考點(diǎn)09  原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布1.認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu),理解構(gòu)成原子微粒間的關(guān)系。2.了解原子核外電子的排布規(guī)律,能畫出120號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖。5.知道元素、核素和同位素的涵義及其關(guān)系,了解常見核素的應(yīng)用。考點(diǎn)一 原子的構(gòu)成:學(xué)§§網(wǎng)]1.構(gòu)成原子的微粒構(gòu)成原子的粒子原子核電子質(zhì)子中子電性和電量1個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位的_________不帶電______1個(gè)電子帶1個(gè)單位的______質(zhì)量/kg1.673×10271.675×10279.109×1031相對(duì)質(zhì)量1.007≈11.008≈11/1 836溫馨提示原子核的構(gòu)成一定有質(zhì)子,有質(zhì)子的微粒不一定有中子,如1H;有質(zhì)子的微粒不一定有電子,如H+。2.微粒的核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)的關(guān)系:(1)原子呈電中性核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=____________。(2)陽離子帶正電荷核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=________________________(3)陰離子帶負(fù)電荷核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=________________________。3.質(zhì)量數(shù)電子的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于質(zhì)子和中子,原子的質(zhì)量主要集中在______上,質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量都近似等于1,若忽略電子的質(zhì)量,則有質(zhì)量數(shù)(A)________________________4.原子構(gòu)成的表示方法一般用符號(hào)X表示,X用元素符號(hào)表示,A表示______,Z表示______。考點(diǎn)二 核外電子的排布1.核外電子分層排布(1)依據(jù):含多個(gè)電子的原子里,電子的能量不同,運(yùn)動(dòng)區(qū)域離核的______不同。(2)電子層與電子能量的關(guān)系電子層序數(shù)1234567電子層符號(hào)KLMNOPQ電子離核距離____________電子能量____________2.核外電子排布規(guī)律(1)核外電子總是先排布在能量最低的電子層,然后由____________,依次排布在能量_____的電子層;(2)原子核外各電子層最多容納______個(gè)電子;(3)原子最外層電子數(shù)不能超過______個(gè)(K層為最外層時(shí)不能超過______個(gè));(4)原子核外次外層電子數(shù)不超過______個(gè)(當(dāng)K層或L層為次外層時(shí)分別為______個(gè)和______個(gè));(5)倒數(shù)第三層電子最多不超過______個(gè)。3.核外電子排布表示方法溫馨提示 (1)核外電子排布的幾條規(guī)律之間既相互獨(dú)立又相互統(tǒng)一,不能孤立地應(yīng)用其中一條。如當(dāng)M層不是最外層時(shí),最多排布的電子數(shù)為2×3218個(gè);而當(dāng)它是最外層時(shí),則最多只能排布8個(gè)電子。(2)注意看清是最外層電子數(shù)”“次外層電子數(shù)還是內(nèi)層電子數(shù)。(3)最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的2倍以上時(shí),次外層一定是K層。(4)注意原子結(jié)構(gòu)示意圖與離子結(jié)構(gòu)示意圖的區(qū)別。考點(diǎn)五 核素和同位素1.元素:具有相同______ (____________)的同一類原子的總稱,其種類由原子核內(nèi)的______決定的,如H、CN三種元素。2.核素(1)概念:具有一定數(shù)目______和一定數(shù)目______的一種原子,其種類由______、______決定,如C、N、H三種核素。(2)幾種重要核素的用途:______在考古工作中用于測(cè)定文物的年代;U用于制造原子彈、核發(fā)電;H、H用于制造氫彈;放射性同位素釋放的射線用于育種、給金屬探傷、診斷和治療疾病等。3.同位素(1)概念:______相同,而______不同的同一種元素的不同核素互稱為同位素,元素的同位素由______決定。(2)元素、核素和同位素的聯(lián)系 (3)常見元素的同位素H、H(D)、H(T)H(D)、H(T)用于制氫彈OOOO用于示蹤原子C、C、CC用于考古斷代U、UUU核燃料(4)特點(diǎn)同位素有____________的,也有____________的,有放射性的,也有非放射性的。天然存在的同位素相互間保持一定的______。同位素的______性質(zhì)不同,______性質(zhì)幾乎相同。溫馨提示(1)同種元素,可以有若干種不同的核素,即核素種類遠(yuǎn)大于元素種類。(2)同位素的研究對(duì)象是核素,因此分子之間、離子之間不可能互稱為同位素。