归纳与整理ppt配套的教学设计及说课稿

原子结构

考纲解读

考向预测

1.了解原子结构示意图、分子式、结构式和结构简式的表示方法

高考的考查仍会以元素及其化合物知识为载体，用物质结构理论来解释现2．了解相对原子质量、相对分子质量的象、定性推断、定量计算，向多方位、定义，并能进行有关计算

3．了解元素、核素和同位素的含义

多角度、多层次方向发展，主要表现在以下几个方面：一是元素、核素和同位4．了解原子的构成。了解原子序数、核素的概念及性质；二是原子结构及各粒电荷数、质子数、中子数、核外电子数子“量”之间的关系；三是8e－结构判以及它们之间的相互关系

5．了解原子核外电子排布

学生用书P101 微考点1

原子

元素

同位素

断及等电子微粒的判断及应用，如10e－、18e－微粒

1．原子的构成

(1)主要有质子、中子和电子，它们的基本属性为

电子

1一个质子的

1 836质子

中子

相对质量

1.007 1.008 所带电荷

数及电性

(2)基本关系

一个单位负电荷

一个单位正电荷

不带电

①对于原子：质量数(A)＝质子数＋中子数，

质子数＝核电荷数＝核外电子数。

②对于离子

阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数，

阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。

2．元素、核素、同位素

(1)元素

具有相同质子数的同一类原子的总称。质子数决定元素的种类。

(2)核素

具有一定数目质子和一定数目中子的原子。质子数和中子数共同决定核素的种类。

(3)同位素

17①定义：质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素。例如，氧元素有16

8O、

8O、18

8O三种同位素。

②同位素性质：a.当某种元素具有多种天然、稳定的核素时，无论是游离态还是化合态，其各核素的原子数目百分比一般是不变的。b.同一元素的各种同位素，其质量数不同，但化学性质几乎完全相同。

3．同位素的特征与应用

(1)同位素的特征

①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一般不变。

(2)常见的重要核素及其应用

核素

用途

微助学

四点说明

1．“同位”是指这几种核素的质子数(核电荷数)相同，在元素周期表中占据同一个位置。

2．因许多元素存在同位素，故原子的种数多于元素的种数。有多少种核素就有多少种原子。

但也并非所有元素都有同位素，如Na、F、Al等就没有同位素。

235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O 核燃料

用于考古断代

制氢弹

示踪原子

3．同位素分为稳定同位素和放射性同位素。

4．同位素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。

高考警示

相对原子质量与质量数的区别和联系

易忽视相对原子质量和质量数的概念上的区别和在化学计算中的不同之处。

(1)相对原子质量分为核素的相对原子质量和元素的相对原子质量。

①核素的相对原子质量：某种核素的一个原子的质量与比值。

②元素的相对原子质量：该元素的所有同位素的相对原子质量的平均值。即M(A)＝M(A1)·a(A1)%＋M(A2)·a(A2)%＋…。

(2)质量数

质量数是一个原子中的质子数与中子数的和。由于质子和中子的相对质量都近似为1，所以一种核素的质量数就是该核素的近似相对原子质量。

微诊断

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．所有的原子中都含有质子和中子。(

×

) 提示

11H原子中不含有中子。

2．一种单质中可能含多种核素，如O2中含16O、17O、18O三种原子。

(

√

) 提示

一个O2分子由两个原子构成，这两个原子可能是同一种核素，也可能是不同核素，16O2、17O2、18O2、16O17O、17O18O、16O18O都属于氧气单质。

3．14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C互为同素异形体。(

×

) 提示

同素异形体指的是单质，14C与12C是碳元素的两种不同的核素，它们互为同位素。

4．质子数相同的微粒不一定都属于同一种元素。(

√

) 提示

质子数相同的原子才属于同一种元素，如Na＋与NH＋4质子数相同，但不属于同一种元素。

12C原子质量的1/12的

对点微练一

物质中某种微粒量的计算

1．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是(

) aA.(A－N＋m) mol

A＋maC.(A－N) mol

A＋maB．A(A－N) mol aD．A(A－N＋m) mol 解析

X原子的质子数为(A－N)，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX的摩尔质量为(A＋m)g·mol－1，所以a g HmX中所含质子的物质的量为＋m) mol。

答案

A 2．已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则ω g R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是(

