原子结构、化学键(2)
李仕才
考点一原子构成、同位素
一、原子的构成
1.原子的构成粒子
2.原子中的四个数量关系
(1)质子数(Z)=核电荷数=⑥。
(2)质量数(A)=⑦+⑧。
(3)阳离子的核外电子数=⑨-所带电荷数。如Mg2+的核外电子数是⑩。
(4)阴离子的核外电子数=+所带电荷数。如S2-的核外电子数是。
3.元素符号周围数字代表的信息
二、理清三个概念
1.元素、核素、同位素的关系
2.同位素
(1)天然存在的同一元素的各核素所占原子百分数一般。
(2)常见的重要核素及其应用
U H H O
【特别提醒】
(1)现行元素周期表已发现的元素有118种,由于同位素的存在,核素的种数远大于118种。
(2)不同核素可能具有相同的质子数,如H和H;也可能具有相同的中子数,如C和O;也可能具有相同的质量数,如C和N。
三、“四同”概念的区别
H
金刚石与
磷 【答案】①原子 ②元素 ③化学 ④中子 ⑤质子 ⑥核外电子数 ⑦质子数(Z )⑧中子数(N )⑨质子数 ⑩10质子数 18质量 质子 电荷 质子数 质子 中子 质
子 中子 不变 C 氢弹 质子数 中子数 元素 结构 结构 CH 2原子 单质
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)34
S 原子核内中子数为16。() (2)2H +核外电子数为2。() (3)13
C 和15
N 核内中子数相差1。()
专题13.1 原子结构与性质 (测试时间45分钟,满分100分) 姓名:班级:得分:一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分) 1.【2017届福建省华安一中高三上学期开学考试】若15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p X23P Y1,它违背了() A.能量守恒原理 B.洪特规则 C.能量最低原理 D.泡利不相容原理 【答案】B 【解析】 试题分析:P原子3p能级上有3个轨道,3p能级上有3个电子,3个电子应该排在3个不同的轨道上,且自旋方向相同,若将P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p x23p y1,它违背了洪特规则,故选B。 考点:考查了原子核外电子排布的相关知识。 2.对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是() A.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3 B.第一电离能:Na<Mg<Al C.电负性:Na>Mg>Al D.还原性:Na>Mg>Al 【答案】D 考点:考查元素周期律应用 3.下列说法或有关化学用语的表达正确的是() A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 B.核外电子排布由1s22s22p63s1―→1s22s22p6的变化需要吸收能量 C.因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大 D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在周期表中属于s区元素
【答案】B 考点:考查物质的结构与性质相关知识 4.外围电子排布为3s23p5的元素在周期表中的位置是() A.第三周期ⅦA族p区 B.第三周期ⅦB族p区 C.第三周期ⅦA族s区 D.第四周期ⅢB族s区 【答案】A 【解析】 试题分析:区的名称来自于按照构造原理最后通入电子的轨道名称,外围电子排布为3s23p5的元素是氯元素,位于元素周期表的第三周期ⅦA族p区,答案选A。 考点:考查元素周期表的结构 5.下列各项叙述中,说法不正确的是() A.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同 B.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子吸收能量,由基态转化成激发态 C.最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大 D.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素 【答案】D 【解析】 试题解析:A.所有原子任一能层的S电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,故A正确;B.基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量,变为激发态,故B正确;C.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,所以最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大,故C正确;D.价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3,电子层数是5,最后一个电子排在P轨道,所以该元素位于第五周期第ⅢA族,是P区元素,故D错误。 考点:原子核外电子排布 6.肯定属于同族元素且性质相似的是()
原子结构、化学键、分子结构习题 1.判断下列叙述是否正确 (1)电子具有波粒二象性,故每个电子都既是粒子又是波。 (2)电子的波动性是大量电子运动表现出的统计性规律的结果。 (3)波函数ψ,即电子波的振幅。 (4)波函数Ψ,即原子轨道,是描述电子空间运动状态的数学函数式。 (1)?(2)√(3)?(4)√ 2. 用原子轨道光谱学符号表示下列各套量子数: (1) n =2, l = 1, m = –1 (2) n =4, l = 0, m =0 (3) n =5, l = 2, m =0 2 (1)2p (2) 4s (3) 5d 3. 假定有下列电子的各套量子数,指出哪几套不可能存在,并说明原因。 (1) 3,2,2,1/2 (2) 3,0,–1,1/2 (3) 2, 2, 2, 2 (4) 1, 0, 0, 0, (5) 2,–1,0, –2/1 (6) 2,0,–2,1/2 3. (1)存在,为3d 的一条轨道; (2) 当l=0时,m只能为0,或当m=±1时,l可以为2或1。 (3) 当l=2时,n应为≥3正整数,m s=+1/2或-1/2; 或n=2时l=0 m=0 m s=+1/2或-1/2; l=1 m=0或±1,m s=+1/2或-1/2; (4)m s=1/2或–1/2 ; (5)l不可能有负值; (6)当l=0时,m只能为0 4.指出下列各电子结构中,哪一种表示基态原子,哪一种表示激发态原子,哪一种表示是错误的? (1)1s22s2(2) 1s22s12d1(3) 1s22s12p2 (4) 1s22s22p13s1(5) 1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d1
