原子結(jié)構(gòu)考點(diǎn)探究

王一心

原子結(jié)構(gòu)是中學(xué)化學(xué)中物質(zhì)結(jié)構(gòu)中的重要部分，也是近幾年高考命題的?？純?nèi)容，為了更好的學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容，下面將其常見考點(diǎn)總結(jié)如下。

一、原子的構(gòu)成（如圖1所示）

原子原子核質(zhì)子①每個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷②相對(duì)質(zhì)量約為1

中子①中子不帶電②相對(duì)質(zhì)量約為1

核外電子①圍繞原子核做高速運(yùn)動(dòng)

②每個(gè)電子帶一個(gè)單位負(fù)電荷

③相對(duì)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)子（中子）的11836

例1若新發(fā)現(xiàn)的118號(hào)元素的某種原子記作297118X，則有關(guān)該核素說(shuō)法正確的是（ ）。

A.質(zhì)子數(shù)為118，電子數(shù)為179，中子數(shù)為179

B.原子序數(shù)為179，質(zhì)量數(shù)為297

C.與126C的相對(duì)原子質(zhì)量之比為118∶6

D.297118X經(jīng)過(guò)一次α衰變得到的116號(hào)元素原子可表示為293116Y

解析原子符號(hào)的左下角為質(zhì)子數(shù)（即原子序數(shù)），左上角為質(zhì)量數(shù)，所以該原子的質(zhì)子數(shù)為118，質(zhì)量數(shù)為297，中子數(shù)為179，電子數(shù)為118。所以297118X與126C的相對(duì)原子質(zhì)量之比為297∶12。答案：D。

二、原子結(jié)構(gòu)中常見的微粒關(guān)系

1.原子（如圖2所示）

2.離子的核外電子數(shù)

核外電子數(shù)陽(yáng)離子：質(zhì)子數(shù)-電荷數(shù)

陰離子：質(zhì)子數(shù)+電荷數(shù)

例2以下有關(guān)原子結(jié)構(gòu)及元素周期律的敘述正確的是（ ）。

A.第ⅠA族元素銫的兩種同位素137Cs比

133Cs多4個(gè)質(zhì)子

B.同周期元素（除0族元素外）從左到右，原子半徑逐漸減小

C.第ⅦA族元素從上到下，其氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)

D.同主族元素從上到下，單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低

解析A項(xiàng)，137Cs比133Cs多4個(gè)中子，兩者質(zhì)子數(shù)相等。C項(xiàng)，氫化物的穩(wěn)定性隨元素非金屬性的增強(qiáng)而增強(qiáng)。D項(xiàng)，同主族元素從上到下，堿金屬單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸降低，第ⅦA族單質(zhì)的熔點(diǎn)逐漸升高，而第ⅤA族單質(zhì)的熔點(diǎn)先升高后降低，D錯(cuò)。答案：B。

三、元素、核素、同位素

1.元素：具有相同核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱。

2.核素：具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子?？捎梅?hào)AZX表示。

3.同位素：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互稱為同位素。

特征：①具有相同存在形態(tài)的同位素，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同。

②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分?jǐn)?shù)一般不變。

例3下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）。

A.13C和14C屬于同一種元素，它們互為同位素

B.1H和2H是不同的核素，它們的質(zhì)子數(shù)相等

C.14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等，它們的中子數(shù)不等

D.6Li和7Li的電子數(shù)相等，中子數(shù)也相等

解析A項(xiàng)中13C和14C質(zhì)子數(shù)相同，互為同位素；B項(xiàng)中1H和2H是氫元素的兩種不同的核素，質(zhì)子數(shù)均為1；C項(xiàng)中14C和14N質(zhì)量數(shù)相同，但是中子數(shù)不等；D項(xiàng)中的6Li與7Li為鋰元素的兩種不同的核素，它們的質(zhì)子數(shù)相等，核外電子數(shù)均為3，中子數(shù)不等，分別為3和4。答案：D。

四、核外電子排布

排布規(guī)律：①電子一般總是首先排在能量最低的電子層里，即最先排在第1層，當(dāng)?shù)?層排滿后，再排第2層，依次類推。②每層最多容納的電子數(shù)為2n2（n代表電子層數(shù)）。③最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)（K層為最外層時(shí)，最多不超過(guò)2個(gè)），次外層不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第3層不超過(guò)32個(gè)。

例4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)）

解析若a=2，則X為N，若a=3，則X為Cl。由原子結(jié)構(gòu)、相關(guān)元素及化合物的性質(zhì)推知A、B、C項(xiàng)正確；D項(xiàng)氯離子最外層電子數(shù)未達(dá)到2n2個(gè)。答案：D。

