化學(xué)第五章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 5.1 原子結(jié)構(gòu) 化學(xué)鍵

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1、第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵 【基礎(chǔ)回顧】1.原子結(jié)構(gòu):(1)原子的構(gòu)成。原子元素化學(xué)(2)核素(原子)的表示及其數(shù)量關(guān)系。表示 表示質(zhì)子數(shù)為_(kāi)、質(zhì)量數(shù)為_(kāi)、中子數(shù)為_(kāi) 的核素原子。原子結(jié)構(gòu)中的微粒關(guān)系ZAA-Za.原子質(zhì)子中子b.離子的核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)-電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)+電荷數(shù)2.元素、核素、同位素:(1)“三素”概念的辨析。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子中子質(zhì)子中子(2)同位素的“六同三不同”。質(zhì)子 核電荷_ 核外電子中子質(zhì)量(3)幾種重要的核素及其應(yīng)用。核素核素 _ _ 用途用途核燃核燃料料用于考古斷用于考古斷代代制制_示蹤原示蹤原子子氫彈23592U146C21H31H188O【思維診斷】(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”

2、)(1)質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素。()提示:。如Ne和H2O質(zhì)子數(shù)都是10。(2)35Cl2與37Cl2互為同位素。 ()提示:。 35Cl2與37Cl2屬于單質(zhì)。(3 U和 U是同位素,核反應(yīng)屬于化學(xué)變化()提示:。核反應(yīng)不屬于化學(xué)變化。2359223892(4)18O2和16O2是兩種不同的原子()提示:。18O2和16O2都是氧氣分子。(5)13C與C60互為同素異形體。() 提示:。13C是原子,而C60是分子。(6)一種單質(zhì)中可能含有多種核素,如O2中含16O、17O、18O三種核素()提示:。只要是氧元素的物質(zhì),均含16O、17O、18O三種核素?！绢}組過(guò)關(guān)】1.(RJ必

3、修2P11改編題)有以下六種原子 ,下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是()A. Li和 Li在元素周期表中所處的位置相同B C和 N質(zhì)量數(shù)相等,二者互為同位素C Na和 Mg的中子數(shù)相同但不屬于同種元素D Li的質(zhì)量數(shù)和 N的中子數(shù)相等【解析】選B Li和 Li都屬于鋰元素,在元素周期表中所處的位置相同,故A正確 C和 N質(zhì)量數(shù)相等但質(zhì)子數(shù)不等,不屬于同位素,故B錯(cuò)誤 Na屬于鈉元素, Mg屬于鎂元素,故C選項(xiàng)正確 Li的質(zhì)量數(shù)為7, N的中子數(shù)為7,故D正確。2.(2018周口模擬)有5種單核粒子,它們分別是 (內(nèi)元素符號(hào)未寫出),則它們所屬元素的種類有()A.2種B.3種C.4種D.5種4040404

4、02411819192020、 、 、【解析】選B 質(zhì)子數(shù)都是19,所以是同一種元素 質(zhì)子數(shù)都是20,所以是同一種元素 質(zhì)子數(shù)為18,所以是一種元素;所以它們所屬元素的種類有三種。40401919、402412020、40183.科學(xué)家從化肥廠生產(chǎn)的(NH4)2SO4中檢驗(yàn)出組成為N4H4(SO4)2的物質(zhì),經(jīng)測(cè)定該物質(zhì)易溶于水,在水中以 和N4 兩種離子形式存在,植物的根系極易吸收N4 ,但它遇到堿時(shí),會(huì)生成一種形似白磷的N4分子。N4分子不能被植物吸收。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()24SO44H44HA.N4和N2互為同素異形體B.14N與14C互為同位素C.N4H4(SO4)2不能與草木灰

5、混合使用D.N4和N2是不同的兩種分子,化學(xué)性質(zhì)不同【解析】選B。N4與N2都是N的單質(zhì)互為同素異形體,A正確;14N與14C是不同元素的原子,B錯(cuò)誤;草木灰水解顯堿性,N4H4(SO4)2中的N4 在堿性條件下生成N4分子不能被植物吸收,C正確;N4和N2是不同的兩種分子,化學(xué)性質(zhì)不同,D正確。44H【加固訓(xùn)練】1.重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.氘(D)原子核外有1個(gè)電子B.1H與D互稱同位素C.H2O與D2O互稱同素異形體D. 與 的相對(duì)分子質(zhì)量相同1182H O162D O【解析】選C。 氘(D)原子核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子,核外有1個(gè)電子,A項(xiàng)正確;1H與D質(zhì)子數(shù)相

