PAGE8-原子結(jié)構(gòu)核外電子排布考綱定位核心素養(yǎng)1.了解元素、核素和同位素的含義。2．了解原子構(gòu)成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)及它們之間的相互關(guān)系。3．了解原子的核外電子排布規(guī)律。駕馭原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子符號(hào)、離子符號(hào)、元素符號(hào)的表示方法。1.微觀探析——從核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)及其排布駕馭原子的微觀結(jié)構(gòu)。2．模型認(rèn)知——依據(jù)核外電子排布規(guī)律領(lǐng)悟原子結(jié)構(gòu)模型。3．科學(xué)探究——能發(fā)覺(jué)和提出有探究?jī)r(jià)值的原子結(jié)構(gòu)及核外電子排布規(guī)律?？键c(diǎn)一|原子結(jié)構(gòu)和核素、同位素1．原子結(jié)構(gòu)(1)原子的構(gòu)成(2)核素(原子)符號(hào)表示AZX表示質(zhì)子數(shù)為Z、質(zhì)量數(shù)為A、中子數(shù)為A－Z的核素，如氘eq\o\al(2,1)H。(3)微粒中的“各數(shù)”間的關(guān)系①質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。②電性關(guān)系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子\o\al(A,Z)X：核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)Z＝,核電荷數(shù)＝原子序數(shù),陰離子\o\al(A,Z)Xn－：核外電子數(shù)＝Z＋n,陽(yáng)離子\o\al(A,Z)Xn＋：核外電子數(shù)＝Z－n))提示：原子結(jié)構(gòu)中的“不肯定”(1)原子中不肯定都含有中子，如eq\o\al(1,1)H中沒(méi)有中子；(2)電子排布完全相同的原子不肯定是同一種原子，如互為同位素的各原子；(3)易失去1個(gè)電子形成＋1價(jià)陽(yáng)離子的不肯定是金屬原子，如氫原子失去1個(gè)電子形成H＋；(4)形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的離子最外層不肯定是8個(gè)電子，如Li＋為2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(5)陽(yáng)離子不肯定均有電子，如H＋。2．元素、核素、同位素(1)“三素”關(guān)系及含義(2)幾種重要的核素及其應(yīng)用核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：用字母H表示，名稱為氕，不含中子。eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫，含1個(gè)中子。eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫，含2個(gè)中子。提示：(1)現(xiàn)行元素周期表已發(fā)覺(jué)的元素有118種，由于同位素的存在，故核素(或原子)的種數(shù)遠(yuǎn)大于118種。(2)不同核素可能具有相同的質(zhì)子數(shù)，如eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子數(shù)，如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如eq\o\al(11,6)C、eq\o\al(11,7)N。(3)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素。(4)同位素之間的轉(zhuǎn)化，既不是物理變更也不是化學(xué)變更，是核反應(yīng)。(5)同位素是指同一元素的不同“原子”間的關(guān)系，同素異形體是指同一元素的不同“單質(zhì)”間的關(guān)系。eq\a\vs4\al([應(yīng)用體驗(yàn)])1．正誤推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)eq\o\al(1,1)H2與eq\o\al(2,1)H2互為同位素。()(2)H2、D2、HD均為單質(zhì)。()(3)質(zhì)子數(shù)為35、中子數(shù)為45的該原子符號(hào)為eq\o\al(80,35)Br。()(4)D2O與H2O中含有的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)均不同。()答案：(1)×(2)√(3)√(4)×2．(1)eq\o\al(3,1)H的質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______，中子數(shù)為_(kāi)_______，質(zhì)量數(shù)為_(kāi)_______；eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子數(shù)為_(kāi)_______，質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______，核外電子數(shù)為_(kāi)_______；eq\o\al(37,17)Cl－的中子數(shù)為_(kāi)_______，質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______，核外電子數(shù)為_(kāi)_______。(2)2.0gD2O中核外電子數(shù)為_(kāi)_______，質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______，中子數(shù)為_(kāi)_______。答案：(1)123302624201718(2)6.02×10236.02×10236.02×1023考法1原子結(jié)構(gòu)的粒子構(gòu)成及數(shù)目計(jì)算1．(2024·邯鄲模擬)下列說(shuō)法不正確的是()①質(zhì)子數(shù)相同的粒子肯定是同一元素②質(zhì)子數(shù)相同且電子數(shù)也相同的兩種粒子不行能一種是分子，另一種是離子③電子數(shù)相同的粒子不肯定是同種元素④一種元素不能形成不同單質(zhì)⑤某元素的相對(duì)原子質(zhì)量取整數(shù)值就是質(zhì)量數(shù)A．