内容正文:
第18讲 原子结构和元素周期表
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.从微观角度认识原子的构成,了解原子核外电子排布规律,能画出1~20号元素的原子结构示意图。
2.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则,能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的推导。
3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。
4.知道元素、核素及同位素的含义。
5.能比较元素、核素、同位素及同素异形体的不同。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
(1)构成原子的微粒:原子是由居于原子中心的带正电的 和核外带负电的 构成的。原子核由 和 构成。
(2)构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数:
(1)概念:将原子核内所有 和 的相对质量取近似 ,所得的数值叫做质量数,常用 表示。
(2)构成原子的粒子间的关系
①原子中:质子数(Z)= = ;
②质量数(A)= + ;
③阳离子的核外电子数=质子数- ;
④阴离子的核外电子数=质子数+ 。
(3)原子构成的表示方法:用X表示,A表示 数,Z表示 数。
【特别提醒】
①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成,如H原子核内无中子。
②在原子中,质子数一定等于核外电子数,但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17,中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、原子核外电子排布
1.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
如图为电子层模型示意图:
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
离核远近
由 到
能量高低
由 到
2.核外电子排布规律
下表是稀有气体元素原子的电子层排布,从中探究核外电子排布规律,回答相应的问题:
核电荷数
元素名称
元素符号
各电子层的电子数
K
L
M
N
O
P
2
氦
He
2
10
氖
Ne
2
8
18
氩
Ar
2
8
8
36
氪
Kr
2
8
18
8
54
氙
Xe
2
8
18
18
8
86
氡
Rn
2
8
18
32
18
8
(1)电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层,即按K→L→M……顺序排列。
(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为 。
(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为 ,除K层外,其他各层为最外层时,最多能容纳的电子数为 。
(4)K层为次外层时,所排电子数为 ,除K层外,其他各层为次外层时,最多能容纳的电子数为 。
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图:
(2)画出下列原子或离子的结构示意图。
①S: ,S2-: ;②Ca: ,Ca2+: 。
4.常见的10e-和18e-微粒
(1)10e-微粒
单核微粒:O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+
多核微粒:CH4、NH3、H2O、HF、OH-、NH、NH、H3O+
(2)18e-微粒
单核微粒:S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+
多核微粒:SiH4、PH3、H2S、HCl、HS-、H2O2、N2H4、F2
【归纳总结】
(1)从两个角度看核外电子排布规律
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制,其原子结构示意图为而不是。
(3)通常把最外层有8个电子(最外层为K层时,只有2个电子)的结构,称为相对稳定结构。
5.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 4,较易 电子,形成 离子,表现出 性,在化合物中显 化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般 4,较易 电子,活泼非金属原子易形成 离子,表现出 性,在化合物中主要显 化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为 电子(氦为 电子)稳定结构, 失去或得到电子,通常表现为 价。
6.1~18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系
对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数
Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
Ne
最外层电子数等于电子层数
H、Be、Al
最外层有1个电子
H、Li、Na
最外层有2个电子
He、Be、Mg
三、元素周期表的编排原则与结构
1.元素周期表的编排原则
(1)原子序数:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。
(2)原子序数= = = 。
(3)横行原则:把 相同的元素,按 的顺序从左到右排列。
(4)纵列原则:把不同横行中 相同的元素,按 的顺序由上而下排列。
2.周期表的结构
(一)周期
(1)概念:元素周期表每一个 ,叫做一个周期,共 个周期,除第一周期外,其余各周期均从 开始过渡到 ,最后以 元素结束。
(2)与原子结构的关系:周期序数= 。
(3)分类:
①短周期:包括第 周期,分别有 种元素。
②长周期:包括第 周期,分别有 种元素。
(二)族:周期表中有十八个纵行,但第8、9、10三个纵行为一族,所以共十六个族。7个主族,7个副族,1个第Ⅷ族,1个0族。
(1)周期表中族的特点和划分
个数
元素周期表中有 个纵列,共有 个族
特点
主族元素的族序数=
分类
主族
共有 个,包括 、 、 、 、 、 、
副族
共有 个,包括 、 、 、 、 、 、 ,第Ⅷ族,第Ⅷ族包括第 三个纵列
0族
占据元素周期表的第 纵行,最外层电子数为 (He是 )
(2)常见族的特别名称
族
别名
第ⅠA族(除氢外)
元素
第ⅦA族
元素
0族
稀有气体元素
3.过渡元素
(1)元素周期表中部从第IIIB族第IIB族10个纵列共六十多种元素,过渡元素都是 元素。
(2)过渡元素——镧系与锕系
①镧系元素:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共 种元素。
②锕系元素:元素周期表第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共 种元素。
4.元素周期表中方格里的符号的意义
【易混提醒】
(1)主族和副族的区分:主族是由长周期元素和短周期元素共同构成的族,但由长周期和短周期构成的族也不一定是主族元素,如0族元素。只由长周期元素构成的族为副族和第Ⅷ族。
(2)最外层只有1个电子的元素,不一定是lA族元素、可能是副族元素,如Cu,也不一定是金属元素,如H.最外层电子数有2个电子的元素不一定是主族元素,如He、Fe等。最外层电子是3~7个电子的元素一定是主族元素。
(3)过渡元素:元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族为过渡元素,这些元素都是金属元素,所以又称它们为过渡金属。
(4)镧系元素:元素周期表第六周期第ⅢB族中,从57号元素镧到71号元素镥共有15种元素,统称为镧系元素,它们的化学性质相似。
(5)锕系元素:元素周期表第七周期第ⅢB族中,从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素,统称为锕系元素,它们的化学性质相似。
(6)113~118号元素的中文名称依次为、、镆、、、。
四、元素、核素、同位素
1.概念:
①元素:具有相同 的一类原子的总称,一种元素可有多种核素。
②核素:具有一定数目的 和一定数目的 的一种原子叫做核素,表示方法X。
③同位素: 相同而 不同的同一元素的不同核素互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。
2.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 118种。
②不同核素可能具有相同的 数,如H、H;也可能具有相同的 数,如C、O;也可能具有相同的 数,如C、N。
③同位素之间的转化,既不是 变化也不是 变化,是 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 。
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 。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同(核外电子排布一样)
② 相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全 ,物理性质 。同位素的“六同三不同”
③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般 。
【归纳总结】
(1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较
元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的不同核素
同种元素形成的不同单质
举例
H、C、N三种元素
H、H、H三种核素
H、H、H互为同位素
O2与O3互为同素异形体
(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
4.氢元素的三种核素
H:名称为 ,不含 ;
H:用字母 表示,名称为 或 氢;
H:用字母 表示,名称为 或 氢。
5.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
【特别提醒】
①核素界定的是一种原子,它由质子数和中子数共同确定,即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。
