高中化学复习原子结构.docx
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高中化学复习原子结构
第八单元原子结构
【考点战略】
考点互联
1．几个重要概念
（1）原子组成
原子核
核外电子
质子，Z个
原子
X中子，（A–Z）个
电子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，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．
HeB．
HeC．
HeD．
He
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NO2C.CO和CO2D.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∶61B.61∶39C.1∶1D.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.57B.47C.61D.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。
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、h②b、g、k③c、h、1④d、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33.6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:
2B、2:
3C、1:
3D、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+mB、a-b=n+mC、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、ArB、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
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”并联系已有知识得出答案。
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。
②aNa2O和Na2O2③IIIA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。
迷点标识：
当电子层结构相同时，核电荷数越大，则核对电子的吸引力就越大，故原子半径就越小。
第12题
解题方法：
由题意可知，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明A原子的L层上电子是不饱和的，所以A原子在M层上就不可能有电子了，B原子的M层上至少有3个电子，所以L层上电子是饱和的，解题的突破口就在这里。
B原子的核外电子排布是2、8、3，A原子的核外电子排布2、4，所以B为13号铝元素的原子，A为6号碳元素的原子。
第13题
解题方法：
“具有相同的质子数和电子数”，这就要求各对象的带电情况完全一样。
可排除B、D，再观察一下，A项的Ar与前三种物质电子数不同。
故正确选项是C。
迷点标识：
氢离子是一个质子，核外没有电子。
第14题
解题方法：
MC=22.495×2—16×2=12.99，用十字相交法，可知12C、13C的原子数之比为1:
99。
迷点标识：
如何计算在CO2中C的同位素的含量。
【战略演练】
一、选择题
1．请分别比较
（1）一（3）小题中前后2个值的大小，用（A）、（B）、（C）、（D）表示前者和后者的关系。
（1）碳和氮的原子半径
（2）F2与Br2的沸点
（3）17O和16O原子的核外电子数
A．大于B．小于C．等于D．不能肯定
2．铱的一种同位素
Ir，其核内的中子数为
A．77B．114C．191D．268
3．两种微粒的质子数、电子数均相等，它们不可能是
A．一种阳离子和一种阴离子
B．一种单质分子和一种化合物分子
C．一种分子和一种离子
D．一种原子和一种分子
4．以下有关电子云的描述正确的是
A．电子云示意图中的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少
B．电子云示意图中的小黑点表示一个电子
C．小黑点表示电子，黑点越密电子越多
D．电子只在小黑点密的区域运动
5．已知溴在自然界中有两种同位素，这两种同位素原子大约各占一半，已知溴的核电荷数为35，溴元素的相对原子质量为80，则溴的这两种同位素的中子数分别为
