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1、专题十 原子的结构与性质 编号:2010101.(08全国卷)下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之比为11稳定化合物的是 ( )A3和17B1和8C1和6D7和122.(09年安徽理综7)石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如下),可由石墨剥离而成,具有极好的应用前景。下列说法正确的是A石墨烯与石墨互为同位素B0.12g石墨烯中含有6.021022个碳原子C石墨烯是一种有机物D石墨烯中的碳原子间以共价键结合3.(09年广东文基62)碘单质及其化合物具有重要应用。下列说法正确的是A与互为同位素B加碘食盐能使淀粉溶液变蓝C从海带中提取I2的过程只发生物理变化DI和Cl是同
2、族元素,HI比HCl稳定4. (09年全国理综9)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个中子考试说明:必修部分:了解元素、核素和同位素的含义。知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。了解118号元素的原子核外电子排布,能用原子结构示意图表示原子和简单离子的结构。选修部分:认识原子核外电子的运动状态,了解电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义。了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原
3、理,能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布高考资源网命题趋向:本部分知识考查的落脚点在(1)质子数、中子数、质量数的关系,原子组成的表示:(2)同位素的判断:同位素的相对原子质量与元素相对原子质量的计算;(4)核外电子排布知识运用于元素的推断;高考预测:从08、09两年高考试题看,今后的题型会稳中有变,仍以元素及其化合物知识为载体,用物质结构理论,将解释现象、定性推断、归纳总结、定量计算、向多方位、多角度、多层次方向发展高考资源网知识框架一、原子的构成1原子核的构成:质子 每一个质子带 电荷 原子核 相对质量约为 ,质子的数目决定 中子 中子不带电,相对质量约为 原子 决定
4、元素的不同原子,影响原子的质量。 围绕原子核作高速运动,每个电子带 电荷。核外电子 相对质量为一个质子(中子)的 。 最外层电子数目决定 。质量数:定义: 核电荷数(Z) 质 量 数(A) 一般用符号表示一个质量数A为、质子数为Z的原子。2. 核素 (1)元素: (2)核素: (3)同位素: 氢元素的三种核素 碳的三种核素 铀的三种核素 同位素的应用: 元素的相对原子质量:(1)定义:由各种天然核素相对原子量与其原子百分组成计算出的平均值 。(2)计算式: M M1n1 % M2n2 % M3n3 % 【例1】(09广东化学1) 我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是.w.w.k.
5、s.5.u.c.o.mA. 与互为同位素 B. 与的质量数相同C. 与是同一种核素 D. 与的核外电子数和中子数均为62解析与评价:由稀土元素可知,该元素是含有相同质子不同中子的同种元素;其中的质量数为144,中子数为82;的质量数为150,中子数为88;故B、D项错;根据核素的定义“含有一定数目的质子和一定数目的中子”可知为两种核素,故C错高考资源网答案:A【变式训练1】(08广东卷)2007年诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于Pt的说法正确的是 ( )A Pt和Pt的质子数相同,互称为同位素B Pt和Pt的中子数相同,互称为同
6、位素C Pt和Pt的核外电子数相同,是同一种核素D Pt和Pt的质量数不同,不能互称为同位素【例2】(08全国卷)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1 H原子组成HmX分子,在agHmX中所含质子的物质的量是( ) A(ANm)mol B(AN)mol C(AN)mol D(ANm)mol解析与评价:X原子的质子数为(AN)个,一个HmX中所含的质子数为(ANm)个,HmX的摩尔质量为(Am)gmol1,所以agHmX中所含质子的物质的量为(ANm)mol。答 案:A。【变式训练2】(08北京卷)X、Y均为元素周期表中前20号元素,其简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的
7、是 ( ) A由mXa与nYb得,ma=nbBX2的还原性一定大于YCX、Y一定不是同周期元素D若X的原子半径大于Y,则气态氢化物的稳定性HmX一定大于HnY二核外电子的排布电子层n1234567符 号KLMNOPQ由内到外, 能量逐渐( )必修部分:1.核外电子是分层排布的2电子总是由( )向( )排布,先排布离核最( )的电子层,然后依次往( )。3每个电子层最多容纳( )个电子,最外层不超过( )个(K层不超2个),次外层不超( )个。4核外电子排布的表示方法:用原子结构示意图表示,写出钠的原子结构示意图( )5. 元素的化学性质与原子的最外层电子排布的关系:金属元素最外层电子数4;稀有
8、气体最外层电子数8(氦除外,最外层只有2个电子)选修部分:1. 能层与能级 对多电子原子的核外电子,按 将其分成不同的能层(n);对于同一能层里能量不同的电子,将其分成不同的 ;能级类型的种类数与能层数相对应;同一能层里,能级的能量按 的顺序升高,即E(s)E(p)E(d)E(f)。完成下表:各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数能 层(n)一二三四五六七符 号KLNOPQ能 级(l)1s2s2p3s3p3d5s最 多 电 子 数2262218322n2由表中可知:各能层最多容纳的电子数为 。能级类型的种类数与 数相对应s p d f 能级所含轨道数分别为 ,与能级所在能层无关。
9、2. 电子云与原子轨道电子云:电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述,小黑点的疏密表示 。原子轨道:不同能级上的电子出现概率约为 %的电子云空间轮廓图。s电子的原子轨道呈 对称, ns能级各有 个原子轨道;p电子的原子轨道呈 ,np能级各有 个原子轨道,相互垂直(用px、py、pz表示);nd能级各有 个原子轨道;nf能级各有 个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。3. 核外电子排布规律构造原理:绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:1s、2s、2p、3s、3p、 、 、4p、5s、4d、5p、6s、4f构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可
10、以看出,不同能层的能级有交错现象,如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子电子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一高考资源网思考:如何快速判断不同能级的能量高低?能量最低原理:能量最低原理:原子核外电子遵循构造原理排布时,原子的能量处于最低状态。即在基态原子里,电子优先排布在 的能级里,然后排布在能量逐渐升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳 个自旋方向 的电子。洪特规则:电子排
11、布在同一能级的各个轨道时,优先占据 轨道,且自旋方向 。 思考:为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子?4. 基态、激发态、光谱 基态:最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。 激发态:较高能量状态(相对基态而言)。如基态原子的电子吸收能量后,电子跃迁至较高能级成为激发态原子高考资源网 光谱:不同元素的原子发生跃迁时会吸收(基态激发态)和放出(基态激发态)能量,产生不同的光谱原子光谱(吸收光谱和发射光谱)。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素高考资源网【例3】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )A原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云Bs能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动Cp能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层的增加,p能级原子轨道也在增多D与s电子原子轨道相同,p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大 解析与评价: 电子云是对电子运动的形象化描述,它仅表示电子在某一区域内出现的概率,并非原子核真被电子云雾所包裹,故选项A错误。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓,它表明电子在这一区域内出现的机会大,在此区域外出现的机会少,故选项B错误。无论能层序数n怎