2020年高考化學一輪總復(fù)習文檔：第五章第17講原子結(jié)構(gòu)化學鍵學案-學案下載-教習網(wǎng)

[考綱解讀]　1.了解元素、核素和同位素的含義。2.了解原子構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。3.了解原子核外電子排布；掌握原子結(jié)構(gòu)示意圖。4.掌握元素周期律的實質(zhì)。了解元素周期表的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。5.以第三周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。6.以第ⅠA和第ⅦA族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。7.了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。8.了解化學鍵的定義。了解離子鍵、共價鍵的形成。9.掌握電子式的表示方法。
第17講　原子結(jié)構(gòu)　化學鍵

　一、原子的構(gòu)成
1．原子的構(gòu)成粒子

2．原子中的4個數(shù)量關(guān)系
(1)質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)。
(2)質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。
(3)陽離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－所帶電荷數(shù)。如Mg2＋的核外電子數(shù)是10。
(4)陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)。如S2－的核外電子數(shù)是18。
3．“三素”——元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系

(2)同位素的特征與應(yīng)用
①同位素的特征
a．化學性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同。
b．天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(shù)一般固定。
②常見的重要核素及其應(yīng)用

二、原子核外電子排布規(guī)律
1．核外電子排布規(guī)律
―→離核由近到遠，電子能量由低到高
―→
2．原子結(jié)構(gòu)示意圖

3．核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系
(1)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失電子，易形成陽離子，在化合物中顯正化合價。
(2)非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得電子，活潑非金屬原子易形成陰離子。在化合物中主要顯負化合價。
(3)稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價。
三、化學鍵
1．化學鍵
(1)概念：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。
(2)分類

2．離子鍵與共價鍵的比較

3．化學鍵與物質(zhì)的類別
(1)離子化合物與共價化合物

(2)化學鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系

4．電子式
(1)微粒的電子式書寫

(2)用電子式表示化合物的形成過程
①離子化合物：左邊是原子的電子式，右邊是離子化合物的電子式，中間用“―→”連接，相同的原子或離子不合并。
如NaCl：Na―→Na＋[]－。
②共價化合物：左邊是原子的電子式，右邊是共價化合物的電子式，中間用“―→”連接。
如HCl：。
四、范德華力、氫鍵
1．分子間作用力
(1)定義：把分子聚集在一起的作用力，又稱范德華力。
(2)特點
分子間作用力比化學鍵弱得多，它主要影響物質(zhì)的熔點、沸點等物理性質(zhì)，而化學鍵主要影響物質(zhì)的化學性質(zhì)。
(3)變化規(guī)律
一般來說，對于組成和結(jié)構(gòu)相似的分子晶體，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔、沸點也越高。例如，熔、沸點：I2>Br2>Cl2>F2。
2．氫鍵
(1)定義：分子間存在的一種比分子間作用力稍強的相互作用。
(2)存在
氫鍵存在廣泛，如蛋白質(zhì)分子、醇、羧酸分子、H2O、NH3、HF等分子之間。分子間氫鍵會使物質(zhì)的熔點和沸點升高。

1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，并指明錯因。
(1)不同的核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，也可能質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)均不相同。(√)
錯因：________________________________________
(2)通過化學變化可以實現(xiàn)16O與18O間的相互轉(zhuǎn)化。(×)
錯因：同位素之間的轉(zhuǎn)化不是化學變化，是核反應(yīng)。
(3)所有物質(zhì)中都存在化學鍵。(×)
錯因：稀有氣體中不存在化學鍵。
(4)原子最外層只有一個電子的元素原子跟鹵素原子結(jié)合時，所形成的化學鍵一定是離子鍵。(×)
錯因：H與鹵素原子結(jié)合時形成共價鍵。
(5)非金屬元素的兩個原子之間一定形成共價鍵，但多個原子間也可能形成離子鍵。(√)
錯因：________________________________________
(6)最外層電子數(shù)為8的粒子一定是稀有氣體元素原子。(×)
錯因：Na＋等最外層電子數(shù)為8，其不是稀有氣體。
(7)CaCl2的電子式： ·[Ca2＋] ·。(×)
錯因：
(8)次氯酸(HClO)的電子式：H 。(×)
錯因：
2．教材改編題
(據(jù)人教必修二P11 T4)放射性同位素鈾U的原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為(　　)
A．143 B．92 C．51 D．32
答案　C
3．教材改編題
(據(jù)人教必修二P24 T4)下列關(guān)于化學鍵的說法中正確的是(　　)
A．構(gòu)成單質(zhì)分子的粒子一定含有共價鍵
B．由非金屬元素組成的化合物中可能含有離子鍵
C．非極性鍵只存在于雙原子單質(zhì)分子里
D．不同元素組成的多原子分子里的化學鍵一定是極性鍵
答案　B
4．教材改編題
(據(jù)人教必修二P25 T9)有以下9種物質(zhì)：①Ne?、贜H4Cl?、跭NO3?、躈aOH?、軨l2　⑥SO2?、逪2S?、郚a2O2　⑨MgCl2
(1)既存在離子鍵又存在共價鍵的是________。
(2)不存在化學鍵的是________。
(3)屬于共價化合物的是________。
(4)屬于離子化合物的是________。
答案　(1)②③④⑧　(2)①　(3)⑥⑦　(4)②③④⑧⑨

