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- 2021-07-09 发布
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基础课1 原子结构 化学键
明确考纲
理清主干
1.了解元素、核素和同位素的含义。
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.了解原子核外电子排布。
4.了解化学键的定义,了解离子键和共价键的形成,以及与物质类别的关系。
(对应学生用书P100)
考点一 原子的构成
1.原子的构成
2.原子内的等量关系
(1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);
(2)质子数=原子序数=核电荷数=核外电子数;
(3)阳离子:质子数=核外电子数+电荷数;
(4)阴离子:质子数=核外电子数-电荷数。
3.微粒符号周围数字的含义
4.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大。
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
(3)几种重要的核素
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
(4)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量
一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量
是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如:Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
(1)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子( √ )
(2)不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同( √ )
(3)核聚变如H+H―→He+n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化( × )
(4)核外电子排布相同的微粒,其质子数一定相同( × )
(5)H+与质子的相对质量相同( √ )
5.核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)原子结构示意图
(3)核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4,较易失去电子,形成阳离子,表现出还原性,在化合物中均显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4,较易获得电子,活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构,不易失去或得到电子,通常表现为0价。
下图为几种粒子的结构示意图,完成以下填空。
(1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号,下同)。
(2)具有稳定性结构的原子是________________。
(3)只能得电子的粒子是________;只能失电子的粒子是________;既能得电子,又能失电子的粒子是________。
答案:(1)③⑤⑧ (2)② (3)③⑤ ①④⑥ ⑦⑧
题组一 原子结构及微粒间的关系
1.(2018·鞍山一中月考)月球表面土壤里有一种非常有用的资源——3He,它是可控核聚变的原料,关于3He的叙述正确的是( )
A.3He和4He是同种原子
B.3He和4He互为同位素
C.核聚变时,原子核发生了变化,发生的是化学变化
D.在3He中存在:质子数=中子数=核外电子数
答案:B
2.某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn-,下列说法正确的是( )
A.Xn-含有的中子数为a+b
B.Xn-含有的电子数为a-n
C.X原子的质量数为a+b+n
D.1个X原子的质量约为 g
答案:D
3.已知阴离子R2-的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则ω g R原子完全转化为R2-时,含有电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C.mol D.(m-n+2)mol
解析:选D R原子的质子数为(m-n)个,其核外电子数也为(m-n)个,所以R2-的核外电子数为(m-n+2)个,而ω g R原子的物质的量为mol,所以形成的R2-含有的电子的物质的量为(m-n+2)mol,故选D。
求一定质量的某物质中微粒数的答题模板
物质的质量物质的量指定粒子的物质的量粒子数
题组二 相对原子质量的含义及辨析
4.(2018·上海同济中学月考)月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量,地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g,一个He原子的质量为b g,NA为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是( )
A.He比He多一个中子
B.氦元素的近似相对原子质量为3.5
C.He的相对原子质量为
D.He的摩尔质量为bNA
解析:选C He比He少一个中子,A
错误;不能确定核素的原子百分含量,因此不能计算氦元素的近似相对原子质量,B错误;一个原子的真实质量与一个C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量,因此He的相对原子质量为,C正确;He的摩尔质量为bNA g·mol-1,D错误。
5.铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”,具有多种同位素。元素周期表中铟的数据如图,下列说法完全正确的是( )
A.铟元素的质量数是114
B.铟元素的相对原子质量是114.8
C.一个铟原子的质量为114.8
D.一个铟原子的相对原子质量为114.8
答案:B
题组三 核外电子排布规律及原子结构示意图
6.(2018·榆林模拟)在第n电子层中,当它作为原子的最外层时,容纳电子数最多与(n-1)层相同。当它作为原子的次外层时,其电子数比(n-1)层多10个,则此电子层是( )
A.K层 B.L层
C.M层 D.N层
解析:选C 由原子核外电子排布规律知,最外层最多容纳电子数为8,则次外层电子数也应为8,若为次外层时,其电子数比(n-1)层多10个,则此次外层必为18个电子,故必为M层电子。
7.在短周期元素中,若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等,则符合条件的元素有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
