【基礎(chǔ)知識】原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

考點一原子結(jié)構(gòu)

【必備知識】

一、原子結(jié)構(gòu)

1、概念理解

元素化合價

質(zhì)量數(shù)/離子所帶電荷數(shù)

點/

zAn

質(zhì)子數(shù)、原子個數(shù)

①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(shù)=原子核外電子數(shù)+原子序數(shù):

②質(zhì)蚩數(shù)。)=質(zhì)子數(shù)(7)+中子數(shù)(M：

③陽離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)一陽離子所帶電荷數(shù)：

④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶電荷數(shù)。

元素的相對原子質(zhì)量：元素的各種天然同位素的相對原子質(zhì)量與其在自然界中所占的物質(zhì)的量分數(shù)計算出

的平均值。

元袞：具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱.

核素：具有一定數(shù)目的虹和一定數(shù)目的中子的一種原子。

同位素：質(zhì)子相同,史工不同的同一元素的不同核素的互稱。

同位素的化學性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。

同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數(shù)(豐度)不變。

氫元素的三種核素

III；名稱為久，不含中子；

TH：用字母2表示，名稱為宛或重氫；

?H：用字母表示，名稱為氮或超重氫。

2、常見的重要核素及其應(yīng)用

核素留U斗CTH(D)?H(T)劈。

用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子

3、抓住描述對象突破“四同”判斷

(1)同位素——原子,如IH、?H；

(2)同素異形體——單質(zhì)，如0”03；

(3)同系物——化合物，如CH3cH八CH3cH2cH3：

(4)同分異構(gòu)體——化合物，如正戊烷、新戊烷。

【注意】

1、舊2、2H2即不是同位素，也不可素異形體，是同種物質(zhì)。

2、核變化不是化學變化。

例I、完成下列表格

H2OD20T2O

相對分子質(zhì)量182022

質(zhì)子數(shù)101010

中子數(shù)81012

電子數(shù)101010

例2、現(xiàn)有下列9種微粒：舊、汨、尤、MC、處I、5gFe2\潦Fe3+、］處、附3。按要求完成以下各題:

(1)舊、田分別是氫元素的一種________，它們互稱為________,

(2)互為同素異形體的微粒是—_______O

(3)*Fe2+的中子數(shù)為________,核外電子數(shù)為_________________________________________0

(4)上述9種微粒中有________彳件核素，含有________種元素。

【容案】⑴核索1可位素(2y§02、^03(3)3024(4)75

二、核外電子排布

1、電子排布

原子核------------1/電子層

元素符號一NaR2KI

核電荷數(shù)-----------J層內(nèi)電子數(shù)

電子排布規(guī)則

每層最多容納的電子數(shù)為量，最外層不超過&個(K層為最外層時不超過2_個)，次外層不超過11個。

2、常見的“10電子”微粒

N3-『

嚴OHF-出發(fā)點

tttc.

2,3

CH4V1NH3+H2o*-HF-——QNe)——?NaMg-*Al*

NH4II3O*

3、常見的“18電子”微粒

；|--F2->O2-*H2O2

FHS-cr出發(fā)點

SiH4*-PIl3^H2S^HCH——(A?)——>K'fCa2*

(“9電子”微粒X2)

一F、一OH、

—NH2、—CH3

CH3—CH3,H2N—NH2^HO—OH,F—F,F—CH3,CH3—OH........

例2、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+IC==DIEf；②B+IC==2DO

回答下列問題：

(1)b的電子式是o

(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：。

(4)除A，、B十外，請再寫出兩種含10個電子的陽離子：。

【答案】(1),(2)NH：+H2O^NH3H>O+HQ'+NH3=N田+壓0(3)CK、HF(答案

合理即可)(4)Na，Mg2+、Af)答任意兩個即可)

4、1?20號元素原子核外電子排布的特點與規(guī)律

(1)原子核中無中子的原子：IH。

(2)最外層只有一個電子的原子：旦、Li.Na.K；

最外層有兩個電子的原子：He.Be>Cao

(3)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的原子：Be.Ar；

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子：C；

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子：Oo

(4)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子：旦、Be.Al；

最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子：He.C、S；

最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子：Q。

(5)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：Li.Sio

(6內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子：口、巳

(7)次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的原子：Li.Mg：

(8)次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素：里、So

【易錯辨析】

1、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。()

2、所有原子核內(nèi)一定都有中子。()

3、質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量。()