②除少数元素只有一种核素外,大多数元素有多种核素,即一种元素可以有多种核素,因此核素种数多于元素种数。
③在辨析同位素和同素异形体时,通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
五、常见的核反应方程
①卢瑟福发现质子:N+He→O+H
②查德威克发现中子:Be+H→C+n
③铀核裂变反应:U+n→Kr+Ba+3n
④氘核与氚核聚变反应:H+H→He+n
考点一 原子结构
【例1】.(钷)是理想的示踪元素,可用作纯β放射源,用钷制成的荧光物可用于航标灯。的质子数为
A.25 B.61 C.86 D.147
【变式1-1】在离子中原子的质量数为A,中子数为N,则含有的核外电子数为
A. B.
C. D.
【变式1-2】我国发现富含铌元素的新矿物——铌包头矿。下列关于铌()的说法中,不正确的是
A.质子数为41 B.核外电子数为52
C.质量数为93 D.与互为同位素
考点二 核外电子排布
【例2】下列说法中错误的是
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某原子的核电荷数与最外层电子数相等
【变式2-1】关于原子结构的叙述正确的是
A.所有的原子核都是由质子和中子组成的 B.原子的最外层电子数不超过8个
C.稀有气体原子的最外层电子数均为8 D.原子的次外层电子数都是8
【变式2-2】1998年中国十大科技成果之一是合成纳米氮化镓。已知镓(Ga)原子结构示意图为氮原子结构示意图为,则氮化镓的化学式是
A. B. C. D.GaN
考点三 元素周期表结构
【例3】下列关于元素周期表的说法错误的是
A.元素周期表有7个横行
B.元素周期表有18个纵列
C.元素周期表中第7、8、9三个纵列共同组成一个族
D.元素周期表中主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成
【变式3-1】下列元素中,属于第三周期的是
A.氢 B.碳 C.氧 D.硫
【变式3-2】已知某元素的最高化合价为+6价,下列说法正确的是
A.该元素在元素周期表中一定处于第VIA族 B.该元素可以是氧元素
C.该元素的某种化合物可能具有漂白性 D.该元素的单质没有还原性
考点四 元素、核素、同位素和同素异形体
【例4】已知微粒、、、,下列说法错误的是
A.和互为同位素 B.和含有相同的质子数
C.和是N的两种核素 D.与所含中子数相同
【变式4-1】是重要的核工业原料,的浓缩一直为国际社会关注。下列有关说法正确的是
A.原子核中含有92个中子 B.原子核外有143个电子
C.与互为同位素 D.与互为同素异形体
【变式4-2】1938年,约翰·利文古德和格伦·西博格通过用中子轰击钴的方法发现了放射性。下列说法正确的是
A.的中子数为33 B.与的物理性质完全相同
C.得到的过程发生了化学变化 D.与的核外电子数相同
基础达标
1.我国科研团队在新一代“人造太阳”研究中取得重大突破,实现氘和氚聚变产生巨大能量。下列说法正确的是
A.和互为同位素 B.的质子数为2
C.的核外电子数为3 D.和是相同的氢原子
2.下列化学用语表示正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.溶液中的:
C.的结构示意图:
