第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
学习目标 重点难点
1.认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。 2.知道元素、核素的含义，了解原子核外电子排布。 3.知道元素周期表的结构，以碱金属和卤族元素为例，了解同主族元素性质的递变规律。 重点 元素周期表的结构；元素在周期表中的位置及其性质的递变规律。
难点 原子结构与元素性质的关系。
第1课时 原子结构
新知探究(一)——原子的构成粒子及其定量关系
1．构成原子的微粒及其性质
[微点拨] ①原子呈电中性的理由是原子中的质子数等于核外电子数。②原子质量主要集中在原子核上，因为电子质量很小。
2．质量数
(1)概念：将核内所有________和________的相对质量取近似________________，所得的数值叫做质量数，常用______表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)＝________＋____________。
②质子数＝核电荷数＝______________。
(3)阴、阳离子中的定量关系
质量关系 质量数＝中子数＋质子数
电性关系 阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n； 阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n
3.原子符号
原子的表示符号为X，A代表质量数，Z代表质子数，X代表元素符号。
4．不同粒子中“各数”的关系
原子或离子 核电荷数＝质子数
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
原子 核外电子数＝质子数
阳离子 核外电子数＝质子数－离子电荷数
阴离子 核外电子数＝质子数＋离子电荷数
[题点多维训练]
1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)原子中的质子数等于中子数( )
(2)质子数与中子数是原子质量的决定因素( )
(3)原子、离子中的质量数均等于质子数＋中子数( )
(4)8O的质子数为8，中子数为10( )
(5)相对原子质量等于质量数( )
2．2024年2月22日，长征八号遥三运载火箭运抵我国文昌航天发射场。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。
合金中某种钨的核素为W，下列关于W的叙述正确的是( )
A．原子序数为74
B．中子数为181
C．核外电子数为107
D．元素W的相对原子质量为181
3．一种中子数为9的氧原子的质量数为___________________________________，
核外电子数为__________，其二价氧离子的质量数为__________，中子数为__________，核外电子数为__________。
4．(1)X的中子数N＝____________。
(2)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为__________________。
(3)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为__________________。
(4)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为________。
(5)与X＋核外电子数相等的原子是________(填元素符号)。
应用化学
生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——C 14会在其死亡后衰变，考古工作者利用C 14衰变测定装置，对文物进行年代测定和研究。
你知道C 14中的“14”是什么含义吗？这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少？
新知探究(二)——原子核外电子排布
1．电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在______________的区域内运动。我们把不同的区域简化为________________，也称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
2．核外电子排布的规律分析
下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，分析相应的问题：
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
(1)电子总是尽可能先从________排起，当一层________后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。
(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为__________。
(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为______，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为______。
(4)K层为次外层时，所排电子数为______，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为______。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图
(2)画出下列原子或离子的结构示意图
原子 离子
① S：____________ S2－：____________
② Ca：____________ Ca2＋：____________
[微点拨] ①原子结构示意图描述的是核内质子数和核外电子的分层排布。②书写结构示意图时要注意审题和书写规范：看清是原子还是离子结构示意图，勿忘记原子核内的“＋”号。对于离子的核内质子数不等于核外电子数。
应用化学
目前，我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列。磷酸铁锂电池(LiFePO4)由于其安全性好、成本低、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点，广泛应用于乘用车、客车、物流车、低速电动车等领域。
1．写出磷酸铁锂电池中锂原子和磷原子的结构示意图。
2．磷酸铁锂电池中铁元素的原子结构示意图为。
(1)根据核外电子排布规律判断M层最多容纳多少个电子？
(2)为什么铁元素的原子结构示意图不能是。
(3)当N层开始排布电子时M层是否排满？
3．磷酸铁锂电池中哪种元素的原子能形成10电子的微粒？哪种元素能形成18电子微粒？
