内容正文:
第16讲 原子结构 化学键
[课标要求]
1.掌握原子结构示意图、电子式、结构式等表示方法。
2.了解元素、核素和同位素的含义。
3.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。
4.了解原子核外电子排布规律。
5.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。
考点一 原子结构 核外电子排布
一、原子构成
1.构成原子的微粒及其作用
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
X表示质子数为Z,质量数为A的X原子。
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)的质量与一个12C原子质量的的比值。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:按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比(丰度)算出的平均值。例如:Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
二、元素、核素、同位素
1.元素、核素、同位素的关系
同位素的研究对象是原子;不同核素之间的转化属于核反应,不属于化学反应。
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比(丰度)不变。
同位素的“六同三不同”
3.氢元素的三种核素
H:用字母H表示,名称为氕,不含中子;
H:用字母D表示,名称为氘或重氢,含有1个中子;
H:用字母T表示,名称为氚或超重氢,含有2个中子。
4.几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
8O
用途
核燃料
考古断代
制氢弹
示踪原子
三、核外电子排布
1.核外电子排布规律
2.原子结构示意图
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。按要求回答下列问题:
(1)H、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,________种元素。
答案 (1)核素 同位素 (2)O2和O3 (3)30 24
(4)7 5
[易错警示]
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;也可能具有相同的中子数,如C与O;也可能具有相同的质量数,如C与N;也可能质子数、中子数、质量数均不同,如H与C。
演练一 原子结构 核素 同位素
1.(2021·郑州高三月考)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是( )
A.Pu与U互为同位素
B.Pu与Pu互为同素异形体
C.Pu与U具有完全相同的化学性质
D.Pu与Pu具有相同的最外层电子数
解析 质子数相同,中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素,Pu与U的质子数不同,属于不同的元素,不互为同位素,A项错误;由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体,Pu与Pu均是核素,不是单质,不互为同素异形体,B项错误;Pu与U的质子数不同,属于不同的元素,不可能具有完全相同的化学性质,C项错误;Pu与Pu的质子数相同,互为同位素,故具有相同的最外层电子数,D项正确。
答案 D
2.(2021·茂名市二模)2021年4月13日,日本政府决定以海洋排放方式处置福岛核电站事故核废水,核废水中含有氚(3H)和14C等放射性同位素。下列有关说法正确的是( )
A.氚的核内中子数是2H的2倍
B.氚气的还原性比氢气强
C.6Li+n→3He+3H属于化学变化
D.含碳的材料都属于非金属材料
解析 3H核内2个中子,2H核内1个中子,故A正确;氚和氢核外电子排布相同,所以氚气和氢气的化学性质相同,故B错误;6Li+n→3He+3H