6、同,中子數(shù)不同,互稱同位素,B項(xiàng)正確;同素異形體必須是單質(zhì)之間,C項(xiàng)錯(cuò)誤; 與 的相對(duì)分子質(zhì)量都是20,D項(xiàng)正確。1182H O162D O2.某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A,含N個(gè)中子,它與1H組成HmX分子。在a g HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A. (A-N+m) molB. (A-N) molC. (A-N) molD. (A-N+m)molaA maA maAaA【解析】選A。X原子的質(zhì)子數(shù)為(A-N),1個(gè)HmX分子中所含質(zhì)子數(shù)為m+(A-N)個(gè),則a g HmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為 (A-N+m) mol。aA m考點(diǎn)二核外電子排布規(guī)律 【基礎(chǔ)回顧】1.核外電子排布規(guī)

7、律:2n2821832低 高2.原子結(jié)構(gòu)示意圖:電子層質(zhì)子數(shù)3.核外電子排布與元素推斷:(已知:2a或b18、0QB.R和Q可形成離子化合物RQC.R和Q可形成共價(jià)化合物RQ2D.R和Q可形成共價(jià)化合物RQ3【解析】選B。R可能是碳或磷元素,則對(duì)應(yīng)的Q是氧或氯元素,碳和氧或磷和氯均不可能形成離子化合物?！炯庸逃?xùn)練】1.核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子核外電子層數(shù)為a,最外層電子數(shù)為(2a+1)。下列有關(guān)元素X的說(shuō)法中,不正確的是()A.元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2-1)B.元素X的原子半徑一定小于鈉的原子半徑C.由元素X形成的某些化合物,可能具有殺菌消毒的作用D.元素X形成的簡(jiǎn)單離子,各

8、電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2個(gè)(n表示電子層數(shù)) 【解析】選D。若a=2,則X為氮元素,若a=3,則X為氯元素。元素N或Cl的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2-1),A正確;元素N或Cl的原子半徑小于鈉的原子半徑,B正確;Cl形成的次氯酸,具有殺菌消毒的作用,C正確;氯離子最外層電子數(shù)未達(dá)到2n2個(gè),D錯(cuò)誤。2.(2018太原模擬)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序數(shù)依次增大,核電荷數(shù)之和為36;X、Z原子的最外層電子數(shù)之和等于Y原子的次外層電子數(shù);R原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍。下列有關(guān)這四種元素的相關(guān)敘述正確的是()A.X的三種核素中均含有質(zhì)子和中子B.X與R組成的化合物溶于水呈堿性C.R的離

9、子結(jié)構(gòu)示意圖為 D.Y與Z可形成兩種氧化物【解析】選D。短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序數(shù)依次增大,核電荷數(shù)之和為36;X、Z原子的最外層電子數(shù)之和等于Y原子的次外層電子數(shù);R原子的質(zhì)子數(shù)是Y原子質(zhì)子數(shù)的兩倍,由原子序數(shù)關(guān)系可知X、Z原子的最外層電子數(shù)之和應(yīng)為2,Y的次外層電子數(shù)為2,則X為H,Z為Na,Y為O,R為S?？键c(diǎn)三化學(xué)鍵 【基礎(chǔ)回顧】1.化學(xué)鍵:(1)概念與分類。共價(jià)鍵極性鍵(2)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì):反應(yīng)物的舊化學(xué)鍵_與生成物的新化學(xué)鍵_。斷裂形成2.離子鍵和共價(jià)鍵:(1)離子鍵與共價(jià)鍵。概念。共用電子對(duì)對(duì)比。離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵成鍵粒子成鍵粒子_原子原子成鍵方式成鍵方式 得失