[题点多维训练]
1．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为( )
A．2m B．2m＋10
C．2m＋2 D．m＋2
2．关于如图所示的两种微粒结构示意图，下列说法不正确的是( )
甲 乙
A．它们的核外电子数相同
B．甲表示阴离子，乙表示原子
C．它们属于同种元素
D．它们的核外电子排布相同
3．根据1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)。
(1)最外层电子数为1的原子有_________________________________________；
最外层电子数为2的原子有_____________________________________________。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有__________。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有__________,3倍的原子有__________。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有__________。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有____________________________。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有____________________________。
4．某元素A的最外层电子数是K层电子数的2.5倍，且A的氢化物中含有10个电子，则A元素为____，其原子结构示意图为________，该氢化物的分子式为________。
|归纳拓展|常见的10e－和18e－微粒
(1)10e－微粒
(2)18e－微粒
第1课时 原子结构
新知探究(一)
1．质子 中子 2.(1)质子 中子 整数值相加 A
(2)①质子数(Z) 中子数(N) ②核外电子数
[题点多维训练]
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
2．选A 依据W可知，W的质子数为74，核外电子数为74，原子序数为74，质量数为181，中子数为181－74＝107,181为W这种核素的近似相对原子质量，不能表示元素W的相对原子质量。
3．17 8 17 9 10
4．(1)A－Z (2)A－x－n (3)A－x＋n
(4) mol (5)Ne
[应用化学]
提示：C 14中的“14”是指这种碳原子的质量数为14，此碳原子的质子数为6，核外电子数＝质子数＝6，中子数＝质量数－质子数＝8。
新知探究(二)
1．(1)能量不同 不连续的壳层 (2)K L M N 近 远 低 高 2.(1)内层 排满 (2)2n2 (3)2 8 (4)2 18
3．(2)
[应用化学]
1．提示：根据核外电子排布规律可以推测锂、磷元素原子的结构示意图分别为、。
2．(1)提示：根据核外电子排布规律可以判断M层最多容纳18个电子。
(2)提示：若铁元素的原子结构示意图为时，元素原子的最外层电子数为16，超过了8个电子。
(3)提示：由核外电子排布规律可知：当铁元素原子的N层开始排布电子时M层并没有排满。
3．提示：氧元素能够形成10电子的微粒；磷元素能够形成18电子的微粒。
[题点多维训练]
1．选C 按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8。最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，则最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为2m＋2，C正确。
2．选C A对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外电子总数均为10。B对，甲中质子数为8，电子总数为10，则甲是阴离子；乙中质子数和电子数均为10，则乙是原子。C错，质子数决定元素的种类，甲和乙的质子数分别为8和10，故二者属于不同种元素。D对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外都有2个电子层，且电子总数均为10，故二者的核外电子排布相同。
3．(1)H、Li、Na He、Be、Mg (2)Be、Ar (3)C O (4)Li、Si
(5)H、Be、Al (6)He、C、S
4．氮(或N) NH3(共77张PPT)
物质结构 元素周期律
第四章
第一节
原子结构与元素周期表
学习目标 重点难点 1.认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。 2.知道元素、核素的含义，了解原子核外电子排布。 3.知道元素周期表的结构，以碱金属和卤族元素为例，了解同主族元素性质的递变规律。 重点 元素周期表的结构；元素在周期表中的位置及其性质的递变规律。
难点 原子结构与元素性质的关系。
第1课时 原子结构
目录
新知探究(一)——原子的构成粒子及其定量关系
新知探究(二)——原子核外电子排布
课时跟踪检测
原子的构成粒子及其定量关系
新知探究(一)
1．构成原子的微粒及其性质
质子
中子
[微点拨] ①原子呈电中性的理由是原子中的质子数等于核外电子数。②原子质量主要集中在原子核上，因为电子质量很小。
2．质量数
(1)概念：将核内所有 和 的相对质量取近似 ，所得的数值叫做质量数，常用 表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
①质量数(A)＝ ＋ 。
②质子数＝核电荷数＝ 。
质子
中子
整数值相加
A
质子数(Z)
中子数(N)
核外电子数
(3)阴、阳离子中的定量关系
质量关系 质量数＝中子数＋质子数
电性关系 阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n；
阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n
4．不同粒子中“各数”的关系
原子或 离子 核电荷数＝质子数
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
原子 核外电子数＝质子数
阳离子 核外电子数＝质子数－离子电荷数
阴离子 核外电子数＝质子数＋离子电荷数
×
√
√
√
×
2．2024年2月22日，长征八号遥三运载火箭运抵我国文昌航天发射场。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。
√
3．一种中子数为9的氧原子的质量数为______，核外电子数为_______，其二价氧离子的质量数为_______，中子数为_______，核外电子数为_______。
