1、专题五物质的微观结构专题五物质的微观结构第第1 1讲原子结构与微粒之间的讲原子结构与微粒之间的 相互作用力相互作用力考纲要求:1.了解元素、核素和同位素的含义。(宏观辨识与微观探析)2.了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。(证据推理与模型认知)3.了解原子核外电子排布规律。(变化观念与平衡思想)4.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。(变化观念与平衡思想)5.掌握原子结构示意图、电子式、分子式、结构式和结构简式等表示方法。(证据推理与模型认知)核心考点分层突破-4-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三原子构成1.构
2、成原子的微粒及作用原子 元素 化学 核心考点分层突破-5-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三2.构成原子或离子的微粒间的数量关系(1)原子中:质子数=核外电子数=。(2)阳离子的核外电子数=-阳离子所带的电荷数。(3)阴离子的核外电子数=质子数+。(4)对于 :质量数(A)=质子数(Z)+。核电荷数 原子序数 质子数 阴离子所带的电荷数 中子数(N)核心考点分层突破-6-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.元素、核素、同位素(1)三者的关系。核电荷数 质子 中子 质子数 中子数 核心考点分层突破-7-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点
3、三(2)同位素的性质。同一元素的各种核素的不同,相同,化学性质,物理性质不同。天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数一般。(3)几种重要的核素及应用。中子数 质子数 几乎完全相同 保持不变 氢弹 核心考点分层突破-8-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三自主练习自主练习1.质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗?提示 不一定。质子数相同的粒子不一定属于同种元素,如Ne和H2O。核心考点分层突破-9-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三2.(2019湖南衡阳月考)我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例来确定“北京人”的年龄,这种测量方法
4、叫铝铍测年法。关于26Al和10Be的说法不正确的是()A.10Be和9Be是中子数不同质子数相同的不同原子B.10Be的原子核内中子数比质子数多C.5.2 g26Al3+中所含的电子数约为1.21023D.26Al和26Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同 答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-10-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同种元素同位素的性质几乎完全相同质子数相同,电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定是同一种元素一种元素只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数
5、,就是质量数A.B.C.D.答案解析解析关闭粒子包括原子、分子、离子等。H2O与Ne的电子数、质子数均相同,故错误、正确;一种分子和一种离子,如果质子数相等,其电子数一定不相等,如O2与S2-,故正确;同位素的化学性质几乎完全相同,而物理性质不同,故错误;质量数是针对某原子而言的,某些元素往往有几种同位素原子,它们的质量数各不相同,故错误。答案解析关闭C核心考点分层突破-11-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三考向1概念辨析例1金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起,有“生物金属”之称。下列有关48Ti和50Ti的说法正确的是()A.48Ti和50Ti的质子数相同,
6、互称同位素B.48Ti和50Ti的质量数不同,属于两种元素C.48Ti和50Ti的质子数相同,是同一种核素D.48Ti和50Ti的质子数相同,中子数不同,互称同素异形体A解析48Ti和50Ti的质子数相同,中子数不同,是钛元素的不同核素,互称同位素,故A正确。核心考点分层突破-12-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三易错警示元素的种类由原子核内的质子数决定,因此划分元素种类的唯一标准是质子数(即核电荷数)。元素概念中的原子是泛指,即各种状况下的原子或离子(包括游离态和化合态),所以H、D、T、H+、H-都属于氢元素。元素是个宏观概念,元素只讲种类,不讲个数,元素组成物质。核
7、心考点分层突破-13-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三归纳总结1.“元素、核素、同位素及同素异形体”的对比核心考点分层突破-14-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三核心考点分层突破-15-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三2.同位素的“六同三不同”核心考点分层突破-16-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.理解有关概念的易错点(1)同位素研究的对象是原子,同位素的“同位”是指一种元素的几种核素在元素周期表中占同一个位置,即质子数相同,中子数不同;同素异形体研究的对象是单质,同素异形体的“同素”是指元素的种类相同
8、。(2)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。(3)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种:H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有:H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成36=18种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同,化学性质相同。核心考点分层突破-17-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三对点演练对点演练 A.是两种核素B.互为同位素C.中子数分别为176和177D.核外电子数相差1 答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-18-