) m－n－2A.ω·m

mol

m－n－2

mol

C．ωmB．ωm－n

mol na(A－NA＋mωD．m(m－n＋2) mol 解析

R原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)个，所以R2－的核外ω电子数为(m－n＋2)个，而ω g R原子的物质的量为m

mol，所以形成的R2－含有ω的电子的物质的量为m(m－n＋2) mol，故选D。

答案

D

求一定质量的某物质中微粒数的答题模板

÷摩尔质量来自质量数×一个分子或离子中含某粒子个数物质的质量――→物质的量――→×NA指定粒子的物质的量――→粒子数

对点微练二

以同位素为核心的概念辨析

3．钋是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔在1898年发现，两人对这种元素的命名是为了纪念居里夫人的祖国波兰。钋有多种核素，如Po－218、Po－210等。下列说法正确的是(

) A．Po－218和Po－210在周期表中的位置相同

B．Po－218和Po－210中子数相同，互称为同位素

C．Po－218和Po－210核外电子数肯定不等

D．Po－218和Po－210的质量数不同，不能互称为同位素

解析

同位素指的是质子数相同、中子数不同即质量数不同的同一元素的不同核素，在周期表中位置相同，故A项正确，D项错误；Po－218和Po－210中子数不同而电子数一定相等，故B、C两项错误。

答案

A 4．2016年1月5日，江西省国土资源厅宣布，该省地质工作者在浮梁县发现超184186大型钨铜矿。下列有关182

74W、

74W、

74W的说法正确的是(

) A．它们是钨的三种元素

B．它们互为同位素

C.184

74W的中子数与质子数之差为110 D．它们的所有性质几乎完全相同

解析

它们是钨的三种核素，A项错误；它们的质子数相同、中子数不同，互为同位素，B项正确；184

74W的质量数与质子数之差为110，中子数与质子数之差为36，C项错误；它们的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，D项错误。

答案

B 5．钚元素有若干种同位素，钚元素的同位素电池将为我国航天器(包括探月计划在内)提供稳定、持久的能源。下列关于238

94Pu的说法中正确的是(

) 240A.238

94Pu和

94Pu的质子数之差为2 240B.238

94Pu和

94Pu是两种不同的核素

C.238

94Pu的中子数与质子数之差为144 240D.238

94Pu和

94Pu互为同素异形体

解析

238

94Pu238240和240

94Pu的质子数之差为0，A项错误；

94Pu和

94Pu是质子数相同、中子数不同的两种原子，B项正确；238

94Pu的中子数与质子数之差为50，C项错

240误；238

94Pu和

94Pu是两种原子，互为同位素，D项错误。

答案

B

原子的构成及元素、核素、同位素之间的关系

1．构成原子的粒子

2．元素、核素、同位素的关系

特别提醒

(1)一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。

(2)同种元素是质子数相同的所有核素的总称，同位素是同一元素不同核素之间的互称。

对点微练三

相对原子质量的含义及辨析

6．铟产业被称为“信息时代的朝阳产业”。元素周期表中铟的数据如图，下列说法完全正确的是(

) A.铟元素的质量数是114.8 B．铟元素的相对原子质量是114 C．铟元素是一种副族元素

D．铟原子最外层有3个电子

49

In铟5s25p1

114.8解析

该元素的原子序数为49，位于第五周期第ⅢA族，和Al处于同一主族，故D项正确。

答案

D 7．(2018·上海市静安区高三质量检测)已知硒酸钠中各元素的质量分数为Na—a、Se—b，其余为氧；硫酸钠中各元素的质量分数为Na—c、S—d，其余为氧。用以上数据测定Se元素的相对原子质量时，还需要用到的数据是(