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A－Z
A－x－n
A－x＋n
Ne
应用化学
生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——C-14会在其死亡后衰变，考古工作者利用C-14衰变测定装置，对文物进行年代测定和研究。
你知道C-14中的“14”是什么含义吗？这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少？
提示：C-14中的“14”是指这种碳原子的质量数为14，此碳原子的质子数为6，核外电子数＝质子数＝6，中子数＝质量数－质子数＝8。
原子核外电子排布
新知探究(二)
1．电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。
能量不同
不连续的壳层
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层 由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 ___ ___ ___ ___ O P Q
离核远近 由 到___ 能量高低 由 到___ K
L
M
N
近
远
低
高
2．核外电子排布的规律分析
下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，分析相应的问题：
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
(1)电子总是尽可能先从 排起，当一层 后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。
(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为 。
(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为 ，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为 。
(4)K层为次外层时，所排电子数为 ，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为 。
内层
排满
2n2
2
8
2
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3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图
(2)画出下列原子或离子的结构示意图
原子 离子
① S：_________
S2－：_________
② Ca：_________
Ca2＋：_________
[微点拨] ①原子结构示意图描述的是核内质子数和核外电子的分层排布。②书写结构示意图时要注意审题和书写规范：看清是原子还是离子结构示意图，勿忘记原子核内的“＋”号。对于离子的核内质子数不等于核外电子数。
应用化学
目前，我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列。磷酸铁锂电池(LiFePO4)由于其安全性好、成本低、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点，广泛应用于乘用车、客车、物流车、低速电动车等领域。
1．写出磷酸铁锂电池中锂原子和磷原子的结构示意图。
(1)根据核外电子排布规律判断M层最多容纳多少个电子？
提示：根据核外电子排布规律可以判断M层最多容纳18个电子。
(3)当N层开始排布电子时M层是否排满？
提示：由核外电子排布规律可知：当铁元素原子的N层开始排布电子时M层并没有排满。
3．磷酸铁锂电池中哪种元素的原子能形成10电子的微粒？哪种元素能形成18电子微粒？
提示：氧元素能够形成10电子的微粒；磷元素能够形成18电子的微粒。
[题点多维训练]
1．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为( )
A．2m B．2m＋10
C．2m＋2 D．m＋2
√
解析：按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8。最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，所以次外层电子数小于8，即次外层只能为K层，电子数为2，则最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为2m＋2，C正确。
2．关于如图所示的两种微粒结构示意图，下列说法不正确的是( )
甲 乙
A．它们的核外电子数相同 B．甲表示阴离子，乙表示原子
C．它们属于同种元素 D．它们的核外电子排布相同
√
解析：A对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外电子总数均为10。B对，甲中质子数为8，电子总数为10，则甲是阴离子；乙中质子数和电子数均为10，则乙是原子。C错，质子数决定元素的种类，甲和乙的质子数分别为8和10，故二者属于不同种元素。D对，由甲和乙的微粒结构可知，二者核外都有2个电子层，且电子总数均为10，故二者的核外电子排布相同。
3．根据1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)。
(1)最外层电子数为1的原子有___________；
最外层电子数为2的原子有______________。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有__________。
H、Li、Na
He、Be、Mg
Be、Ar
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有__________，3倍的原子有__________。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有_______。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有____________。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有___________。
C
O
Li、Si
H、Be、Al
He、C、S
4．某元素A的最外层电子数是K层电子数的2.5倍，且A的氢化物中含有10个电子，则A元素为_________，其原子结构示意图为
__________，该氢化物的分子式为________。
氮(或N)
NH3
|归纳拓展|常见的10e－和18e－微粒
(1)10e－微粒
(2)18e－微粒
课时跟踪检测
(选择题每小题3分，本检测满分80分)
