （08 山东）下列说法正确的是ASiH 4 比 CH4 稳定BO