原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N (核素) 原子核 近似相对原子质量 质子Z → 元素符号 原子结构 决定原子呈电中性 电子数(Z 个) 体积小,运动速率高(近光速),无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云(比喻) 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子(离子)的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 (1)数量关系:质子数 = 核电荷数 = 核外电子数(原子中) (2)电性关系: ①原子中:质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中:质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中:质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 (3)质量关系:质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决定 X) (A Z
三相对原子质量 定义:以12C原子质量的1/12(约1.66×10-27kg)作为标准,其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制(SI)单位为1,符号为1(单位1一般不写) 原子质量:指原子的真实质量,也称绝对质量,是通过精密的实验测得的。 如:一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量:各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素,就应 有几种不同的核素的相对原子质量, 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量:是对核素的相对原子质量取近似整数值,数值上与该质量 核素的质量数相等。如:35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如: Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量:用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比 的乘积之和。 注意①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。 ②、通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。 四微粒半径的大小比较和10电子、18电子微粒 1.原子半径和离子半径 1.电子层数相同时(同周期元素),随原子序数递增,原子半径减小 例:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl 2.最外层电子数相同时(同主族元素),随电子层数递增原子半径增大。 例:Li<Na<K<Rb<Cs (1)分子:Ne、CH4、NH3、H2O、HF ; (2)离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、NH2-、H3O+、OH-、O2-、F-。 3.18电子的微粒:2.(1) (1)分子:Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、CH3CH3、N2H4、H2O2、F2、CH3OH、CH3F 等; (2)离子:S2-、Cl-、K+、Ca2+、HS-。
2014高考化学必备专题——原子结构 核外电子排布 【考纲解读】 【高考预测】《物质结构》可谓中学化学之灵魂,高考重现率几乎为100%,且常考常新,现将近两年全国各地高考试题中有关考点试题分类如下: 一、以等电子微粒结构为基点考查常见微粒的性质 二、以原子构成为切入点考查同素异形体的性质 三、以元素周期表的结构为载体考查简单推理能力 四、以元素周期律为指导考查分析判断能力 五、以分子结构与分子组成考查观察能力 六、借助微粒结构考查审题能力 一、原子的构成 质子 → 决定元素种类 原子核 → 质量数 1.原子A ZX 中子 → 决定同位素 电子数 → 最外层电子数 → 化学性质 核外电子 电子排布 → 电子层数 2.原子结构的表示方法 (1)原子结构示意图:表示原子的核电荷数和核外电子数在各电子层排布的图示(圆圈表示原子核,圆圈里面的数字表示核电荷数,“+”表示质子带正电,半弧表示电子层,半弧上的数字表示该层上的电子数)。如Cl 原子: (2)原子组成表示式:A ZX ,其中X 为原子符号,A 为质量数,Z 为质子数,A-Z 为中子数。 (3)电子式:在元素符号周围用“· ”或“×”表示最外层电子的图示。 3.构成原子或离子微粒间的数量关系: (1)质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 (2)质量数=质子数+中子数 (3)质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带电荷数 (4)质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带电荷数 (5)原子的质量数≈该同位素原子的相对原子量 (6)元素的质量数≈该元素的平均相对原子量 例1.(2013·上海化学·3)230Th 和232Th 是钍的两种同位素,232Th 可以转化成233U 。下列有关Th 的说法正确的是 A. Th 元素的质量数是232 B. Th 元素的相对原子质量是231 C. 232Th 转换成233U 是化学变化 D. 230Th 和232Th 的化学性质相同 【答案】D 二、元素、核素、同位素 1.元素、核素、同位素的区别与联系 元素是具有 的同一类原子的总称 核素是具有 和 的一种原子 同一元素的不同 之间互称为同位素 元素、核素、同位素间的关系可用右图表示: 2.原子中各粒子的作用 ① 数决定元素种类,同种元素的不同 ,其 数相同 数不同, ② 数和 数共同决定了原子(核素)的种类 元素 同位素 核素 核素