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
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√
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3
2．如图为某原子的原子结构示意图，下列有关说法错误的是( )
A．核电荷数为11
B．该原子的摩尔质量为23 g
C．电子层数为3
D．最外层有1个电子
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3
解析：原子结构示意图中圆圈内为核电荷数，该原子的核电荷数为11，故A正确；该原子为钠原子，原子的摩尔质量为23 g·mol－1，故B错误；钠原子核外有3个电子层，最外层电子数为1，故C、D正确。
17
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√
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3
3．下列叙述正确的是( )
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
解析：电子的能量越低，运动区域离核越近，A错误；氦最外层只有2个电子，C错误；最外层最多可排布8个电子，D错误。
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3
4．A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰好为A的L电子层电子数的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
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解析：A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰好为A原子L层电子数的2倍，说明A、B分别为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，则B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子，B为铝原子。
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5．Co元素形成的化合物在早期的我国就已知并用于陶器釉料，古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃，生成美丽的深蓝色。
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解析： Na＋核内质子数为11，核外电子数为10，核外电子排布为2、8，A项正确；Cl－核内质子数为17，核外电子数为18，核外电子排布为2、8、8，B项正确；最外层电子数最多只能为8(K层为2)，C项错误；Br原子核外有35个电子，根据每层最多容纳2n2个电子，可知其核外电子排布为2、8、18、7，D项正确。
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解析：氟原子核外最外层电子数为7，D项所给元素原子核外最外层电子数也为7，故两种原子的化学性质相似。
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8．某元素的离子Am－核内有n个中子，核外有x个电子。该原子的质量数是( )
A．x－m＋n B．x＋m＋n
C．m＋n－x D．x－n＋m
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3
1803年英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体，1904年，英国科学家汤姆孙提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，故D错误。
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10．下列关于原子结构及粒子间的数量关系的说法不正确的是( )
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．粒子Na＋、Mg2＋、O2－具有相同的电子层结构
C．Al3＋的核外电子数为10
D．核外电子排布相同的粒子化学性质可能相同
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3
解析：同种元素的原子具有相同的质子数，可能含有不同中子数，A错误；Na＋、Mg2＋、O2－核外有2个电子层，都是2、8排布，电子层结构相同，B正确；铝的原子序数是13，在原子中，原子序数＝核外电子数，因此Al3＋的核外电子数为13－3＝10，C正确；核外电子排布相同的粒子，可能属于同一种元素，化学性质可能相同，D正确。
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3
(1)若x＝8，则此阴离子与上图表示的带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是______。
解析：当x＝8时，核内质子数小于核外电子数，该微粒是氧离子，与钠离子形成一种常见化合物的化学式是Na2O。
Na2O
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1
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6
7
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3
解析：①C原子含有6个电子，H原子中含有1个电子，CH4共含有10个电子；②H原子中含有1个电子，O原子中含有8个电子，H2O2共含有18个电子；③H原子中含有1个电子，F原子含有9个电子，HF共含有10个电子；
①③④⑥
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(3)若A的阳离子为An＋且质量数为a，则其质子数为________，中子数为____________(用含有a、n的代数式表达)。
解析：A失去n个电子形成An＋，An＋含有10个电子，则A中含有(10＋n)个电子，核外电子数等于质子数，所以质子数为10＋n；中子数＋质子数＝质量数，所以中子数为a－(10＋n)。
10＋n
a－(10＋n)
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3
13．(6分)1.8 g 18O2－中中子数为______，核外电子数为______，质子数为______。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
