1.1原子结构与元素性质
课堂运用
【基础】
1.根据原子结构的相关知识可知,不同种元素的本质区别是( )
A.质子数不同 B.中子数不同
C.电子数不同 D.质量数不同
2.1999年诺贝尔物理学奖授予两位荷兰科学家,他们研究了亚原子粒子(比原子更小的粒子)之间电弱相互作用的量子结构,为粒子物理理论提供了更加坚实的数学基础,根据他们的理论可以精确计算夸克(夸克相互结合,形成一种复合粒子,叫强子,强子中最稳定的是质子和中子)的质量,并在欧洲和美国的加速器上得到实验证实。涉及该项研究的基础知识,下列说法正确的是( )
A.亚原子粒子指比原子更小的粒子
B.组成物质的最小微粒是质子、中子和电子
C.原子核内质子和核外电子之间只存在相互吸引作用
D.原子核间只存在引力作用
3.下列核素中质子数与中子数相等的是( )
AH BC CO DN
4.某粒子含有6个电子、7个中子,呈电中性,则它的化学符号可能是( )
A.13Al B.13Al C.13C D.13C
5.为纪念门捷列夫,科学家将1955年人工合成的一种新元素用符号“Md”表示,中文命名为“钔”。核素Md的质量数为( )
A.101 B.157 C.258 D.359
6.据瑞士某天文研究所报告,组成太阳的气体中存在20Ne和22Ne,下列关于20Ne和22Ne的说法正确的是( )
A.20Ne和22Ne互为同位素
B.20Ne和22Ne互为同素异形体
C.20Ne和22Ne的质量数相同
D.20Ne和22Ne的中子数相同
7.在下列电子层上运动的电子能量最低的是( )
A.L B.K C.N D.M
8.下列叙述中,正确的是( )
A.在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内运动
B.微粒的最外层只能是8个电子才稳定
C.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同
D.一般核外电子总是先排在能量低的电子层上,例如只有排满了L层后才排M层
【巩固】
1.在离子R中,共有x个核外电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数是( )
A.A-x+n+48 B.A-x+n+24
C.A-x-n-48 D.A+x-n-24
2.元素R的某原子的质量数为70,其核内中子数为39,它的离子有28个电子,则此元素的氧化物的化学式应为( )
A.RO B.R2O3 C.RO2 D.R2O5
3.诺贝尔化学奖得主Gerhard
Ertl对金属Pt表面催化氧化CO的反应模型进行了深入研究。下列关于Pt和Pt的说法正确的是( )
APt和Pt的质子数相同,互为同位素
BPt和Pt的中子数相同,互为同位素
CPt和Pt的核外电子数相同,是同一种核素
DPt和Pt的质量数不同,不能互为同位素
4.已知2H和3H都是制造氢弹的原料。下列关于2H和3H的说法正确的是( )
A.2H和3H的质子数不同 B.2H和3H互为同位素
C.2H和3H是同一种核素 D.3H的核外电子数为3
5.16O和18O是氧元素的两种核素,NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.16O2与18O2互为同位素
B.16O与18O核外电子数不同
C.通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化
D.标准状况下,1.12
L
16O2和1.12
L
18O2均含0.1NA个氧原子
6.已知氢有3种核素1H(H)、2H(D)、3H(T),氯有2种核素(35Cl、37Cl),则氯化氢的近似相对分子质量的数值最多有( )
A.3种
B.6种
C.5种
D.10种
7.某元素一种核素的质子数为m,中子数为n,则下列说法正确的是( )
A.该元素的相对原子质量为m+n
B.这种元素的原子序数为n
C.W
g此原子的物质的量约为
mol
D.该核素核内中子的总质量小于质子的总质量
8.硼有两种天然同位素B和B,硼元素的近似相对原子质量为10.8,则硼元素中B的物质的量分数是( )
A.10%
B.20%
C.50%
D.80%
【拔高】
1.(2020福建厦门一中高一下月考,)两种微粒的质子数和电子数均相等,它们不可能是( 易错 )
A.不同的分子
B.不同的离子
C.互为同位素
D.一个为分子,另一个为离子
2.自然界中氯化钠是由Na与Cl和Cl所构成的。已知氯元素的相对原子质量是35.5,则11.7
g氯化钠中,含Cl的质量为( )
A.1.75
g B.1.85
g C.5.25
g D.5.55
g
3.下列说法正确的是( )
A.H、D、T与16O、17O、18O相互结合为水分子,可得水分子18种,相对分子质量不同的水分子为8种
B.H2、D2、T2互为同素异形体
C.H2、D2、T2在相同条件下的密度比为1∶2∶3
D.氕、氘发生核聚变变成其他元素,属于化学变化
4.X、Y、Z和R代表四种元素,如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的核电荷数),则下列关系正确的是( )
A.a-c=m-n B.a-b=n-m
C.c-d=m+n D.b-d=m+n
5.下列说法中不正确的是( )
①质子数相同的微粒一定是同种元素
②同位素的化学性质基本相同
③质子数相同、电子数也相同的两种微粒,不可能是一种分子和一种离子
④电子数相同的微粒不一定是同一种原子
⑤某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数
A.①⑤ B.③④⑤ C.①②⑤ D.②③④
答案：
【基础】
【答案】A
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】D
【巩固】
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】D
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】B
【提升】
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】A
PAGE1.1原子结构与元素性质
考点1
原子结构
1.原子及构成微粒
原子
对于一个确定的原子存在关系：核电荷数＝质子数＝核外电子数
2．质量数
原子的相对原子质量近似等于质量数。
3．原子的表示方法
一般用符号X表示，字母表示意义如下：
如Cl表示质量数为37、质子数为17、中子数为20的氯原子。
注意：(1)原子中不一定含有中子，且中子数不一定等于质子数，如H。
(2)同种元素的原子与其相应离子的质量数相等，如23Na与23Na＋。
考点2
核素
1．核素：具有相同数目的质子和相同数目的中子的一类原子。
2．同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。(分为稳定性同位素和放射性同位素)
如氢元素的三种核素
H
H
H
俗称
－
重氢
超重氢
符号
H
D
T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2
3.几种重要的核素
(1)制造氢弹的原料为H、H。
(2)核反应堆的燃料是U。
(3)作为相对原子质量和阿伏加德罗常数测定用的标准原子为C。
注意：同位素的两个特点