D.在水中的电离方程式为
3.科学家达尼埃尔·谢赫特曼因首先在铝合金中发现准晶体荣获诺贝尔化学奖。下列有关铝原子的说法正确的是
A.质子数为27 B.中子数为27 C.质量数为13 D.原子序数为13
4.下列化学用语使用正确的是
A.Na+的结构示意图 B.明矾的化学式: KAlSO4•12H2O
C.16O与18O互为同位素 D.Al2(SO4)3的电离:Al2(SO4)3=Al3++SO
5.科学家将在作用下首次制得环形碳分子,总反应为。下列说法不正确的是
A.X为 B.和互为同素异形体
C.为电解质 D.该反应为氧化还原反应
6.下列各组物质不互为同素异形体的是
A.冰和干冰 B.红磷和白磷 C.金刚石和C60 D.臭氧和氧气
7.下列有关的叙述正确的是
A.是铯的一种同素异形体 B.的质子数为137
C.的核外电子数为55 D.核内的中子数与质子数之差为82
8.下列常见的化合物中,所含元素均位于元素周期表第二周期的是
A. B. C. D.
9.熟悉元素周期表有助于更好的学习元素化合物,下列有关元素周期表的说法正确的是
A.俄国化学家门捷列夫将元素按照其原子序数由小到大依次排列,制作第一张元素周期表
B.课本后面的元素周期表有7个横行,18个纵列,含7个周期,18个族
C.第五周期和第六周期同属于长周期,所容纳元素种类相同
D.在元素周期表的金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
10.2024年6月,我国探月工程嫦娥六号取回的月壤样品中,含有铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝及氢等元素。下列有关说法正确的是
A.人体内不需要铁元素 B.硅是制作芯片的材料
C.钾与氧气反应最多生成两种物质 D.氧元素位于周期表的第二周期第ⅣA族
11.下列元素不属于短周期的是
A.H B.Na C.S D.Fe
12.中国“祝融号”火星探测器探测发现火星上存在矿物。该物质所含元素属于第二周期的是
A.Mg B.Si C.Fe D.O
13.利用激光操控方法,可以从Ca原子束流中直接俘获原子。下列说法正确的是
A.的原子核内有21个中子
B.与互为同素异形体
C.Ca位于元素周期表第三周期第ⅡA族
D.从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化
14.化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,研究元素知识是学好化学的基础。下表包含部分元素的相关信息,完成以下填空:
(1)1896年,科学家 发现了元素周期律并绘制了元素周期表。
(2)请画出17号元素的原子结构示意图 ,9号元素在化学反应中比较容易 (填“得到”或“失去”)电子变成 (填“阴”或“阳”)离子。3号元素在化学反应中比较容易 (填“得到”或“失去”电子变成 (填“阴”或“阳”)离子。
(3)上表中12号元素与地壳中含量最多的元素组成的化合物是 (填化学式,下同),17号元素与11号元素组成的化合物是 ,1号元素与空气中含量最多的元素组成的一种常见物质是 。
15.根据下列微粒回答问题:1H、2H、3H、14C、14N、16O、56Fe、35Cl2、37Cl2
(1)以上9种微粒共有 种核素,由上述核素形成的10电子微粒符号 、 (任意两种)。
(2)互为同位素的是 (填9种微粒中合理的微粒,下同)。
(3)质量数相等的是 ,中子数相等的是 。
(4)写出可由上述9种微粒构成的物质发生氧化还原反应的任意一个化学方程式 。
(5)将少量饱和氯化铁溶液滴入沸水中,继续煮沸,可制得胶体,反应的方程式为:。
①写出的结构示意图:
②向该分散系中滴加过量的氢氧化钠溶液的现象: 。
③下列叙述错误的是 。
A.雾属于胶体,能产生丁达尔效应
B.“PM2.5”悬浮在空气中形成胶体,危害人体健康(“PM2.5”指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,也可称为可吸入肺颗粒物)
C.明矾、氯化铁都可以净水,净水原理和胶体有关
D.胶体在一定条件下能稳定存在
过关检测
1.化学与生活密切相关,学好化学有助于提高生活质量。下列说法错误的是
A.将鸭蛋放入食盐水一段时间,和可以穿过蛋壳内层的半透膜,得到咸鸭蛋
B.铁粉常用作食品包装袋中的抗氧化剂
C.2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯,石墨烯与金刚石互为同素异形体
D.烘焙蛋糕中添加的小苏打属于碱
2.下列物质互为同素异形体的是
A.和 B.和
C.和 D.石墨和金刚石
3.氟-29()原子核与液氢靶相撞,敲除多余的质子,形成氧的一种稀有同位素——氧-28()。下列有关说法正确的是
A.28O的质量为28g B.28O与28Si互为同位素
C.28O的中子数与质子数之差为12 D.上述将29F转化为28O的过程发生了化学变化
4.下列有关化学用语表示正确的是
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:
B.硫离子()的结构示意图:
C.中氮元素的化合价:
D.氧化铁的化学式:
5.我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是
A.与核外电子数不同
B.与互为同位素
C.与是同一种核素
D.与质子数和中子数都为62
6.科技兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法不正确的是
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂氙气,氙气属于稀有气体
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D.“神舟十七号”载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为硅,属于金属单质
7.氧族元素硒是人体必需的微量元素。下列说法不正确的是
A.Se位于元素周期表中第四周期第Ⅳ族 B.Se原子最外层电子数为6
C.中子数为46的Se,其核素符号为 D.推测既有氧化性又有还原性
8.德国重离子研究中心人工合成Cn的过程可表示为;。下列叙述正确的是
A.合成Cn的过程为化学变化 B.的质量数为277
C.Cn元素位于第六周期是副族元素 D.与互为同位素
9.(一)现有下列六种物质:①液态氯化氢 ②二氧化碳 ③硫酸铜溶液 ④氢氧化铁胶体 ⑤KOH ⑥铁丝。
(1)上述六种物质中,属于电解质的有 (填序号,下同),能导电的有 。
(2)区分③和④的简单方法是 。
(3)③和⑥反应的四大基本反应类型为 。
(4)向⑤的溶液中通入少量②,发生反应的离子方程式为 。
(二)有下列微粒或物质:
①、、 ②H2O、D2O ③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2 ⑤H、D、T ⑥、、,回答下列问题:
(5)互为同位素的是 。
(6)l8g所含的中子数为 。
(7)观察下列a、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题:
a.属于阴离子结构示意图的是 (填字母编号)。
b.性质最稳定的原子是 (填字母编号)。
c.写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式 。
10.某些简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
①②③
其中“●”表示质子或电子,“○”表示中子,
(1)下列有关叙述正确的是_____(填序号)。
A.①②③是不同元素的原子
B.①②③互为同位素
C.①②③是三种化学性质不同的粒子
D.①②③具有相同的质量数
(2)②的微粒符号可表示为 。