NA
NA
0.8NA
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1
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4
5
6
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3
14．(8分)用A＋、B－、C2－、D分别表示含有18个电子的四种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是________(用元素符号表示，下同)，B元素是________，C元素是________。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其化学式是____________。
K
Cl
S
HCl
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1
2
4
5
6
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3
15．(5分)A、B、C、D、E的核电荷数均小于18，A元素的原子M层上有一个电子；B元素原子次外层电子数是最外层电子数的4倍；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；D元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b；E元素的原子M层电子数为a－b，L层电子数为a＋b，则A、B、C、D、E元素的元素符号分别为____________、_____________、_____________、_____________、______________。
Na
Mg
C
O
Si
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解析：由A元素的原子M层上有一个电子可知A元素K、L层已经排满，所以A原子的核外电子排布是2、8、1，A的核电荷数为11，是Na；B元素原子次外层是最外层电子数的4倍，所以B元素原子次外层电子数只能是8，最外层电子数为2，K层电子数已排满2，即B的核电荷数为12，是Mg；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数最多为8，所以C原子次外层排满后电子数只能为2，即为K层，C原子的核外电子排布是2、4，是碳元素；E元素的原子M层电子数为a－b，说明L电子层已经排满为8，所以a＋b＝8，b＜8，又知D元素次外层电子数为b，所以b只能等于2，a＝6，即D是O、E是Si。
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16．(8分)A、B、C、D是四种元素的原子，质子数都小于20。A原子与B原子的最外层电子数相同，B原子与C原子的核外电子层数相同，0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应时放出H2 6.72 L(标准状况)，A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，C原子与D原子的质子数之和为32。
(1)A、B、C、D的元素符号分别为__________、__________、__________、__________。
16
F
Cl
Al
K
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1
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4
5
6
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3
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(2)A的离子结构示意图为__________，C的原子结构示意图为__________。
(3)C的硫酸盐的化学式为__________，C单质与稀硫酸反应的化学方程式为_________________________________。
Al2(SO4)3
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
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16
解析：由A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，可推知A元素为F；又由A原子与B原子的最外层电子数相同，则B元素为Cl；根据0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应放出6.72 L即0.3 mol H2，可判断C单质与酸反应时生成了＋3价的化合物，则C元素为Al；再由C原子与D原子的质子数之和为32，可推知D元素为K。
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高阶思维训练(选做题)
17．(12分)(1)科学家在宇宙深处发现了H和H3分子。请回答下列问题：
①1个H中含有______个质子，______个电子。
②构成H3分子的原子的核外电子排布示意图是______(填字母)。
③H3属于_______(填“混合物”“单质”或“化合物”)。
17
3
2
C
单质
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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3
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17
(2)写出原子核内质子数与中子数相等的钙原子的符号：________。
(3)科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用作未来的新型能源。
②α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断α粒子含有______个质子和______个中子。
1
2
2
1
1
2
4
5
6
7
8
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3
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17
(4)在H3O＋中，质子数、中子数、 电子数之比为______________；在NH3D＋中，质子数、中子数、电子数之比为___________。