) A．Na元素的相对原子质量

B．S元素的相对原子质量

C．O元素的相对原子质量

D．Se元素各同位素的丰度

解析

M(Na2SeO4)＝MSM(Na2SO4)＝d，

MSeMSb－d＝M(Se)－M(S)，

所以M(Se)＝MSeMSb－d＋M(S)，

MSeb，

所以只要知道

S元素的相对原子质量，就可以求得Se元素的相对原子质量。

答案

B 微考点2

核外电子的排布

1．运动特征

运动速度很快，与宏观物体的运动有极大不同：不能同时确定速度和位置，不能描绘运动轨迹。

2．排布方式

分层排布，电子层由里到外依次是第一、二、三、四、五、六、七层，符号分别对应：K、L、M、N、O、P、Q。

3．排布规律

(1)电子是在原子核外距核由近及远，能量由低至高的不同电子层上分层排布的。

(2)每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。

(3)电子一般总是先排在能量最低的电子层里，即最先排在K层，当K层排满后，再排L层，当L层排满后，再排M层。但不可依此类推。

(4)最外层电子数不超过8个(或2个)，次外层不超过18个，倒数第3层不超过32个。

微助学

一种关系

质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系

231．两种原子(同位素)如11H、1H、1H。

2．两种分子如CH4、NH3、H2O、HF、Ne。

＋3．两种带电荷数相同的阳离子，如NH＋4、H3O。

4．两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。

两个注意

1．应用核外电子排布规律的注意事项

核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能独立地应用其中一条。如当M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。

2．利用稀有气体的原子结构推断元素的周期序数

稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期主族的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。

微诊断

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

1．M层是最外层时，最多能容纳18个电子。(

×

) 提示

最外层最多只能容纳8个电子。

2．原子最外层电子数相同的元素，其化学性质一定相似。(

×

) 提示

由H、Na可知错误。

3．地壳中含量最多的金属元素为O。(

×

) 提示

“金属元素”，O不属于金属元素。

4．LiCl中各原子均满足8电子的稳定结构。(

×

) 提示

1～5号元素原子H、He、Li、Be、B与其他原子结合后，一定达不到8电子稳定结构，所以在判断最外层是否达到8电子结构时，一定要注意这几种原子。

对点微练四

核外电子排布规律判断

8．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有(

) A．1对

C．3对

解析

H和Be、He和C，共2对。

答案

B 9．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同；当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层多10个，则此电子层是(

) A．K层

C．M层

答案

C 对点微练五

核外电子排布规律的简单应用

10．核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n＋1)，原子核内质子数为(2n2－1)。下列关于元素X的说法中，不正确的是(

) A．其最高化合价为＋3价

B．可以形成化学式为KXO3的盐

C．其氢化物可以用来做喷泉实验

D．其最高价氧化物的水化物是强酸

解析

由于核电荷数小于18，n≤3。n＝2或3时，符合题意。X为N或Cl。N和Cl的最高价分别为＋5和＋7价，A项不正确。

答案

A 11．下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。

B．L层

D．N层

B．2对

D．4对

①

②③④

⑤

⑥

⑦

⑧

(1)属于阳离子结构的粒子是________(填序号，下同)。

(2)具有稳定性结构的原子是________________。

(3)只能得电子的粒子是______________；只能失电子的粒子是______________；既能得电子，又能失电子的粒子是__________。

(4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”“小于”或“等于”)。

(5)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)③⑤⑧

(2)②

(3)③⑤

①④⑥

⑦⑧

(4)小于

(5)⑤

短周期元素原子核外电子排布的特征及

电子数目相同的粒子1．短周期元素原子的结构特征

(1)原子核中无中子的原子是11H。

(2)最外层有1个电子的元素是H、Li、Na。

(3)最外层有2个电子的元素是He、Be、Mg。

(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar。

(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C；是次外层电子数3倍的元素是O；是次外层电子数4倍的元素是Ne。

(6)最外层电子数是内层电子数一半的元素是Li、P。

(7)电子层数与最外层电子数相等的元素是H、Be、Al。

(8)电子总数为最外层电子数2倍的元素是Be。

(9)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素是Li、Si。

2．根据核外电子排布规律推断元素在周期表中的位置

(1)最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。

(2)最外层有1个或2个电子，则可能是ⅠA、ⅡA族元

素又可能是副族、Ⅷ族或0族元素氦。

(3)最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第二周期。

(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。

学生用书P104 等电子粒子的判断与应用

1．等电子数的粒子汇总

(1)“10电子”的粒子

一核10电子

二核10电子

三核10电子

四核10电子

五核10电子

(2)“18电子”的粒子

一核18电子

二核18电子

三核18电子

分子

Ar F2、HCl H2S 离子

K＋、Ca2＋、Cl－、S2－

2－O2、HS－

分子

Ne HF H2O NH3

CH4

离子

N3－、O2－、F－、

Na＋、Mg2＋、Al3＋

OH－

NH－2

H3O＋

NH＋4

四核18电子

五核18电子

PH3、H2O2

SiH4、CH3F

(3)核外电子总数和质子总数均相同的粒子

＋①Na＋、NH＋4、H3O。

②F－、OH－、NH－2。

23③同位素如11H、1H、1H。

2．寻找10电子微粒和18电子微粒的方法

(1)10电子微粒：以Ne为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。

(2)18电子微粒：以Ar为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。

2．寻找10电子微粒和18电子微粒的方法

(1)10电子微粒：以Ne为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。

CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…

3．记忆其他等电子微粒

－(1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C22。

(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。

【母题导航】

(2014·上海)下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是(

)

