第13讲 原子结构 化学键- 2024年高考化学大一轮复习【精讲精练+专题讲座】

第13讲 原子结构 化学键 【化学学科素养】 1.宏观辨识与微观探析：能从离子或原子结构示意图等不同层次认识原子的结构以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。能从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。 2.证据推理与模型认知：能运用原子结构模型解释化学现象，揭示现象的本质与规律。能运用构造原理 和能量最低原理揭示元素原子核外电子排布规律。认识共价键的本质及类型，能多角度、动态地分析分子 的空间结构及性质，并运用相关理论解决实际问题。 3.科学态度与社会责任：具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与原子结构有关的社会热点问题做出正确的价值判断。 【必备知识解读】 一、原子结构、同位素 1．原子结构 (1)原子的构成粒子 (2)构成原子或离子的微粒间的数量关系 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－阳离子所带电荷数。如Mg2＋的核外电子数是10。 ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数。如Cl－的核外电子数是18。 (3)符号中各个字母的含义 【特别提醒】 ①原子中不一定都含有中子，如H中没有中子。 ②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 ③易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。 ④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。 2．核素、同位素 (1)概念辨析 (2)同位素的特征 ①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 ②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 (3)同位素的“六同三不同” (4)常见的重要核素及其应用 核素 U C H(D) H(T) O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 (5)元素、核素、同位素的联系与区别 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，故核素的种数远大于118种。 ②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。 ③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。 ④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 二、核外电子排布 1．核外电子排布规律 （1）在同一原子中各电子层之间的关系 电子层数(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 电子层能量的关系 从低到高 电子层离核远近的关系 从近到远 （2）在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是： ①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层（能量最低原理）； ②每个电子层最多容纳2n2个电子（n为电子层数） ③最外层电子数不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个） ④次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个） ⑤倒数第三层电子数目不能超过32个（K层为倒数第三层时不能超过2个） 【特别提醒】核外电子排布的几条规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。 (2)最外层电子数与元素性质的关系 ①稀有气体元素原子最外层已排满8个电子(He排满2个)，既不易得到电子又不易失去电子，通常表现为0价。 ②金属元素原子最外层电子数一般小于4，常易失去最外层电子，形成8电子或2电子(如Li＋)稳定结构的阳离子，在化合物中显正化合价。 ③非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，易得到电子或形成共用电子对，达到最外层8电子稳定结构，在化合物中既显正价又显负价(F无正价)。 2．原子结构示意图 如Mg2＋结构示意图为 Cl－结构示意图为 三、离子键与共价键 1．化学键 使离子相结合或原子相结合的作用力。根据成键粒子和粒子间的相互作用，可分为离子键和共价键。 2．离子键与共价键 (1)概念 ①离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。 ②共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 (2)对比 项目 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 带相反电荷离子之间的相互作