(5)已知金属钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。将9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有________(填字母)。
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子
C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子
11∶8∶10
11∶8∶10
B
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3
16
17课时跟踪检测(二十六) 原子结构
(选择题每小题3分，本检测满分80分)
1．我国的“嫦娥五号”返回器带回的月球土壤样品中含有丰富的He，“3”是指He原子的( )
A．质量数 B．质子数
C．中子数 D．电子数
2．如图为某原子的原子结构示意图，下列有关说法错误的是( )
A．核电荷数为11
B．该原子的摩尔质量为23 g
C．电子层数为3
D．最外层有1个电子
3．下列叙述正确的是( )
A．电子的能量越低，运动区域离核越远
B．电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子
4．A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰好为A的L电子层电子数的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
5．Co元素形成的化合物在早期的我国就已知并用于陶器釉料，古代希腊人和罗马人曾利用它的化合物制造有色玻璃，生成美丽的深蓝色。
我国唐朝彩色瓷器上的蓝色也是由于有钴的化合物存在。Co是钴元素的一种核素，对Co原子的叙述不正确的是( )
A．质量数是60 B．质子数是60
C．中子数是33 D．核外电子数是27
6．下列是原子或离子的核外电子排布图，其中错误的是( )
A．Na＋： B．Cl－：
C．21Sc： D．35Br：
7．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟原子的化学性质相似的是( )
8．某元素的离子Am－核内有n个中子，核外有x个电子。该原子的质量数是( )
A．x－m＋n B．x＋m＋n
C．m＋n－x D．x－n＋m
9．(2024·瑞安市高一期末)下列说法中正确的是( )
A．中子数为20的氯原子可以表示为Cl
B．12C与14C原子核内的质子数一定相等
C．人们发现了118种元素，即共有118种核素
D．原子结构模型演变历史可以表示为
10．下列关于原子结构及粒子间的数量关系的说法不正确的是( )
A．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
B．粒子Na＋、Mg2＋、O2－具有相同的电子层结构
C．Al3＋的核外电子数为10
D．核外电子排布相同的粒子化学性质可能相同
11．核内中子数为N的离子R3＋的质量数为A，则n g R的氧化物中所含的质子的物质的量为( )
A.(A－N＋8)mol
B.(A－N＋12)mol
C.(2A－2N＋24)mol
D.(A－N)mol
12.(8分)某微粒A的结构示意图为。
(1)若x＝8，则此阴离子与上图表示的带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是_____。
(2)1 mol微粒A含有10 mol电子，下列微粒各1 mol，也含有10 mol电子的有________(填序号)。
①CH4 ②H2O2 ③HF ④Al3＋ ⑤Cl－ ⑥NH
(3)若A的阳离子为An＋且质量数为a，则其质子数为________，中子数为________(用含有a、n的代数式表达)。
13.(6分)1.8 g 18O2－中中子数为______，核外电子数为______，质子数为______。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
14.(8分)用A＋、B－、C2－、D分别表示含有18个电子的四种微粒(离子或分子)，请回答：
(1)A元素是________(用元素符号表示，下同)，B元素是________，C元素是________。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其化学式是____________。
15.(5分)A、B、C、D、E的核电荷数均小于18，A元素的原子M层上有一个电子；B元素原子次外层电子数是最外层电子数的4倍；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；D元素原子最外层电子数为a，次外层电子数为b；E元素的原子M层电子数为a－b，L层电子数为a＋b，则A、B、C、D、E元素的元素符号分别为_________、__________、__________、__________、__________。
16.(8分)A、B、C、D是四种元素的原子，质子数都小于20。A原子与B原子的最外层电子数相同，B原子与C原子的核外电子层数相同，0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应时放出H2 6.72 L(标准状况)，A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，C原子与D原子的质子数之和为32。
(1)A、B、C、D的元素符号分别为__________、__________、__________、__________。
(2)A的离子结构示意图为__________，C的原子结构示意图为__________。
(3)C的硫酸盐的化学式为__________，C单质与稀硫酸反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
高阶思维训练(选做题)
17.(12分)(1)科学家在宇宙深处发现了H＋3和H3分子。请回答下列问题：
①1个H＋3中含有______个质子，______个电子。
②构成H3分子的原子的核外电子排布示意图是______(填字母)。
③H3属于__________(填“混合物”“单质”或“化合物”)。
(2)写出原子核内质子数与中子数相等的钙原子的符号：________。
(3)科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用作未来的新型能源。
①32He的中子数是____。
②α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断α粒子含有______个质子和______个中子。
③在32He、42He两种核素中，原子核内的中子数相差为________，与α粒子有相同质子数和中子数的是________。
