届高三一轮复习讲义新课标配套导学案第五章学案25 原子结构含答案解析.docx

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届高三一轮复习讲义新课标配套导学案第五章学案25原子结构含答案解析

第五章　物质结构　元素周期律

学案25原子结构

[考纲要求]　1.了解元素、核素、同位素的含义。

2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

3.了解原子核外电子的排布。

4.以IA和ⅦA族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。

知识点一　原子的组成

1．原子

（1）原子结构

原子（

X）

（2）有关粒子间的关系

①质量数（A）＝________＋________；

②中性原子：

质子数＝________＝________

__；

③阳离子：

质子数＝核外电子数＋________；

④阴离子：

质子数＝核外电子数－________。

2．核素、同位素、元素

（1）概念

①核素：

具有一定数目________和一定数目________的一种________，如氢元素有三种核素，符号为__________________________________________。

②同位素：

________相同而________不同的同一元素的不同________互称同位素。

③元素：

具有相同____________的同一类__________的总称。

[来源:

学科网]

（2）三者的关系

问题思考

1．

（1）任何原子内都有中子吗？

（2）同位素的性质相同吗？

知识点二　核外电子排布

1．电子层的表示方法及能量变化

电子层数

由内向外

数字表示法

字母表示法

离核远近

电子能量

2.原子核外电子排布规律

（1）能量最低

原理：

核外电子总是尽可能先排布在能量________的（离原子核________）的电子层里。

（2）每层最多容纳的电子数为______个。

（3）最外层电子数最多不超过____个（K层为最外层时不超过____个）。

（4）次外层电子数最多不超过____个。

（5）倒数第三层电子数最多不超过____个。

问题思考

2．核外电子排布的各条规律之间有怎样的关系？

以19号元素K的原子结构示意图不能写成

为例来说明。

3．“核外电子排布相同的微粒，化学性质相同”这一说法是否正确？

知识点三　原子结构和性质

1．碱金属元素

（1）原子结构

原子最外层都只有____个电子，随原子序数的递增，电子层数依次增加，原子半径逐渐________。

（2）元素性质

从上到下，元素原子失电子能力逐渐________，金属性逐渐________，单质的还原性逐渐________。

问题思考

4．最外层只有一个电子的元素是否都是碱金属元素？

2．卤族元素

（1）原子结构

原子最外层都有____个电子，随原子序数递增加，电子层数依次增加，原子半径逐渐________。

（2）元素性质

从上到下，得电子能力逐渐________，非金属性逐渐________，单质的氧化性逐渐________。

3．元素性质与原子结构的关系

元素的性质决定于原子核外电子的排布，特别是__________。

同主族元素化学性质上表现出相似性和递变性，随着原子核外电子层数的增加，它们的失电子能力逐渐增强，金属性逐渐________。

一、元素、核素和同位素

X中各符号表示的含义

元素符号X的左上角的A表示该核素的质量数，它可近似地代表该核素原子的相对原子质量，左下角的Z表示该核素的核内质子数，元素的种类取决于构成该元素的原子核内的质子数，Z相同的所有核素都称为同一元素；Z相同，A不同，称为同位素——周期表中处于同一位置。

Z和（A－Z）决定核素的种类，即在核素中，Z相同的不同核素称为同位素。

2．元素、同位素、核素概念的辨析（见下表）

元素

同位素

核素

概念

具有相同核电荷数的一类原子的总称

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素

具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子

对象

宏观概念，对同类原子而言；既有游离态，又有化合态

微观概念，对某种元素的原子而言，因为有同位素，所以原子种类多于元素种类

微观概念，指元素的具体的某种原子

特征

以单质或化合物形式存在，性质

通过形成单质或化合物来体现

同位素化学性质几乎相同，因为质量数不同，物理性质有差异，天然存在的各种同位素所占的原子个数百分比一般不变

具有真实的质量，不同核素的质量不相同

决定

因素

质子数

质子数和中子数

特别提醒　同位素是同一元素的不同核素之间的互称，大多数元素有同位数（但Na、Al、F等没有同位素）。

因此目前发现的元素有一百多种，但核素有一千多种。

典例导悟1

　下列说法正确的是（　　）

A．12C、13C、14C、金刚石、石墨都是碳元素的同位素

B．同种元素的原子，质量数一定相同

C．互为同位素的原子，质子数一定相同

D．由一种元素组成的物质，一定是纯净物

听课记录：

　[来源:

学科网]