9、考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三考向2原子中各种微粒数目之间的关系与计算例2质子数和中子数之和为A,核内中子数为N的R2+与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为()答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-19-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三核心考点分层突破-20-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三核心考点分层突破-21-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.四“量”比较 核心考点分层突破-22-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三核心考点分层突破-23-考点一考点二必备知
10、识自主预诊 关键能力考向突破 考点三对点演练对点演练设某元素原子的核内质子数为m,中子数为n,则下列推断正确的是()A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳原子质量为w g,此原子的质量为(m+n)wD.核内中子的总质量小于质子的总质量 答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-24-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三原子核外电子排布1.在同一原子中各电子层之间的关系升高 越远 核心考点分层突破-25-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三2.核外电子排布规律 低 高 2n2 8 1 18 32 核心考点分层突破-
11、26-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.原子(离子)结构示意图表示方法如Na的原子结构示意图如下:电子层 电子层排布的电子数 核电荷数 核心考点分层突破-27-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三4.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,较易电子,形成阳离子,表现出性,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_电子,活泼非金属原子易形成阴离子。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。失去 还原 得到
12、 核心考点分层突破-28-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三自主练习自主练习1.某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a1),则该原子的核内质子数是多少?提示 2+2a。次外层只有2个电子。核心考点分层突破-29-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三2.(2019湖北潜江一中周测)核电荷数为118的元素中,下列叙述正确的是()A.最外层只有1个电子的元素一定不是非金属元素B.最外层只有2个电子的元素一定是金属元素C.原子核外各层电子数相等的元素一定是非金属元素D.核电荷数为17的元素的原子容易获得1个电子解析本题可以采用举反例的方法。氢原子最外层有一个电
13、子,A错误;氦原子的最外层有2个电子,B错误;铍原子的结构示意图为 ,其核外各电子层上的电子数相等,C错误;核电荷数为17的元素为Cl,其最外层有7个电子,易得1个电子达到8电子稳定结构,D正确。D核心考点分层突破-30-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三3.下图为几种粒子的结构示意图,完成以下填空。核心考点分层突破-31-考点一考点二必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点三(1)属于阳离子结构的粒子是(填编号,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)粒子半径(填“大于”“小于”或“等于”)
14、粒子半径。(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)(2)(3)(4)小于(5)核心考点分层突破-32-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三考向1核外电子排布规律的应用元素推断例1(2019河南信阳调研)现有部分元素的原子结构特点如下表:下列叙述中正确的是()A.W原子结构示意图为B.元素X和Y只能形成原子个数比为1 2的化合物C.元素X比元素Z的非金属性强D.X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物 答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-33-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三归纳总结120号元素原子核外电子排
15、布的特点(1)原子核中无中子的原子(2)最外层只有一个电子的原子:H、Li、Na、K;最外层有两个电子的原子:He、Be、Mg、Ca。(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子:Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍的原子:C;最外层电子数是次外层电子数3倍的原子:O。(4)电子层数与最外层电子数相等的原子:H、Be、Al;最外层电子数是电子层数2倍的原子:He、C、S;最外层电子数是电子层数3倍的原子:O。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子:Li、Si。核心考点分层突破-34-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子:Li、P
