化學第五章 物質結構 元素周期律 5.1 原子結構 化學鍵

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1、第一節(jié)原子結構化學鍵 【基礎回顧】1.原子結構:(1)原子的構成。原子元素化學(2)核素(原子)的表示及其數(shù)量關系。表示 表示質子數(shù)為_、質量數(shù)為_、中子數(shù)為_ 的核素原子。原子結構中的微粒關系ZAA-Za.原子質子中子b.離子的核外電子數(shù)質子數(shù)-電荷數(shù)質子數(shù)+電荷數(shù)2.元素、核素、同位素:(1)“三素”概念的辨析。質子數(shù)質子中子質子中子(2)同位素的“六同三不同”。質子 核電荷_ 核外電子中子質量(3)幾種重要的核素及其應用。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“”,錯誤的打“”

2、)(1)質子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素。()提示:。如Ne和H2O質子數(shù)都是10。(2)35Cl2與37Cl2互為同位素。 ()提示:。 35Cl2與37Cl2屬于單質。(3 U和 U是同位素,核反應屬于化學變化()提示:。核反應不屬于化學變化。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,均含16O、17O、18O三種核素?！绢}組過關】1.(RJ必

3、修2P11改編題)有以下六種原子 ,下列相關說法不正確的是()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質量數(shù)相等但質子數(shù)不等,不屬于同位素,故B錯誤 Na屬于鈉元素, Mg屬于鎂元素,故C選項正確 Li的質量數(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 (內元素符號未寫出),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 質子數(shù)都是19,所以是同一種元素 質子數(shù)都是20,所以是同一種元素 質子數(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.科學家從化肥廠生產的(NH4)2SO4中檢驗出組成為N4H4(SO4)2的物質,經測定該物質易溶于水,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,會生成一種形似白磷的N4分子。N4分子不能被植物吸收。下列有關說法不正確的是()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,化學性質不同【解析】選B。N4與N2都是N的單質互為同素異形體,A正確;14N與14C是不同元素的原子,B錯誤;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,化學性質不同,D正確。44H【加固訓練】1.重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料,下列說法錯誤的是 ()A.氘(D)原子核外有1個電子B.1H與D互稱同位素C.H2O與D2O互稱同素異形體D. 與 的相對分子質量相同1182H O162D O【解析】選C。 氘(D)原子核內有一個質子,核外有1個電子,A項正確;1H與D質子數(shù)相

6、同,中子數(shù)不同,互稱同位素,B項正確;同素異形體必須是單質之間,C項錯誤; 與 的相對分子質量都是20,D項正確。1182H O162D O2.某元素的一種同位素X的原子質量數(shù)為A,含N個中子,它與1H組成HmX分子。在a g HmX中所含質子的物質的量是()A. (A-N+m) molB. (A-N) molC. (A-N) molD. (A-N+m)molaA maA maAaA【解析】選A。X原子的質子數(shù)為(A-N),1個HmX分子中所含質子數(shù)為m+(A-N)個,則a g HmX中所含質子的物質的量為 (A-N+m) mol。aA m考點二核外電子排布規(guī)律 【基礎回顧】1.核外電子排布規(guī)

7、律:2n2821832低 高2.原子結構示意圖:電子層質子數(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可形成共價化合物RQ2D.R和Q可形成共價化合物RQ3【解析】選B。R可能是碳或磷元素,則對應的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?！炯庸逃柧殹?.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)。下列有關元素X的說法中,不正確的是()A.元素X的原子核內質子數(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形成的簡單離子,各

8、電子層的電子數(shù)均達到2n2個(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的原子核內質子數(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)未達到2n2個,D錯誤。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原子的質子數(shù)是Y原子質子數(shù)的兩倍。下列有關這四種元素的相關敘述正確的是()A.X的三種核素中均含有質子和中子B.X與R組成的化合物溶于水呈堿性C.R的離