(4)在H3O＋中，质子数、中子数、 电子数之比为______________；在NH3D＋中，质子数、中子数、电子数之比为____________。
(5)已知金属钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。将9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有________(填字母)。
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子
C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子
课时跟踪检测(二十六)
1．A
2．选B 原子结构示意图中圆圈内为核电荷数，该原子的核电荷数为11，故A正确；该原子为钠原子，原子的摩尔质量为23 g·mol－1，故B错误；钠原子核外有3个电子层，最外层电子数为1，故C、D正确。
3．选B 电子的能量越低，运动区域离核越近，A错误；氦最外层只有2个电子，C错误；最外层最多可排布8个电子，D错误。
4．选D A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰好为A原子L层电子数的2倍，说明A、B分别为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，则B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子，B为铝原子。
5．选B 由Co可知该核素质量数是60，质子数是27，中子数是60－27＝33，核外电子数是27。
6．选C Na＋核内质子数为11，核外电子数为10，核外电子排布为2、8，A项正确；Cl－核内质子数为17，核外电子数为18，核外电子排布为2、8、8，B项正确；最外层电子数最多只能为8(K层为2)，C项错误；Br原子核外有35个电子，根据每层最多容纳2n2个电子，可知其核外电子排布为2、8、18、7，D项正确。
7．选D 氟原子核外最外层电子数为7，D项所给元素原子核外最外层电子数也为7，故两种原子的化学性质相似。
8．A
9．选B 中子数为20的氯原子，质子数为17，质量数＝20＋17＝37，可以表示为Cl，故A错误；12C与14C为同种元素，它们原子核内的质子数一定相等，故B正确；人们发现了118种元素，元素存在同位素，一种元素可以存在不同核素，含有核素种类多于118种，故C错误；1803年英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体，1904年，英国科学家汤姆孙提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，故D错误。
10．选A 同种元素的原子具有相同的质子数，可能含有不同中子数，A错误；Na＋、Mg2＋、O2－核外有2个电子层，都是2、8排布，电子层结构相同，B正确；铝的原子序数是13，在原子中，原子序数＝核外电子数，因此Al3＋的核外电子数为13－3＝10，C正确；核外电子排布相同的粒子，可能属于同一种元素，化学性质可能相同，D正确。
11．选B 根据R3＋中R为＋3价，可确定其氧化物的化学式为R2O3,1个R2O3中含有的质子数为2×(A－N)＋3×8＝2(A－N＋12)，R2O3的摩尔质量为(2A＋3×16)g·mol－1＝(2A＋48) g·mol－1，n g R2O3的物质的量为 mol，则n g R2O3中所含的质子的物质的量为 mol×2(A－N＋12)＝(A－N＋12)mol，故B项正确。
12．解析：(1)当x＝8时，核内质子数小于核外电子数，该微粒是氧离子，与钠离子形成一种常见化合物的化学式是Na2O。(2)①C原子含有6个电子，H原子中含有1个电子，CH4共含有10个电子；②H原子中含有1个电子，O原子中含有8个电子，H2O2共含有18个电子；③H原子中含有1个电子，F原子含有9个电子，HF共含有10个电子；④Al原子含有13个电子，Al失去3个电子形成Al3＋，Al3＋含有10个电子；⑤Cl原子含有17个电子，Cl原子得到1个电子形成Cl－，Cl－含有18个电子；⑥N原子含有7个电子，H原子中含有1个电子，NH带有1个正电荷，所以NH含有10个电子。(3)A失去n个电子形成An＋，An＋含有10个电子，则A中含有(10＋n)个电子，核外电子数等于质子数，所以质子数为10＋n；中子数＋质子数＝质量数，所以中子数为a－(10＋n)。
答案：(1)Na2O (2)①③④⑥
(3)10＋n a－(10＋n)
13．解析：中子数：×(18－8)NA＝NA，
电子数：×(8＋2)NA＝NA，
质子数：×8NA＝0.8NA。
答案：NA NA 0.8NA
14．(1)K Cl S (2)HCl
15．解析：由A元素的原子M层上有一个电子可知A元素K、L层已经排满，所以A原子的核外电子排布是2、8、1，A的核电荷数为11，是Na；B元素原子次外层是最外层电子数的4倍，所以B元素原子次外层电子数只能是8，最外层电子数为2，K层电子数已排满2，即B的核电荷数为12，是Mg；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，因为最外层电子数最多为8，所以C原子次外层排满后电子数只能为2，即为K层，C原子的核外电子排布是2、4，是碳元素；E元素的原子M层电子数为a－b，说明L电子层已经排满为8，所以a＋b＝8，b＜8，又知D元素次外层电子数为b，所以b只能等于2，a＝6，即D是O、E是Si。
答案：Na Mg C O Si
16．解析：由A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，可推知A元素为F；又由A原子与B原子的最外层电子数相同，则B元素为Cl；根据0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应放出6.72 L即0.3 mol H2，可判断C单质与酸反应时生成了＋3价的化合物，则C元素为Al；再由C原子与D原子的质子数之和为32，可推知D元素为K。
答案：(1)F Cl Al K (2)
(3)Al2(SO4)3 2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
17．解析：(5)钠和重水反应的化学方程式为2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，所以产生的气体全部是D2(21H2)，1个分子中含有2个质子、2个电子和2个中子。9.2 g金属钠的物质的量是0.4 mol。由化学方程式知，0.4 mol 钠可生成0.2 mol D2，所以0.2 mol D2中含有的中子数、电子数、质子数均为0.4 mol。
答案： (1)①3 2 ②C ③单质 (2)4020Ca
(3)①1 ②2 2 ③1 42He
(4)11∶8∶10 11∶8∶10 (5)B