考點　原子結(jié)構(gòu)　核素
[典例1]　(2018·遼寧錦州期末)氫包括兩種穩(wěn)定核素：H和D，氧常見的核素有16O、17O和18O，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．H2和D2互為同分異構(gòu)體，其化學性質(zhì)完全相同
B．HO、HO、HO互為同位素，都能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)
C．18O2和18O3互為同素異形體，其密度之比為2∶3
D．電解一定量的DO時，陰、陽兩極所得氣體的質(zhì)量之比約為2∶9
解析　本題以科技知識為背景，重點考查同位素、同素異形體等概念。同分異構(gòu)體的分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，H2和D2結(jié)構(gòu)相同，A錯誤；16O、17O、18O互為同位素，HO、HO、HO既不互為同位素，也不是同素異形體，B錯誤；18O2和18O3互為同素異形體，但只有在同溫同壓下，它們的密度之比才為2∶3，C錯誤；電解一定量的DO時，陰、陽兩極會收集到物質(zhì)的量之比為2∶1的D2和18O2，其質(zhì)量之比約為2∶9，D正確。
答案　D

名師精講
1．正確理解微粒的組成和結(jié)構(gòu)
(1)有質(zhì)子的原子不一定有中子，有質(zhì)子的微粒不一定有電子。如H只有一個質(zhì)子和一個電子，不含中子；H＋只有一個質(zhì)子，既沒有中子也沒有電子。
(2)質(zhì)子數(shù)相同的粒子不一定屬于同種元素，如Ne和H2O。
(3)任何微粒中，質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等，如陰、陽離子中。
(4)核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH與OH－等。
(5)一個信息豐富的符號

2．正確理解元素、核素、同位素的概念
(1)元素、核素、同位素之間的關(guān)系

(2)不同核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如H、H；也可能具有相同的中子數(shù)，如C、O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如C、N。
(3)同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應(yīng)。
(4)同位素是指同一元素的不同“原子”間的關(guān)系，同素異形體是指同一元素的不同“單質(zhì)”間的關(guān)系。
(5)同位素之間可形成不同的同位素單質(zhì)。如氫分子有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T與16O、17O、18O可形成3×6＝18種水分子。它們的物理性質(zhì)(如密度)有所不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同。
3．兩種相對原子質(zhì)量
(1)原子(即核素)的相對原子質(zhì)量
一個原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質(zhì)量。
(2)元素的相對原子質(zhì)量
是按該元素各種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．(2018·邯鄲模擬)下列說法不正確的是(　　)
①質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定是同一元素?、谫|(zhì)子數(shù)相同且電子數(shù)也相同的兩種粒子不可能一種是分子，另一種是離子?、垭娮訑?shù)相同的粒子不一定是同種元素?、芤环N元素不能形成不同單質(zhì)　⑤某元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù)值就是質(zhì)量數(shù)
A．②④⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②③
答案　B
解析　H2O、NH3、Ne等微粒的質(zhì)子數(shù)相同，不是同一種元素，所以①不正確，分析選項，選B(巧答)。
2．已知陰離子R2－的原子核內(nèi)有n個中子，R原子的質(zhì)量數(shù)為m，則w g R原子完全轉(zhuǎn)化為R2－時，含有電子的物質(zhì)的量是(　　)
A. mol B. mol
C. mol D. mol
答案　D
解析　R原子的質(zhì)子數(shù)為m－n，其核外電子數(shù)也為m－n，所以R2－的核外電子數(shù)為m－n＋2，而w g R原子的物質(zhì)的量為 mol，所以形成的R2－含有的電子的物質(zhì)的量為 mol，故選D。
考點　核外電子排布規(guī)律及應(yīng)用
[典例2]　(2018·西安中學月考)X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍；X與Z同族，Y與Z同周期，Q原子的電子總數(shù)等于其電子層數(shù)的3倍，W與X、Y既不同族也不同周期且W不為稀有氣體元素；X、Y、Z三種元素的族序數(shù)之和為16。下列說法正確的是(　　)
A．Q與W不能形成10電子、14電子、18電子分子
B．Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學式只能表示為H4YO4
C．Y、Z、Q的單質(zhì)分別與X的單質(zhì)化合，只能形成AB2型化合物
D．X、Z、W中的兩種或三種元素形成的鈉鹽溶液可能顯酸性、堿性、中性
解析　X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，則X為O；X與Z同族，則Z為S；Q原子的電子總數(shù)等于其電子層數(shù)的3倍，則Q為C；W與X、Y既不同族也不同周期且W不為稀有氣體元素，因此W為H；X、Y、Z三種元素的族序數(shù)之和為16，Y與Z同周期，則Y為Si。C和H能形成10電子分子CH4、14電子分子C2H2、18電子分子C2H6，A項錯誤；Si的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學式還能表示為H2SiO3，B項錯誤；C與O2化合還能形成CO，C項錯誤，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈堿性，Na2SO4溶液呈中性，D項正確。
答案　D
名師精講
1．1～20號元素的特殊的電子層結(jié)構(gòu)
(1)最外層有1個電子的元素：H、Li、Na、K。
(2)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar。
(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C。
(4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：O。
(5)最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)總數(shù)一半的元素：Li、P。
(6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：Ne。
(7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si。
(8)次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的元素：Li、Mg。
(9)次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素：Be、S。
(10)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。
2．尋找“10電子”粒子和“18電子”粒子的方法
(1)“10電子”粒子