答案:C
8.已知某离子的结构示意图为。
试回答:
(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,粒子可能为(填符号):________、________、________、________、________。
(3)写出y=3与y=7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)原子 (2)Ar Cl- S2- K+、Ca2+
(3)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
短周期常见原子的12个核外电子排布规律
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na;
(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg;
(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar;
(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C;
(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O;
(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne;
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si;
(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P;
(9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al;
(10)电子层数为最外层电子数2倍的原子有Li;
(11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S;
(12)最外层电子数是电子层数3倍的原子有O。
考点二 离子键和共价键
1.化学键
(1)概念:相邻原子间强烈的相互作用。
(2)分类:
2.离子键、共价键的比较
离子键
共价键
非极性键
极性键
概念
阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键
原子间通过共用电子对而形成的化学键
成键粒子
阴、阳离子
原子
成键实质
阴、阳离子的静电作用
共用电子对不偏向任何一方
共用电子对偏向一方原子
形成条件
活泼金属元素与活泼非金属元素的原子通过得失电子,形成离子键
同种元素原子之间成键
不同种元素原子之间成键
形成
的物质
离子化合物
非金属单质;某些共价化合物或离子化合物
共价化合物或离子化合物
(1)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键,如AlCl3中Al—Cl键为共价键。
(2)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键,如NH4Cl等。
正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)所有物质中都存在化学键( × )
(2)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键( × )
(3)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键,但多个原子间也可能形成离子键( √ )
(4)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时,所形成的化学键一定是离子键( × )
(5)不同种非金属双原子间形成的共价键一定是极性键( √ )
3.化学键的表示方法
(1)电子式
①概念:在元素符号周围用“·”或“×”来代表原子的最外层电子(价电子)的式子。
②书写
(2)结构式
在化学上常用一根短线表示一对共用电子,这样得到的式子叫做结构式。
4.化学键与物质类别的关系
5.离子化合物与共价化合物比较
化合物类型
定义
与物质分类的关系
举例
离子化合物
含有离子键的化合物
包括强碱、绝大多数盐及活泼金属的氧化物和过氧化物
NaCl、Na2O2、NaOH、Na2O、NH4Cl等
共价化合物
只含有共价键的化合物
包括酸、弱碱、极少数盐、气态氢化物、非金属氧化物、大多数有机物等
H2S、SO2、CH3COOH、
NH3·H2O、H2SO4等
题组一 电子式和结构式的书写
1.请写出下列常见微粒的电子式:
(1)离子化合物。
MgCl2:________________________,
Na2O:________________________,
Na2O2:________________________。
(2)非金属单质及共价化合物。
N2:________,H2O:________,CO2:________。
HClO:________________,CCl4:________________,
H2O2:________________,NH3:________________。
答案:
(1)
(2)
2.写出下列物质的结构式:
O2:__________;H2O:__________;CO2:__________;
H2O2:________________;HClO:________________。
答案:O===O H—O—H O===C===O H—O—O—H H—O—Cl
3.用电子式表示下列化合物的形成过程:
Na2S:____________________________________________________________;
CaCl2:___________________________________________________________;
CH4:____________________________________________________________;
CO2:____________________________________________________________。
答案:
题组二 8电子结构的判断
4.含有极性键且分子中各原子都满足8电子稳定结构的化合物是( )
A.CH4 B.CH2===CH2
C.CO2 D.N2
解析:选C CH4、CH2===CH2中氢不满足8电子稳定结构,A、B项错;N2中只含有非极性键且为单质,D项错。
5.下列物质中所有原子均满足最外层8电子稳定结构的化合物是( )
A.PCl5 B.P4
C.CCl4 D.NH3
解析:选C 判断原子满足最外层8电子结构的方法为最外层电子数+所成价键数=8,故A、D项错;P4为单质,而非化合物,故B项错;C项中的5个原子的最外层均为8电子稳定结构,故C项正确。
判断分子中原子是否达到8电子的稳定结构的主要方法
1.经验规律法
凡符合最外层电子数+|化合价|=8的皆为8电子结构。
2.试写结构法
