2018届高考化学一轮复习 原子结构
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第1讲 原子结构
[考纲要求] 1.掌握元素、核素、同位素、相对原子质量、相对分子质量、原子构成、原子核外电子排布的含义。2.掌握原子序数、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。3.掌握1～18号元素的原子结构示意图的表示方法。
考点一 原子构成
1.构成原子的微粒及作用
原子AZX 原子核 质子Z个——决定元素的种类中子[A－Z个] 在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质
2.微粒之间的关系
(1)质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3.一个信息丰富的符号
深度思考
1.有5种单核粒子，它们分别是4019□、4018□、4019□＋、4020□2＋、4120□(“□”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有________种。 答案 3
解析 质子数决定元素种类，质子数有19、18、20共3种，所以它们所属元素的种类有3种。
2.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)34S原子核内中子数为16 ( )
(2)2H＋核外电子数为2 ( )
(3)1H182O的摩尔质量为20 g·mol－1 ( )
(4)13C和15N核内中子数相差1 ( )
(5)H3O＋和OH－中具有相同的质子数和电子数 ( )
(6)O2－2和S2－具有相同的质子数和电子数 ( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√
易错警示
规避4个易失分点
(1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中；
(2)有质子的微粒不一定有中子，如1H，有质子的微粒不一定有电子，如H＋；
(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－；
(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH＋4与OH－等。
1.现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是( )
A.b－m－n B.b＋m＋n
C.b－m＋n D.b＋m－n
答案 B
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 ( )
A.m－n－2ω·mmol B.ωm－nnmol
C.ω(m－n－2m) mol D.ω(m－n＋2m) mol
答案 D
解析 R原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)，所以R2－的核外电子数为(m－n＋2)，而ω g R原子的物质的量为ωmmol，所以形成的R2－含有的电子的物质的量为ωm(m－n＋2)mol，故选D。
3.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 ( )
A.aA＋m(A－N＋m)mol B.aA(A－N)mol
C.aA＋m(A－N)mol D.aA(A－N＋m)mol
答案 A
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aA＋m(A－N＋m)mol。
求一定质量的某物质中微粒数的答题模板
物质的质量――————————→÷摩尔质量来自质量数物质的量―——————―→×一个分子或离子中含某粒子个数
指定粒子的物质的量―——————―→×NA粒子数
考点二 元素 核素 同位素
1.元素、核素、同位素的概念及相互关系
2.同位素的性质
同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。
3.几种重要的核素
核素 235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
4.相对原子质量 (1)定义：以12C原子质量的1/12(约1.66×10－27 kg)作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制(SI)单位为1，符号为1(单位1一般不写)。
(2)诸量比较
①原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如：一个Cl2分子的m(Cl2)＝2.657×10－26 kg。
②核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，如35Cl为34.969,37Cl为36.966。
③核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该核素的质量数相等。如：35Cl为35，37Cl为37。
④元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
⑤元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其丰度的乘积之和。
注意 (1)核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。(2)通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。
深度思考
1.(1)1H、2H、3H三种微粒都属于________，因为它们是具有相同______________的同一类原子。
(2)在11H、21H、31H、12 6C、13 6C、14 6C、14 7N、15 7N中，核素、元素的种数分别为______种、______种。
(3)12 6C、13 6C、14 6C的关系为__________，因为它们是具有____________________的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。
答案 (1)氢元素 核电荷数(质子数)
(2)8 3
(3)互为同位素 相同的质子数和不同的中子数
2.核聚变，因其释放能量大，无污染，成为当前研究的一个热门课题。其反应原理为21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化，这种说法是否正确？为什么？
答案 不正确，化学变化指的是有新物质生成，但原子种类不变；从微观上讲，既有化学键的断裂，也有化学键的生成，所以核变化不是化学变化。
3.已知一个12C的质量为a g，一个P2O3分子的质量为m g，一个P2O5分子的质量为n g，则氧原子的相对原子质量为__________。 答案 6n－ma
解析 一个氧原子的质量为n－m2 g，根据相对原子质量的定义，氧原子的相对原子质量为n－m2112×a＝6n－ma。
题组一 以同位素为核心的概念辨析
1.由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的4526Fe原子，下列说法不正确的是 ( )
A.可以用KSCN溶液检验4526FeCl3和5626FeCl3
B.4526Fe与5626Fe的电子数相同
C.4526Fe与5626Fe互为同位素
D.4526Fe的中子数小于质子数
答案 A
解析 同位素的化学性质基本相同，A项错误；5626Fe和4526Fe的电子数均为26，B项正确；根据同位素的定义，4526Fe与5626Fe互为同位素，C项正确；4526Fe的中子数为45－26＝19，D项正确。
2.具有广泛用途的6027Co放射源首次实现了国内批量生产。另外，钴还有多种原子，如5627Co、5727Co、5827Co和5927Co。下列关于钴原子的说法正确的是 ( )
A.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co和6027Co是摩尔质量不同的五种同素异形体
B.6027Co放射源可以用来治疗癌症，其中子数与电子数之差等于6
C.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co和6027Co互为同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同
D.5627Co、5727Co、5827Co、5927Co和6027Co互为同分异构体
答案 B
解析 5627Co、5727Co、5827Co、5927Co和6027Co互为同位素，物理性质不同，化学性质几乎完全相同，A、C、D错误；6027Co的中子数为60－27＝33，与电子数之差为33－27＝6，B正确。
题组二 相对原子质量的含义及辨析
3.16O中的“16”表示的含义是 ( )
①氧元素的相对原子质量
②氧元素的一种同位素的近似相对原子质量
③氧元素的近似相对原子质量
④氧元素的一种同位素的质量数
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
答案 B
解析 元素的相对原子质量是该元素的各种同位素的相对原子质量(Mr)与其丰度(n%)乘积的和的值，故①错误；同位素的相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与12C原子质量的1/12的比值。同位素的近似相对原子质量是该同位素一个原子的绝对质量与12C原子质量的1/12的比值的近似整数倍，在数值上与同位素的质量数相等。因此，②、④正确；元素的近似相对原子质量是各同位素的近似相对原子质量(即质量数)与其丰度乘积的和的值，③错误。
4.某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是 ( )
A.它是副族元素
B.它是第六周期元素
C.它的原子核内有63个质子
D.它的一种同位素的核内有89个中子
答案 D
解析 核外电子数等于其质子数，C项正确；用质子数分别减去各周期所含有的元素种类数，63－2－8－8－18－18＝9，显然其是第六周期从左到右的第9种元素，而第六周期中包含镧系，所以它应属于副族，A、B项均正确；由于存在同位素，所以其相对原子质量应是同位素的平均值，而不代表其中一种元素的质量数，故中子数不能用152－63＝89来计算，D项错。
规避同位素、核素、同素异形体概念理解的4个易错点
(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素；
(2)有多少种核素就有多少种原子；
(3)不同的核素可能具有相同的质子数，如11H与31H；也可能具有相同
的中子数，如14 6C与16 8O；也可能具有相同的质量数，如14 6C与14 7N；
也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如11H与12 6C；
(4)在区别同位素、同素异形体的概念时，可从概念的字面加深理解。
同位素的研究对象是原子，“同位”是指同一种元素的几种核素在
元素周期表中的位置相同，即质子数相同，中子数不同；同素异形
体的研究对象为单质，“同素”是指元素种类相同。
考点三 核外电子排布