(3)科学家已经发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2具有相同的_____(填序号)。
A.原子数 B.分子数 C.体积 D.电子数
(4)设NA为阿伏加德罗常数的值。R3+的核内中子数为N,质量数为A,则mg该离子的核外电子数为 。
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第18讲 原子结构和元素周期表
学习目标
提前掌握本节核心知识,为开学学习打好基础。
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
新知预习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
考点精析
结合例题解析高频考点,掌握解题思路,减少开学后学习压力。
分层作业
基础达标:确保核心知识掌握,建立信心。
过关检测:提升应用能力,衔接开学后学习。
1.从微观角度认识原子的构成,了解原子核外电子排布规律,能画出1~20号元素的原子结构示意图。
2.能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则,能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的推导。
3.了解元素周期表的发展历程及元素周期表的结构。
4.知道元素、核素及同位素的含义。
5.能比较元素、核素、同位素及同素异形体的不同。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
(1)构成原子的微粒:原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。
(2)构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数:
(1)概念:将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,常用A表示。
(2)构成原子的粒子间的关系
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)原子构成的表示方法:用X表示,A表示质量数,Z表示核电荷数。
【特别提醒】
①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成,如H原子核内无中子。
②在原子中,质子数一定等于核外电子数,但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17,中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、原子核外电子排布
1.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
如图为电子层模型示意图:
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
2.核外电子排布规律
下表是稀有气体元素原子的电子层排布,从中探究核外电子排布规律,回答相应的问题:
核电荷数
元素名称
元素符号
各电子层的电子数
K
L
M
N
O
P
2
氦
He
2
10
氖
Ne
2
8
18
氩
Ar
2
8
8
36
氪
Kr
2
8
18
8
54
氙
Xe
2
8
18
18
8
86
氡
Rn
2
8
18
32
18
8
(1)电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层,即按K→L→M……顺序排列。
(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。
(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为2,除K层外,其他各层为最外层时,最多能容纳的电子数为8。
(4)K层为次外层时,所排电子数为2,除K层外,其他各层为次外层时,最多能容纳的电子数为18。
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图:
(2)画出下列原子或离子的结构示意图。
①S:,S2-:;②Ca:,Ca2+:。
4.常见的10e-和18e-微粒
(1)10e-微粒
单核微粒:O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+
多核微粒:CH4、NH3、H2O、HF、OH-、NH、NH、H3O+
(2)18e-微粒
单核微粒:S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+
多核微粒:SiH4、PH3、H2S、HCl、HS-、H2O2、N2H4、F2
【归纳总结】
(1)从两个角度看核外电子排布规律
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制,其原子结构示意图为而不是。
(3)通常把最外层有8个电子(最外层为K层时,只有2个电子)的结构,称为相对稳定结构。
5.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,表现出氧化性,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。
6.1~18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系
对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半
Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数
Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍
C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍
O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍
Ne
最外层电子数等于电子层数
H、Be、Al
最外层有1个电子
H、Li、Na
最外层有2个电子
He、Be、Mg
三、元素周期表的编排原则与结构
1.元素周期表的编排原则
(1)原子序数:按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。
(2)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
(3)横行原则:把电子层数目相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排列。
(4)纵列原则:把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上而下排列。
2.周期表的结构
(一)周期
(1)概念:元素周期表每一个横行,叫做一个周期,共7个周期,除第一周期外,其余各周期均从碱金属开始过渡到卤素,最后以稀有气体元素结束。
(2)与原子结构的关系:周期序数=电子层数。
(3)分类:
①短周期:包括第1、2、3周期,分别有2、8、8种元素。
②长周期:包括第4、5、6、7周期,分别有18、18、32、32种元素。
(二)族:周期表中有十八个纵行,但第8、9、10三个纵行为一族,所以共十六个族。7个主族,7个副族,1个第Ⅷ族,1个0族。
(1)周期表中族的特点和划分
个数
元素周期表中有18个纵列,共有16个族
特点
主族元素的族序数=最外层电子数
分类
主族
共有7个,包括ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
副族