(3)一種元素可以有多種核素,也可能只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子。(4)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素,不指具體原子。(5)不同核素之間的轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng),不屬于化學(xué)反應(yīng)。考點(diǎn)六 幾種常見的相對(duì)原子質(zhì)量1.原子的相對(duì)原子質(zhì)量(1)含義:就是一種核素的一個(gè)原子的實(shí)際質(zhì)量與一個(gè)12C原子質(zhì)量的______的比值。(2)計(jì)算公式:原子的相對(duì)原子質(zhì)量=。2.原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量=質(zhì)量數(shù)3.元素的相對(duì)原子質(zhì)量(1)含義:就是按照該元素的各種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量和它們所占的原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)算出來的平均值。計(jì)算公式MrA·a%B·b%C·c%……其中AB、C分別為該元素的各種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量,a%、b%、c%分別為自然界中該元素的各種同位素所占的原子個(gè)數(shù)百分比。4.元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量就是按照該元素的各種同位素的質(zhì)量數(shù)和它們所占的原子個(gè)數(shù)百分比計(jì)算出來的平均值。考向一  原子結(jié)構(gòu)【例1以下有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的說法中,正確的是(    )A.原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的 B.原子次外層電子數(shù)不一定都是8C.原子最外層電子數(shù)一般不超過4 D.稀有氣體元素原子最外層電子數(shù)都是8【答案】B【解析】A項(xiàng),H原子核中無中子,A錯(cuò)誤;B項(xiàng),原子次外層電子數(shù)不一定都是8,如第二周期元素,次外層均為2,B正確;C項(xiàng),原子最外層電子數(shù)一般不超過8,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),稀有氣體He最外層電子數(shù)是2D錯(cuò)誤;故選B。【例2核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子的電子層數(shù)為n,最外層電子數(shù)為(2n1),原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2n21)。下列關(guān)于元素X的說法中,不正確的是(  )A.其最高化合價(jià)為+3價(jià)               B.可以形成化學(xué)式為KXO3的鹽C.其氫化物可以用來做噴泉實(shí)驗(yàn)         D.其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物是強(qiáng)酸【答案】A【解析】若為三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為7,質(zhì)子數(shù)為17,該元素為Cl;若為兩個(gè)電子層,最外層電子數(shù)為5,質(zhì)子數(shù)7,該元素為N,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。考向二  AZX的應(yīng)用【例3元素的一種核素X的質(zhì)量數(shù)為A,含有N個(gè)中子,它與35Cl原子組成X35Clm分子,則a g X35Clm中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是(  )A. (A-N+17m) mol                 B. (A-N+17m) molC. (A-N) mol                    D. (A-N) mol【答案】A【解析】核素X的質(zhì)量數(shù)為A,含有N個(gè)中子,則其質(zhì)子數(shù)為A-N; 35Cl原子含有17個(gè)質(zhì)子,則X35Clm分子含有質(zhì)子數(shù)為(A-N+17m)X35Clm的摩爾質(zhì)量為(A+35m) g·mol-1,則a g X35Clm的物質(zhì)的量為 mol,所含質(zhì)子數(shù)為(A-N+17m) mol。【例4用中子轟擊X原子產(chǎn)生α粒子(即氮核He)的核反應(yīng)為:X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1價(jià)。下列說法正確的是(    )AH3XO3是強(qiáng)酸                             BY單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2OCXCl3分子中所有原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)   D6Y7Y互為同素異形體【答案】B【解析】根據(jù)核反應(yīng)為:X+n→Y+H可知,X的質(zhì)量數(shù)N=4+7-1=10,又因?yàn)?