A．H3O＋和OH－

C．HNO2和NO－2

B．CO和N2

＋D．CH＋3和NH4

[解析]

本题考查微粒中电子数目的计算。中性微粒：核外电子数等于核内质子数；阳离子：电子数等于质子数减所带的电荷数；阴离子：电子数等于质子数加＋所带的电荷数。CH＋3中的电子数为8，NH4中电子数为10，二者不相等。

[答案]

D 【子题微练】

破解“10电子”“18电子”微粒的应用

1．A、B、C、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：

①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。

请回答：

(1)C－离子的电子式是___________________________________。

(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：

____________________________、____________________________。

(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：

____________________________________。

(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：

____________________________________。

解析

本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH－阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH＋H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。2，4、－－根据题意有①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH＋4、C为OH、D为H2O、E＋＋－为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。

··答案

(1)[∶O∶H]－

··(2)NH＋4＋H2ONH3·H2O＋H＋

H3O＋＋NH3===NH＋4＋H2O (3)CH4、Ne、HF(答任意两个即可)

(4)Na＋、Mg2＋、Al3＋(答任意两个即可)

2．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去)：

(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：

A__________________________；D_____________________________。

(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：

①A与B在溶液中反应的离子方程式为________________________。

②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是______________________(用化学式或离子符号表示)。

··答案

(1)

H∶O∶H ··(2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O ②OH－>S2－

学生用书P104 1．(2017·北京)2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“石田”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是(

) A．Ts是第七周期第ⅦA族元素

B．Ts的同位素原子具有相同的电子数

C．Ts在同族元素中非金属性最弱

D．中子数为176的Ts核素符号是176117Ts 解析

0族元素从上往下，原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118，则可推断117号元素位于第七周期第ⅦA族，A项正确；互为同位素的不同原子具有相同的质子数，质子数等于核外电子数，B项正确；同主族元素从上往下，非金属性逐渐减弱，C项正确；中子数为176的Ts核素符号是293117Ts，D项错误。

答案

D 2．(2017·江苏)下列有关化学用语表示正确的是(

)

A．质量数为31的磷原子3115P B．氟原子的结构示意图：

····C．CaCl2的电子式：Ca2＋[Cl]－2

····D．明矾的化学式：Al2(SO4)3

解析

P的左上角标质量数，左下角标质子数，A项正确；F原子的最外层有7个电子，B项错误；两个Cl－应放在Ca2＋的两侧，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，D项错误。

答案

A 3．下列说法正确的是(

) 裂变A．(2015·全国卷Ⅱ)235 g核素235

92U23511361发生裂变反应：―→90

92U＋0n―38Sr＋

54Xe＋1001n，净产生的中子(0n)数为10NA

37B．(2014·山东)3517Cl与17Cl得电子能力相同

C．(2013·江苏)中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：146

92U 238D.235

92U和

92U是中子数不同，质子数相同的同种核素

裂变23511361解析

核素235―→90

92U发生裂变反应，

92U＋0n―38Sr＋

54Xe＋100n，净产生的中子1(0n)数为10－1＝9,235 g核素235则发生裂变时净产生的中

92U的物质的量为1 mol，235238子数为9NA，A项错误；C项中表示铀原子为238

92U，错误；

92U和

92U是不同核素，D项错误。

答案

B 4．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)(2016·江苏)Mg2＋的结构示意图为。(

√

)

(2)(2015·江苏)氯离子(Cl－)的结构示意图：。(

×

) (3)(2014·江苏)硫离子(S2－)的结构示意图：。(

×

) (4)(2014·山东)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同。(

×

) 5．(2015·上海)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为钅立。关于293116Lv的叙述错误的是(

) A．原子序数为116

C．核外电子数为116

B．中子数为177 D．相对原子质量为293 解析

元素符号左下角表示的是原子核内的质子数，原子核内的质子数等于该元素的原子序数还等于核外电子数，左上角表示的是该原子的质量数，而相对原子质量为小数，质量数＝中子数＋质子数，中子数为177。故答案选D。

答案

D 第16讲

元素周期律和元素周期表