共有8个,包括ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB,第Ⅷ族,第Ⅷ族包括第8、9、10三个纵列
0族
占据元素周期表的第18纵行,最外层电子数为8(He是2)
(2)常见族的特别名称
族
别名
第ⅠA族(除氢外)
碱金属元素
第ⅦA族
卤族元素
0族
稀有气体元素
3.过渡元素
(1)元素周期表中部从第IIIB族第IIB族10个纵列共六十多种元素,过渡元素都是金属元素。
(2)过渡元素——镧系与锕系
①镧系元素:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。
②锕系元素:元素周期表第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
4.元素周期表中方格里的符号的意义
【易混提醒】
(1)主族和副族的区分:主族是由长周期元素和短周期元素共同构成的族,但由长周期和短周期构成的族也不一定是主族元素,如0族元素。只由长周期元素构成的族为副族和第Ⅷ族。
(2)最外层只有1个电子的元素,不一定是lA族元素、可能是副族元素,如Cu,也不一定是金属元素,如H.最外层电子数有2个电子的元素不一定是主族元素,如He、Fe等。最外层电子是3~7个电子的元素一定是主族元素。
(3)过渡元素:元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族为过渡元素,这些元素都是金属元素,所以又称它们为过渡金属。
(4)镧系元素:元素周期表第六周期第ⅢB族中,从57号元素镧到71号元素镥共有15种元素,统称为镧系元素,它们的化学性质相似。
(5)锕系元素:元素周期表第七周期第ⅢB族中,从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素,统称为锕系元素,它们的化学性质相似。
(6)113~118号元素的中文名称依次为、、镆、、、。
四、元素、核素、同位素
1.概念:
①元素:具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称,一种元素可有多种核素。
②核素:具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素,表示方法X。
③同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。
2.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。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同(核外电子排布一样)
② 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。同位素的“六同三不同”
③ 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。
【归纳总结】
(1)元素、核素、同位素与同素异形体的比较
元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的不同核素
同种元素形成的不同单质
举例
H、C、N三种元素
H、H、H三种核素
H、H、H互为同位素
O2与O3互为同素异形体
(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
4.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。
5.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
【特别提醒】
①核素界定的是一种原子,它由质子数和中子数共同确定,即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。
②除少数元素只有一种核素外,大多数元素有多种核素,即一种元素可以有多种核素,因此核素种数多于元素种数。
③在辨析同位素和同素异形体时,通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
五、常见的核反应方程
①卢瑟福发现质子:N+He→O+H
②查德威克发现中子:Be+H→C+n
③铀核裂变反应:U+n→Kr+Ba+3n
④氘核与氚核聚变反应:H+H→He+n
考点一 原子结构
【例1】.(钷)是理想的示踪元素,可用作纯β放射源,用钷制成的荧光物可用于航标灯。的质子数为
A.25 B.61 C.86 D.147
【答案】B
【详解】的质子数为61,质量数为147,中子数为147-61=86,故选B。
【变式1-1】在离子中原子的质量数为A,中子数为N,则含有的核外电子数为
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】R原子的质子数为A-N,则该复杂阴离子的电子数:A-N+3×8+n,则含有的核外电子数为;
故选B。
【变式1-2】我国发现富含铌元素的新矿物——铌包头矿。下列关于铌()的说法中,不正确的是
A.质子数为41 B.核外电子数为52
C.质量数为93 D.与互为同位素
【答案】B
【详解】A.核素左下角表示质子数,由可知,质子数为41,A正确;
B.的质子数为41,则核外电子数为41,B错误;
C.核素左上角表示质量数,的质量数为93,C正确;
D.与质子数相等,中子数不同,二者互为同位素,D正确;
故选B。
考点二 核外电子排布
【例2】下列说法中错误的是
A.某原子K层上只有一个电子
B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D.某原子的核电荷数与最外层电子数相等
【答案】B
【详解】A.K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18,K层上可排1个电子,也可排2个电子,A正确;
B.当M层上排有电子时,L层上一定排满了8个电子,而M层上最多只能排18个电子,又,B错误;
C.K层上最多只能排2个电子,,即存在M层和L层都为8个电子的离子,、等均有可能,C正确;
D.H、的核电荷数分别与它们的最外层电子数相等,D正确;
故选B
【变式2-1】关于原子结构的叙述正确的是
A.所有的原子核都是由质子和中子组成的 B.原子的最外层电子数不超过8个
C.稀有气体原子的最外层电子数均为8 D.原子的次外层电子数都是8
【答案】B
【详解】A.H原子核没有中子,故A错误;
B.原子的最外层电子数不超过8个,故B正确;
C.氦气中He原子的最外层电子数为2,故C错误;
D.原子的次外层电子数都是不超过18个,不一定是8个,故D错误。
答案选B。
【变式2-2】1998年中国十大科技成果之一是合成纳米氮化镓。已知镓(Ga)原子结构示意图为氮原子结构示意图为,则氮化镓的化学式是
A. B. C. D.GaN
【答案】D
【详解】镓(Ga)原子可失去最外层的3个电子,在形成化合物时,镓为+3价,氮原子需要得到3个电子达到稳定结构而在化合物中呈-3价,则氮化镓的化学式GaN;
选D。
考点三 元素周期表结构
【例3】下列关于元素周期表的说法错误的是
A.元素周期表有7个横行
B.元素周期表有18个纵列
C.元素周期表中第7、8、9三个纵列共同组成一个族
D.元素周期表中主族元素由短周期元素和长周期元素共同组成
【答案】C
【详解】A.元素周期表共有7个横行,每个横行代表1个周期,共有7个周期,故A正确;
B.元素周期表共有18个纵列,16个族,故B正确;
C.元素周期表中第8、9、10三个纵列共同组成一个族,都为Ⅷ族,故C错误;
D.长周期元素和短周期元素共同组成的纵行中除0族元素外,其它为主族元素,故D正确;
故选C。
【变式3-1】下列元素中,属于第三周期的是
A.氢 B.碳 C.氧 D.硫
【答案】D