第5章 第1讲原子结构、化学键 李仕才 考纲要求 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。 考点一 原子结构、核素 1.原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A z X)??? 原子核????? 质子(Z 个)——决定元素的种类中子[(A -Z )个] 在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子(Z 个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中:质子数(Z )=核电荷数=核外电子数; ②质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N ); ③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数; ④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义
(4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C质量的1 12 的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如:A r(Cl)=A r(35Cl)×a%+A r(37Cl)×b%。 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中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大; ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 1H:名称为氕,不含中子; 2 1H:用字母D表示,名称为氘或重氢; 3 1H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 (1)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如21H+31H―→42He+10n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×) (6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同(√)
02 原子的结构和性质 【2.1】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为656.47、486.27、434.17和410.29nm ,试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示,并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2212 11 ( )R n n ν=-% 解:将各波长换算成波数: 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻,可令1n m =,21,2,n m m =++……。列出下列4式: ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得: ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2(任意两式计算,结果皆同)。将m=2带入上列4式中任意一式,得: 1109678R cm -= 因而,氢原子可见光谱(Balmer 线系)各谱线的波数可归纳为下式: 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中, 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【2.2】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径(分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字)和线速度。 解:根据Bohr 提出的氢原子结构模型,当电子稳定地绕核做圆周运动时,其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等,即:
2020-2021高考化学原子结构与元素周期表综合题汇编 一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析) 1.南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5,目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。 (1)基态Mn2+的价电子排布式为____;银与铜位于同一族,银元素位于元素周期表的___区。 (2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示: N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示: 元素I1/kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1 X737.71450.77732.7 Y1313.93388.35300.5 Z1402.32856.04578.1 ①X、Y、Z中为N元素的是____,判断理由是__________。 ②从作用力类型看,Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。 ③N5-为平面正五边形,N原子的杂化类型是_______。科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐,这一类离子中都存在大π键,可用符号πn m 表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66),则N4-中的大π键应表示为_________。 (3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示,Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm,N A表示阿伏加德罗常数的值,则AgN5的密度可表示为 _____g?cm-3(用含a、N A的代数式表示)。 【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子,X为镁;N的2p轨道处于半充满的稳定状态, 其失去第一个电子较难,I1较大,则Z为氮元素配位键氢键 sp254π 12 22 3 A 8.910 N a ? ?