判断某化合物中的某元素最外层是否达到8电子稳定结构,应从其结构式或电子式出发,并结合原子最外层电子数进行判断,如:①O原子最外层有6个电子,H2O中每个O原子又与两个H原子形成两个共价键,所以H2O中的O原子最外层有6+2=8个电子,但H2O
中的H原子最外层有2个电子;②N2中N原子最外层有5个电子,N与N之间形成三个共价键,所以N2中的N原子最外层达到8电子稳定结构。
题组三 化学键与物质类别的关系
6.有以下9种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2
⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl ⑨AlCl3
请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是____________________________________________________。
(2)只存在极性共价键的是________________________________________________。
(3)只存在非极性共价键的是______________________________________________。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是________。
(5)只存在离子键的是____________。
(6)既存在离子键又存在共价键的是________________。
答案:(1)① (2)②⑨ (3)③ (4)④ (5)⑤
(6)⑥⑦⑧
化学键与物质的类别
除稀有气体内部无化学键外,其他物质内部都存在化学键。化学键与物质的类别之间的关系可概括如下:
(1)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物,如SiO2、HCl、CH4等。
(2)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质,如Cl2、P4、金刚石等。
(3)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成,如H2O2、C2H4等。
(4)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(5)既有离子键又有极性共价键的物质,如NaOH、K2SO4等;既有离子键又有非极性共价键的物质,如Na2O2等。
(6)仅由非金属元素形成的离子化合物,如NH4Cl、NH4NO3等。
(7)金属元素和非金属元素间可能存在共价键,如AlCl3等。
7.下列关于NaHSO4的说法中正确的是( )
A.因为NaHSO4是离子化合物,所以NaHSO4固体能够导电
B.NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1
C.NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键
D.NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键
答案:D
8.下列说法正确的是( )
A.KOH中既含有离子键也含有共价键,属于离子化合物
B.N2属于单质,不存在化学键
C.MgCl2中既含有离子键,又含有共价键
D.NH4Cl中含有共价键,又全部由非金属元素组成,属于共价化合物
解析:选A N2中存在共价键;MgCl2中只含有离子键;NH4Cl中虽然含有共价键,又全部由非金属元素组成,但也含有离子键,属于离子化合物。
多角度判断离子化合物、共价化合物的方法
寻找“等电子”微粒的思维方法及应用
(对应学生用书P104)
1.“迁移法”寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒
(1)“10电子”微粒
(2)“18电子”微粒
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、
CH3—OH……
2.记忆其他等电子微粒
(1)“2电子”微粒:He、H-、Li+、H2。
(2)“14电子”微粒:Si、N2、CO、C2H2、C。
(3)“16电子”微粒:S、O2、C2H4、HCHO。
3.质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
(1)可以是两种原子,如同位素原子
(2)可以是两种分子,如CH4、NH3等
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子,如NH、H3O+
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子,如OH-、F-
1.A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子,已知:
①A++C-===D+E↑;②B++C-===2D。
请回答:
(1)C-离子的电子式是______________________________________________。
(2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式__________________、______________________。
(3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式________。
(4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子______。
解析:本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口,依据已有的元素与化合物知识可知,10电子的粒子中,原子有Ne;阴离子有N3-、O2-、F-、OH-、NH,阳离子有Na+、Mg2+、Al3+、NH、H3O+;分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有:①A++C-===D+E↑,推知A+应为NH、C-为OH-、D为H2O、E为NH3,将其结果代入②B++C-===2D,推知B+应为H3O+。
答案:(1)
(2)NH+H2O??NH3·H2O+H+ H3O++NH3===NH+H2O
(3)CH4、Ne (4)Na+、Mg2+
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,其分子式为________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其分子式为________。
(4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式为________。
(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________。
答案:(1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S (5)H2O2、PH3 (6)C2H6