②④⑤ B．①④⑤C．②③④ D．②③B[①項(xiàng)，NH3與H2O均有10個(gè)質(zhì)子，不是同一元素；④項(xiàng)，O元素可以形成O2、O3兩種單質(zhì)；⑤項(xiàng)，元素的相對(duì)原子質(zhì)量是依據(jù)不同核素相對(duì)原子質(zhì)量計(jì)算的平均值，不是質(zhì)量數(shù)。]2．鐵60同位素的現(xiàn)身，揭秘了超新星爆炸歷史的真相。下列說(shuō)法中正確的是()A．鐵元素的質(zhì)量數(shù)為60B.eq\o\al(60,26)Fe的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多8C．eq\o\al(60,26)Fe與eq\o\al(58,26)Fe的核外電子數(shù)相同，屬于同一種核素D．30g鐵60中含有的中子約為17molD[eq\o\al(60,26)Fe這種鐵原子的質(zhì)量數(shù)為60，而不是鐵元素的質(zhì)量數(shù)，A錯(cuò)；eq\o\al(60,26)Fe的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)(26)比中子數(shù)(34)少8，B錯(cuò)；eq\o\al(60,26)Fe與eq\o\al(58,26)Fe的質(zhì)子數(shù)相同但中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，C錯(cuò)；30g60Fe中含有的中子約為eq\f(30,60)×34mol＝17mol，D正確。]3．某元素的一種同位素X原子的質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子構(gòu)成HmX分子，在agHmX中所含原子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______，所含中子的物質(zhì)的量為_(kāi)_______，所含質(zhì)子數(shù)為_(kāi)_______，所含電子數(shù)為_(kāi)_______。答案：eq\f(a,A＋m)(m＋1)moleq\f(a,A＋m)Nmoleq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NA考法2元素、核素、同位素的推斷4．(2024·錦州期末)地表水和地下水都來(lái)源于大氣降水，但重水和輕水中同位素含量是不同的，有時(shí)差別還相當(dāng)大，氫包括兩種穩(wěn)定核素：H和D，氧常見(jiàn)的核素16O、17O和18O，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．H2和D2互為同分異構(gòu)體，其化學(xué)性質(zhì)完全相同B．Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O互為同位素，都能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)C．18O2和18O3互為同素異形體，其密度之比為2∶3D．電解肯定量的Deq\o\al(18,2)O時(shí)，陰、陽(yáng)兩極所得氣體的質(zhì)量之比約為2∶9D[同分異構(gòu)體一般指分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物，H2和D2為組成和結(jié)構(gòu)都相同的無(wú)機(jī)物，A錯(cuò)誤；16O、17O、18O互為同位素，Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O既不互為同位素，也不是同素異形體，B錯(cuò)誤；18O2和18O3互為同素異形體，但只有在同溫同壓下，它們的密度之比才為2∶3，C錯(cuò)誤；電解肯定量的Deq\o\al(18,2)O時(shí)，陰、陽(yáng)兩極會(huì)收集到物質(zhì)的量之比為2∶1的D2和18O2，其質(zhì)量之比約為2∶9，D正確。]5．同位素示蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、地質(zhì)及考古等領(lǐng)域。下列有關(guān)敘述正確的是()A．14C與12B．通過(guò)化學(xué)變更可以實(shí)現(xiàn)16O與18O之間的相互轉(zhuǎn)化C．35Cl2與37Cl2互為同素異形體D．銫元素的兩種同位素中137Cs比133Cs多4個(gè)中子D[A項(xiàng)，14C與12C是同種元素的不同核素，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，16O與18O之間的相互轉(zhuǎn)化事實(shí)上是變更原子核的結(jié)構(gòu)，不屬于化學(xué)變更的范圍，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，35Cl2與37Cl2都是Cl2的單質(zhì)，不是同素異形體，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，銫元素的兩種同位素中137Cs比考點(diǎn)二|核外電子排布與等電子粒子1．核外電子排布規(guī)律提示：核外電子排布的幾條規(guī)律之間既相互獨(dú)立，又相互統(tǒng)一，不能獨(dú)立地應(yīng)用其中一條，如M層最多排18個(gè)電子，但鉀原子的M層排8個(gè)電子。2．原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖3．等電子粒子(1)2電子粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。(2)10電子粒子：(3)18電子粒子：eq\a\vs4\al([應(yīng)用體驗(yàn)])1．在1～18號(hào)元素間選填相應(yīng)元素符號(hào)。(1)原子序數(shù)與電子層數(shù)相同的元素為_(kāi)_______。(2)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：______；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：________；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：________。