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  • 2021-07-09 发布

全国版2021高考化学一轮复习第15讲原子结构化学键课件

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物质结构 元素周期律 第五章 第 15 讲 原子结构 化学键 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规律,掌握原子结构示意图的表示方法。  4. 了解化学键的定义,了解离子键、共价键的形成。  5. 了解相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算。 栏 目 导 航 考点一 原子结构 核素   考点二 核外电子排布规律 考点三 离子键和共价键 探究高考 · 明确考向 考点一 原子结构 核素 元素   原子   化学   (2) 微粒之间的关系 ①原子中:质子数 ( Z ) = __________ = __________ = ________________ ; ②质量数 ( A ) = __________( Z ) + __________( N ) ; ③阳离子的核外电子数=质子数- __________________________ ; ④阴离子的核外电子数=质子数+ __________________________ 。 (3) 微粒符号周围数字的含义 原子序数   核电荷数   核外电子数   质子数   中子数   阳离子所带的电荷数   阴离子所带的电荷数   2 . 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 __________ 不同, __________ 相同,化学性质 ___________________ ,物理性质 __________ 。 ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子 ________________ 不变。 (3) 几种重要的核素 中子数   质子数   几乎完全相同   差异较大   百分数 ( 丰度 )   核素 同位素 30 24 7 5 B   答案  B 1 . 核外电子排布规律 考点二 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 __________ 电子,形成阳离子,表现出 __________ 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 __________ 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。 失去   还原   得到   1 . (2019 · 福建南平质检 ) 核电荷数小于 18 的某元素 X ,其原子核外电子层数为 a ,最外层电子数为 (2 a + 1) 。下列有关元素 X 的说法中,不正确的是 (    ) A .元素 X 的原子核内质子数为 (2 a 2 - 1) B .元素 X 的原子半径一定小于钠的原子半径 C .由元素 X 形成的某些化合物,可能具有杀菌消毒的作用 D .元素 X 形成的简单离子,各电子层的电子数均达到 2 n 2 个 ( n 表示电子层数 ) D   解析 若 a = 2 ,则 X 为 N ,若 a = 3 ,则 X 为 Cl 。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知 A 、 B 、 C 项正确; D 项氯离子最外层电子数未达到 2 n 2 个。 2 .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 __________ 。 ③⑤⑧   ②   ③⑤   ①④⑥   ⑦⑧   原子 Ar Cl - S 2 - K + Ca 2 + 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 。 1 . 化学键 (1) 概念: ________________________________________ 。 (2) 分类: 考点三 离子键和共价键 使离子相结合或原子相结合的作用力 2 . 离子键、共价键的比较 静电作用   离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 阴、阳离子通过 __________ 所形成的化学键 原子间通过 _________________ 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 共用电子对   活泼金属   离子键 共价键 非极性键 极性键 形成条件 __________ 元素与 ________________ 元素的原子通过 __________ ,形成离子键 __________ 元素原子之间成键 __________ 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 活泼非金属   得失电子   同种   不同   (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 AlCl 3 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 NH 4 Cl 等。 [ 判一判 ] (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 . 化学键与物质类别的关系 4 . 判断离子化合物和共价化合物的三种方法 (1) 离子化合物是指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,如 NaCl 、 Na 2 O 2 、 NaOH 、 Na 2 O 、 NH 4 Cl 等。 (2) 共价化合物是指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,如 H 2 S 、 SO 2 、 CH 3 COOH 、 NH 3 · H 2 O 、 H 2 SO 4 等。 [ 填一填 ]  有以下 9 种物质:① Ne  ② HCl  ③ P 4 ④H 2 O 2  ⑤ Na 2 S  ⑥ NaOH  ⑦ Na 2 O 2  ⑧ NH 4 Cl  ⑨ AlCl 3 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 __________ 。 ① ②⑨ ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧ 5 . 微粒电子式的书写 题组一 常见微粒或物质电子式的书写 1 .写出下列微粒或物质的电子式。 电子式书写常见的四大误区 题组二  “ 8 ” 电子稳定结构的判断 2 .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 . CH 4     B . NaCl     C . CO 2     D . N 2 C   解析 CH 4 中氢原子不满足 8 电子稳定结构, A 项错; NaCl 中的 Na + 和 Cl - 都满足 8 电子稳定结构,但它们之间是离子键, B 错误; N 2 中只含有非极性键且为单质, D 项错。 3 . (2019 · 河北冀州中学检测 ) 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 . PCl 5     B . P 4     C . CCl 4     D . NH 3 C   解析 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 , A 、 D 项错误; P 4 为单质,而非化合物, B 项错误; C 项中 5 原子最外层均为 8 电子稳定结构, C 项正确。 