/span>Y在化合物中呈+1價(jià),則推知Y位于IA族,質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),Y的質(zhì)量數(shù)為7,所以得出YLi,其質(zhì)子數(shù)p=3,所以X的質(zhì)子數(shù)Z=3+2-0=5,核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=5,則推知X屬于B元素。A項(xiàng),H3BO3是硼酸,屬于弱酸,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),YLi,在空氣中燃燒的產(chǎn)物只有Li2OB項(xiàng)正確;C.如果中心原子價(jià)電子數(shù)+其化合價(jià)的絕對(duì)值=8,則該分子中所有原子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),但氫化物除外,BCl3分子中B原子最外層電子數(shù)是3、其化合價(jià)為+3,所以該分子中并不是所有原子都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu),C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),兩者的質(zhì)子數(shù)均為3,中子數(shù)不同,所以兩者互為同位素,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選B。考向  核外電子排布【例5下列敘述中,正確的是(  )A.兩種粒子,若核外電子排布完全相同,則其化學(xué)性質(zhì)一定相同B.凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布C.兩原子,如果核外電子排布相同,則一定屬于同種元素D.陰離子的核外電子排布一定與比它原子序數(shù)小的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同【答案】C【解析】兩種粒子,若核外電子排布完全相同,則其化學(xué)性質(zhì)不一定相同,例如鈉離子和氟離子,A項(xiàng)錯(cuò)誤;凡單原子形成的離子,不一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布,例如H肯定不滿足稀有氣體的核外電子排布,B項(xiàng)錯(cuò)誤;兩原子,如果核外電子排布相同,那么質(zhì)子數(shù)相同,則一定屬于同種元素,C項(xiàng)正確;陰離子是原子得電子后的離子,則陰離子的核外電子排布與同周期的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【例6短周期主族元素XY、Z、R的原子序數(shù)依次增大,核電荷數(shù)之和為36X、Z原子的最外層電子數(shù)之和等于Y原子的次外層電子數(shù);R原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍。下列有關(guān)這四種元素的相關(guān)敘述正確的是(  )AX的三種核素中均含有質(zhì)子和中子          BXR組成的化合物溶于水呈堿性CR的離子結(jié)構(gòu)示意圖為         DYZ可形成兩種氧化物【答案】D【解析】短周期主族元素XY、ZR的原子序數(shù)依次增大,核電荷數(shù)之和為36;X、Z原子的最外層電子數(shù)之和等于Y原子的次外層電子數(shù);R原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍,由原子序數(shù)關(guān)系可知X、Z原子的最外層電子數(shù)之和應(yīng)為2,Y的次外層電子數(shù)為2,則XH元素,ZNa元素,YO元素,RS元素。考向  核素與同位素【例7核能利用有利于早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。核裂變的原理為:U+n→Ba+X+3n,下列說法錯(cuò)誤的是(    )AUU互為同位素 BX的質(zhì)子數(shù)為33CBa的中子數(shù)為85 DX的質(zhì)量數(shù)為92【答案】B【解析】在核裂變反應(yīng)前后,總的質(zhì)量數(shù)和總的質(zhì)子數(shù)均不變,據(jù)此可計(jì)算出X的質(zhì)量數(shù)為235+1-141-3×1=92X的質(zhì)子數(shù)為92-56=36。XKr。A項(xiàng),UU的質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,它們互為同位素,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),反應(yīng)物的質(zhì)子總數(shù)為92,生成物的質(zhì)子總數(shù)為56+Z。在核裂變反應(yīng)中,反應(yīng)前后質(zhì)子總數(shù)不變,故92=56+Z,Z=36,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),Ba的質(zhì)量數(shù)為141,質(zhì)子數(shù)為56,中子數(shù)為141-56=85,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),反應(yīng)物總的質(zhì)量數(shù)為235+1=236,生成物總的質(zhì)量數(shù)為141+3×1+A=144+A。在核裂變反應(yīng)中,反應(yīng)前后總的質(zhì)量數(shù)不變,故236=144+AA=92,D項(xiàng)正確;故選B。