【详解】元素的周期数等于元素原子的电子层数,所以氢在第一周期,碳、氧是第二周期,氯是第三周期,因此答案是D
【变式3-2】已知某元素的最高化合价为+6价,下列说法正确的是
A.该元素在元素周期表中一定处于第VIA族 B.该元素可以是氧元素
C.该元素的某种化合物可能具有漂白性 D.该元素的单质没有还原性
【答案】C
【详解】A.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIA族(S)或第VIB族(Cr),A错误;
B.氧元素最高正价为+2价,B错误;
C.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIA族的S元素,S元素形成的SO2有漂白性,C正确;
D.元素的最高化合价为+6价,可能位于第VIB族的Cr元素,Cr能够和O2反应生成Cr2O3,具有还原性,D错误;
故选C。
考点四 元素、核素、同位素和同素异形体
【例4】已知微粒、、、,下列说法错误的是
A.和互为同位素 B.和含有相同的质子数
C.和是N的两种核素 D.与所含中子数相同
【答案】A
【详解】A.和质子数不同,不属于同位素,A错误;
B.和均为碳元素,质子数均为6,B正确;
C.和质子数均为7,中子数不同,是N的两种核素,C正确;
D.中子数为14-6=8;中子数为15-7=8,中子数相同,D正确;
故选A。
【变式4-1】是重要的核工业原料,的浓缩一直为国际社会关注。下列有关说法正确的是
A.原子核中含有92个中子 B.原子核外有143个电子
C.与互为同位素 D.与互为同素异形体
【答案】C
【详解】A.对于,质子数是92,质量数是235,根据中子数=质量数-质子数,可得中子数为235-92=143,A错误;
B.原子中质子数等于核外电子数,质子数为92,则核外电子数是92,B错误;
C.与质子数相同,中子数不同,互为同位素,C正确
D.同素异形体是同种元素组成的不同单质,与是原子,不是单质,不互为同素异形体,D错误;
故选C
【变式4-2】1938年,约翰·利文古德和格伦·西博格通过用中子轰击钴的方法发现了放射性。下列说法正确的是
A.的中子数为33 B.与的物理性质完全相同
C.得到的过程发生了化学变化 D.与的核外电子数相同
【答案】A
【详解】A.Co是27号元素,的中子数为60-27=33,故A正确;
B.与的质量数不同,物理性质不同,故B错误;
C.得到的过程,原子核发生变化,核变不属于化学变化,故C错误;
D.核外电子数为25,,核外电子数为24,故D错误;
选A。
基础达标
1.我国科研团队在新一代“人造太阳”研究中取得重大突破,实现氘和氚聚变产生巨大能量。下列说法正确的是
A.和互为同位素 B.的质子数为2
C.的核外电子数为3 D.和是相同的氢原子
【答案】A
【详解】A.氘()和氚()质子数均为1,但中子数分别为1和2,因此互为同位素,A正确;
B.氘的质子数为1,中子数为2,B错误;
C.原子的核外电子数等于质子数,氚的电子数为1,C错误;
D.氘和氚中子数不同,属于不同的氢原子,D错误;
故选A。
2.下列化学用语表示正确的是
A.中子数为10的氧原子:
B.溶液中的:
C.的结构示意图:
D.在水中的电离方程式为
【答案】D
【详解】A.原子符号左下角为质子数,左上角为质量数,质量数=质子数+中子数,氟原子质子数为9,中子数为10,则质量数为9+10=19,应表示为,故A错误;
B.溶液中周围是水分子,水分子是极性分子,氢显正电性,氧显负电性,应吸引氧原子一端 ,故B错误;
C.质子数为13,核外电子数为10,其结构示意图应为,故C错误;
D.是强电解质,在水中完全电离出和,电离方程式为,故D正确;
故选D。
3.科学家达尼埃尔·谢赫特曼因首先在铝合金中发现准晶体荣获诺贝尔化学奖。下列有关铝原子的说法正确的是
A.质子数为27 B.中子数为27 C.质量数为13 D.原子序数为13
【答案】D
【详解】的质子数为13,质量数为27,中子数为27﹣13=14,核外电子数为13,质子数等于原子序数, D正确;
故选D。
4.下列化学用语使用正确的是
A.Na+的结构示意图 B.明矾的化学式: KAlSO4•12H2O
C.16O与18O互为同位素 D.Al2(SO4)3的电离:Al2(SO4)3=Al3++SO
【答案】C
【详解】
A.Na+的结构示意图,故A错误;
B.明矾的化学式: KAl(SO4)2•12H2O,故B错误;
C.同位素为质子数相同而中子数不同的原子,故16O与18O互为同位素,故C正确;
D.Al2(SO4)3的电离:Al2(SO4)3=2Al3++3SO,故D错误;
故选C。
5.科学家将在作用下首次制得环形碳分子,总反应为。下列说法不正确的是
A.X为 B.和互为同素异形体
C.为电解质 D.该反应为氧化还原反应
【答案】A
【详解】A.根据总反应为,由原子守恒可知,6X中含6个C原子和6个O原子,则X为CO,不是CO2,A错误;
B.和都是由C元素组成的不同单质,互为同素异形体,B正确;
C.在水溶液和熔融状态下均能导电,属于电解质,C正确;
D.该反应中C元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,D正确;
故选A。
6.下列各组物质不互为同素异形体的是
A.冰和干冰 B.红磷和白磷 C.金刚石和C60 D.臭氧和氧气
【答案】A
【分析】同素异形体是指由同种元素组成的不同单质。
【详解】A.冰是固态水,干冰是固态二氧化碳,二者均为化合物而非单质,且组成元素不同,因此不互为同素异形体,A符合题意;
B.红磷和白磷均为磷元素的不同单质结构,互为同素异形体,B不符合题意;
C.金刚石和均为碳元素的不同单质结构,互为同素异形体,C不符合题意;
D.臭氧和氧气均为氧元素的不同单质结构,互为同素异形体,D不符合题意;
故选A。
7.下列有关的叙述正确的是
A.是铯的一种同素异形体 B.的质子数为137
C.的核外电子数为55 D.核内的中子数与质子数之差为82
【答案】C
【详解】A.是铯的一种核素,A错误;
B.的质子数为55,质量数为137,B错误;
C.的质子数为55,则核外电子数为55,C正确;
D.原子核内中子数为137-55=82,则中子数与质子数之差为82-55=27,D错误;
故选C。
8.下列常见的化合物中,所含元素均位于元素周期表第二周期的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.H元素位于元素周期表的第一周期,A不符合题意;
B.H元素位于元素周期表的第一周期,P元素位于元素周期表的第三周期,B不符合题意;
C.Li、C、O元素均位于元素周期表第二周期,C不符合题意;
D.S元素位于元素周期表的第三周期,Fe元素位于元素周期表的第四周期,D不符合题意;
故选C。
9.熟悉元素周期表有助于更好的学习元素化合物,下列有关元素周期表的说法正确的是
A.俄国化学家门捷列夫将元素按照其原子序数由小到大依次排列,制作第一张元素周期表
B.课本后面的元素周期表有7个横行,18个纵列,含7个周期,18个族
C.第五周期和第六周期同属于长周期,所容纳元素种类相同
D.在元素周期表的金属与非金属的分界处可以找到半导体材料
【答案】D
【详解】A.按相对原子质量由小到大依次排列提出元素周期表,故A错误;
B.元素周期表共有7个横行,18个纵行,每一个横行叫一个周期,每一个纵行叫一个族(8、9、10三个纵行共同组成一个族),故元素周期表中有7个周期和16个族,故B错误;
C.第六周期含镧系,元素种类多于第五周期,故C错误;
D.在元素周期表中金属与非金属的分界处的元素的单质导电性介于导体与绝缘体之间,是良好的半导体材料,因此在元素周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料,故D正确;
故答案为D。
10.2024年6月,我国探月工程嫦娥六号取回的月壤样品中,含有铀、钍、钾、氧、硅、镁、铁、钛、钙、铝及氢等元素。下列有关说法正确的是
A.人体内不需要铁元素 B.硅是制作芯片的材料