(2)“18電子”粒子

3．質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等的兩種微粒關(guān)系
(1)可以是兩種原子，如同位素原子。
(2)可以是兩種分子，如CH4、NH3等。
(3)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陽離子，如NH、H3O＋。
(4)可以是兩種帶電荷數(shù)相同的陰離子，如OH－、F－。

3．A＋、B＋、C－、D、E五種粒子(分子或離子)中，每個粒子均有10個電子，已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
請回答：
(1)C－的電子式是____________。
(2)分別寫出A＋和D反應(yīng)、B＋和E反應(yīng)的離子方程式：
____________________、____________________。
(3)除D、E外，請再寫出兩種含10個電子的分子的分子式________________。
答案　(1)[ H]－
(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O
(3)CH4、Ne
解析　因A＋、C－、D、E均為10電子微粒，且A＋＋C－===D＋E↑，則A＋為NH，C－為OH－，E為NH3，D為H2O，進而推知B＋為H3O＋。
4．某元素X，其原子的電子層數(shù)為(n－1)，最外層電子數(shù)為(2n－1)。下列有關(guān)元素X的說法中正確的是(　　)
A．X可能是金屬元素
B．由X形成的含氧酸均為強酸
C．X不能形成化學式為KXO4的含氧酸鹽
D．元素X的氣態(tài)氫化物一定極易溶于水
答案　D
解析　由X原子的最外層電子數(shù)為(2n－1)可以推知n≤4，則X的電子層數(shù)≤3，X為短周期元素。當n＝4時，X為Cl元素；當n＝3時，X為N元素；當n＝2時，不符合題意，A錯誤；HNO2和HClO均為弱酸，B錯誤；Cl元素能形成KClO4，C錯誤；NH3和HCl均極易溶于水，D正確。
考點　化學鍵　物質(zhì)構(gòu)成
[典例3]　城市為保持街道整潔、濕潤，在路面或廣場上噴灑含化學式為XY2的溶液做保濕劑。X原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，X的陽離子與Y的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。元素Z、W均為短周期元素，它們原子的最外層電子數(shù)均是電子層數(shù)的2倍，Z與Y相鄰且Z、W能形成一種WZ2型分子。
(1)m＝________，該保濕劑的化學式為________。
(2)Z、W元素的名稱為________、________。
(3)下列說法正確的是________。
A．XY2和WZ2都為離子化合物
B．XY2中僅含離子鍵，WZ2中僅含共價鍵
C．H2Z比HY的穩(wěn)定性強
D．X的陽離子比Y的陰離子半徑大
(4)下列化學用語表達正確的是________。
A．XY2的電子式：X2＋[ ]2－
B．WZ2的結(jié)構(gòu)式：Z===W===Z
C．Y元素的單質(zhì)與H2Z水溶液反應(yīng)的離子方程式為Y2＋Z2－===2Y－＋Z↓
D．用電子式表示XY2的形成過程為

解析　根據(jù)題意，可以推斷X為Ca、Y為Cl、Z為S、W為C。
(3)CS2為共價化合物，A錯誤；非金屬性越強，氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性HCl>H2S，C錯誤；核外電子總數(shù)相同的簡單粒子，質(zhì)子數(shù)越大，半徑越小，所以r(Ca2＋)