8 电子结构的判断方法 (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原子最外层是否达到 8 电子稳定结构,应从其结构式或电子式结合原子最外层电子数进行判断,如① H 2 O 中 O 最外层有 8 个电子,而 H 最外层只有 2 个电子,② N 2 中 N 原子最外层有 5 个电子, N 与 N 之间形成 3 个共价键,所以 N 2 中的 N 原子最外层达到 8 电子稳定结构。 题组三 物质变化与化学键 4 . (2019 · 皖北协作体模拟 ) 下列说法正确的是 (    ) A .碘晶体受热转变为碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力 B .盐酸中加入氢氧化钠固体发生反应的过程中,既有共价键和离子键的破坏,又有共价键和离子键的形成 C . N 2 、 CO 2 和 SiO 2 中都存在共价键,它们都是由分子构成 D . H 2 和 Cl 2 在光照条件下反应生成 HCl ,反应中一定有共价键的断裂和形成 D   解析 A 项,碘晶体受热转变为碘蒸气,吸收的热量用于克服分子间作用力,碘原子间是共价键,错误; B 项,盐酸中加入氢氧化钠固体发生反应的过程中,只有离子键的破坏和共价键的形成,错误; C 项, N 2 、 CO 2 和 SiO 2 中都存在共价键, N 2 、 CO 2 都是由分子构成, SiO 2 是由原子构成,错误; D 项,氢气、氯气和氯化氢中均含有共价键,因此反应中一定有共价键的断裂和形成,正确。 5 .化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程,下列关于化学反应 2Na 2 O 2 + 2CO 2 ===2Na 2 CO 3 + O 2 的叙述正确的是 (    ) A .反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂 B .反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成 C .反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂,又涉及离子键和非极性共价键的形成 D .反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂,又涉及离子键、极性和非极性共价键的形成 D   解析 Na 2 O 2 中存在离子键和非极性共价键, CO 2 中存在极性共价键, Na 2 CO 3 中存在离子键和极性共价键, O 2 中存在非极性共价键, D 项符合题意。 化学键的断裂或形成与物质变化关系的两点辨析 (1) 化学变化中一定有化学键的断裂和形成。 (2) 有化学键断裂或形成的变化不一定是化学变化。如 NaCl 熔化、 HCl 溶于水等,只有旧化学键的断裂没有新化学键的形成;从溶液中析出晶体时,无化学键的断裂但有化学键的形成,均未发生化学变化。 1 . “ 迁移法 ” 寻找 “ 10 电子 ” 微粒和 “ 18 电子 ” 微粒 (1) “ 10 电子 ” 微粒  寻找“等电子”微粒的思维方法及应用   (2) “ 18 电子 ” 微粒 CH 3 — CH 3 、 H 2 N — NH 2 、 HO — OH 、 F — F 、 F — CH 3 、 CH 3 — OH …… 1 . (2019 · 河北衡水模拟 ) A 、 B 、 C 、 D 、 E 是原子序数依次增大的五种短周期元素且 B 、 C 相邻, A 元素可以与 B 、 C 、 E 元素分别形成甲、乙、丙三种物质,且甲、乙均为 10 电子化合物,丙为 18 电子化合物。 D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知:甲+ E 2 ―→ 丙+ B 2 ,甲+丙 ―→ 丁,下列说法中正确的是 (    ) A .离子半径: D>C>B B . A 与 C 两种元素共同形成的 10 电子粒子有 3 种 C . D 元素在周期表中的位置是第二周期第 ⅡA 族 D .丁物质均由非金属元素构成,只含共价键 B   解析 A 、 B 、 C 、 D 、 E 是原子序数依次增大的五种短周期元素, A 元素可以与 B 、 C 、 E 元素分别形成甲、乙、丙三种物质,且甲、乙均为 10 电子化合物,丙为 18 电子化合物,则 A 为氢元素, 10 电子化合物可能为 CH 4 、 NH 3 、 H 2 O 、 HF 等;已知甲+ E 2 ―→ 丙+ B 2 ,甲+丙 ―→ 丁,则 E 的单质为双原子分子,故 E 为 Cl 元素,则 B 为 N 元素,因 B 、 C 相邻,则 C 为 O 元素,故甲为 NH 3 、乙为 H 2 O 、丙为 HCl 、丁为 NH 4 Cl ; D 元素的最外层电子数与核外电子层数相等,原子序数大于氧元素,处于第三周期,最外层电子数为 3 ,故 D 为 Al 元素。 N 3 - 、 O 2 - 、 Al 3 + 电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径: N 3 - >O 2 - >Al 3 + , A 错误; H 和 O 两种元素共同形成的 10 电子粒子有 H 2 O 、 H 3 O + 、 OH - 3 种, B 正确; Al 元素在元素周期表中的位置是第三周期第 Ⅲ A 族, C 错误;丁为 NH 4 Cl ,含有离子键、共价键, D 错误。 CH 4 、 Ne   Na + 、 Mg 2 + 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: ① A 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 ) 。 HS - + OH - ===S 2 - + H 2 O   OH - >S 2 - 1 .写出下列物质的电子式。 (1) (2018 · 天津卷, 7) Mg(OH) 2 的电子式: ________________________ 。 (2) (2017 · 天津卷, 7(1)) NaOH 的电子式为 _________________________ 。 (3) (2016 · 全国卷 Ⅱ , 26(1)) 联氨分子的电子式为 ______________ ,其中氮的化合价为 _______________ 。 (4) (2015 · 全国卷 Ⅰ , 27(5)) 以硼酸为原料可制得硼氢化钠 (NaBH 4 ) ,它是有机合 成中的重要还原剂,其电子式为 _______________ 。 探究高考 · 明确考向 C   解析 D   4 . (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 B   5 . (2018 · 海南卷, 13) X 、 Y 、 Z 为短周期元素, X 原子的质子数等于 Z 与 Y 的质子数之和, Z 与 Y 位于同一周期, Y 原子核外有 3 个未成对电子,非金属 Z 的一种固体单质可导电。回答下列问题: (1)Y 在周期表中的位置是第 ____ 周期第 ____ 族,其原子结构示意图为 ______ ; Y 与 Z 之间形成的化学键属于 ________ 。 (2)X 、 Y 、 Z 三种元素中原子半径最大的是 ______( 填元素符号 ) ; X 单质既可与盐酸反应,又可溶于氢氧化钠溶液,产生的气体为 ______( 填分子式 ) ,该气体与 Y 单质反应的化学方程式为 ____________________ 。 (3)Z 的最高价氧化物的电子式为 _____________ 。 二  ⅤA   共价键 Al   H 2