16、。(7)与He原子电子层结构相同的离子有:H-、Li+、Be2+。(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素:Li、Mg;(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素:Be、S。核心考点分层突破-35-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三对点演练对点演练短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A原子的最外层电子数是内层电子数的2倍;B原子的质子数是同主族D原子质子数的 ;C元素的单质是常见的金属,可作海洋电池的负极材料。下列说法正确的是()A.元素A、B形成的常见化合物中既含极性键又含非极性键B.元素A、B、D、E的简单气态氢化物中,E的简单氢化物沸点最高C
17、.元素C、E的最高价氧化物对应的水化物之间不能反应D.元素C、D分别形成的简单离子,后者的离子半径较前者的大 答案解析解析关闭根据已知信息可推知:A为C(碳),B为O,C为Al,D为S,E为Cl。元素A、B形成的常见化合物为CO、CO2,CO和CO2中均不含非极性键,A项错误;B元素形成的简单气态氢化物是H2O,H2O常温下呈液态,而CH4、H2S、HCl常温下呈气态,故H2O的沸点最高,B项错误;元素C、E的最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3、HClO4,两者之间能发生反应,C项错误;元素C、D形成的简单离子分别为Al3+(10个电子)、S2-(18个电子),S2-的离子半径较大,
18、D项正确。答案解析关闭D核心考点分层突破-36-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三考向2等电子粒子的判断与应用例2(2019福建漳州高三起点检测)如图所示,a、b、c均为非金属单质,d、e均为含有10个电子的共价化合物,且分子中所含原子个数:de,f为离子化合物。则下列说法错误的是()A.常温下,单质a呈气态B.单质c具有强氧化性C.稳定性:deD.f受热易分解为d和e 答案解析解析关闭非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数:de,则d是NH3,e是HF,f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、
19、F2。根据元素周期律可知HF的稳定性大于NH3,故C错误。答案解析关闭C核心考点分层突破-37-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三归纳总结核外等电子微粒(1)10电子微粒。核心考点分层突破-38-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三(2)18电子微粒。“双九”微粒。F、OH、NH2、CH3的相互组合,如:F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3F、CH3OH、CH3NH2核心考点分层突破-39-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三对点演练对点演练x、y、z三种短周期元素,原子半径的大小关系为r(y)r(x)r(z),原子序数之和为16。
20、x、y、z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示变化,其中b和c均为10电子分子。下列说法不正确的是()A.x元素位于A族B.a难溶于b中C.a和c不可能发生氧化还原反应D.b的沸点高于c的沸点 答案解析解析关闭同周期从左到右元素的第一电离能增大,但第A族元素的第一电离能比相邻的第A族元素大,A正确;锗是金属元素而碳是非金属元素,第一电离能低于碳,B不正确;Ni的外围电子排布为3d84s2,未成对电子数为2,第2周期未成对电子数为2的元素有碳和氧,同周期从左到右电负性逐渐增大,则电负性CBr2Cl2F2。5.氢键(1)定义:分子间存在的一种比分子间作用力大的相互作用。(2)形成条件:除H
21、外,形成氢键的原子通常是。(3)存在:氢键存在广泛,如蛋白质、醇、羧酸、H2O、NH3、HF等含HF、HN、HO键的分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。越大 越高 N、O、F 核心考点分层突破-46-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三自主练习自主练习1.是不是所有物质中都存在化学键?2.金属元素和非金属元素一定形成离子键吗?非金属元素之间只形成共价键吗?提示 不是。稀有气体分子是单原子分子,分子中无化学键。提示 不一定。铝元素和氯元素形成的AlCl3中是共价键;NH4Cl中存在离子键。核心考点分层突破-47-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三3
22、.(2019安徽合肥调研)下列有关原子、分子或物质所对应的表示式正确的是()答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-48-必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考点一考点二考点三4.下列说法正确的是()A.只有活泼金属与活泼非金属元素原子之间才能形成离子键B.Na2O2中阳离子和阴离子个数比为1 1C.形成离子键的阴、阳离子间只有静电吸引力D.共价键存在于共价化合物中,也可能存在于单质及离子化合物中 答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-49-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考向1化学键概念理解及类型判断例1下列关于化学键与化合物的叙述正确的是()离子化合
