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专题四 原子结构与化学键

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主干知识整合

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要点热点探究 探究点一 原子结构

一、原子结构及离子结构中各种基本粒子间的关系原子种类 原子种类 中性 原子 阳离子 阴离子 符号 符号A ZX

粒子之间的关系 粒子之间的关系 原子序数=核电荷数= 原子序数=核电荷数=核 内质子数= 内质子数=核外电子数 原子序数=核电荷数= 原子序数=核电荷数=核 内质子数=核外电子数+ 内质子数=核外电子数+m 原子序数=核电荷数= 原子序数=核电荷数=核 内质子数=核外电子数- 内质子数=核外电子数-n 质量数=质子数+ 质量数=质子数+ 中子数

A m+ ZX

A n- ZX

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二、原子核外电子排布规律 各电子层最多能容纳 2个电子 各电子层最多能容纳2n 各电子层最多能容纳 即：电子层序号 1 2 3 4 5 6 7 即 代表符号 K L M N O P Q 代表符号 最多电子数 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 最外层电子数目不超过 个(K层为最外层时不超过 个) 最外层电子数目不超过8个 层为最外层时不超过 层为最外层时不超过2个 最外层电子数目不超过 次外层电子数最多不超过 个，倒数第三层不超过 个 次外层电子数最多不超过18个 倒数第三层不超过32个 次外层电子数最多不超过 核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层，然后才 核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近的电子层， 核外电子总是尽先排满能量最低 由里往外，依次排在能量较高， 由里往外，依次排在能量较高，离核较远的电子层 1.以上几点是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项 以上几点是相互联系的，不能孤立地理解， 以上几点是相互联系的 要求。 要求。 2.上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释 ~18号元素的 .上述乃核外电子排布的初步知识，只能解释1~ 号元素的 结构问题，若要解释更多问题， 结构问题，若要解释更多问题，有待进一步学习核外电子排布所 遵循的其他规律。 遵循的其他规律。

1 核 核 外 外 电 电 子 子 排 排 布 布 规 规 律 律

2 3 4

注 注 意事 项

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原子结构 原子结构 原 示意图和 原 子 离子结构 结 示意图 构 的 表 示 电子式 电子式 方 法

要理解图中各符号的含义。例：氯原子， 要理解图中各符号的含义。 要理解图中各符号的含义 氯原子，

电子式是在元素符号周围用小黑点或“×” 电子式是在元素符号周围用小黑点或“ 电子式是在元素符号周围用小黑点或 的数目表示该元素原子的最外层电子数的式 小黑点或“ 子。小黑点或“×”的数目即为该原子的最外 的数目即为该原子的

最外 层电子数。 层电子数。如

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例1[2010·宁夏卷]下列各项表达中正确的是( 1[2010·宁夏卷]下列各项表达中正确的是( A.Na2O2的电子式为 g乙醇和丙醇的混合液完全燃烧生成的 乙醇和丙醇的混合液完全燃烧生成的CO B.106 g乙醇和丙醇的混合液完全燃烧生成的CO2 (标准状况 标准状况) 为112 L (标准状况) C.在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7 在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7 D.Cl-的结构示意图为

)

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解析】 (1)过氧化钠的电子式为 C 【解析】 (1)过氧化钠的电子式为 。 g乙醇和丙醇的混合液中乙醇和丙醇的物质的量不一定 乙醇和丙醇的混合液中乙醇和丙醇的物质的量不一定， 106 g乙醇和丙醇的混合液中乙醇和丙醇的物质的量不一定， 所以燃烧生成的二氧化碳的量就不一定。 选项是正确的， 所以燃烧生成的二氧化碳的量就不一定。C选项是正确的， 氮元素可能存在其他的同位素。D选项中的结构示意图错误， 氮元素可能存在其他的同位素。 选项中的结构示意图错误， 氯离子最外层的电子数应该是8 氯离子最外层的电子数应该是8个。 【点评】 题目涉及了几种化学用语的考查：电子式、质 点评】 题目涉及了几种化学用语的考查：电子式、 子数、中子数、离子结构示意图等，基本属于识记的范畴， 子数、中子数、离子结构示意图等，基本属于识记的范畴， 比较简单，但要注意细节。 比较简单，但要注意细节。

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—NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构 NMR(核磁共振) 核磁共振 分析， 表示的含义错误的是( 分析， 表示的含义错误的是( ) A.表示碳元素的一种同位素 B.表示碳元素的一种核素 质量数是13 原子序数是6 核内有7 13, C.质量数是13,原子序数是6,核内有7个质子 质量数是13 原子序数是6 核内有7 13, D.质量数是13,原子序数是6,核内有7个中子

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解析】 质子数相同、 C 【解析】 质子数相同、中子数不同的核素称为同 位素，具有一定数目质子数和中子数的原子称为核素。 位素，具有一定数目质子数和中子数的原子称为核素。原 子序数=质子数， 质量数=质子数+中子数， 子序数=质子数，C错。质量数=质子数+中子数，D对。 【点评】 原子内质量数、质子数、中子数和电子数之间 点评】 原子内质量数、质子数、 的关系，还有同位素之间的关系， 的关系，还有同位素之间的关系，是历年高考题中常考查的 知识点。解决此类题目，关键是把握好质量数=质子数+ 知识点。解决此类题目，关键是把握好质量数=质子数+中 子数这个关系式，而后利用同位素原子之间物理性质不同， 子数这个关系式，而后利用同位素原