10、電子形成得失電子形成陰、陽(yáng)離子陰、陽(yáng)離子形成形成_成鍵條件成鍵條件 活潑金屬元素與活潑金屬元素與活潑非金屬元素活潑非金屬元素一般在一般在_原子之間原子之間作用力作用力實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)_作用作用陰、陽(yáng)離子共用電子對(duì)非金屬靜電離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵存存在在舉舉例例存在于離子存在于離子化合物中化合物中, ,如如NaClNaCl、CaClCaCl2 2、KClKCl、MgClMgCl2 2、ZnSOZnSO4 4、NaOHNaOH等等非金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì), ,如如H H2 2、O O2 2等等; ;共價(jià)化合物共價(jià)化合物, ,如如HClHCl、COCO2 2、CHCH4 4等等; ;某些離子化合物某些離子化合

11、物, ,如如NaOHNaOH、NaNa2 2O O2 2等等(2)離子化合物與共價(jià)化合物。陰、陽(yáng)離子離子共價(jià)原子共價(jià)離子3.化學(xué)鍵與物質(zhì)類別的關(guān)系:4.電子式:(1)概念:在元素符號(hào)周圍用“”或“”來(lái)代表原子的_(價(jià)電子)的式子。(2)電子式的書寫。最外層電子(3)寫出下列常見(jiàn)微粒的電子式:離子化合物。非金屬單質(zhì)及共價(jià)化合物。(4)用電子式表示化合物的形成過(guò)程。5.分子間作用力:(1)定義:把_的作用力,又稱_。分子聚集在一起范德華力(2)特點(diǎn)。分子間作用力比化學(xué)鍵_得多,它主要影響物質(zhì)的_、_等物理性質(zhì),而化學(xué)鍵主要影響物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。弱熔點(diǎn)沸點(diǎn)分子間作用力存在于由共價(jià)鍵形成的多數(shù)_和絕大多

12、數(shù)氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)非金屬_分子之間。但像二氧化硅、金剛石等由共價(jià)鍵形成的物質(zhì)、微粒之間_分子間作用力。共價(jià)化合物單質(zhì)不存在(3)變化規(guī)律。一般來(lái)說(shuō),對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力_,物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)也_。例如,熔、沸點(diǎn):I2_Br2_Cl2_F2。(4)特例:分子間存在氫鍵的物質(zhì)(如H2O、HF、NH3)在同族氫化物中熔沸點(diǎn)反常,如H2O_H2S,HF_HCl。越大越高【典題探究】角度一 化學(xué)鍵與物質(zhì)變化【典題1】最新報(bào)道:科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下:下列說(shuō)法正確的是導(dǎo)學(xué)號(hào)79100071()A.CO和O生

13、成CO2是吸熱反應(yīng)B.在該過(guò)程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價(jià)鍵的CO2D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程【解析】選C。分析圖象知狀態(tài)的能量比狀態(tài)的高,因此是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;從反應(yīng)歷程看反應(yīng)過(guò)程中CO的化學(xué)鍵沒(méi)有斷裂,B錯(cuò)誤;CO2的結(jié)構(gòu)是O=C=O,含極性鍵,C正確;狀態(tài)狀態(tài)是CO與O的反應(yīng),D錯(cuò)誤?！灸割}變式】(1)狀態(tài)狀態(tài)的能量表示的意義是_。 提示:表示該反應(yīng)的活化能。(2)由題可知該反應(yīng)中催化劑的作用是_。 提示:改變反應(yīng)的活化能(而非反應(yīng)的焓變)。【歸納提升】1.化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系:2.化學(xué)鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響:(1)對(duì)物理性質(zhì)的影響。金剛石、晶體硅、石英

14、、金剛砂等物質(zhì)硬度大、熔點(diǎn)高,就是因?yàn)槠渲械墓矁r(jià)鍵很強(qiáng),破壞時(shí)需消耗很多的能量。NaCl等部分離子化合物,也有很強(qiáng)的離子鍵,故熔點(diǎn)也較高。(2)對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響。N2分子中有很強(qiáng)的共價(jià)鍵,故在通常狀況下,N2很穩(wěn)定,H2S、HI等分子中的共價(jià)鍵較弱,故它們受熱時(shí)易分解。角度二 電子式的書寫和正誤判斷【典題2】下列電子式,正確的是()【解析】選C。氯化銨的電子式為 ,故A錯(cuò)誤;溴化銨的電子式為 ,故B錯(cuò)誤;過(guò)氧化鈉的電子式為 ,故C正確;氯化鈣的電子式為 ,故D錯(cuò)誤。【歸納提升】電子式書寫的四個(gè)誤區(qū)【題組過(guò)關(guān)】1.(2018孝感模擬)下列說(shuō)法正確的是 ()A.NH4NO3中只含共價(jià)鍵 B.稀有氣