4、質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素。（）

5、核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)一定相同。（）

6、核聚變?nèi)缣?iH—＞，He+，n,因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化。（）

7、氫的三種核素形成的單質(zhì)有6種，它們物理性質(zhì)有所不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同。（）

8、14c可由中子轟擊NN產(chǎn)生，-C與UN的化學性質(zhì)相同。（）

9、M層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等。（）

【答案】172.x3.x4.x5.x6.x7H8.x9.4

【跟蹤練習】

1、《格物探源》中提到：“天地力物皆以六十四種元質(zhì)配合而成，如金銀銅鐵養(yǎng)輕淡炭等皆是元質(zhì)，皆由

微渺而造”，“微渺”即現(xiàn)代之“原子”。下列說法錯誤的是（）

A.“元質(zhì)”即現(xiàn)代之“元素”，現(xiàn)在人類發(fā)現(xiàn)的化學元素已超過六十四種

B.“養(yǎng)、輕、淡”即“氧、氫、氮”三種元素，均為短周期主族元素

C.上文中提到的八種“元質(zhì)”中，有四種金屬“元質(zhì)”

D.“微渺”是組成物質(zhì)的基本微粒，不可再分

【答案】D

2、下列表示或說法正確的是（）

^17^87

A.Mg?’的結(jié)構(gòu)示意圖：〃（2016?江蘇）B.氯離子（C「）的結(jié)構(gòu)示意圖：3〃（2015?江蘇）

網(wǎng)通

C.硫離子S2一的結(jié)構(gòu)示意圖：L^〃（2014?江蘇）D.核外電子排布相同的微粒化學性質(zhì)也相同（2014.山東）

【答案】A

3、下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系不正確的是（）

"陽：，昂；

A.、廠,3與、廠3為同一種物質(zhì)B.C60、C70、金剛石、石墨互為同素異形體

C.|H2O,汨2。、汨20互為同位素D.CH4與CH3cH2cH3是同系物

【答案】C

4、已知R2+離子核外有a個電子，核內(nèi)有b個中子.下列表示R原子符號正確的是（）

A.bRB.A?+2RC.a+?+2RD.

aa+2a-2a-2

【答案】B

5、（2021.北京，2）下列有關(guān)放射件核素鎘:"H）的表述不TT確的是（）

A.汨原子核外電子數(shù)為1BdH原子核內(nèi)中子數(shù)為3

CdH2與出化學性質(zhì)基本相同D.fHjO具有放射性

【答案】B

6、全氮類物質(zhì)具有高密度、超高能量及爆轟產(chǎn)物清潔無污染等優(yōu)點。中國科學家成功合成全氮陰離子NS，

Nf是制備全氮類物質(zhì)N；N3的重要中間體。下列說法中不正確的是（）

A.全氮類物質(zhì)屬于綠色能源B.每個N；中含有35個質(zhì)子

C.每個Ns中含有35個電子D.N；N5結(jié)構(gòu)中含共價鍵

【答案】C

7、（2023屆河北全過程縱向評價）科學家以笊原子撞擊銅的一種司位素族:u,產(chǎn)生了一種銀的同位素秘Ni,

其核反應(yīng)可表示為！;H+撅"-g；Ni+a。下列說法正確的是（）

A.a粒子為;HeB.軟：u與&Ni中子數(shù)相差2

C.Ni元素的相對原子質(zhì)量為61D.舊2與2H2互為司素異形體

【答案】A

【解析】A.根據(jù)核反應(yīng)：H+$X：u->￡Ni+a可推出，a粒子為』He,A正確；B.$史11與？Ni之間的中子數(shù)

相差29—28=1,B錯誤；C.鑲元素的相對原子量不等于該鎂原子的質(zhì)量數(shù)，C錯誤；D.與2H2屬于

同一種物質(zhì)，D錯誤。

8、（2022.山東，3）中0、?箝的半衰期很短，自然界中不能穩(wěn)定存在。人工合成反應(yīng)如下：

―^O+%X；?箝+孑1品一>氣0+%丫。下列說法正確的是（）

AA的中子數(shù)為2B.X、Y互為同位素

C?O、單?？捎米魇聚櫾友芯炕瘜W反應(yīng)歷程D.自然界不存在|更*呆。2分子是因其化學鍵不穩(wěn)定

【答案】B

【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒可知，X微粒為9He,Y微粒為3He,據(jù)此分析解題。X微粒為§He,根據(jù)質(zhì)量數(shù)等