C.钾与氧气反应最多生成两种物质 D.氧元素位于周期表的第二周期第ⅣA族
【答案】B
【详解】A.铁元素是人体必需的微量元素,A项错误;
B.硅属于半导体材料,制作芯片的材料是硅,B项正确;
C.钾与氧气反应可以生成、、等,C项错误;
D.氧元素位于周期表的第二周期第ⅥA族,D项错误;
答案选B。
11.下列元素不属于短周期的是
A.H B.Na C.S D.Fe
【答案】D
【详解】A.H位于第一周期,为短周期元素,A错误;
B.Na位于第三周期,为短周期元素,B错误;
C.S位于第三周期,为短周期元素,C错误;
D.Fe位于第四周期,不属于短周期元素,D正确;
故选:D。
12.中国“祝融号”火星探测器探测发现火星上存在矿物。该物质所含元素属于第二周期的是
A.Mg B.Si C.Fe D.O
【答案】D
【详解】A.Mg是第三周期的元素,A错误;
B.Si是第三周期元素,B错误;
C.Fe是第四周期元素,C错误;
D.O是第二周期元素,D正确;
故答案为:D。
13.利用激光操控方法,可以从Ca原子束流中直接俘获原子。下列说法正确的是
A.的原子核内有21个中子
B.与互为同素异形体
C.Ca位于元素周期表第三周期第ⅡA族
D.从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化
【答案】A
【详解】A.41Ca的质量数为41,质子数为20,中子数为,故A正确;
B.41Ca和40Ca质子数相同,中子数不同,互为同位素,故B错误;
C.Ca的原子序数为20,位于元素周期表第四周期第ⅡA族,故C错误;
D.从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程中无新物质生成,属于物理变化,故D错误;
故选A。
14.化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,研究元素知识是学好化学的基础。下表包含部分元素的相关信息,完成以下填空:
(1)1896年,科学家 发现了元素周期律并绘制了元素周期表。
(2)请画出17号元素的原子结构示意图 ,9号元素在化学反应中比较容易 (填“得到”或“失去”)电子变成 (填“阴”或“阳”)离子。3号元素在化学反应中比较容易 (填“得到”或“失去”电子变成 (填“阴”或“阳”)离子。
(3)上表中12号元素与地壳中含量最多的元素组成的化合物是 (填化学式,下同),17号元素与11号元素组成的化合物是 ,1号元素与空气中含量最多的元素组成的一种常见物质是 。
【答案】(1)门捷列夫
(2) 得到 阴 失去 阳
(3) MgO NaCl NH3
【详解】(1)1896年,科学家门捷列夫发现了元素周期律并绘制了元素周期表。
(2)
①17号元素为Cl元素,其原子结构示意图为;
②9号氟元素最外层有7个电子容易得到一个电子达稳定结构,所以在化学反应中比较容易得到电子;
③氟元素容易得到一个电子带负电即变成阴离子;
④3号元素最外层有1个电子容易失去一个电子达稳定结构,所以在化学反应中比较容易失去电子;
⑤锂元素容易失去一个电子带正电即变成阳离子;
(3)①地壳中含量最多的元素是氧元素,镁与氧组成的化合物是MgO;
②17号氯元素与11号钠元素组成的化合物是NaCl;
③1号氢元素与空气中含量最多的氮元素组成的一种常见物质是NH3。
15.根据下列微粒回答问题:1H、2H、3H、14C、14N、16O、56Fe、35Cl2、37Cl2
(1)以上9种微粒共有 种核素,由上述核素形成的10电子微粒符号 、 (任意两种)。
(2)互为同位素的是 (填9种微粒中合理的微粒,下同)。
(3)质量数相等的是 ,中子数相等的是 。
(4)写出可由上述9种微粒构成的物质发生氧化还原反应的任意一个化学方程式 。
(5)将少量饱和氯化铁溶液滴入沸水中,继续煮沸,可制得胶体,反应的方程式为:。
①写出的结构示意图:
②向该分散系中滴加过量的氢氧化钠溶液的现象: 。
③下列叙述错误的是 。
A.雾属于胶体,能产生丁达尔效应
B.“PM2.5”悬浮在空气中形成胶体,危害人体健康(“PM2.5”指大气中直径小于或等于2.5微米的细小颗粒物,也可称为可吸入肺颗粒物)
C.明矾、氯化铁都可以净水,净水原理和胶体有关
D.胶体在一定条件下能稳定存在
【答案】(1) 7 1H216O、14N1H3、14C1H4、16O1H- 、、16O2-
(2)1H、2H、3H
(3) 14C、14N 14C、16O
(4)或或或
(5) 红褐色沉淀 B
【详解】(1)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,1H、2H、3H、14C、14N、16O、56Fe均为核素,共7种;电子数等于质子数,因此形成的CH4、NH3、H2O、、OH-、、H3O+、O2-等均为10电子微粒,如:1H216O、14N1H3、14C1H4、16O1H-、、、16O2-等;
(2)同位素是质子数相同,中子数不同的核素,1H、2H、3H互为同位素;
(3)质量数=质子数+中子数,即为右上角的数字,质量数相等的是14C、14N;中子数=质量数-质子数,中子数相等的是14C、16O,均有8个中子;
(4)上述9种微粒构成的物质发生的氧化还原反应有:、、、等;
(5)
①Cl-核电荷数为17,核外电子数为18,离子结构示意图为;
②向Fe(OH)3胶体中滴加过量的氢氧化钠溶液会导致胶体聚沉,现象为产生红褐色沉淀;
③A.雾是小液滴分散到空气中形成的分散系,其分散质粒子直径在1nm~100nm之间,是胶体,产生丁达尔现象,A正确;
B.“PM2.5” 的颗粒物直径小于或等于2500nm,不一定属于胶体,B错误;
C.明矾净水是铝离子水解生成的氢氧化铝胶体,氯化铁净水是铁离子水解生成的氢氧化铁胶体,胶体有吸附性,具有净水作用,C正确;
D.胶体是介稳分散系,在一定条件下能稳定存在,D正确;
故选B。
过关检测
1.化学与生活密切相关,学好化学有助于提高生活质量。下列说法错误的是
A.将鸭蛋放入食盐水一段时间,和可以穿过蛋壳内层的半透膜,得到咸鸭蛋
B.铁粉常用作食品包装袋中的抗氧化剂
C.2022年北京冬奥会展示的智能服饰含有石墨烯,石墨烯与金刚石互为同素异形体
D.烘焙蛋糕中添加的小苏打属于碱
【答案】D
【详解】A.胶粒不能透过半透膜,溶液可以透过,腌制咸鸭蛋利用了半透膜的渗析原理,食盐透过蛋壳内层的膜,使蛋变咸,A正确;
B.铁粉具有还原性,常用作食品包装袋中的抗氧化剂,B正确;
C.石墨烯与金刚石是C元素的两种不同单质,互为同素异形体,C正确;
D.小苏打是碳酸氢钠,属于盐,D错误;
故选D。
2.下列物质互为同素异形体的是
A.和 B.和
C.和 D.石墨和金刚石
【答案】D
【详解】同素异形体为同种元素形成的不同单质,故符合题意的为石墨和金刚石。
故选D。
3.氟-29()原子核与液氢靶相撞,敲除多余的质子,形成氧的一种稀有同位素——氧-28()。下列有关说法正确的是
A.28O的质量为28g B.28O与28Si互为同位素
C.28O的中子数与质子数之差为12 D.上述将29F转化为28O的过程发生了化学变化
【答案】C
【详解】A.28O的质量数为28,其真实质量非常小,1mol28O的质量为28g,A错误;
B.质子数相同而中子数不同的原子互为同位素,28O与28Si的质子数不同,不互为同位素,B错误;
C.28O的质子数为8,中子数为20,故中子数与质子数之差为12,C正确;
D.化学变化的最小微粒为原子,故将29F转化为28O的过程发生了质子的变化,不属于化学变化,D错误;
故选C。
4.下列有关化学用语表示正确的是
A.质子数为17、中子数为20的氯原子:
B.硫离子()的结构示意图:
C.中氮元素的化合价:
D.氧化铁的化学式:
【答案】C
【详解】A.质子数为17、中子数为20的氯原子的质量数为,原子符号为,A错误;
B.硫原子得到两个电子形成硫离子,硫离子的结构示意图为,B错误;
C.中氢元素的化合价为,氧元素的化合价为,因此氮元素的化合价为,C正确;
