第五章物質結構與性質元素周期律第15講原子結構、核外電子排布考點一原子結構、核素1.原子構成(1)構成原子的微粒及作用原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子Z個——決定元素的種類,中子[A－Z個]\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在質子數確定后,決定原子種類)))同位素)),核外電子Z個——最外層電子數決定元素的化學性質))(2)微粒之間的關系①原子中：質子數(Z)＝核電荷數＝核外電子數；②質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)；③陽離子的核外電子數＝質子數－陽離子所帶的電荷數；④陰離子的核外電子數＝質子數＋陰離子所帶的電荷數。(3)微粒符號周圍數字的含義(4)兩種相對原子質量①原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與12C質量的eq\f(1,12)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量。②元素的相對原子質量：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%。2.依據原子核的組成理解元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關系(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數不同，質子數相同，化學性質幾乎完全相同，物理性質差異較大；②同一元素的各種穩定核素在自然界中所占的原子百分數(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。(4)幾種重要核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子3.由核外電子排布認識元素的性質(1)核外電子排布規律①核外電子的分層排布及能量變化②原子結構示意圖(2)核外電子排布與元素性質的關系①金屬元素原子的最外層電子數一般小于4，較易失去電子，形成陽離子，表現出還原性，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一般大于或等于4，較易得到電子，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)穩定結構，不易失去或得到電子，通常表現為0價。(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)核聚變如eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()(3)eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力幾乎相同()(4)一種核素只有一種質量數()(5)有4種單核粒子，它們分別是eq\o\al(40,19)□、eq\o\al(40,18)□、eq\o\al(40,19)□＋、eq\o\al(40,20)□2＋(“□”內元素符號未寫出)，則它們所屬元素的種類有4種。()(6)硫離子的結構示意圖：()(7)最外層電子數為8的粒子一定是稀有氣體元素原子()(8)核外電子排布相同的微?；瘜W性質也相同()1.下圖為幾種粒子的結構示意圖，完成以下填空。(1)屬于陰離子結構的粒子是________(填編號，下同)。(2)形成物質種數最多的元素的原子是________。(3)對應單質常溫下能與水發生反應的微粒是________。(4)某元素R形成的氧化物為R2O3，則R的離子結構示意圖可能是________。答案(1)②(2)①(3)②③⑦(4)⑤2.現有下列9種微粒：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(13,6)C、eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(56,26)Fe2＋、eq\o\al(56,26)Fe3＋、eq\o\al(16,8)O2、eq\o\al(16,8)O3。按要求完成以下各題：(1)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H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________。(3)eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數為________，核外電子數為____________________________________。(4)上述9種微粒中有________種核素，含有________種元素。答案(1)核素同位素(2)eq\o\al(16,8)O2和eq\o\al(16,8)O3(3)3024(4)75原子結構與同位素的認識誤區(1)原子不一定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(2)質子數相同的微粒不一定屬于同一種元素，如F與OH－。(3)核外電子數相同的微粒，其質子數不一定相同，如Al3＋與Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)與OH－等。(4)不同的核素可能具有相同的質子數，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子數，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的質量數，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N；也可能質子數、中子數、質量數均不相同，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性質不同，但化學性質幾乎相同。(6)不同核素之間的轉化屬于核反應，不屬于化學反應。題組一元素、核素、同位素的含義及數量關系1.下列敘述正確的是()A.40K和40Ca原子中的質子數和中子數都相等B.某元素的原子最外層只有一個電子，則它一定是金屬元素C.任何原子或離子的組成中都含有質子D.同位素的不同核素的物理、化學性質完全相同答案C解析40K的質子數是19，中子數是21,40Ca的質子數是20，中子數是20，A項錯誤；原子最外層只有一個電子的元素不一定是金屬元素，如氫元素是非金屬元素，B項錯誤；原子是由原子核和核外電子構成的，原子核由質子和中子構成，原子變成離子，變化的是核外電子，但核內質子不變，所以任何原子或離子的組成中都含有質子，C項正確；同位素的不同核素間核外電子數相同，電子層排布相同，所以化學性質相同，但物理性質不同，D項錯誤。2．(2020·上海奉賢區一模)我國導航衛星的“心臟”使用的是銣原子鐘和氫原子鐘，下列關于銣的說法正確的是()A．eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb互為同素異形體B．eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb具有相同的中子數C.eq\o\al(85,37)Rb原子的核外電子數是37D.eq\o\al(87,37)Rb的質子數是87解析：選C。eq\o\al(85,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的質子數均為37，中子數分別為48、50，互為同位素，同素異形體指同種元素形成的不同單質，A項錯誤；eq\o\al(86,37)Rb和eq\o\al(87,37)Rb的中子數分別為49、50，B項錯誤；原子中：核外電子數＝質子數，eq\o\al(85,37)Rb原子的核外電子數是37，C項正確；eq\o\al(87,37)Rb的質子數是37，質量數是87，D項錯誤。3.某元素的一種同位素X原子的質量數為A，含N個中子，它與1H原子構成HmX分子，在agHmX中所含原子的物質的量為________，所含中子的物質的量為________，所含質子數為________，所含電子數為________。答案eq\f(a,A＋m)(m＋1)moleq\f(a,A＋m)Nmoleq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NA求一定質量的某物質中粒子數的答題模板物質的質量eq\o(→,\s\up7(÷摩爾質量來自質量數))物質的量eq\o(→,\s\up7(×一個分子或離子中含某粒子個數))指定粒子的物質的量eq\o(→,\s\up7(×NA))粒子數題組二核外電子排布規律4.(2018·靜安區一模)下列有關短周期元素原子的說法正確的是()A.當原子形成簡單離子后，其最外層上的電子數可超過8個B.原子最外層上的電子數少于4個時，電子數越多，還原性越強C.在原子核外電子中，最外層上的電子能量最高D.當最外層上的電子數變為4個時即達穩定結構答案C解析A項，原子形成簡單離子，最外層應滿足穩定的結構，可為2或8等，錯誤；C項，原子核外電子離核越遠，能量越高，正確；D項，最外層上的電子軌道全充滿時達到穩定結構，可為2或8，錯誤。5.已知某粒子的結構示意圖為。試回答：(1)當x－y＝10時，該粒子為________(填“原子”“陽離子”或“陰離子”)。(2)當y＝8時，粒子可能為(填名稱)：________、________、________、________、________。(3)寫出y＝3與y＝7的元素最高價氧化物對應的水化物之間發生反應的離子方程式：________________________________________________________________________。答案(1)原子(2)氬原子氯離子硫離子