23、物中一定含有金属元素,共价化合物中一定不含有金属元素离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键共价化合物中一定含极性共价键,一定不含非极性共价键由共价键形成的物质一定是共价化合物单质中一定含有化学键A.B.C.D.答案解析解析关闭离子化合物中不一定含有金属元素,如NH4Cl为离子化合物;共价化合物中可能含有金属元素,如氯化铝为共价化合物,故错误;含离子键的一定为离子化合物,可能含共价键,如NaOH中含离子键、共价键,故正确;共价化合物中一定含极性共价键,可能含非极性共价键,如HOOH中含极性键、非极性键,故错误;由共价键形成的物质可能为单质,如氢气,故错误;单质中不一定含有化学键,如稀有气体中
24、不含化学键,故错误。答案解析关闭B核心考点分层突破-50-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 归纳总结1.化学键类型的判断方法(1)从物质构成角度判断:核心考点分层突破-51-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破(2)从物质类别角度判断:核心考点分层突破-52-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 2.离子化合物与共价化合物的判断方法 核心考点分层突破-53-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 3.化学键与物质类别的关系核心考点分层突破-54-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 对点演练对点演练(2019安徽
25、江南检测)一定条件下,氨气与氟气发生反应:4NH3+3F2=NF3+3NH4F,其中NF3分子构型与NH3相似。下列有关说法错误的是()A.NF3中只含极性共价键B.NF3既是氧化产物,又是还原产物C.NH4F中既含有离子键又含有共价键D.上述反应中,反应物和生成物均属于共价化合物 答案解析解析关闭氨气分子只有极性键,NF3分子构型与NH3相似,所以NF3中只含有极性共价键,A正确;根据反应前后元素化合价判断,NF3既是氧化产物又是还原产物,B正确;NH4Cl与NH4F含的阳离子相同,阴离子是同一主族元素,所以NH4Cl与NH4F具有相同的化学键,所以NH4F中存在的化学键是离子键、共价键,C
26、正确;氟气为单质,NH4F中存在的化学键是离子键、共价键,NH4F是离子化合物,D错误。答案解析关闭D核心考点分层突破-55-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 考向2电子式、结构式的书写与判断例2(2019广东汕尾月考)城市为保持街道整洁、湿润,在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液作保湿剂。X原子的结构示意图为 ,X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素,它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍,Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。填写下列空白:(1)m=,该保湿剂的化学式为。(2)Z、W元素的名称分别为、。(3)下列化学用语表达正确的是。
27、(填字母序号)核心考点分层突破-56-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 答案(1)20CaCl2(2)硫碳(3)bd解析 根据题意,可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。核心考点分层突破-57-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 核心考点分层突破-58-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 核心考点分层突破-59-考点一考点二考点三必备知识自主预诊 关键能力考向突破 对点演练对点演练(2019广西贺州平桂高中模拟)下列化学用语表达正确的是()答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-60-2311.原子结构 2.化学鍵 核心考点
28、分层突破-61-1231.(2018江苏化学,2)用化学用语表示NH3+HCl=NH4Cl中的相关微粒,其中正确的是()答案解析解析关闭 答案解析关闭核心考点分层突破-62-1232.(2019湖北武汉三中周测)元素A和元素B的原子序数都小于18。已知A元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;B元素原子的M层电子数为a-b,L层电子数为a+b,则A、B两元素所形成的化合物的性质可能有()A.能与水反应B.能与硫酸反应C.不能与氢氧化钠反应D.能与碳酸钠反应 答案解析解析关闭元素A和B的原子序数都小于18,B元素原子的L层电子数为a+b,则a+b=8,A元素原子最外层电子数为a,次外层电子
29、数为b,则b=2,a=8-2=6,故A为氧元素,B元素原子的M层电子数为a-b=6-2=4,故B为硅元素,A、B两元素所形成的化合物为SiO2。SiO2不与水反应,A项错误;SiO2不能与硫酸反应,B项错误;SiO2能与氢氧化钠反应,生成硅酸钠与水,C项错误;SiO2能与碳酸钠在高温下反应,生成硅酸钠和二氧化碳,D项正确。答案解析关闭D核心考点分层突破-63-1233.(2019浙江金华一模)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加。W原子最外层电子数是其所在周期数序的2倍;Y+和X2-的电子层结构相同;Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和。下列说法正确的是()A.从化学键角度推断
30、,能形成WXZ2这种共价化合物B.离子半径大小:ZYXC.工业上用MnO2和Z的氢化物的浓溶液在加热的条件下制取Z的单质D.Z的氢化物的酸性比WX2的水化物的强,说明Z的非金属性比W的强 答案解析解析关闭短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增加,其中W原子最外层电子数是其所在周期序数的2倍,则W为碳,Y+和X2-的电子层结构相同,则X为氧,Y为钠,Z的原子序数等于W和Y的核外电子数之和,所以Z为氯。一般情况下,碳显+4价,氧显-2价,氯显-1价,所以从化学键角度推断,可以形成COCl2这种共价化合物,故A正确;O、Na、Cl形成离子时的半径大小为Cl-O2-Na+,所以B错误;实验室里用MnO2和浓盐酸加热制氯气,而工业上用电解食盐水制氯气,故C错误;HCl是强酸,而碳酸是弱酸,但不能说明Cl的非金属性比C的强,应该用HClO4的酸性强于碳酸来证明非金属性ClC,所以D错误。答案解析关闭A