D.氧化铁的化学式为,D错误;
故选C。
5.我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素与的说法正确的是
A.与核外电子数不同
B.与互为同位素
C.与是同一种核素
D.与质子数和中子数都为62
【答案】B
【分析】与的质子数均为62,中子数分别为82和88,互称同位素,据此分析;
【详解】A.与它们的质子数均为62,质子数等于核外电子数,则核外电子数相同,A错误;
B.根据分析可知,与互称同位素,B正确;
C.与中子数不同,属于不同的原子,即不是同一种核素,C错误;
D.与它们的质子数均为62,质子数等于核外电子数,则核外电子数相同;中子数分别为144-62=82和150-62=88,不相同,D错误;
故选B。
6.科技兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法不正确的是
A.“天舟六号”为中国空间站送去推进剂氙气,氙气属于稀有气体
B.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C.创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D.“神舟十七号”载人飞船上太阳能电池板的半导体材料主要成分为硅,属于金属单质
【答案】D
【详解】A.氙是54号元素,氙气是稀有气体,故A正确;
B.赤铁矿显示红色,主要成分为Fe2O3,故B正确;
C.2H与3H质子数相同,中子数不同,所以互为同位素,故C正确;
D.硅属于非金属单质,故D错误;
答案选D。
7.氧族元素硒是人体必需的微量元素。下列说法不正确的是
A.Se位于元素周期表中第四周期第Ⅳ族 B.Se原子最外层电子数为6
C.中子数为46的Se,其核素符号为 D.推测既有氧化性又有还原性
【答案】A
【详解】A.Se位于周期表中第四周期第Ⅵ族,故A错误;
B.Se位于元素周期表中第四周期第VIA族,Se原子最外层电子数为6,故B正确;
C.中子数为46的Se,其质量数为,核素符号为,故C正确;
D.中Se为价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,故D正确;
故选:A。
8.德国重离子研究中心人工合成Cn的过程可表示为;。下列叙述正确的是
A.合成Cn的过程为化学变化 B.的质量数为277
C.Cn元素位于第六周期是副族元素 D.与互为同位素
【答案】B
【详解】A.合成Cn的过程属于核反应,核反应不是化学变化,故A错误;
B.的质子数为112、质量数为277,故B正确;
C.Cn是112号元素,位于第7周期ⅡB族,故C错误;
D.质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素,与质子数不同,不是同种元素,不是同位素,故D错误;
答案选B。
9.(一)现有下列六种物质:①液态氯化氢 ②二氧化碳 ③硫酸铜溶液 ④氢氧化铁胶体 ⑤KOH ⑥铁丝。
(1)上述六种物质中,属于电解质的有 (填序号,下同),能导电的有 。
(2)区分③和④的简单方法是 。
(3)③和⑥反应的四大基本反应类型为 。
(4)向⑤的溶液中通入少量②,发生反应的离子方程式为 。
(二)有下列微粒或物质:
①、、 ②H2O、D2O ③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2 ⑤H、D、T ⑥、、,回答下列问题:
(5)互为同位素的是 。
(6)l8g所含的中子数为 。
(7)观察下列a、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题:
a.属于阴离子结构示意图的是 (填字母编号)。
b.性质最稳定的原子是 (填字母编号)。
c.写出化合物DAB在水溶液中的电离方程式 。
【答案】(1) ①⑤ ③④⑥
(2)利用丁达尔效应(或观察颜色等合理答案)
(3)置换反应
(4)CO2+2OH-=+H2O
(5)①⑤
(6)9NA
(7) A C NaClO=Na++ClO-
【分析】电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,一般来说电解质包括酸、碱、盐,大部分的金属氧化物、水、少部分的有机物(醋酸)等;同位素是指同一元素的不同核素,它们的质子数相同,中子数不同。液态氯化氢是酸,不能电离出自由移动的离子,不导电,是电解质;二氧化碳是非金属氧化物,不导电,是非电解质;硫酸铜溶液是混合物,能电离出Cu2+和硫酸根离子,能导电,即不是电解质也不是非电解;氢氧化铁胶体是混合物,其胶体粒子能吸附阳离子而带正电荷,能导电,即不是电解质也不是非电解质;KOH是碱,不能电离出自由移动的离子,不导电,是电解质;铁丝是金属单质,能导电,即不是电解质也不是非电解质。
【详解】(1)液态氯化氢是酸、KOH是碱,两者都属于电解质;有自由移动的电子或离子就能够导电,故能导电的物质为③④⑥;
(2)③是溶液,④是胶体,可以通过是否有丁达尔效应来区分胶体和溶液;硫酸铜溶液呈蓝色,也可通过观察颜色进行区分(合理即可);
(3)铁丝与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜单质,属于置换反应;
(4)KOH溶液与少量的CO2反应生成碳酸钾和水,相应的离子方程式为CO2+2OH-=+H2O;
(5)根据同位素的概念可知,互为同位素的是①⑤;
(6)1个中含有中子数为2×(2-1)+(16-8)=10,故18g的中子数目为;
(7)A~E分别为,故答案选A;C为稀有气体Ne,性质最稳定,故答案选C;NaClO在水溶液中完全电离出Na+和ClO-,电离方程式为NaClO=Na++ClO-。
10.某些简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
①②③
其中“●”表示质子或电子,“○”表示中子,
(1)下列有关叙述正确的是_____(填序号)。
A.①②③是不同元素的原子
B.①②③互为同位素
C.①②③是三种化学性质不同的粒子
D.①②③具有相同的质量数
(2)②的微粒符号可表示为 。
(3)科学家已经发现一种新型氢分子,其化学式为H3,在相同条件下,等质量的H3和H2具有相同的_____(填序号)。
A.原子数 B.分子数 C.体积 D.电子数
(4)设NA为阿伏加德罗常数的值。R3+的核内中子数为N,质量数为A,则mg该离子的核外电子数为 。
【答案】(1)B
(2)
(3)AD
(4)
【分析】
①②③中,都含有1个质子和1个电子,中子数分别为0、1、2,则三种原子分别为、、。
【详解】(1)A.①②③的质子数都为1,它们的中子数(或质量数)不同,则属于同种元素的不同原子,A不正确;
B.①②③是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子,彼此互为同位素,B正确;
C.①②③是氢元素的三种不同核素,它们的化学性质相同,物理性质有差异,C不正确;
D.①②③的质量数分别为1、2、3,具有不同的质量数,D不正确;
故选B。
(2)由分析可知,②的微粒符号可表示为。
(3)在相同条件下,等质量(设为mg)的H3和H2的物质的量之比为=2:3。
A.H3和H2的物质的量之比为2:3,原子数比为(2×3):(3×2)=1:1,A正确;
B.H3和H2的物质的量之比为2:3,则分子数比为2:3,B不正确;
C.相同条件下,H3和H2的物质的量之比为2:3,则体积之比为2:3,C不正确;
D.相同条件下,H3和H2的物质的量之比为2:3,则电子数之比为(2×3):(3×2)=1:1,D正确;
故选AD。
(4)设NA为阿伏加德罗常数的值。R3+的核内中子数为N,质量数为A,核外电子数为A-N-3,则mg该离子的核外电子数为=。
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