变式演练1　据报道，在火星和金

星大气层中发现了一种非常特殊的会导致温室效应的气态化合物

，它的结构式为16O===C===18O。

下列说法正确的是（　　）

A．16O与18O为同种核素

B．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素

C．16O===C===18O的化学性质与16O===C===16O完全不同

D．目前提出的“低碳经济”，目标是减少向环境中排放CO2，控制温室效应

二、原子核外电子排布的特殊规律及电子数相等的微粒

1．记住1－20号元素的特殊的电子层结构

名师提醒：

记熟是准确快速解题的前提

（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：

__________________________________；

（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：

______；

（5）最外层电子数是内层电子总数一半的元素：

_______________________________；

（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；[来源:

学。

科。

网Z。

X。

（8）次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：

________；

（9）次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：

Be、S；

（10）电子层数与最外层电子数相等的元素：

________。

2．核外电子数相等的微粒

（1）“10电子”的微粒

分子

离子

一核10电子

N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋

二核10电子

三核10电子

四核10电子

五核10电子

（2）“18电子”的微粒

分子

离子

一核18电子

K＋、Ca2＋、Cl－、

S2－

二核18电子

三核18电子[来源:

学。

科。

网Z。

X。

K][来源:

Z,xx,k.Com]

H2S[来源:

学科网ZXXK]

[来源:

学科网][来源:

Zxxk.Com]

四核18电子

五核18电子

六核18电子

其他微粒

C2H6、CH3NH2

N2H

、N2H

（3）“14电子”微粒有Si、______、______、______等四种。

典例导悟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）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。

（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。

（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________；电子式是________。

（5）G分子中含有4个原子，其分子式是________。

（6）H分子中含有8个原子，其分子式是________。

变式演练2　（2011·济南模拟）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四种微粒：

A：

________，B：

________，C：

________，D：

________。

（2）写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

1．判断正误

（1）C.在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7（　　）

D．Cl－的结构示意图为

（　　）

（2010·课标全国卷一7C、D）

（2）1mol羟基中电子数为10NA（　　）

（2010·江苏－5B）

（3）钠离子的结构示意图为

（　　）

（2010·上海－2D）

2．[2010·福建理综－23

（1）]M是地壳中含量最多的金属元素，则M的离子结构示意图为__________。

3．（2010·山东理综，9）16O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）

A．16O2与18O2互为同分异构体

B．16O与18O核外电子排布方式不同

C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化

D．标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2均含0.1NA个氧原子

4．（2009·广东，1）我国稀土资源丰富。

下列有关稀土元素

Sm与

Sm的说法正确的是（　　）

Sm与

Sm互为同位素

Sm与

Sm的质量数相同

Sm与

Sm是同一种核素

Sm与

Sm的核外电子数和中子数均为62

题组一　元素、核素、同位素

1．无放射性的同位素称之为“稳定同位素”，在陆地生态系统研究中2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。

下列有关一些“稳定同位素”的说法正确的是（　　）

A．34S原子核内中子数为16

B．2H＋酸性比1H＋的酸性更强

C．16O与18O的化学性质相同

D．13C与15N原子核内的质子数相差2

2．下列微粒结构示意图中，不正确的是（　　）

3．放射性原子在人类生活中的很多地方有着特殊的作用，对人类的科学研究有很大的帮助，其中最主要的作用是作为示踪原子。

最近医学界通过用放射性14C的羟酸衍生物在特定条件下通过断裂DNA来杀死细胞，从而抑制艾滋病。

下面有关14C的叙述中正确的是（　　）

A．14C与14N含有相同的中子数

B．14C与C60是同分异构体

C．14C与C60中普通碳原子的化学性质不同

D．14C与12C互为同位素

4．（2008·全国理综Ⅱ，11）某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。

在agHmX中所含质子的物质的量是（　　）

（A－N＋m）mol

（A－N）mol

（A－N＋m）mol

5．据报道医学界通过用14C标记的C60发现一种C60的羟酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则有关14C的叙述正确的是（　　）

A．与12C的化学性质不同

B．与14N含的中子数相同

C．14C的质子数与中子数相差1

D．与12C、13C互为同位素

6．（2011·武汉质检）有下列符号：

35Cl和37Cl、O2和O3、1H

O和2H

O。

下列有关说法正确的是（　　）

A．35Cl和37Cl互为同分异构体

B．O2和O3是氧元素的两种同位素

C．35和37表示的是质量数

D．1H

O和2H

O表示同一种水分子

7．X、Y、Z三种主族元素，X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构，Z原子核内质子数比Y原子核内质子数少9，Y－在一定条件下可被氧化成YZ