于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)可知，該微粒的中子數(shù)為4,A錯誤；X微粒為$He,Y微粒為？He,二者為具有相同的質(zhì)

子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子，故互為同位素，B正確；由題干信息可知，中0與榮0的半衰期很短，故不適

宜用作示蹤原子研究化學反應(yīng)歷程，C錯誤：自然界中不存在與1葭）2分子并不是因其化學鍵不穩(wěn)定，而

是由于YO與總O的半衰期很短，艱容易發(fā)生核變化，轉(zhuǎn)化為其他原子，D錯誤。

9、（2020全國I卷）1934年約里奧-居里夫婦在核反應(yīng)中用a粒子（即氮核也e）轟擊金屬原子打，得到核素冽

Y,開創(chuàng)了人造放射性核素的先河：?X+me―摩忍丫+辰。

其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8。下列敘述正確的是（）

A/X的相對原子質(zhì)量為26B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的質(zhì)子數(shù)大于Y的D.Y僅有一種含氧酸

【答案】B

【解析】由守恒關(guān)系可知元素X的質(zhì)量數(shù)為27,X與Y最外層電子數(shù)之和為8,質(zhì)子數(shù)相差2,且X為

金屬元素，可推知X為A1元素，Y為P元素，二者都有+3價，都可以形成三氯化物，A項縉誤，B項正

確；A1原子質(zhì)子數(shù)為13,P原子質(zhì)子數(shù)為15,故質(zhì)子數(shù)：X<Y,C項錯誤；P元素的含氧酸有H.PO4>H3Po3、

H3PO2等,D項錯誤。

10、設(shè)X、Y、Z代表元素周期表中前4周期的三種元素，已知X+和丫一具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；Z元素的

原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比Y元素的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)少9；Y和Z兩種元素可形成含4個原子核、42個電子的負一

價陰離子。下列說法不正確的是（）

A.元素Z的氣態(tài)氫化物分子中含有10個電子

B.元素Y的氣態(tài)氫化物分子中含有18個電子

C.元素Z與元素X形成的化合物X2Z中離子都達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

D.元素Y、Z組成的化合物屬于離子化合物

【答案】D

【解析】X為K,Y為Cl,Z為O。

II、短周期主族元素X、Y、Z、R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。下列有關(guān)這四種元素的相關(guān)敘

述正確的是（）

A.X的三種核素中均含有質(zhì)子和中子B.X與R組成的化合物溶于水呈堿性

Q-16）286

C.R的離子結(jié)構(gòu)示意圖為D.Y與Z可形成兩種氧化物

【答案】D

【解析】X為H,Y為O,Z為Na,R為S。

12,X、Y.Z,W是四種短周期非金屬元素，原子序數(shù)依次增大。Y、Z原子核外L層的電子數(shù)之比為

3:4,且Z的原子半徑比Y大，Y、Z、W的最外層電子數(shù)之卻為16。X的簡單離子K能與水反應(yīng)生

成X2。下列說法正確的是（）

A.陰離子的還原性X>YB.最簡單氫化物的沸點：W>Y

C.X與Y形成的化合物只有極性鍵D.最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性：Z>W

【備案】A

【解析】X為H,Y為O,Z為Si,W為S。

13、現(xiàn)有五種1?18號元素X、Y、Z、M、N的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表所示:

元素編號元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)

X電子層數(shù)=最外層電子數(shù)=原子序數(shù)

Y原子最外層電子數(shù)為a,次外層電子數(shù)為b

Z原子L層電子數(shù)為a+b,M層電子數(shù)為a-b

M其某種同素異形體在自然界中的硬度最大

NM層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

請回答下列問題

（1）寫出X、Y、Z、N四種元素的名稱：XYZN

（2）由X、Y、Z、M、N五種元素兩兩組成的分子中，許多分子含有的電子數(shù)相等，寫出符合下列要求的

分子式：

①含10。且呈正四面體結(jié)構(gòu)的分子：；②含14。的雙原子分子：；

③含16。且能使澳水褪色的分子：：④含18。且常溫下呈液態(tài)的分子：c

【答案】（1）氫、氧、硅、硫（2）①CHi②CO③C2Hl④H2O2

14、現(xiàn)有部分元素的原子結(jié)構(gòu)特點如下表所示:

XL層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍

Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)

ZL層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和

G最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2.5倍

(I)畫出G原子結(jié)