(1)相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。
(2)天然存在的某种元素，不论是化合态还是游离态，各种同位素在自然界里丰度一般是不变的。
4.元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系
a.区别
名称内容项目
元素
核素
同位素
同素异形体
概念
质子数相同的同一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素
同种元素形成的不同的单质
范围
原子
原子
原子
单质
特性
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同
由一种元素组成，可独立存在
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、N三种元素
H、H、H三种核素
U、U、
U互为同位素
石墨与金刚石
b.联系
5．元素的相对原子质量
元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度的乘积之和。
如氯元素有两种核素：Cl，相对原子质量为34.97，其丰度为75.77%；Cl，相对原子质量为36.97，其丰度为24.23%。故氯元素的相对原子质量为34.97×75.77%＋36.97×24.23%≈35.45。
注意：近似相对原子质量
(1)核素的近似相对原子质量就是核素的质量数。
(2)元素的近似相对原子质量就是按照该元素各种核素的质量数和各种核素原子在自然界中的丰度算出的平均值。
考点3
核外电子排布
1．电子层与电子能量的关系
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子能量
2.核外电子排布规律
注意：核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解。
最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子)；次外层不超过18个电子；倒数第3层不超过32个电子。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
4．原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
元素结构与性质
金属元素
非金属元素
稀有气体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于或等于4
8(He为2)
稳定性
不稳定
不稳定
稳定
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价
既有正价，又有负价
0价
注意：原子最外层电子数小于4不一定是金属元素，如氢原子最外层电子数是1，属于非金属元素。
10电子微粒
18电子微粒
考点4
原子结构与元素原子得失电子能力
思路：在多数情况下，可以通过比较元素的单质与水（或酸）反应置换出氢气的难易程度来判断元素原子失电子能力的强弱。
1．钠、镁失电子能力比较
金属
钠
镁
操作
现象及原理
钠与水剧烈反应。反应的方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
镁与冷水不反应，加热后反应缓慢，溶液呈浅红色。反应的方程式：
结论
失电子能力Na>Mg
原因
钠、镁的电子层数相同，但镁的核电荷数多，最外层电子数目多且离核近，故Mg比Na难失电子。
2.钠、钾失电子能力比较
碱金属
钠
钾
操作
现象及原理
钠与水剧烈反应。反应的方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
钾与水反应更剧烈，甚至可产生爆炸现象。反应的方程式：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
结论
失电子能力K>Na
原因
K、Na最外层电子数目相同，但K比Na电子层数多，最外层电子离核较远，故K比Na更易失电子。
总结：①若原子的电子层相同，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越难失电子、越容易得电子；
②原子的最外层电子数相同，则电子层数越多，最外层电子离核越远，原子越容易失电、越难得电子。
③金属在化学反应中通常表现为失电子，失电子能力较强的金属元素其金属活泼性（金属性）越强。
④非金属在化学反应中通常表现为得电子，得电子能力较强的非金属元素其非金属活泼性（非金属性）越强。
例题精析
【例题1】原子结构
U是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。U的浓缩一直为国际社会关注。下列有关U说法正确的是( )
A.U原子核内含有92个中子
B.U原子核外有143个电子
C.U原子的质量数为235
D.U原子的核内中子数与质子数之差是143
【答案】 C
【例题2】核素
下列说法错误的是
( )
A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同微粒
B.Ca和Ca、金刚石和石墨均互为同位素
C.H和H是不同的两种核素
D.C和C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同
【答案】B
【例题3】核外电子排布
下列说法中肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有1个电子
B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【答案】B
【例题4】核外电子排布
对第n电子层，若它作为原子的最外层，则容纳的电子数最多与(n－1)层的相同；当它作为次外层，则容纳的电子数比(n＋1)层上电子数最多能多10个，则第n层为( )
A．L层
B．M层
C．N层
D．任意层
【答案】B
【例题4】原子结构与元素原子得失电子能力
请利用原子结构的知识解释下列事实。
(1)在Na2S中，钠元素显＋1价、硫元素显－2价。
(2)元素原子得电子能力OS。
(3)钠原子和铝原子电子层数相同，但金属钠与Cl2的反应要比金属铝与Cl2的反应容易而且剧烈。
【答案】(1)钠的原子结构：
，很容易失去1个电子变为Na＋。硫的原子结构：
，很容易得到2个电子变为S2－。
(2)O、F电子层数相同、但F比O核电荷数多，最外层电子距核近，故得电子能力强；O、S最外层电子数相同，但S比O电子层数多，最外层电子距核远，故得电子能力弱。
(3)因为Na比Al核电荷数少，最外层电子距核远，容易失去电子，所以反应剧烈。
【例题5】原子结构与元素原子得失电子能力
下列叙述能肯定金属A比金属B更活泼的是( )
A．A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少
B．A原子电子层数比B原子的电子层数多
C．1
mol
A从酸中置换生成的H2比1
mol
B从酸中置换生成的H2多
D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能
【答案】D
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