基本概念和理论——化学基础知识，建议优先阅读第4讲物质结构与化学键

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1、第4讲 物质结构与化学键,一、原子的构成,原 子 X,原子核,核外电子,中子,质子,在质子数确定后，决定原子种类,同位素(两个特性),质量数,近似相对原子质量,核电荷数,决定元素种类,最外层电子数 电子层数,决定主族元素的化学性质,决定原子结构示意图,1.核电荷数= = 2.质量数（A）= + 。,核内质子数,核外电子数,质子数,中子数,二、原子核外电子排布规律,1.每一电子层所容纳的电子数最多为 。,2n2,2.最外层电子数最多不超过 ,若最外层为K 层，电子数最多不超过 。,8,2,3.次外层电子数最多不超过 。,18,4.能量 的电子离原子核近，能量 的电子离 原子核远。,低,高,三、元

2、素与同位素的比较,原子,原子,质子数,化学,1 1,2 1,3 1,四、离子键与共价键的比较,阴、阳离子间,通过静电作用,原子间通过共用电子对,共价化合物,离子,化合物,离子,活泼 金属、活泼 非 金 属,非金属 元素原子,离子,共价化合物,离子化合物,【例1】 氕化锂、氘化锂、氚化锂都可作为发射“嫦 娥一号”卫星的火箭引燃剂。下列说法正确的是 （ ） A.1H、D+、T2互为同位素 B.LiH、LiD、LiT含有的电子总数分别为3、4、5 C.7LiH、7LiD、7LiT的摩尔质量之比为111 D.它们都是离子化合物，常作还原剂,考点一 原子构成及各微粒的功能,解析 本题主要考查了同位素、元

3、素、核素的概念和质量数、质子数、中子数之间的关系及各粒子的性质。,H、D、T为不同的三种核素，互为同位素，都为氢元素，应具有相同的质子数和电子数。故A、B错；元素的摩尔质量在数值上等于其质量数，原子的质量数=质子数+中子数，因此7LiH、7LiD、7LiT的摩尔质量分别为8、9、10，故C错误；锂元素为金属元素，与氢元素通过得失电子化合生成氢化锂，故三种物质都是离子化合物，因作火箭引燃剂，说明三种物质为还原剂，故D项正确。 答案 D,X中各数量之间的关系一直是高考的重点和 热点。此类题常考常新，常常结合新发现的元素 或同位素来考查，题目翻新，但题型不变，考查 的知识点不变。解答这类试题时，一是

4、要掌握好 原子的组成和表示方法；二是要掌握好各基本粒 子之间的关系，即原子序数=核电荷数=核内质子 数=核外电子数（原子中）、质量数=中子数+质 子数。,简单原子的原子结构可用如下图的表示方法形象地 表示：其中表示质子或电子，表示中子，则下 列有关的叙述正确的是 （ ） A.互为同位素 B.互为同素异形体 C.是三种化学性质不同的粒子 D.具有相同的质量数,解析 从图示知、中的质子数等于电子数且都等于1，可知分别为 H、 H、 H。,1 1,2 1,3 1,A,某元素的一种同位素X的质量数为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. (

5、A-N+m) mol B. (A-N) mol C. (A-N) mol D. (A-N+m) mol,解析 同位素X的质量数为A，中子数为N，因此其质子数为A-N。故HmX中的质子数为m+A-N，又由于 HmX中H为 H，故a g HmX中所含质子的物质的量为： （A-N+m）mol。,1 1,A,【例2】 用A+、B-、C2-、D、E、F、G和H分别表 示含有18个电子的八种微粒（离子或分子），请 回答： （1）A元素是 、B元素是 、C元素是 （用元素符号表示）。 （2）A元素的原子结构示意图为 。 （3）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式 是 。 （4）E是所有含18个电子的微粒

6、中氧化能力最强的 分子，其分子式是 。,考点二 核外电子排布及等电子数的微粒,（5）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式 是 ，电子式是 。 （6）G分子中含有4个原子，其分子式是 。 （7）H分子中含有8个原子，其分子式是 。,解析 含有18个电子的微粒： 单核微粒：Ar、K+、Ca2+、Cl-、S2-,可见A+、B-、C2-分别为K+、Cl-、S2-;A、B、C元素分别为K、Cl、S。 双原子分子有：HCl、F2,可见（3）、（4）分别为HCl、F2。 三原子分子有：H2S。,四原子分子有：H2O2、PH3 八原子分子有：C2H6,答案 （1）K Cl S （2） （3）HCl （4）

7、F2 （5）H2S H S H （6）H2O2（答PH3同样给分） （7）C2H6, , , ,1.原子核外电子排布规律 （1）能量最低原理；（2）每一电子层最多排2n2个电子，最外层不超过8个电子（K层为最外层时不超过2个），次外层不超过18个电子，倒数第三层不超过32个电子。,2.核外电子数相等的微粒 （1）“10电子”的微粒,- 2,+ 4,（2）“18电子”的微粒,2- 2,+ 5,2+ 6,（3）其他等电子数的微粒 “9电子”的微粒：F、OH、NH2、CH3（取代基） “14电子”的微粒：Si、N2、CO、C2H2 “2电子”的微粒：He、H-、Li+、Be2+、H2 （4）质子数及