A．79，81B．44，46C．45，46D．44，45
6．在元素周期表中查得的相对原子质量是
A．都是元素的最稳定同位素的相对原子质量
B．元素的含量最丰富的一种同位素的近似相对原子质量
C．元素原子的平均相对原子质量
D．元素的平均质量数
7．下列四组物质中,两种分子不具有相同核外电子总数的是
A．H2O2和CH3OHB．HNO2和HClOC．H2O和CH4D．H2S和F2
8．碳元素有多种同位素,其中14C具有放射性,它能自发放出某种射线,而衰变成其他元素。
考古学对出土生物遗骸的年代断定可以使用多种方法，其中较精确的一种是基于14C放射性的方法，但被断定的年代一般不超过5万年。
下列考古遗址发现的遗物中能用14C测定年代的是
A．战国曾侯乙墓的青铜编钟（距今约2400年）
B．马家窑文化遗址的粟（距今约5300年）
C．秦始皇兵马俑（距今约2200年）
D．元谋人的门齿（距今约170万年）
9．某粒子用
Rn+表示，下列关于该粒子的叙述正确的是
A．所含质子数=A–n
B．所含中子数=A–Z
C．所含电子数=Z+n
D．质量数=Z+A
10．科学家最近制造出第112号新元素,其原子的质量数为277,这是迄今已知元素中最重的原子.关于该新元素的下列叙述正确的是
A.其原子核内中子数和质子数都是112
B.其原子核内中子数为165,核外电子数为112
C.其原子质量是12C原子质量的277倍
D.其原子质量与12C原子质量之比为277∶12
11．a元素的阳离子和b元素的阳离子和c元素的阴离子都具有相同的电子层结构，a的阳离子的半径大于b的阳离子的半径，则a、b、c三种元素原子序数大小应符合
A．a12．等质量的D2和He，下列说法错误的是
A．物质的量相等B．所占体积相等
C．所含质子数相等D．所含原子数相等
13．下列分子或离子不能跟质子结合的是
A．NH3B．H20C．Ca2+D．NH4+
14．我国科学家在世界上首次合成三种新核素，其中一种新核素的名称是铪—185，科学家把不同的原子核统称为核素，关于铪一185下列说法中正确的是
①是一种新元素②是一种新原子③原子核内有185个质子
④铪一180的一种新的同位素
A．①和⑧B．②和④C．②和③D．③和④
15．电子总数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒属于等电子体的是
A．NO和NO2B．NO和COC．NH2—和NH4＋D．CH4和HF
16．白磷分子中的共用电子对数和未成键的价电子对数依次为
A．4，4B．6，4C．4，6D．3，1
17．1H、2H、3H、H+、H2是
A．氧的五种同位素。
B．五种氢元素。
C．氢的五种同素异形体。
D．氢元素的五种不同微粒。
18．最近科学家研制的一种新分子，它具有空心的，类似足球的结构，分子式为C60，下列说法正确的是：
A．C60是一种新型的化合物B．C60和石墨都是碳的同素异形体
C．C60中含有离子键D．C60的分子量是720
19．核外电子层结构相同的一组微粒是
A．Ne、Al3+、Cl—、Mg2+B．Mg2+、S2—、Cl—、Na+
C．K+、Ar、S2—、Ca2+D．Na+、F—、S2—、Ar
20．按微粒半径递增顺序排列的一组原子或离子是
A．K+、Ca2+、Li+B．O、P、S
C．F—、O2—、S2—D．Al3+、Mg2+、Li＋
21．A+、B2+、Cˉ、D2ˉ4种离子具有相同的电子层结构。
现有以下排列顺序：
①B2+>A+>Cˉ>D2ˉ;
②Cˉ>D2ˉ>A+>B2+③B2+>A+>D2ˉ>Cˉ④D2ˉ>Cˉ>A+>B2+。
4种离子的半径由大到小以及4种元素原子序数由大到小的顺序分别是
A．①④B．④①C．②③D．③②
二、填空题：
22．金属氢化物MHx是一种离子晶体，与水反应可放出氢气，可以推断，所得溶液显性，MHX中氢离子的电子层结构与原子相同，其半径比锂离子（填大，小），MHX中的氢离子可被（填氧化、还原）
23．石墨晶体具有层状结构，在同一层内每个碳原于与相邻的个碳原子以键相结合，形成形平面网状结构，其中最小的碳环有个碳原子。
三、简答题
24．磷酸的结构式表示如图8-1。
已知磷酸分子的三个氢原子都可以跟重水分子（D2O）中的D原子发生氢交换。
又知次磷酸（H3PO2）也可以跟D2O进行氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）却不能跟D2O发生氢交换。
试回答下列问题：
（1）次磷酸的结构式是
A.H-O-
O-HB.H-
O-H
C.D.
