高中化学复习-原子结构

1 / 10 第一单元 原子结构

【考点战略】

考点互联

1．几个重要概念

（1）原子组成

质 子， Z个

原子 AZX

中 子， （A–Z）个

（2）元素——具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子统称为元素

核素——具有一定质子数和一定中子数的同种原子统称为一种核数

同位素——质子数相同而中子数不同的原子互称同位素

（3）电子云——核外电子运动状态的一种描述

电子层——核外电子是分层运动的，由里向外编号n = 1、2、3、------符号依次为K、L、M、N-------,能量依次升高。

原子核外电子排布——4个规律；1~18号元素的电子层结构。

2．几个重要恒等式：

（1）核电荷数（Z）= 核内质子数 = 原子核外电子数 = 原子序数

（2）质量数（A） = 质子数（Z）+ 中子数（N）

（3）由此可延伸出在阴、阳离子中上述恒等式的变式。

考点解说

1．原子是化学反应中的最小微粒。它是由居于中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的高速运动的电子构成的。原子中拥有大量的空间，原子核“体小质大含二子（质子和中子，氢原子没有中子）”。原子是电中性的。

2．电子云是对原子核外电子运动的形象描述。电子云图中的每一个黑点不代表电子而只代表电子运动在该处出现的一定几率。

3．元素是指具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子；核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子；而同位素则是质子数相同，中子数不同的原子的互称，所谓“同位”就是形象地指在元素周期表中占据同一格。可见同位素是同一种元素中不同核素的互称。同位素的化学性质几乎相同。同位素构成的化合物是不同的化合物，如：H2O、D2O、T2O的物理性质不同，但化学性质几乎相同。元素的相对原子质量是依据其同位素的相对原子质量和它们在自然界中所占的原子数比例计算的平均值：MX = A•a% + B•b% + C•c% ……

4．电子层是依据电子运动区域的远近而划分的。能量高的电子运动区域离核远，能量低的电子运动区域离核近。离原子核由近到远，各电子层用光谱学的符号分别命名为“K、L、M、N、O、P、Q”等。电子排布的原则是依据由能量低向能量高的次序，依次排满为止，原子核

核外电子 电子 Z个 2 / 10 以保证原子尽量处于低能量稳定状态；每电子层最多可容纳电子数为2n2；最外层电子通常不超过8个，次外层不超过18个等。

【命题战略】

高考经典聚焦

一、选择题（每小题有1—2个正确答案）

1．下列电子式中错误的是 （上海2003）

A． Na＋ B． C． D．

2．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为 (全国理综2003)

A． 43He B． 32He C． 42He D． 33He

3． 下列各组粒子中核外电子总数相等的是 （1997年·全国）

A. K+和Na+ B. CO2 和NO2 C. CO和CO2 D. N2和CO

4．已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 (1999年·全国)

A. 39∶61 B. 61∶39 C. 1∶1 D. 39∶11

5．某元素一种同位素的原子的质子数为m,中子数为n,则下列说法正确的是 (2000春· 京皖)

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+ｎ)

C. 若碳原子质量为Wg,此原子的质量为(m+n)Wg

D. 核内中子的总质量小于质子的总质量

6．美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞,获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素,该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是 (2001年·上海)

A. 57 B. 47 C. 61 D.293

7．已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O,氢的同位素有H、D,从水分子的原子组成来看,自然界的水一共有 (2002年·上海)

A. 3种 B. 6种 C. 9种 D. 12种

二、填空题

8．(上海2003)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。

3 / 10 b

h j

a c f i l m

e g

d

k

（1）下列 （填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。

①a、c、h ②b、g、k ③c、h、1 ④d、e、f

（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：

Ａ．原子核对核外电子的吸引力 Ｂ．形成稳定结构的倾向

下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJ·mol－1）：

锂 X Y

失去第一个电子 519 502 580

失去第二个电子 7296 4570 1820

失去第三个电子 11799 6920 2750

失去第四个电子 9550 11600

①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。 。

②表中X可能为以上13种元素中的 （填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式 。

③Y是周期表中 族元素。

④以上13种元素中， （填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。

高考命题预测

分析历年高考题可以看到，有关原子结构的试题历年没有间断过。试题内容相当集中，主要在中子、质子、电子等结构粒子数目的计算以及原子和离子的半径比较等不多的几个知识点上。最近几年有些变化，略为显得复杂一点，但还是比较基础的。例如要在计算中子数的基础上再求中子数与质子数（或电子数）之差，要求原子团离子或分子的电子数等。这种考题形式和难度不大的情况符合教学大纲对原子结构的教学要求。估计今后还会在各基本粒子的数量关系、质量关系、电性关系、半径关系等方面命题。