寻找10电子微粒和18电子微粒 的方法 1.10电子微粒 2.18电子微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…… 识记1-20号元素的特殊电子层 结构 (1)最外层有1个电子的元素:H、Li、Na、K; (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素:Be、Ar; (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C; (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素:O; (5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素:Li、P; (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素:Ne; (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素:Li、Si; (8)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al; (9)电子层数是最外层电子数2倍的元素:Li、Ca; (10)最外层电子数是电子层数2倍的元素:He、C、S。 化学键与物质类别的关系以及对 物质性质的影响 1.化学键与物质类别的关系
(1)只含共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质,如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物,如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如Na2S、CsCl、 K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质,如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质:稀有气体,如氩气、氦气等。 2.离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物,一定是离子化合物;只含有共价键的化合物,是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物;非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物的性质来判断 熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物,如NaCl,不导电的化合物是共价化合物,如HCl。 3.化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高,就是因为其中的共价键很强,破坏时需消耗很多的能量。 NaCl等部分离子化合物,也有很强的离子键,故熔点也较高。 (2)对化学性质的影响 N2分子中有很强的共价键,故在通常状况下,N2很稳定,H2S、HI等分子中的共价键较弱,故它们受热时易分解。
高考化学原子结构与元素周期表综合题含答案 一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析) 1.南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5,目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。 (1)基态Mn2+的价电子排布式为____;银与铜位于同一族,银元素位于元素周期表的___区。 (2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示: N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示: 元素I1/kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1 X737.71450.77732.7 Y1313.93388.35300.5 Z1402.32856.04578.1 ①X、Y、Z中为N元素的是____,判断理由是__________。 ②从作用力类型看,Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。 ③N5-为平面正五边形,N原子的杂化类型是_______。科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐,这一类离子中都存在大π键,可用符号πn m 表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66),则N4-中的大π键应表示为_________。 (3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示,Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm,N A表示阿伏加德罗常数的值,则AgN5的密度可表示为 _____g?cm-3(用含a、N A的代数式表示)。 【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子,X为镁;N的2p轨道处于半充满的稳定状态, 其失去第一个电子较难,I1较大,则Z为氮元素配位键氢键 sp254π 12 22 3 A 8.910 N a ? ?
物质结构化学键(原创) 一、备考目标: 1.理解离子键、共价键的涵义;了解化学键的概念; 2.理解键的极性和分子的极性及判断,记好范德华力的意思,了解氢键。 3.几种晶体(离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体)的结构及其性质。 二、要点精讲 1.原子组成和结构 原子核:质子(Z)、中子(A-Z) 原子A Z X 核外电子(Z) 原子:质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 离子:阴离子质子数<核外电子数 阳离子质子数>核包外电子数 2、同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。 同一元素的同位素: ①化学性质基本相同;②各自所占的原子个数百分比保持一定。 核外电子排布 3、核外电子运动特征:电子云 多电子原子里,电子分层排布:K、L、M、N、O、P、Q……; 电子按能量由低向高依次从内层向外层排布; 每个电子层所能容纳的电子不超过2n2个;最外层电子不能超过8个;次外层电子不能超过18个;倒数第三层电子不能超过32个。 4、表示原子结构的方法 ①原子结构示意图;②离子结构示意图;③电子式:原子、分子、离子化合物、共价化合物;④结构式。 化学键 在原子结合成分子时,相邻的两个或多个原子(离子)之间的强烈的相互作用,叫做化学键。化学反应的过程,本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