8、核外电子总数均相等的粒子 Na+、NH 、H3O+ HS-、Cl- F-、OH-、NH N2、CO、C2H2,+ 4,- 2,A、B分别为第三周期、第四周期同一主族的不同 元素的原子，它们原子核内质子数均等于中子数。 若A为A族，其质量数为x，则B的质子数为Z； 若A为A族，其质子数为y，则B的质量数为N。Z 和N为 （ ） A.Z： +18,N:2y+18 B.N: +18,Z:2y+18 C.Z: +8,N:2y+36 D.N: +18,Z:2y+36,C,已知某粒子的结构示意图为： 请回答： （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，

9、粒子可能为（不少于5种） 。 （3）写出x+y=12与x+y=16的元素最高价氧化物对 应水化物相互反应的离子方程式 。,原子,K+、Ca2+、Ar、S2-、Cl-等,Al(OH)3+OH- AlO +2H2O,- 2,【例3】下列说法正确的是 。 在水中氢、氧原子间均以化学键相结合 金属 和非金属化合形成离子键 离子键是阳离子、 阴离子的相互吸引 两个非金属原子间不可能 形成离子键 非金属原子间不可能形成离子键 离子化合物中可能有共价键 共价化合物中可 能有离子键 ,考点三 离子键、共价键的形成及特征,解析 看原子间是否形成化学键，需注意两个前提条件：“相邻”“强烈”。对于一个水分子内的H、

10、O原子间以化学键结合，而水分子间相邻的H、O原子间则以分子间作用力（或氢键）结合，故错。,离子键的形成条件是活泼金属和活泼非金属间，并不是所有的金属和非金属，如AlCl3则存在共价键，故错。离子键的本质是阴、阳离子的静电作用，这种静电作用包括静电吸引和静电排斥两个方面，故错。两个非金属原子间往往以共用电子对结合而形成共价键，难以通过得失电子而形成离子键，但非金属原子间也可能形成离子键，如NH4Cl，故 正确，错误。离子化合物一定含有离子键，也可能含有共价键，如NaOH固体中Na+、OH-以离子键结合，OH-中的O、H原子以共价键结合；共价化合物中一定含有共价键，一定不含有离子键，故正确，错误。

11、,答案 ,1.物质中化学键的存在规律 （1）离子化合物中一定有离子键,可能还有共价键。如(NH4)2SO4、NH4NO3、NaOH、Na2O2等。 （2）共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。 （3）在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。 （4）构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，是单原子分子，分子中不存在化学键。 （5）非金属元素的原子间也可以形成离子键，如NH4Cl中的NH 与Cl-。,+ 4,2.化学键与物质类别关系 （1）只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 （2）只

12、含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 （3）既有极性键又有非极性键的物质：如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6（苯）等。 （4）只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。,（5）既有离子键又有非极性键的物质，如Na2O2、CaC2等。 （6）由强极性键构成但又不是强电解质的物质：如HF。 （7）只含有共价键，而无范德华力的化合物：如原子晶体SiO2、SiC等。 （8）无化学键的物质为稀有气体，如Ar等。,下列各组给定原子序数的元素,不能形成原子数之 比为11且含共价

13、键的稳定化合物的是 （ ）A.3和17 B.1和8 C.1和6 D.8和11,解析 首先根据原子序数写出各元素符号，再根据常见组成的化合物，找出符合题意要求的化合物。A项形成的LiCl为离子化合物，不存在共价键；B项可形成H2O2；C项可形成C2H2、C6H6等物质；D项可形成Na2O2，其结构中既含离子键也含共价键。,A,固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都 符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，则下列 有关说法中，不正确的是 （ ） A.1 mol NH5中含有5NA个NH键（NA表示阿伏加 德罗常数） B.NH5中既有共价键又有离子键，它形成的晶体是 离子晶体 C.NH5的电子

14、式为H N H+H - D.它与水反应的化学方程式为 NH5+H2O NH3H2O+H2, , , , , ,H,H, ,解析 因为它所有的原子最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子层结构，即2个或8个。假设A正确的话，对N原子来说，最外层应是10个电子，不合题意。其他选项均符合题意，且一致。故选A。,答案 A,高考失分警示 1.高考题常以制取或发现的新物质、新元素或特征用途的物质作为背景材料，进行有关原子结构的判断和计算，考生容易出现的问题是看不到新物质与常见物质的本质的相同点，被新情境所迷惑。如: （1）O4、N5等其实它们分别属氧和氮元素的一种单质，O4与O2、O3，N5与N2属于同素

15、异形体。 （2）NH5其电子式应为H N H+ H- ,属离子化合物，与H2O反应生成NH3H2O和H2。HN3与NH3同属共价化合物。, , , , ,H,H, ,（3）氦元素在地球上主要以 He形式存在，而在月球上丰富存在的是 He，两种原子差别就是中子数不同，属同位素。 2.由极性键所组成的分子可以是极性分子，也可以是非极性分子，这主要取决于分子的对称性，如果分子属于对称性分子，则应该为非极性分子，如CO2、CH4、BF3等；反之则应为极性分子，如NH3、H2O等。 3.（1）氢键属于分子间作用力，其强度介于化学键和范德华力之间，如NH3、H2O、HF等分子间存在氢键。 （2）稀有气体粒子是单原子分子、原子间作用力是范德华力，故其晶体为分子晶体。