高三化学一轮复习 原子结构.ppt

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1、第1讲原子结构 含选修 一 核素1 原子 1 表示 表示一个为A 为Z的原子 质量数 质子数 2 有关粒子间的关系 质量数 A 质子数 Z 质子数 中性原子的核外电子数 阳离子 质子数 核外电子数电荷数 阴离子 质子数 核外电子数电荷数 中子数 N 核电荷数 2 元素 核素 同位素 1 概念 核素 具有一定数目的和一定数目的的一种原子 同位素 相同而不同的同一元素的不同核素 互称为同位素 元素 具有相同的同一类原子的总称 质子 中子 质子数 中子数 核电荷数 2 三者关系 同位素的两个特征 同一元素的各种同位素的化学性质相同 物理性质 在天然存在的某种元素里 各种同位素所占的原子个数百分数一般

2、是的 几乎完全 不同 不变 4 重要的核素 用以制造氢弹的是 原子弹的核燃料是 考古时用于测定文物年代的是 1 元素周期表中的相对原子质量指的是核素的还是元素的相对原子质量 提示 应为元素的相对原子质量 是元素各核素的平均相对原子质量 二 核外电子排布1 运动特征 1 小 2 快 轻 4 电子运动的轨迹 不能测定 运动的空间范围小 运动速率快 质量轻 2 电子层的表示方法及各电子层间的关系 K L M N O P Q K L M N O P Q KLMNOPQ 原子核外电子排布规律 1 核外电子一般总是尽先排布在的电子层里 2 每个电子层最多容纳的电子数为 最外层最多容纳电子数不超过 K层为最

3、外层时不超过 次外层最多容纳的电子数目不超过 倒数第三层不超过 能量较低 2n2 8 2 18 2 2 核外电子排布的几条规律之间有怎样的关系 以19号元素K的原子结构示意图为例来说明 提示 核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一 不能孤立地应用其中一条 第 条是对第 2 条的限制 如钾原子由于受第 条限制 最外层不能超过8个 故原子结构示意图为 三 基态原子的核外电子排布及表示方法 选修 1 能层 能级及其最多容纳电子数的关系 1s2s2pspd4s4p4d4f 2262610261014 28182 2n2 2 原子轨道 1 s电子的原子轨道呈 ns能级上各有1个原子轨道 2 p电

4、子原子轨道呈 np能级各有个原子轨道 相互垂直 nd能级各有个原子轨道 4 nf能级有个原子轨道 球形对称 纺锤形 5 7 构造原理 4 原子核外电子排布的原理 1 能量最低原理 原子的核外电子排布遵循 使整个原子的能量处于最低状态 2 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳电子 且自旋方向相反 洪特规则内容 电子排布在同一能级的不同轨道时 总是优先 且自旋方向相同 构造原理 单独占据一个轨道 2个 特例 有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差 因为能量相同的原子轨道在 如p6和d10 如p和d5 和 如p0和d0 状态时 体系的能量较低 原子较稳定 如 半充满 全充满 全空 5

5、 基态原子核外电子排布的表示方法 1 电子排布式 用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数 这就是电子排布式 例如K 为了避免电子排布式书写过于繁琐 把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 例如K 1s22s22p6s2p64s1 Ar 4s1 2 电子排布图每个方框或圆圈代表一个原子轨道 每个箭头代表一个电子 如基态氯原子的核外电子排布图可表示为 2 2009年上海单科 9 2g金属钠投入到足量的重水中 则产生的气体中含有 A 0 2mol中子B 0 4mol电子C 0 2mol质子D 0 4mol分子 解析 由反应方程式 2Na 2D2O 2

6、NaOD D2 可知9 2g金属钠完全反应产生0 2molD2 一个D原子中含1个质子 1个电子 1个中子 故选B 答案 B 2009年全国卷 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6 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6个质子D 它的一种同位素的核内有89个中子 解析 根据题意 用质子数分别减去各周期所含有的元素种类 6 2 8 8 18 18 9 属于第六周期从左到右的第9种元素 而第六周期中包含镧系 所以它属于副族 A B均正确 因原子核外电子数等于质子数 C正确 因其两种同位素的百分含

7、量相同 且平均相对原子质量为152 0 所以两种同位素的相对原子质量一个比152 0大 一个比152 0小 即中子数一个比89大 一个比89小 D错误 答案 D 4 2009年上海单科 以下表示氦原子结构的化学用语中 对电子运动状态描述最详尽的是 解析 A B C三个选项只是表达出氦原子核外有2个电子 而D项能详尽地描述出电子的运动状态 答案 D 一 原子的组成1 原子的组成 2 三同 比较 相对原子质量 1 核素的相对原子质量一个原子的实际质量 kg 与C原子的实际质量 kg 的相比 所得比值叫做该原子的相对原子质量 2 元素的相对原子质量 概念 元素的相对原子质量是该元素所含的天然的稳定的

8、各核素相对原子质量的平均值 计算 M1 x1 M2 x2 Mi xi Mi代表各核素的相对原子质量 xi 代表各天然核素的原子百分数 应用指南 1 任何微粒中 质量数 质子数 中子数 但质子数与电子数不一定相等 2 有质子的微粒不一定有中子 有质子的微粒不一定有电子 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素 4 计算时 用质量数可以代替相对原子质量 思路点拨 1 先确定核素X的质子数 再确定HmX分子中质子数 2 HmX的相对分子质量可以用各原子的质量数计算 答案 A 拓展训练 1 下列叙述错误的是 A 1C和14C属于同一种元素 它们互为同位素B 1H和2H是不同的原子 它们的质子数相等C 6L