9、子結構示意圖為 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原子的質子數(shù)是Y原子質子數(shù)的兩倍,由原子序數(shù)關系可知X、Z原子的最外層電子數(shù)之和應為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三化學鍵 【基礎回顧】1.化學鍵:(1)概念與分類。共價鍵極性鍵(2)化學反應的本質:反應物的舊化學鍵_與生成物的新化學鍵_。斷裂形成2.離子鍵和共價鍵:(1)離子鍵與共價鍵。概念。共用電子對對比。離子鍵離子鍵共價鍵共價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、陽離子陰、陽離子形成形成_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質實質_作用作用陰、陽離子共用電子對非金屬靜電離子鍵離子鍵共價鍵共價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等等非金屬單質非金屬單質, ,如如H H2 2、O O2 2等等; ;共價化合物共價化合物, ,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)離子化合物與共價化合物。陰、陽離子離子共價原子共價離子3.化學鍵與物質類別的關系:4.電子式:(1)概念:在元素符號周圍用“”或“”來代表原子的_(價電子)的式子。(2)電子式的書寫。最外層電子(3)寫出下列常見微粒的電子式:離子化合物。非金屬單質及共價化合物。(4)用電子式表示化合物的形成過程。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。分子間作用力比化學鍵_得多,它主要影響物質的_、_等物理性質,而化學鍵主要影響物質的化學性質。弱熔點沸點分子間作用力存在于由共價鍵形成的多數(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、金剛石等由共價鍵形成的物質、微粒之間_分子間作用力。共價化合物單質不存在(3)變化規(guī)律。一般來說,對于組成和結構相似的物質,相對分子質量越大,分子間作用力_,物質的熔、沸點也_。例如,熔、沸點:I2_Br2_Cl2_F2。(4)特例:分子間存在氫鍵的物質(如H2O、HF、NH3)在同族氫化物中熔沸點反常,如H2O_H2S,HF_HCl。越大越高【典題探究】角度一 化學鍵與物質變化【典題1】最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下:下列說法正確的是導學號79100071()A.CO和O生

13、成CO2是吸熱反應B.在該過程中,CO斷鍵形成C和OC.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應的過程【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,A錯誤;從反應歷程看反應過程中CO的化學鍵沒有斷裂,B錯誤;CO2的結構是O=C=O,含極性鍵,C正確;狀態(tài)狀態(tài)是CO與O的反應,D錯誤。【母題變式】(1)狀態(tài)狀態(tài)的能量表示的意義是_。 提示:表示該反應的活化能。(2)由題可知該反應中催化劑的作用是_。 提示:改變反應的活化能(而非反應的焓變)。【歸納提升】1.化學鍵與化學反應的關系:2.化學鍵對物質性質的影響:(1)對物理性質的影響。金剛石、晶體硅、石英

14、、金剛砂等物質硬度大、熔點高,就是因為其中的共價鍵很強,破壞時需消耗很多的能量。NaCl等部分離子化合物,也有很強的離子鍵,故熔點也較高。(2)對化學性質的影響。N2分子中有很強的共價鍵,故在通常狀況下,N2很穩(wěn)定,H2S、HI等分子中的共價鍵較弱,故它們受熱時易分解。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錯誤;溴化銨的電子式為 ,故B錯誤;過氧化鈉的電子式為 ,故C正確;氯化鈣的電子式為 ,故D錯誤?！練w納提升】電子式書寫的四個誤區(qū)【題組過關】1.(2018孝感模擬)下列說法正確的是 ()A.NH4NO3中只含共價鍵 B.稀有氣

15、體分子中不含化學鍵C.干冰升華時,分子內共價鍵會發(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,NH4NO3中既含離子鍵又含共價鍵;B項,稀有氣體為單原子分子,不含化學鍵;C項,干冰升華時CO2分子未被破壞,即其分子內的共價鍵未被破壞;D項,活潑金屬元素Al與活潑非金屬元素Cl形成共價化合物AlCl3。2.現(xiàn)有四種元素的原子結構特點如下表: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 共用三對電子形成雙原

16、子分子共用三對電子形成雙原子分子, ,常溫下常溫下為氣體單質為氣體單質導學號79100072(1)畫出W原子結構示意圖_。 (2)X、Y、Z、W四種元素形成的一種離子化合物,其水溶液顯強酸性,該化合物的化學式為_。 (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_;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,可作火箭推進劑,最終生成無毒的,且在自然界中穩(wěn)定存在的物質,寫出該反應的化學方程式_。 【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是共用三對電子形成雙原子分子,常溫下為氣體單質,是氮元素。(1)氮原子的結構示意圖為 。(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N2H4,二者反應的方程式為N2H4+2H2O2 N2+4H2O。點燃=答案:(1) (2)NH4HSO4(3) N2H4+2H2O2 N2+4H2O點燃=【加固訓練】1.下列表達正確的是()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的形成過程為 D.Na2O2的

18、電子式為 【解析】選D。NH4H的電子式為 ,A錯誤;H2S為共價化合物,電子式應為 , B錯誤;C中箭頭后面兩個鈉離子不能合并,正確的表達方法為 ,C錯誤。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化合物或者離子不可能是()A.只含極性鍵的共價化合物B.含非極性鍵的共價化合物C.陰陽離子個數(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.下列各組物質中都既含有離子鍵又含有共價鍵的是 ()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鍵的化合物肯定是離子化合物。只含有共價鍵的是H2O、HCl,排除A、D項;只含有離子鍵的是MgO、CaBr2、NaCl、MgCl2,排除C、D項;既含有離子鍵又含有共價鍵的是NaOH、NH4Cl、KOH、Na2O2、(NH4)2S、Na2SO4。