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第15讲 原子结构、核外电子排布
课程内容 1.结合有关数据和实验事实认识原子结构,知道元素、核素的含义。2.了解有关核外电子运动模型的历史发展过程,认识核外电子的运动特点。知道电子运动的能量状态具有量子化的特征(能量不连续)。电子可以处于不同的能级,在一定条件下会发生激发与跃迁。知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。3.知道原子核外电子的能级高低顺序,了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。4.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。5.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的排布式和轨道表示式。6.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
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(X)
(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:Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
2.依据原子核的组成理解元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(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
H:名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢;
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
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
3.由核外电子排布认识元素的性质
(1)核外电子排布规律
①核外电子的分层排布及能量变化
②原子结构示意图
(2)核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4,较易失去电子,形成阳离子,表现出还原性,在化合物中显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4,较易得到电子,活泼非金属原子易形成阴离子,在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构,不易失去或得到电子,通常表现为0价。
(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)核聚变如 H+H―→He+n,因为有新微粒生成,所以该变化是化学变化(×)
(3)Cl与Cl得电子能力几乎相同(√)
(4)一种核素只有一种质量数(√)
(5)有4种单核粒子,它们分别是□、□、□+、□2+(“□”内元素符号未写出),则它们所属元素的种类有4种。(×)
(6)硫离子的结构示意图:(×)
(7)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子(×)
(8)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同(×)
1.下图为几种粒子的结构示意图,完成以下填空。
(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号,下同)。
(2)形成物质种数最多的元素的原子是________。
(3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。
(4)某元素R形成的氧化物为R2O3,则R的离子结构示意图可能是________。
答案 (1)② (2)① (3)②③⑦ (4)⑤
2.现有下列9种微粒:H、H、C、C、N、Fe2+、Fe3+、O2、O3。按要求完成以下各题:
(1)H、H分别是氢元素的一种________,它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)Fe2+的中子数为________,核外电子数为____________________________________。
(4)上述9种微粒中有________种核素,含有________种元素。
答案 (1)核素 同位素 (2)O2和O3 (3)30 24 (4)7 5
原子结构与同位素的认识误区
(1)原子不一定都有中子,如H。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如F与OH-。
(3)核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+与Na+、F-等,NH与OH-等。
(4)不同的核素可能具有相同的质子数,如H与H;也可