【例8我國(guó)發(fā)布了《醫(yī)用同位素中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,對(duì)提升醫(yī)用同位素相關(guān)產(chǎn)業(yè)能力水平、保障健康中國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施具有重要意義.醫(yī)用同位素有等,有關(guān)說法不正確的是(    )A位于元素周期表的第二周期第ⅣA    B具有相同的最外層電子數(shù)C12C的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同         D.化合物的中子總數(shù)為偶數(shù)【答案】D【解析】A項(xiàng),C原子序數(shù)為6,原子結(jié)構(gòu)示意圖為,位于元素周期表的第二周期第ⅣA族,故A正確;B項(xiàng),FI 都屬于第ⅦA族,最外層電子數(shù)相同,故B正確;C項(xiàng), 14C12C的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,但物理性質(zhì)有差異,故C正確;D項(xiàng), 23Na18F 的中子總數(shù)為(23-11)+(18-9)=21,為奇數(shù),故D錯(cuò)誤;故選D。1.兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等,則在周期表的前10號(hào)元素中,滿足上述關(guān)系的元素共有(  )     A1對(duì)           B2對(duì)             C3對(duì)                D4對(duì)2.核電荷數(shù)為118的元素中,最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子(  )A.只有4        B.只有3         C.只有2       D.只有13.核聚變發(fā)電有望成為解決人類能源問題的重要手段之一、氘(21H)是核聚變反應(yīng)的主要原料,下列有關(guān)敘述正確的是(    )A21H的中子數(shù)為2 B21H的核電荷數(shù)為1C21H是自然界中最輕的原子 D21H是氫元素的一種同素異形體4.嫦娥五號(hào)返回器取回的月壤中檢測(cè)出含有豐富的3He,是人類夢(mèng)寐以求的綠色能源。下列關(guān)于3He的說法正確的是(    )A.與4He互為同素異形體 B.質(zhì)子數(shù)為3C.與4He互為同位素 D.中子數(shù)為35對(duì)于以下六種核素:、、、,下列說法正確的是(    )A的中子數(shù)相等                     B的中子數(shù)不相等C在元素周期表中所處的位置不同       D質(zhì)量數(shù)相等,二者互為同位素6 239Pu于敏型氫彈的重要原料。下列說法正確的是(    )A239Pu原子的原子核中含有239個(gè)質(zhì)子       B239Pu衰變成235U屬于化學(xué)變化C238Pu、239Pu241Pu屬于不同的核素        D238Pu238U在元素周期表中的位置相同7、O2-、O2O3(    )A.氧元素的五種不同微粒 B、表示同一種核素C.氧的五種同素異形體 D.氧的五種同位素8.我國(guó)人造太陽取得了溫度比太陽溫度還高兩倍的實(shí)驗(yàn)成果,人造太陽的工作原理是H+H=+,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(    )A時(shí)會(huì)釋放出大量的能量B、的質(zhì)子數(shù)不同、中子數(shù)相同,是不同核素C.用作安全氣球填充氣的是氦氣而不是氫氣DH+H=+屬于化學(xué)變化9.已知R元素的某種同位素能形成離子化合物AmRn,其中A的化合價(jià)為+n。該化合物中一個(gè)R微粒的核外電子數(shù)是a,核內(nèi)中子數(shù)是b,則x g該同位素的原子所含電子的物質(zhì)的量(mol)(  )A.               B.                C.              D.10A、B、C、D 4種元素的核電荷數(shù)依次增大,它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等,D原子的K、L層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半。 (1)4種元素的元素符號(hào)依次是A________,B________C________,D________。(2)C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________(3)D的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________。(4)B的單質(zhì)與D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。(5)A單質(zhì)與濃H2SO4共熱的化學(xué)方程式為________________________。11.下圖為幾種粒子的結(jié)構(gòu)示意圖,完成以下填空。(1)屬于陽離子結(jié)構(gòu)的粒子是________(填編號(hào),下同)。(2)具有穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的原子是________(3)只能得電子的粒子是____________;只能失電子的粒子是________;既能得電子,又能失電子的粒子是________。(4)粒子半徑________粒子半徑(大于小于等于”)。(5)某元素R形成的氧化物為R2O3,則R的離子結(jié)構(gòu)示意圖可能是________。  

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