⑴概念 离子键使阴阳离子结合成化合物的静电作用(平衡、多角)化学键非极性键(同种原子形成,共用电子对不偏移) 共价键原子间通过共用电子对所形成的相互作用 极性键(不同种原子间形成,电子对发生偏移) ⑵比较 ⑶化学反应过程键及能量变化 化学反应过程=破坏旧键过程(消耗能量)+形成新键过程(释放能量) 6.化学键与物质类别关系规律 (1)只含非极性共价键的物质:同种非金属元素构成的单质,如:I2、N2、P4、金刚石、晶 体硅等。 (2)只含有极性共价键的物质:一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如:HCl、NH3、 SIO2、CS2等。 (3)既有极性键又有非极性键的物质,如:H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。 (4)只含有离子键的物质:活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物,如:Na2S、CSCl、 K2O、NaH等。 (5)既有离子键又有非极性键的物质,如:Na2O2、Na2S x、CaC2等。 (6)由离子键、共价键、配位键构成的物质,如:NH4Cl等。 (7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质:HF。 (8)只含有共价键而无范德华力的化合物,如:原子晶体SIO2、SIC等。 (9)无化学键的物质:稀有气体,如氩等。 7.物质熔沸点高低比较规律 (1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是:原子晶体>离子晶体>分子晶体。同一 晶体类型的物质,则晶体内部结构粒子间的作用越强,熔沸点越高。 (2)原子晶体要比较共价键的强弱,一般地说,原子半径越小,形成的共价键的键长越短,键能越大,其晶体熔沸点越高。如熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
原子结构 [考纲要求] 1.掌握元素、核素、同位素、相对原子质量、相对分子质量、原子构成、原子核外电子排布的含义。2.掌握原子序数、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.掌握1~18号元素的原子结构示意图的表示方法。 考点一原子构成 1.构成原子的微粒及作用 2.微粒之间的关系 (1)质子数(Z)=核电荷数=核外电子数; (2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N); (3)阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数; (4)阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数。 3.一个信息丰富的符号 深度思考 18□、4019□+、4020□2+、4120□(“□”内元素符号1.有5种单核粒子,它们分别是4019□、40 未写出),则它们所属元素的种类有________种。 答案 3 解析质子数决定元素种类,质子数有19、18、20共3种,所以B正确。 2.(1)4822Ti的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。 (2)27Al3+的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。 (3)35Cl-的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。答案(1)22 26 22 48 (2)13 14 10 27 (3)17 18 18 35 题组一粒子中微粒关系的判断 1.下列离子中,电子数大于质子数且质子数大于中子数的是( )
A .D3O + B .Li + C .O D - D .OH - 答案 D 2.现有bXn -和aYm +两种离子,它们的电子层结构相同,则a 与下列式子有相等关系的是 ( ) A .b -m -n B .b +m +n C .b -m +n D .b +m -n 答案 B 规避3个易失分点 (1)任何微粒中,质量数=质子数+中子数,但质子数与电子数不一定相等,如阴、阳离子中;(2)有质子的微粒不一定有中子,如1H ,有质子的微粒不一定有电子,如H +;(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如F 与OH -。 题组二 物质中某种微粒量的计算 3.已知阴离子R2-的原子核内有n 个中子,R 原子的质量数为m ,则ω g R 原子完全转化为R2-时,含有电子的物质的量是 ( ) A.m -n -2ω·m mol B.ωm -n n mol C .ω(m -n -2m ) mol D .ω(m -n +2m ) mol 答案 D 解析 R 原子的质子数为(m -n),其核外电子数也为(m -n),所以R2-的核外电子数为(m -n +2),而ω g R 原子的物质的量为ωm mol ,所以形成的R2-含有的电子为ω m (m -n +2)mol , 故选D 。 4.某元素的一种同位素X 的原子质量数为A ,含N 个中子,它与1H 原子组成HmX 分子,在a g HmX 中所含质子的物质的量是 ( ) A.a A +m (A -N +m)mol B.a A (A -N)mol C. a A +m (A -N)mol D.a A (A -N +m)mol 答案 A 解析 X 原子的质子数为(A -N),一个HmX 中所含的质子数为(A -N +m),HmX 的摩尔质量为(A +m)g·mol-1,所以a g HmX 中所含质子的物质的量为a A +m (A -N +m)mol 。 求一定质量的某物质中微粒数的答题模板 物质的质量―――――――――→ ÷摩尔质量来自质量数物质的量――――――――――――――→×一个分子或离子中含某粒子个数 指 定粒子的物质 的量――→×NA 粒子数