3.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子,它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去):
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A、D的电子式:A________________;D________________。
(2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子,请写出:
①A与B的溶液中反应的离子方程式为________________________________。
②根据上述离子方程式,可以判断C与B结合质子的能力大小是___________________。
(用化学式或离子符号表示)。
答案:(1)
(2)①HS-+OH-===S2-+H2O ②OH->S2-
(对应学生用书P105)
1.原子结构的正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)(2016·江苏卷,2A)中子数为10的氧原子:O( × )
(2)(2016·江苏卷,2B)Mg2+的结构示意图:( √ )
(3)(2015·江苏卷,2A)质子数为17、中子数为20的氯原子:Cl( × )
(4)(2014·山东卷,8B)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同( × )
(5)(2014·山东卷,8D)Cl与Cl得电子能力相同( √ )
2.电子式的书写与判断
(1)电子式的书写
①[2017·天津卷,7(1)]NaOH的电子式为________。
②[2016·全国卷Ⅱ,26(1)]联氨分子的电子式为________________________,其中氮的化合价为________。
③[2015·全国卷Ⅰ,27(5)]以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为________________。
答案:① ② -2 ③
(2)正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”
①(2016·江苏卷,2C)硫化钠的电子式: ( × )
②(2015·江苏卷,2C)氯分子的电子式:︰︰︰( √ )
③(2014·江苏卷,2A)过氧化钠的电子式:Na︰︰︰Na( × )
④(2013·江苏卷,2B)氢氧根离子的电子式:[︰︰H]-( √ )
3.(2017·江苏卷,2)下列有关化学用语表示正确的是( )
A.质量数为31的磷原子:P
B.氟原子的结构示意图:
C.CaCl2的电子式:
D.明矾的化学式:Al2(SO4)3
答案:A
4.(2017·北京卷,7)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A.Ts是第七周期第ⅦA族元素
B.Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.Ts在同族元素中非金属性最弱
D.中子数为176的Ts核素符号是Ts
答案:D
5.(2015·上海卷,1)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为。关于Lv的叙述错误的是( )
A.原子序数116 B.中子数177
C.核外电子数116 D.相对原子质量293
答案:D
6.(2015·全国卷Ⅱ,9)原子序数依次增大的元素a、b、c、d,它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a-的电子层结构与氦相同,b和c的次外层有8个电子,c-和d+的电子层结构相同。下列叙述错误的是( )
A.元素的非金属性次序为c>b>a
B.a和其他3种元素均能形成共价化合物
C.d和其他3种元素均能形成离子化合物
D.元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6
解析:选B a-的电子层结构与氦相同,则a为氢元素;b和c的次外层有8个电子,且最外层电子数分别为6、7,则b为硫元素,c为氯元素;d的最外层电子数为1,且c-和d+的电子层结构相同,则d为钾元素。A项,元素的非金属性次序为Cl>S>H,正确;H2S和HCl是共价化合物,KH、K2S和KCl是离子化合物,B项错误,C项正确;D项,氢、硫、氯三种元素的最高和最低化合价分别为+1和-1、+6和-2、+7和-1,因此它们各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6,正确。
7.[2015·浙江自选,15(2)]下列物质中既有离子键又有共价键的是________
A.MgO B.NaOH
C.CaCl2 D.(NH4)2SO4
答案:BD
8.(1)[2014·重庆卷,8(1)(2)]月球含有H、He、N、Na、Mg、Si等元素,是人类未来的资源宝库。
①3He是高效核能原料,其原子核内中子数为________。
②Na的原子结构示意图为________,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为________________________________________________________________________。
(2)(2013·四川卷,4改编)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。
则W、X、Y、Z分别为(写元素符号):____________________________________。
答案:(1)①1 ② Na+[︰︰︰]2-Na+ (2)C、Al、Si(P、S)、Cl
9.(2016·海南卷,13)短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,元素X的一种高硬度单质是宝石,Y2+电子层结构与氖相同,Z的质子数为偶数,室温下M单质为淡黄色固体,回答下列问题:
(1)M元素位于周期表中的第________周期、________族。
(2)Z元素是________,其在自然界中常见的二元化合物是________。
(3)X与M的单质在高温下反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
产物分子为直线形,其化学键属________共价键(填“极性”或“非极性”)。
(4)四种元素中的________可用于航空航天合金材料的制备,其单质与稀盐酸反应的化学方程式为___________________________________________________。
答案:(1)三 ⅥA (2)Si SiO2
(3)C+2SCS2 极性
(4)Mg Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
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