。

下列说法正确的是（　　）

A．离子半径X＋>Y－

B．X、Y、Z均属于短周期元素

C．化合物XYZ的溶液具有漂白性

D．Y属于ⅤA族元素

8．X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－四种离子的电子层结构相同（a、b、c、d为元素的原子序数），则下列关系正确的是（　　）

A．a－c＝m－nB．a－b＝n－m

C．c－d＝m＋nD．b－d＝n＋m

题组二　原子结构与元素性质

9．（2010·孝感质量检测）铯是一种碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述不正确的是（　　）

A．硫酸铯的化学式为Cs2SO4

B．氢氧化铯是一种强碱

C．可以电解熔融的氯化铯制取铯

D．碳酸铯受热易分解成氧化铯和二氧化碳

10．原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，原子核内质子数是2n2－1。

下列有关元素X的说法中不正确的是（　　）

A．元素X能形成化学式为X（OH）3的碱

B．元素X可能形成化学式为KXO3的含氧酸钾盐

C．元素X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数

D．元素X能与某些金属元素形成化合物

11．下列各原子构成的单质中，肯定能与稀硫酸反应产生H2的是（　　）

A．原子核内没有中子

B．M层有5个电子

C．原子核外最外层电子数＝电子层数

D．N层上电子数与K层电子数相等，次外层有8个电子

12.有某种元素的微粒的核外电子层结构为

（1）若该微粒为电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒的符号是________。

（2）若含该微粒的溶液，能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是________。

（3）若该微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子最外层有一个电子，这种微粒的符号是________。

（4）若该微粒还原性很弱，但失电子后氧化性很强，且这种原子得一个电子即达稳定结构，这种微粒的符号是________。

题组三　综合探究

13．（2011·上

海调研）A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。

其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。

回答下列问题：

（1）写出五种元素的元素符号：

A．________，B.________，C.________，D.________，E.________。

（2）画出B、C的原子结构示意图：

B._______，C._______；画出D的离子结构示意图：

________。

（3）从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为＋1价？

14．A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：

D>C>A>B。

已知：

A、B同周期，A、C处于同一主族；C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍。

试回答：

（1）写出元素的名称：

A__________。

（2）写出由B、D组成的两种化合物的化学式：

________、__________。

（3）C的氧化物属于________化合物（填“离子”或“共价”）。

（4）写出C的氧化物与D的氧化物对应的水化物反应的离子方程式：

________________________________________________________________________。

学案25　原子结构

【课前准备区】

知识点一

1．

（1）原子核　核外电子

（2）①质子数（Z）　中子数（N）

②核电荷数　核外电子数

③电荷数

④电荷数

2．

（1）①质子　中子　原子　

H、

②质子数　中子数　原子③核电荷数　原子

知识点二

电子层数

由内向外

数字表示法

字母表示法

离核远近

电子能量

（1）最低　最近　

（2）2n2　（3）8　2　（4）18　（5）32

知识点三

1．

（1）1　增大

（2）增强　增强　增强

2．

（1）7　增大

（2）减弱　减弱　减弱

3．最外层电子数　增强

问题思考

1．

（1）

H中无中子。

（2）同位素的物理性质有差异，化学性质几乎完全相同。

2．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（3）、（4）条是对第

（2）条的限制。

如钾原子由于受第（3）条限制，最外层不能超过8个，故原子结构示意图为。

3．不正确。

核外电子排布相同可以是多种离子或原子，如S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋的核外电子排布都是

，但它们的化学性质不同。

若属于同位素的不同核素，化学性质相同，如

H、

H。

4．不是，氢元素原子最外层也只有1个电子，但是碱金属元素不包括氢元素。

【课堂活动区】

二、1.