02 原子的结构和性质 【】氢原子光谱可见波段相邻4条谱线的波长分别为、、和,试通过数学处理将谱线的波数归纳成为下式表示,并求出常数R 及整数n 1、n 2的数值。 2 21211 ( )R n n ν=-% 解:将各波长换算成波数: 1656.47nm λ= 1115233v cm - -= 2486.27nm λ= 1220565v cm - -= 3434.17nm λ= 1323032v cm - -= 4410.29nm λ= 1424373v cm - -= 由于这些谱线相邻,可令1n m =,21,2,n m m =++……。列出下列4式: ()2 2152331R R m m = - + ()22205652R R m m =- + ()2 2230323R R m m = - + ()2 2243734R R m m =- + (1)÷(2)得: ()()()2 3212152330.7407252056541m m m ++==+ 用尝试法得m=2(任意两式计算,结果皆同)。将m=2带入上列4式中任意一式,得: 1109678R cm -= 因而,氢原子可见光谱(Balmer 线系)各谱线的波数可归纳为下式: 221211v R n n - ??=- ? ?? 式中, 1 12109678,2,3,4,5,6R cm n n -===。 【】按Bohr 模型计算氢原子处于基态时电子绕核运动的半径(分别用原子的折合质量和电子的质量计算并精确到5位有效数字)和线速度。 解:根据Bohr 提出的氢原子结构模型,当电子稳定地绕核做圆周运动时,其向心力与核和电子间的库仑引力大小相等,即:
高考化学原子结构与元素周期表(大题培优)附详细答案 一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析) 1.我国科学家受中医启发,发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有疗效。氮、磷、砷(As)是VA族、第二至第四周期的元素,这些元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。 完成下列填空: (1)As原子最外层电子的轨道表示式为_____________;砷蒸气的分子式:As4,其分子结构与白磷(P4)相似,也是正四面体,则As4中砷砷键的键角是__________。 (2)P的非金属性比As强,从原子结构的角度解释其原因_______;如图是元素周期表的一部分,请推测砷的单质或其化合物可能具有的性质_______________(写出两条即可)(3)NH4NO3可做化肥,但易爆,300℃发生爆炸:2NH4NO3→2N2↑+O2↑+4H2O。每生成2molN2,反应中转移的电子为_____mol,氧化产物与还原产物的质量 ..之比为_____。(4)发电厂常用氨气吸收烟气中的CO2。常温下,当CO2不断通入pH=11的氨水中时会产生微量的新离子:NH2COO-。 (i)写出NH2COO-的电子式___________。 (ii)计算原氨水中c(NH4+)=_______mol/L。 【答案】 60o P原子核外有三个电子层,As原子核外有四个电子层,P的原子半径<As,P吸引电子的能力更强,所以P的非金属性更强砷是半导体,砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物等 10 15:7 10-3-10-11(或10-3) 【解析】 【分析】 【详解】 (1)As的最外层有5个电子,As原子最外层电子的轨道表示式为 ;As4分子结构与白磷(P4)相似,也是正四面体,键角为60o; (2)由于为P原子核外有三个电子层,As原子核外有四个电子层,P的原子半径小于As,P
物质结构、元素周期律讲座 一、疑点、难点、关键点 疑点:化学键与晶体;共价化合物与分子晶体、原子晶体。分子结构及组成分子的元素在周期表位置关系。非金属元素的含氧酸根。 难点:原子结构和该元素在周期表位置间的关系及递变规律;元素性质递变规律。元素的推断,根据事实和数据,归纳物质变化规律;结合周期表的应用,培养学生推理能力。 关键点:搞清物质结构与化学键、晶体的关系。搞清原子结构、周期表位置及元素性质关系。 二、示例 例1 下列说法正确的是()。 A.元素相对原子质量是该元素的一个原子的质量与碳-12原子质量1 / 12的 比值。 B.具有相同质量的原子,其化学性质基本相同。 C.具有相同质子数的微粒不一定属于同一种元素。 D.同种元素组成的物质一定是单质。 [辨析] 元素的相对原子质量是该元素各同位素相对原子质量的平均值,某元素的一个原子的质量与碳-12原子质量的1 / 12的比值是某元素的一种同位素相对原子质量。 互为同位素的原子的化学性质几乎相同,而质量数相同的原子可能是不同元素的原子,例1940K和2040Ca 其性质不同。 微粒包括原子、分子、离子等,只有质子数相同的原子属于同一种元素,有些微粒具有相同的质子数,但不属于同一种元素,如:水分子,氟化氢分子和氖原子等的质子数相同,但它们不属于同一种元素。 同种元素组成的纯净物才是单质,两种同素异形体组成的物质是混合物。 [解答] C [小结] 分清质量数、同位素相对原子质量、元素相对原子质量、近似相对原子质量的不同概念。分子是保持物质化学性质的一种微粒。原子是化学反应中的最小微粒,但不是构成物质的最小微粒,原子可由更小的微粒(如:质子、中子、电子等)构成。 例2 下列叙述中,正确的是()。 A.两种元素构成的共价化合物中的化学键都是极性键 B.任何元素的原子都是由质子、中子、电子构成的 C.由强酸和强碱形成的盐,其水溶液一定呈中性 D.由非金属元素组成的化合物不一定都是共价化合物 E.只要是离子化合物,其熔点一定高于共价化合物 [辨析] 过氧化氢中的氧氧键属于非极性键;氢有一种同位素没有中子;硫酸氢钠显酸性;铵盐是由非金属元素组成的离子化合物;原子晶体属于共价化合物,它的熔点一般高于离子化合物。 [解答] D