15、體分子中不含化學(xué)鍵C.干冰升華時(shí),分子內(nèi)共價(jià)鍵會(huì)發(fā)生斷裂D.金屬元素和非金屬元素形成的化合物一定是離子化合物【解析】選B。A項(xiàng),NH4NO3中既含離子鍵又含共價(jià)鍵;B項(xiàng),稀有氣體為單原子分子,不含化學(xué)鍵;C項(xiàng),干冰升華時(shí)CO2分子未被破壞,即其分子內(nèi)的共價(jià)鍵未被破壞;D項(xiàng),活潑金屬元素Al與活潑非金屬元素Cl形成共價(jià)化合物AlCl3。2.現(xiàn)有四種元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下表:X XL L層電子數(shù)是層電子數(shù)是K K層電子數(shù)的層電子數(shù)的3 3倍倍Y Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)Z ZL L層電子數(shù)是層電子數(shù)是K K層和層和M M層電子數(shù)之和層電子數(shù)之和W W 共用三對(duì)電子形成雙原

16、子分子共用三對(duì)電子形成雙原子分子, ,常溫下常溫下為氣體單質(zhì)為氣體單質(zhì)導(dǎo)學(xué)號(hào)79100072(1)畫出W原子結(jié)構(gòu)示意圖_。 (2)X、Y、Z、W四種元素形成的一種離子化合物,其水溶液顯強(qiáng)酸性,該化合物的化學(xué)式為_(kāi)。 (3)元素X與元素Y形成的二元化合物中,含有非極性鍵的化合物Q的電子式為_(kāi);元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的電子總數(shù)相等。以M為燃料,Q為氧化劑,可作火箭推進(jìn)劑,最終生成無(wú)毒的,且在自然界中穩(wěn)定存在的物質(zhì),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 【解析】元素X的L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,是氧元素,元素Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù),是氫元素,元素Z 的L層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和

17、,Z是硫元素,元素W是共用三對(duì)電子形成雙原子分子,常溫下為氣體單質(zhì),是氮元素。(1)氮原子的結(jié)構(gòu)示意圖為 。(2)X、Y、Z、W四種元素形成的該離子化合物為NH4HSO4。(3)元素X和元素Y形成的化合物Q為H2O2,H2O2中含有非極性鍵。元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的電子總數(shù)相等,M是N2H4,二者反應(yīng)的方程式為N2H4+2H2O2 N2+4H2O。點(diǎn)燃=答案:(1) (2)NH4HSO4(3) N2H4+2H2O2 N2+4H2O點(diǎn)燃=【加固訓(xùn)練】1.下列表達(dá)正確的是()A.NH4H的電子式為 B.H2S的電子式可表示為 C.用電子式表示Na2O的形成過(guò)程為 D.Na2O2的

18、電子式為 【解析】選D。NH4H的電子式為 ,A錯(cuò)誤;H2S為共價(jià)化合物,電子式應(yīng)為 , B錯(cuò)誤;C中箭頭后面兩個(gè)鈉離子不能合并,正確的表達(dá)方法為 ,C錯(cuò)誤。2.X、Y為兩種短周期元素,其原子的最外層電子數(shù)分別是1和6,則X、Y兩種元素形成的常見(jiàn)化合物或者離子不可能是()A.只含極性鍵的共價(jià)化合物B.含非極性鍵的共價(jià)化合物C.陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)之比為1 1的離子化合物D.含非極性鍵的離子化合物【解析】選C。由題意可知,X可能為H、Li、Na,Y可能為O、S,故X、Y形成的化合物有H2O、H2O2、H2S、Na2O2、Na2O、Na2S等。3.下列各組物質(zhì)中都既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的是 ()A.NaOH、H2O、NH4ClB.KOH、Na2O2、(NH4)2SC.MgO、CaBr2、NaClD.Na2SO4、HCl、MgCl2【解析】選B。既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的化合物肯定是離子化合物。只含有共價(jià)鍵的是H2O、HCl,排除A、D項(xiàng);只含有離子鍵的是MgO、CaBr2、NaCl、MgCl2,排除C、D項(xiàng);既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的是NaOH、NH4Cl、KOH、Na2O2、(NH4)2S、Na2SO4。