(3)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的元素：________。答案：(1)H(2)CONe(3)O2．下圖為幾種粒子結(jié)構(gòu)示意圖，完成以下填空。(1)屬于陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)的粒子是________(填編號(hào)，下同)。(2)具有穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的原子是________________。(3)只能得電子的粒子是________；只能失電子的粒子是________。答案：(1)③⑤(2)②(3)③⑤①④⑥考法1核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用——元素推斷1．(2024·鞍山模擬)短周期元素X和Y，元素X原子的最外層電子數(shù)為a，次外層電子數(shù)為b；元素Y原子的M層電子數(shù)為(a－b)，L層電子數(shù)為(a＋b)。則X、Y兩元素形成的化合物可能具有的性質(zhì)是()A．和水反應(yīng) B．和硫酸反應(yīng)C．和氫氧化鈉反應(yīng) D．和氯氣反應(yīng)C[依據(jù)Y原子的L層電子數(shù)為(a＋b)，M層電子數(shù)為(a－b)，知a＋b＝8，再依據(jù)X原子次外層電子數(shù)為b，可知b＝2，則a＝6，進(jìn)而確定X為氧(O)，Y為硅(Si)。兩元素形成SiO2，SiO2為酸性氧化物，可與NaOH反應(yīng)。]2．A、B、C、D4種元素的核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8。A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，D原子的K、L層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半。(1)這4種元素的元素符號(hào)依次是A________、B________、C________、D________。(2)C的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。(3)D的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。(4)B的單質(zhì)與D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________。(5)A單質(zhì)與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________________。解析：A原子的L層電子數(shù)與K、M層電子數(shù)之和相等，所以A的核電荷數(shù)為2×8＝16，A為硫元素。D原子的K、L層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半，所以D原子的核電荷數(shù)是(2＋8)×2＝20，D為鈣元素。依據(jù)核電荷數(shù)依次增大，它們的離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8，可以推斷出B為氯元素，C為鉀元素。答案：(1)SClKCa(2)(4)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(5)S＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O考法2等電子粒子及轉(zhuǎn)化3．已知A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的四種不同多核粒子，它們之間存在如下關(guān)系：(1)假如A、B、C、D均是10電子的粒子，請(qǐng)寫(xiě)出：A與B反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________________。(2)假如A和C是18電子的粒子，B和D是10電子的粒子，舉例寫(xiě)出：①A與B在溶液中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________。②依據(jù)上述離子方程式，可以推斷C與B結(jié)合質(zhì)子的實(shí)力大小是(用化學(xué)式或離子符號(hào)表示)_______________________________________。(3)已知肼(H2N—NH2)和甲胺(H3C—NH2解析：(1)若A、B、C、D均為10e－粒子，依據(jù)圖可知A為NHeq\o\al(＋,4)，B為OH－，C為NH3，D為H2O。(2)若A、C為18e－粒子，B、D為10e－粒子，由圖示可知A可以為H2S，B為OH－，則C為HS－，D為H2O。(3)依據(jù)H2N—NH2、H3C—NH2均為18e－的分子，可得—NH2、—CH3均為9e－基團(tuán)，其他為9e－基團(tuán)的還有—OH、—F。故構(gòu)成18e－的有機(jī)分子為CH3—OH、CH3—F、CH3—CH3答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up8(△))NH3↑＋H2O(2)①H2S＋OH－=HS－＋H2O②OH－>HS－(答案合理即可)(3)CH3—CH3、CH3—F、CH3—OH(任寫(xiě)兩個(gè))課堂反饋真題體驗(yàn)1．下列說(shuō)法正確的是________(填序號(hào))。①(2024·全國(guó)卷Ⅰ)22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氬氣含有的質(zhì)子數(shù)為18NA②(2024·全國(guó)卷Ⅲ)24g鎂與27g鋁中，含有相同的質(zhì)子數(shù)③(2024·全國(guó)卷Ⅲ)1mol重水與1mol水中，中子數(shù)比為2∶1④(2024·全國(guó)卷Ⅲ)同等質(zhì)量的氧氣和臭氧中，電子數(shù)相同⑤(2024·全國(guó)卷Ⅲ)0.1mol的11B中，含有0.6NA個(gè)中子解析：②項(xiàng)，24g(1mol)Mg含質(zhì)子12mol,27g(1mol)Al含質(zhì)子13mol；③項(xiàng)，1molD2O中含中子10NA,1mol水中含中子8NA，中子數(shù)之比為5∶4。答