9、i和7Li的电子数相等 中子数也相等D 14C和14N的质量数相等 它们的中子数不等 解析 一个原子中 核电荷数 Z 与核内质子数 核外电子数 质量数 A 及中子数 N 之间的关系为 质子数 Z 核电荷数 核外电子数质量数 A 质子数 Z 中子数 N 而具有相同的核电荷数 Z 不同的质量数 A 即具有相同的质子数 不同的中子数 的一类原子互称同位素 1C和14C是C的不同核素 互称同位素 1H和2H则是H的不同核素 它们属于同一种元素 质子数也相等 6Li和7Li是Li的不同核素 它们的电子数相等 但中子数不等 14C和14N是不同的元素 其质量数相等 但由于质子数不等 它们的中子数也不等 答

10、案 C 2 在一定条件下 完全分解下列某化合物2g 产生氧气1 6g 此化合物是 答案 B 二 短周期元素原子的特殊电子排布及等电子微粒归纳1 1 20号元素原子的特殊电子层排布 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 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 次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素 Mg 9 次外层电子数与其他各层电

11、子总数相等的元素 S 10 电子层数与最外层电子数相等的元素 H Be Al 2 核外电子数相等的粒子 1 10电子微粒 分子 Ne HF H2O NH CH4 阳离子 Mg2 Na Al HO 阴离子 N O2 F OH 2 18电子微粒 分子 Ar HCl H2S PH SiH4 H2O2 F2 CHCH CHOH N2H4 CHF CH NH2 阳离子 K Ca2 阴离子 P S2 HS Cl O 应用指南 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 两种原子 同位素 两种分子 两种阳离子且带电荷数相同 两种阴离子且带电荷数相同 通常情况下 微粒A和B为分子 C和E为阳离

12、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 思路点拨 列举出10个电子的分子 阳离子和阴离子 依据题给信息筛选出符合题意的微粒 按要求回答问题 名师解析 常见的10电子分子有H2O NH CH4 HF等 常见的10电子阳离子有Na Mg2 Al NH 常见的10电子阴离子有F OH 根据 B溶于A后所得的物质可电离出C和D 可推出A为H2O B为NH C为NH D为OH 再根据A B E反应后可得C和一种白色沉淀 可推出

13、E为Mg2 或Al 从而得出答案 答案 1 H2ONHNHOH 2 Al NH H2O Al OH NH 或Mg2 2NH 2H2O Mg OH 2 2NH 拓展训练 今有A B两种原子 A原子的M层比B原子的M层少个电子 B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍 A和B分别是 A 硅原子和钠原子B 硼原子和氦原子C 氯原子和碳原子D 碳原子和铝原子 解析 本题考查了原子核外电子的排布 设原子A的L M两层电子数分别为x y 依题意 A B两原子的电子层结构为KLMA2xyB22xy 原子B的M层至少有个电子 因而其L层的电子数必然是8个 求得x 4 对原子A来说 L层有4个电子时只能是最

14、外层 即y 0 y 因此 这两个原子核外电子排布为 KLMA240B28 答案 D 三 基态原子核外电子运动状态的表示方法 选修 2 电子式 如 原子结构示意图 如 4 电子排布式 用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子 如1s22s22p4 1s22s22p6s2p1 1s22s22p6s2p64s2 1s22s22p6s2p6d64s2分别是O Al Ca Fe原子的电子排布式 电子排布式中的内层电子排布可用相应的稀有气体的元素符号加括号来表示 以简化电子排布式 如碳 钠 钙的简化电子排布式分别为 He 2s22p2 Ne s1 Ar 4s2 如果在原子的核外电子排布式

15、中省去 原子实 剩下的部分称为外围电子 价电子 排布式 如氯 钒 2号 铜 29号 的 电子排布式分别为1s22s22p6s2p5 1s22s22p6s2p6d4s2 1s22s22p6s2p6d104s1 用 原子实 的形式分别表示为 Ne s2p5 Ar d4s2 Ar d104s1 其外围电子 价电子 排布式分别为s2p5 d4s2 d104s1 5 电子排布图将每一个原子轨道用1个方框或圆圈表示 在方框或圆圈内标明基态原子核外电子分布的式子称为电子排布图 例如 O Na的轨道表示式分别为 应用指南 1 以Al原子为例 电子排布式中各符号 数字的意义为 2 以Al原子为例 轨道表示式中各

16、符号 数字的意义为 A B C D E代表5种元素 请填空 1 A元素基态原子的最外层有个未成对电子 次外层有2个电子 其元素符号为 2 B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同 B的元素符号为 C的元素符号为 D元素的正三价离子的d能级为半充满 D的元素符号为 其基态原子的电子排布式为 4 E元素基态原子的M层全充满 N层没有成对电子 只有一个未成对电子 E的元素符号为 其基态原子的电子排布式为 名师解析 1 A元素基态原子的电子排布图由题意可写成 可见该元素核外有7个电子 为氮元素 其元素符号为N 2 B C 的电子层结构都与Ar相同 即核外都有18个电子 则B为17号元素Cl C为19号元素K D元素原子失去2个4s电子和1个d电子后变成 价离子 其原子的核外电子排布式为1s22s22p6s2p6d64s2即26号元素Fe 4 根据题