（2）次磷酸钠属于正盐还是酸式盐？
并简述理由。
（3）磷酸二氢钠（NaH2PO4）和磷酸氢二钠（Na2HPO4）能不能和D2O进行氢交换？
参考答案及提示
1．
（1）A
（2）B（3）C基础知识的了解题。
2．B中子数等于质量数减质子数
3．AC质子数和电子数均相等，则微粒的带电情况必然相等。
4．A
5．B平均含中子数为45，同位素的中子数须分别大于和小于45。
6．C了解相对原子质量的定义。
7．B分别对各分子的电子总数进行计算。
8．B注意碳-14断代适用对象的两个关键词：
“5万年”，“生物遗骸”。
青铜器和兵马俑都不是生物遗骸，D项年代太久了。
9．B根据原子结构知识和离子电荷的常识判断。
10．B、D
11．D具有相同电子层结构的离子，阴离子的元素处于具有该电子层结构的稀有气体的同一周期，阳离子的元素处于下一周期，它们之中核电荷数越大的，核对外层电子的吸引就越强，半径越小。
12．B、D．因为题中没有明确是否气体在同一条件下，故所占体积相等不能判定；D2是双原子分子，而He是单原子分子，分子的物质的量相等时原子数目是不同的。
13．C、D．题意就是不能与H+反应的原子或原子团。
14．B．铪是一种已经发现的元素，故以铪命名者必是其同位素。
15．C计算各微粒的电子数
16．B白磷（P4）是正四面体单质分子，每个磷与相邻三个磷原子以非极性共价键相连，共有6个键；磷原子最外层有5个电子，其中3个是未成对电子，1对是成对电子。
17．D理解各符号的含义，思考它们的归属关系。
18．B、D紧扣分子、化合物、同素异形体等概念。
19．C核外电子数相同则电子层结构就相同。
20．C把各有关元素归位到周期表里，根据位置关系及有关规律判断。
21．B核电荷数小的原子须多得电子，核电荷数大的原子须多失电子才能使彼此的电子层结构相同，所以核电荷数由多到少的顺序为B2+>A+>Cˉ>D2ˉ；电子层结构相同的离子，随着核电荷数的递增，离子半径逐渐减小故微粒半径由大到小的顺序为D2ˉ>Cˉ>A+>B2+
22．[提示]金属氢化物中，氢离子是阴离子。
答案：
碱、He、大、氧化。
23．[提示]记忆性知识。
答案：
3、共价、正六边、6。
24．[提示]能发生氢交换的氢就是能电离的氢。
从结构看也就是与氧原子相连接的氢。
答案：
B、正盐、可以与D2O进行重氢原子交换。
【解题方法点拨】
1．有关原子结构中的粒子数关系主要应用的有两个：
质量数=质子数+中子数。
核电荷数=核内质子数=核外电子数
2．微粒的相对质量，不仅是计算问题，更多是概念理解题。
相对原子质量是原子的质量与12C原子质量的1/12的比值，相对分子质量是分子中各原子相对原子质量的和，故相对分子质量的相对“标准”也是一样的（即12C原子质量的1/12）。
元素的相对原子质量是由各天然同位素原子的相对原子质量计算而来的平均值。
元素的近似相对原子质量是各天然同位素原子的质量数计算的平均值。
3．元素、同位素、核素是三个相关的概念。
元素是根据原子所含质子数的多少对原子的分类，具有相同质子数的原子属于同一元素。
核素也是对原子种类的区分，但原子要质子数和中子数都相同时才属于同一种核素。
同位素是指同一种元素的不同原子之间的互称。
同一种元素的同位素在周期表中是同一位置的，故有其名称。
同位素在高中化学的习题中出现比较多的有三组：
氢（1H、2H、3H）、氧（16O、17O、18O）、铀（234U、235U、238U）。
新题贮备
●（04年江苏）我国的“神舟五号”载人飞船已发射成功，“嫦娥”探月工程也已正式启动。
据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的
，每百吨
核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。
在地球上，氮元素主要以
的形式存在。
下列说法正确的是
A．
原子核内含有4个质子D．
和
互为同位素
C．
原子核内含有3个中子D．
的最外层电子数为2，所以
具有较强的金属性
●（04上海）3．据报道，月球上有大量3He存在，以下关于3He的说法正确的是3.C
A．是4He的同分异构体
B．比4He多一个中子
C．是4He的同位素
D．比4He少一个质子
●（04广东）1．下列各组物质中，互为同位素的是1．A
A．重氢、超重氢B．氧、臭氧
C．红磷、白磷D．乙酸、丙酸
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