结构化学复习提纲第一章量子力学基础 了解量子力学的产生背景?黑体辐射、光电效应、玻尔氢原子理论与德布罗意物质波假设 以及海森堡测不准原理,掌握微观粒子的运动规律、量子力学的基本假设与一维势阱中 粒子的Schr?dinger方程及其解。 重点:微观粒子的运动特征和量子力学的基本假设。一维势阱中粒子的Schr?dinger方程及其解。 1. 微观粒子的运动特征 a. 波粒二象性:能量动量与物质波波长频率的关系 ? = h?p = h/? b. 物质波的几率解释:空间任何一点物质波的强度(即振幅绝对值的平方)正比于粒子 在该点出现的几率. c. 量子化(quantization):微观粒子的某些物理量不能任意连续取值, 只能取分离值。 如能量,角动量等。 d. 定态:微观粒子有确定能量的状态 玻尔频率规则:微观粒子在两个定态之间跃迁时,吸收或发射光子的频率正比于两个定 态之间的能量差。即 e. 测不准原理: 不可能同时精确地测定一个粒子的坐标和动量(速度).坐标测定越精确 (?x =0),动量测定就越不精确(?px = ?),反之动量测定越精确(?px =0),坐标测定就 越不精确 (?x = ?)
f. 微观粒子与宏观物体的区别: (1). 宏观物体的物理量连续取值;微观粒子的物理可观测量如能量等取分离值,是量子化的。(2). 微观粒子具有波粒二象性,宏观物体的波性可忽略。(3). 微观粒子适用测不准原理,宏观物体不必。(4). 宏观物体的坐标和动量可以同时精确测量,因此有确定的运动轨迹,其运动状态用坐标与动量描述;微观粒子的坐标和动量不能同时精确地测量,其运动没有确定的轨迹,运动状态用波函数描述。 (5). 宏观物体遵循经典力学;微观粒子遵循量子力学。(6). 宏观物体可以区分;等同的微观粒子不可区分。 2. 微观粒子运动状态的描述 a. 品优波函数的三个要求: 单值连续平方可积 波函数exp(i m?) m的取值? b. 将波函数归一化? = 0?2? c. 波函数的物理意义??(x, y, z, t)?2d x d y d z表示在t时刻在空间小体积元(x?x+d x, y?y+d y, z?z+d z)中找到粒子的几率 d. 波函数的单位* 3. 物理量与厄米算符 每个物理可观测量都可以用一个厄米算符表示 a. 线性算符与厄米算符 b. 证明id/dx是厄米算符* c. 写出坐标,动量,能量,动能,势能与角动量的算符
全国高考化学原子结构与元素周期表的综合高考真题汇总含答案 一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析) 1.锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题: (1)Zn 原子核外电子排布式为__________洪特规则内容_____________ 泡利不相容原理内容______________________ (2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn 和Cu 组成。第一电离能 I 1(Zn)__________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________ (3)ZnF 2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________ (4)金属Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,配位数为____ 六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为N A ,Zn 的密度为__________g· cm -3(列出计算式)。 【答案】1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar ]3d 104s 2 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子 大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子 离子键 ZnF 2为离子化合物,ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为 主、极性较小 六方最密堆积(A 3型2A 3N 6a c ??? 【解析】 【分析】 【详解】 (1)Zn 原子核外有30个电子,分别分布在1s 、2s 、2p 、3s 、3p 、3d 、4s 能级上,其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2,洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低,而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子,故答案为:1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2;原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低;每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子; (2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失去电子需要的能量较大,Zn 原子轨道中电子处于全满状态,Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态,所以Cu 较Zn 易失电
原子结构与化学键 1.通过对学生阅读\理解力的有效训练,促使学生集中精神学习,激发学生阅读的主动性 2.通过强化自我意识,培养学生的自我控制能力,提高学生的坚持\自控性 3.通过掌控分析法,提升学生自我认知能力,引导学生掌握原子结构与化学键题的方法及技巧 优胜教育 北京黄庄 校区 杨红静 老师