一、选择题（有1-2个合适选项）

9．下列说法正确的是

A.只含一种元素的物质一定是纯净物

B.质量数和电子数相同的微粒，一定是同位素

C.质量数相同的两种原子一定不属于同种元素

D.质量数不同的两种微粒化学性质可能相同

10．电解普通水和重水的混合物，通电一段时间后，两种共生成气体18.5克，其体积为33.64 / 10 升（标准状况）。在所生成的气体中，重氢（D）和普通氢（H）的原子个数比为：（ ）

A、1:2 B、2:3 C、1:3 D、 2:5

11．有aXn+和bYm—两种元素的简单离子，若它们的电子层结构相同，下列关系正确的是：

（ ）

A、b-a=n+m B、a-b=n+m C、离子半径Ym—﹥Xn+ D、原子半径Y﹥X

12．今有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍。A和B分别是：（ ）

A、硅原子和钠原子 B、硼原子和氦原子

C、氯原子和碳原子 D、碳原子和铝原子

13．下列各组微粒具有相同质子数和电子数的是：（ ）

A、CH4、NH3、H2O、Ar B、O2－ 、OH－、F－、Ne

C、H3O+、NH4+、Na+、H2F＋ D、O2－、F－、Mg2+、Al3+

二、填充题

14．一定量的碳（由12C、13C组成）和足量氧气（由16O组成）反应所得CO2气体对H2的相对密度为22.495，则该碳中12C和13C的原子数之比为 。

【方法战略】

第1题

解题方法 逐一检查。正确答案是C。

迷点标识 电子式中的“最外层”指原子原来的最外层，失去电子后，这个“最外层”上电子数为零。有同学误以为Na+的最外层有8个电子而错选A。

第2题

解题方法 正确认知符号中各数字的意义。左下方的数字为核电荷数，左上方为质量数。正确答案是B。

第3题

解题方法 根据基本知识答。阳离子正电荷数等于原子失电子数，分子的核外电子总数等于各原子核外电子数之和。答案D。

第4题

解题方法 可以巧解。考虑若两种同位素含量各为50%，则相对原子质量应为192。题目给出的数据为192.22,这表明同位素193的原子数略大于同位素191的原子数,只有选项A符合此情况。答案为A。

第5题

解题方法 根据基础知识逐项判断。元素有多种同位素，元素的相对原子质量是它们的平均值，单凭一种同位素的相对原子质量无法确定元素的相对原子质量，A是正确的，B便不正确。相对原子质量是对12C原子质量1/12的倍数，所以C不正确。D项因题目没有指明是何种原子，所以两种粒子的关系并不能确定。答案是A。

第6题 5 / 10 解题方法 质子数等于电子数。答案为A。

第7题

解题方法 两种氢原子使水分子中两个氢原子有3种结合：两个H、两个D、H和D各1个原子。每一种氢的结合与一种氧原子再结合，共有9种结合方式。答案为C。

第8题

解题方法 第（1）小题，金属元素和某些非金属元素如碳的单质（石墨）可导电。第IA族（除氢）、IIA族及过渡元素都是金属，不必一一认出表中所有的元素。

第（2）小题，①可从Li原子的电子层结构和失电子后离子的电子层结构是否稳定去考虑。②表中数据表明，X失去第二个电子时所需要的能量也是远远大于失去第一个电子所需的能量，可知其最外层只有一个电子。③分析表中Y失电子的能量数据，失去第四个电子时有能量突变，可推测Y原子最外层有3个电子。④最难失去电子的是稀有气体原子。以上都可根据题给信息“两大因素”并了解已有知识得出答案。

答案为：（1）①④； （2）①锂失去一个电子后，Li+已形成稳定结构，此时再失去第2个电子很困难。②a Na2O和Na2O2 ③IIIA或第三主族 ④m

第9题

解题方法 同素异形体不属于同一种物质，如将其混合在一起，虽是同一种元素但却是混合物，所以A错误；同位素是专指原子而言的，微粒不一定是原子，故B不正确；对于C项，这里强调质量数=质子数+中子数，质量数相等，而又是不同种原子，则质子数、中子数必然都不相等，故为不同种元素，所以是正确的；对于D项，考虑同位素化学性质几乎完全一样，可认为正确。正确选项是C、D。

迷点标识：同位素是专指原子而言的，纯净物是指完全可以用一个分子式来表示的。

第10题

解题方法：这题的关键是计算出氢气的质量，并运用计算平均相对分子量的方法。气体总共是1.5摩尔，其中氧气为0.5摩尔，重16克，则氢原子必然是2摩尔，2.5克，计算出平均原子量，再用十字交叉法，达到最终的答案C。

第11题

解题方法： 质子数=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数；质子数=阴离子的核外电子数—阴离子的电荷数；当电子层结构相同时，核电荷数越大，则微粒半径就越小。正确选项为BC。