（2）Be、Ar　（4）O　（5）Li、P　（8）Li、Mg　（10）H、Be、Al

2．

（1）

分子

离子

一核10电子

N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋

二核10电子

OH－

三核10电子

H2O

四核10电子

NH3

H3O＋

五核10电子

CH4

（2）

分子

离子

一核18电子

K＋、Ca2＋、Cl－、

S2－

二核18电子

F2、HCl

、HS－

三核18电子

H2S

四核18电子

PH3、H2O2

五核18电子

SiH4、CH3F、NH2OH

六核18电子

N2H4、CH3OH

其他微粒

C2H6、CH3NH2

N2H

、N2H

（3）“14电子”微粒有Si、CO、C

、N2等四种。

典例导悟

1．C　[根据同位素的概念，具有相同质子数、不同中子数的同一种元素的不同原子互为同位素，12C、13C、14C是碳元素的三种同位素，而金刚石和石墨是碳元素的两种不同形式的单质（同素异形体），A项错；同种元素可以有中子数不相同的几种原子，其质量数必不相同，B项错；由于互为同位素的原子属同种元素，它们的质子数一定相同，C项正确；由一种元素组成的物质，由于原子种类、个数、排列方式不同可组成多种物质，如氢元素可组成H2、D2、T2三种分子，氧元素可组成O2、O3两种分子，碳原子由于排列方式不同可构成石墨和金刚石，D项错。

]

2．

（1）K　Cl　S　

（2）HCl　（3）F2　（4）H2S　

　（5）H2O2（或PH3）　（6）C2H6

解析　18电子微粒来源大体分为三个部分：

一是第三周期的气态氢化物及失去H＋的对应阴离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子，共16种：

阴离子P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4

等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。

变式演练

1．D　[A项两种原子互为同位素；B项两种分子均为化合物，不属于同位素范畴；C项两种分子的化学性质应几乎相同。

]

2．

（1）H2O　NH3　NH

　OH－

（2）Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al（OH）3↓＋3NH

或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===

Mg（OH）2↓＋2NH

解析　本题主要考查原子、分子和离子的核外电子的结构特征。

常见的核外电子总数为10个电子的微粒有：

阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH

、H3O＋；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－；分子有Ne、HF、H2O、NH3、CH4。

显然结合题目所给的其他条件可知：

A：

H2O，B：

NH3，C：

，D：

OH－，E：

Al3＋或Mg2＋；A、B、E反应的离子方程式：

3H2O＋3NH3＋Al3＋===Al（OH）3↓＋3NH

或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg（OH）2↓＋2NH

。

【课后练习区】

高考集训

1．

（1）√　×

解析　C项，N－14的质子数和中子数均为7，但氮原子还有其他的核素，质量数不等于14，中子数也就不等于7；D项，该示意图为氯原子的结构示意图，Cl－的结构示意图的最外电子层上的电子数应该为8。

（2）×

解析　羟基是9电子式，应为9NA。

（3）×

3．D　[16O2和18O2是由氧元素的两种不同核素分别构成的两种不同的分子，二者相对分子质量不同，不属于同分异构体，A错误；16O和18O的核外电子

数都是8，且核外电子排布式相同，B错误；16O与18O是同种元素的不同核素，16O与18O之间的转化属于物理变化

，C错误；根据阿伏加德罗定律，标准状况下1.12L16O2中含有0.1NA个16O原子，1.12L18O2中也含有0.1NA个18O原子，D正确。

]

4．A　[

Sm和

Sm是同一种元素的不同核素，质量数、中子数均不同，互为同位素。

]

考点集训

1．C　2.B

3．D　[14C和14N中14表示质量数，而C和N的质子数分别为6和7，因此，它们的中子数不可能相等，A错；14C是原子，C60是单质，二者不可能是同分异构体，B错；自然界中，同一种元素的化学性质是相同的，14C和C60中的C原子都是碳元素的原子，故化学性质相同，C错；剩下的D是正确的。

]

4．A　[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agHmX中所含质子的物质的量为：

×（A＋m－N）mol。

]

5．D　[14C是碳元素的一种同位素，原子核内中子数为14－6＝8，而14N的中子数为14－7＝7，故B、C项不正确；12C与14C互为同位素，最外层电子数相同，故化学性质几乎相同，A项不正确、D项正确。

]

6．C　[35Cl和37Cl是氯元素的两种同位素，A错；同位素研究的对象是原子，而O2和O3是氧元素形成的两种性质不同的单质，B错；1H

O由2个普通氢原子（1H）和1个16O原子构成，而2H

O由2个重氢原子（2H）和1个18O原子构成，显然不是同一种水分子，D错。

]

7．C　[由题意知，X应在Y的下一周期，由于Z的质子数比Y少9，故Y不可能为F，由此可推测，X为K，Y为Cl，Z为O。

三者构成的KClO具有强氧化性，故其溶液具有漂白性，C项正确；电子层结构相同，核电荷数大的离子半径反而小，故A项

错；K不属于短周期元素，B项错；Cl为ⅦA族元素，D项错。

]

8．D　[由原子结构的知识可推出aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－四种离子的电子数分别为a

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