共价化合物:原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。(只有共价键) 极性共价键(简称极性键):由不同种原子形成,A -B 型,如,H -Cl 。 共价键 非极性共价键(简称非极性键):由同种原子形成,A -A 型,如,Cl -Cl 。 2.电子式: 用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点:(1)电荷:用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷;而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。(2)[ ](方括号):离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来,而共价键形成的物质中不能用方括号。 要求:学生用思维导图、流程图、树状图、图表等形式总结概括以上知识。 例 完成效果 计时:_____分钟 题目:设某元素某原子核内的质子数为m ,中子数为n ,则下述论断中正确的是( ) A. 不能由此确定该元素的相对原子质量 B. 这种原子的相对原子质量为m +n C. 若碳原子质量为w g ,此原子的质量为(m+n )w g D. 核内中子的总质量小于质子的质量 掌控分析过程 第1步: 明确题意 1.快速浏览题干及问题材料; 2.在题干中勾画题眼、关键词、考点等有效信息; 第2步: 信息加工 老师指导学生提取有效信息 第3步: 解决问题 学生列出知识(公式、定理、模型、方法规律等) 第4步: 评价反思 学生在老师的指导下,总结解决此类问题的关键点或问题延伸 1
高考化学原子结构与元素周期表的综合热点考点难点附答案解析 一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析) 1.著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就,被誉为“稀土界的袁隆平”。稀土元素包括钪、钇和镧系元素。请回答下列问题: (1)写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式____,其中电子占据的轨道数为 ____。 (2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时,总是使之先转换成草酸盐,然后经过灼烧而得其氧化物,如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3?nH2O+6HCl。 ①H2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为____;1 mol H2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为 ___。 ②H2O的VSEPR模型为 ___;写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式_______。 ③HCI和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体,如HCl?2H2O,HCl?2H2O中含有 H5O2+,结构为,在该离子中,存在的作用力有___________ a.配位键 b.极性键 c.非极性键 d.离子键 e.金属键 f氢键 g.范德华力h.π键i.σ键 (3)表中列出了核电荷数为21~25的元素的最高正化合价: 元素名称钪钛钒铬锰 元素符号Sc Ti V Cr Mn 核电荷数2122232425 最高正价+3+4+5+6+7 对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价,你发现的规律是 ___________ (4)PrO2(二氧化镨)的晶胞结构与CaF2相似,晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为a pm,则该晶体的密度为_____g?cm-3(用N A表示阿伏加德罗常数的值,不必计算出结果)。 【答案】1s22s22p63s23p63d1 10 sp2杂化 7:2 四面体形 NH2- abfi 五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和() 3 -10 A 4141+162 3 4a10 N ?? ? ??? ?? 【解析】
第15讲 原子结构 化学键 考纲要求 1.理解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成。知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。3.掌握1~18号元素的原子核外电子排布,能用原子结构示意图表示原子和简单离子结构。4.知道化学键的含义。能用电子式表示一些常见物质的结构。5.能识别典型的离子化合物和共价化合物。 考点一 原子结构、核素 1.原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A Z X )????? 原子核? ??? ? 质子(Z 个)——决定元素的种类中子[(A -Z )个] 在质子数确定后 决定原子种类同位素核外电子(Z 个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中:质子数(Z )=核电荷数=核外电子数; ②质量数(A )=质子数(Z )+中子数(N ); ③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数; ④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义
(4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C质量的1 12的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如:A r(Cl)=A r(35Cl)×a%+A r(37Cl)×b%。 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中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大; ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 1 H:名称为氕,不含中子; 2 1 H:用字母D表示,名称为氘或重氢; 3 1 H:用字母T表示,名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 (1)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如21H+31H―→42He+10n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×) (6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同(√)