子之间物理性质不同， 化学性质相同即可迎刃而解。 化学性质相同即可迎刃而解。

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例 2[2010·福建卷 、L、M、R、T 是原子序数 ·福建卷]J、 、 、 、 依次增大的短周期主族元素， 、 依次增大的短周期主族元素，J、R 在周期表中的相对 位置如下表； 位置如下表；J 元素最低负化合价的绝对值与其原子 最外层电子数相等； 是地壳中含量最多的金属元素。 M 最外层电子数相等； 是地壳中含量最多的金属元素。J R

M 的离子结构示意图为 的离子结构示意图为____________;元素 T 在 ； 周期表中位于第________族 周期表中位于第 ⅦA 族。

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【解析】 (1)J元素最低负化合价的绝对值与其原子 解析】 (1)J元素最低负化合价的绝对值与其原子 最外层电子数相等，可以判断J元素为碳元素； 最外层电子数相等，可以判断J元素为碳元素；M是地壳中 含量最多的金属元素，为铝元素；根据J、R在周期表中的 含量最多的金属元素，为铝元素；根据J 相对位置可以判断R为硫元素， 为氯元素， 相对位置可以判断R为硫元素，则T为氯元素，处于第三周 期第七主族。 期第七主族。 【点评】 本题的命题方式比较直白。考查学生对元素 点评】 本题的命题方式比较直白。 周期表的认识和记忆。短周期就是第一、 三周期， 周期表的认识和记忆。短周期就是第一、二、三周期，从 给出的元素周期表可以看出，图示的部分只能是第二、三 给出的元素周期表可以看出，图示的部分只能是第二、 周期。根据J元素的最低负化合价与最外层电子数的关系可 周期。根据 元素的最低负化合价与最外层电子数的关系可 以很容易地得出J元素为碳元素 其他问题可迎刃而解。 元素为碳元素。 以很容易地得出 元素为碳元素。其他问题可迎刃而解。

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[2010·天津卷节选]X、 [2010·天津卷节选]X、Y、Z、L、M五种元素的 天津卷节选]X 原子序数依次增大。 是组成蛋白质的基础元素， 原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素， M是地壳中含量最高的金属元素。 是地壳中含量最高的金属元素。 回答下列问题： 回答下列问题： (1)L的元素符号为________; (1)L的元素符号为________;M在元素周期表中的位置 的元素符号为________ O 第三周期第Ⅲ 族 第三周期第ⅢA族 为____________________________;五种元素的原子半径从大到 小的顺序是________________________(用元素符号表示) Al>C>N>O>H 小的顺序是________________________(用元素符号表示)。 ________________________(用元素符号表示 > > > > (2)Z、 两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A (2)Z、X两元素按原子数目比1∶3和2∶4构成分子A和B, 1∶3 构成分子 A的电子

式为__________,B的结构式为_______________。 的电子式为__________, 的结构式为_______________。 __________ _______________

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(3)硒(se)是人体必需的微量元素， (3)硒(se)是人体必需的微量元素，与L同一主族，Se 是人体必需的微量元素 同一主族， 原子比L原子多两个电子层， Se的原子序数为_______, 原子比L原子多两个电子层，则Se的原子序数为_______, 的原子序数为_______ 34 其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______________。 其最高价氧化物对应的水化物化学式为_______________。 _______________ H2SeO4

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【解析】 (1)X、Y、Z、L是组成蛋白质的四种元素且 解析】 (1)X、 原子序数依次增大，故分别为： 元素； 原子序数依次增大，故分别为：H、C、N、O元素；M是地壳 中含量最高的金属元素， Al,其在周期表中的位置为第3 中含量最高的金属元素，为Al,其在周期表中的位置为第3 周期第ⅢA ⅢA族 再根据五种元素在周期表的位置， 周期第ⅢA族；再根据五种元素在周期表的位置，可知半径 由大到小的顺序是：Al> 由大到小的顺序是：Al>C>N>O>H。 (2)N和H以1∶3构成的分子为NH3,电子式为 (2)N和 1∶3构成的分子为NH 构成的分子为 构成的分子为N 构成的分子为N2H4,其结构式为 。 ,以2∶4

(3)Se比 多两个电子层， (3)Se比O多两个电子层，共4个电子层，1→4电子层上的电 个电子层，1→4电子层上的电 子数分别为： 子数分别为：2、8、18、6,故其原子序数为34;其最高价 18、 故其原子序数为34; 34 氧化物对应的水化物的化学式类似H 氧化物对应的水化物的化学式类似H2SO4,为H2SeO4。

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【点评】 本题以元素的推断为背景，综合考查了元 点评】 本题以元素的推断为背景， 素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较； 素符号的书写、元素位置的判断和原子半径大小的比较； 考查了电子式、结构式的书写，元素周期律，电极反应式、 考查了电子式、结构式的书写，元素周期律，电极反应式、 化学方程式的书写，是典型的学科内综合试题。 化学方程式的书写，是典型的学科内综合试题。