五、微粒表示的信息（如圖3所示）

例5簡(jiǎn)單原子的原子結(jié)構(gòu)可用圖4形象地表示：

其中表示質(zhì)子或電子，○表示中子，則下列有關(guān)①②③的敘述正確的組合是（ ）。

a.①②③互為同位素

b.①②③互為同素異形體

c.①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子

d.①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)

e.①②③具有相同的質(zhì)量

f.①②③是三種不同的原子

A.a、f B.b、c C.d、e D.e、f

解析由圖可知所給出的是三種不同的原子，這三種原子都有1個(gè)質(zhì)子，分別是11H、21H、31H，它們是氫的三種同位素；同素異形體是指同種元素組成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)；同位素物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同。答案：A。

六、原子結(jié)構(gòu)相關(guān)的四“量”比較（見表1）

七、1～20號(hào)元素的特殊的電子層結(jié)構(gòu)

1.最外層有1個(gè)電子的元素：H、Li、Na、K；

2.最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar；3.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；

4.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：O；

5.最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)總數(shù)一半的元素：Li、P；

6.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：Ne；

7.次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si；

8.次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的元素：Li、Mg；

9.次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的元素Be、S；

10.電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。

例7核電荷數(shù)為1～18的元素中，下列敘述正確的是（ ）。

A.最外層只有1個(gè)電子的元素一定不是非金屬元素

B.最外層只有2個(gè)電子的元素一定是金屬元素

C.原子核外各層電子數(shù)相等的元素一定是非金屬元素

D.核電荷數(shù)為17的元素的原子容易獲得1個(gè)電子

解析本題可以采用舉反例的方法。氫原子最外層有一個(gè)電子，A錯(cuò)；氦原子的最外層有2個(gè)電子，B錯(cuò)；鈹原子的結(jié)構(gòu)示意圖為：，其各層上的電子數(shù)相等，C錯(cuò)；核電荷數(shù)為17的元素為Cl，其最外層有7個(gè)電子，易得1個(gè)電子達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。答案：D。

跟蹤練習(xí)：

1.短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡(jiǎn)單離子都能破壞水的電離平衡的是（）。

A.W2-、X+ B.X+、Y3+

C.Y3+、Z2- D.X+、Z2-

2.元素X形成的離子與鈣離子的核外電子排布相同，且X的離子半徑小于負(fù)二價(jià)硫離子的半徑。X元素為（ ）。

A.Al B.P C.Ar D.K

3.230Th和232Th是釷的兩種同位素，232Th可以轉(zhuǎn)化成233U。下列有關(guān)Th的說(shuō)法正確的是（ ）。

A.Th元素的質(zhì)量數(shù)是232

B.Th元素的相對(duì)原子質(zhì)量是231

C.232Th轉(zhuǎn)換成233U是化學(xué)變化

D.230Th和232Th的化學(xué)性質(zhì)相同

4.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)的說(shuō)法正確的是（ ）。

A.非金屬元素組成的化合物中只含共價(jià)鍵

B.ⅠA族金屬元素是同周期中金屬性最強(qiáng)的元素

C.同種元素的原子均有相同的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)

D.ⅦA族元素的陰離子還原性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)

跟蹤練習(xí)參考答案：

1.解析由A、B、C、D選項(xiàng)中W2-、X+、Y3+、Z2-所帶電荷推知，W、Z位于第ⅥA族，X、Y分別位于第ⅠA族、ⅢA族；結(jié)合短周期元素及元素原子序數(shù)依次增大得出：W、X、Y、Z依次為O、Na、Al、S，其中S2-、Al3+能破壞水的電離平衡。答案：C。

2.解析由題意可知，元素X形成的離子中，K、L、M電子層上的電子數(shù)分別為2、8、8，對(duì)于電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故X的核電荷數(shù)應(yīng)大于S的核電荷數(shù)，符合要求的元素是K，D項(xiàng)正確。答案：D。

3.解析232Th和230Th的質(zhì)量分別是232，230A項(xiàng)錯(cuò)誤；元素的相對(duì)原子質(zhì)量是由各種同位素的相對(duì)原子質(zhì)量取得的平均值，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同位素的物理性質(zhì)可以不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，D項(xiàng)正確；化學(xué)變化是生成新物質(zhì)的變化，原子不變，而C項(xiàng)的原子發(fā)生變化錯(cuò)誤。答案：D。

4.解析A項(xiàng)，如NH4Cl由非金屬元素組成，但為離子化合物；C項(xiàng)，同位素原子（如1H、2H、3H）的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同；D項(xiàng)，一般ⅦA族元素的陰離子還原性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)元素的非金屬性越弱，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越弱。答案：B。

（收稿日期：2014-11-20）