2022年高考化学一轮总复习第五章第17讲原子结构化学键学案含解析

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1、2022年高考化学一轮总复习第五章第17讲原子结构化学键学案含解析考纲解读1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布；掌握原子结构示意图。4.掌握元素周期律的实质。了解元素周期表的结构(周期、族)及其应用。5.以第三周期为例，掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。6.以第A和第A族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。7.了解金属、非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律。8.了解化学键的定义。了解离子键、共价键的形成。9.掌握电子式的表示方法。第17讲原

2、子结构化学键一、原子的构成1原子的构成粒子2原子中的4个数量关系(1)质子数(Z)核电荷数核外电子数。(2)质量数(A)质子数中子数。(3)阳离子的核外电子数质子数所带电荷数。如Mg2的核外电子数是10。(4)阴离子的核外电子数质子数所带电荷数。如S2的核外电子数是18。3“三素”元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征与应用同位素的特征a化学性质相同，物理性质不同。b天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般固定。常见的重要核素及其应用二、原子核外电子排布规律1核外电子排布规律离核由近到远，电子能量由低到高2原子结构示意图3核外电子排布与元素性质的关系(

3、1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失电子，易形成阳离子，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。三、化学键1化学键(1)概念：使离子相结合或原子相结合的作用力。(2)分类2离子键与共价键的比较3化学键与物质的类别(1)离子化合物与共价化合物(2)化学键与物质类别的关系4电子式(1)微粒的电子式书写(2)用电子式表示化合物的形成过程离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，

4、中间用“”连接，相同的原子或离子不合并。如NaCl：NaNa。共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“”连接。如HCl：。四、范德华力、氢键1分子间作用力(1)定义：把分子聚集在一起的作用力，又称范德华力。(2)特点分子间作用力比化学键弱得多，它主要影响物质的熔点、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。(3)变化规律一般来说，对于组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点也越高。例如，熔、沸点：I2Br2Cl2F2。2氢键(1)定义：分子间存在的一种比分子间作用力稍强的相互作用。(2)存在氢键存在广泛，如蛋白质分子、醇、羧酸

5、分子、H2O、NH3、HF等分子之间。分子间氢键会使物质的熔点和沸点升高。1判断正误，正确的画“”，错误的画“”，并指明错因。(1)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。()错因：_(2)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。()错因：同位素之间的转化不是化学变化，是核反应。(3)所有物质中都存在化学键。()错因：稀有气体中不存在化学键。(4)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键。()错因：H与卤素原子结合时形成共价键。(5)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键。()错因：_(6)

6、最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。()错因：Na等最外层电子数为8，其不是稀有气体。(7)CaCl2的电子式： Ca2 。()错因：(8)次氯酸(HClO)的电子式：H 。()错因：2教材改编题(据人教必修二P11 T4)放射性同位素铀U的原子核内的中子数与核外电子数之差为()A143 B92 C51 D32答案C3教材改编题(据人教必修二P24 T4)下列关于化学键的说法中正确的是()A构成单质分子的粒子一定含有共价键B由非金属元素组成的化合物中可能含有离子键C非极性键只存在于双原子单质分子里D不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键答案B4教材改编题(据人教必修二P25

7、T9)有以下9种物质：NeNH4ClKNO3NaOHCl2SO2H2SNa2O2MgCl2(1)既存在离子键又存在共价键的是_。(2)不存在化学键的是_。(3)属于共价化合物的是_。(4)属于离子化合物的是_。答案(1)(2)(3)(4)考点原子结构核素典例1(2018辽宁锦州期末)氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素有16O、17O和18O，下列有关说法正确的是()AH2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同BHO、HO、HO互为同位素，都能与金属钠发生反应C18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为23D电解一定量的DO时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为29解析本题以科技知识为

8、背景，重点考查同位素、同素异形体等概念。同分异构体的分子式相同，结构不同，H2和D2结构相同，A错误；16O、17O、18O互为同位素，HO、HO、HO既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为23，C错误；电解一定量的DO时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为21的D2和18O2，其质量之比约为29，D正确。答案D名师精讲1正确理解微粒的组成和结构(1)有质子的原子不一定有中子，有质子的微粒不一定有电子。如H只有一个质子和一个电子，不含中子；H只有一个质子，既没有中子也没有电子。(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如

9、Ne和H2O。(3)任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3和Na、F等，NH与OH等。(5)一个信息丰富的符号2正确理解元素、核素、同位素的概念(1)元素、核素、同位素之间的关系(2)不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：

10、H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3618种水分子。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。3两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。(2)元素的相对原子质量是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)Ar(35Cl)a%Ar(37Cl)b%。1(2018邯郸模拟)下列说法不正确的是()质子数相

11、同的粒子一定是同一元素质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子电子数相同的粒子不一定是同种元素一种元素不能形成不同单质某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A B C D答案B解析H2O、NH3、Ne等微粒的质子数相同，不是同一种元素，所以不正确，分析选项，选B(巧答)。2已知阴离子R2的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R原子完全转化为R2时，含有电子的物质的量是()A. mol B. molC. mol D. mol答案D解析R原子的质子数为mn，其核外电子数也为mn，所以R2的核外电子数为mn2，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2

12、含有的电子的物质的量为 mol，故选D。考点核外电子排布规律及应用典例2(2018西安中学月考)X、Y、Z、W、Q都是短周期元素，其中X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍；X与Z同族，Y与Z同周期，Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16。下列说法正确的是()AQ与W不能形成10电子、14电子、18电子分子BY的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为H4YO4CY、Z、Q的单质分别与X的单质化合，只能形成AB2型化合物DX、Z、W中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性解析X、Y、Z、W、Q都

13、是短周期元素，X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则X为O；X与Z同族，则Z为S；Q原子的电子总数等于其电子层数的3倍，则Q为C；W与X、Y既不同族也不同周期且W不为稀有气体元素，因此W为H；X、Y、Z三种元素的族序数之和为16，Y与Z同周期，则Y为Si。C和H能形成10电子分子CH4、14电子分子C2H2、18电子分子C2H6，A项错误；Si的最高价氧化物对应水化物的化学式还能表示为H2SiO3，B项错误；C与O2化合还能形成CO，C项错误，NaHSO4溶液呈酸性，Na2SO3溶液呈碱性，Na2SO4溶液呈中性，D项正确。答案D名师精讲1120号元素的特殊的电子层结构(1)最外层有1个电

14、子的元素：H、Li、Na、K。(2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C。(4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。(5)最外层电子数是内层电子数总数一半的元素：Li、P。(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素：Li、Mg。(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。(10)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。2寻找“10电子”粒子和“18电子”粒子的方法(1)“10电子”粒子(2)“18电

15、子”粒子3质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子。(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NH、H3O。(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH、F。3A、B、C、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：AC=DE；BC=2D。请回答：(1)C的电子式是_。(2)分别写出A和D反应、B和E反应的离子方程式：_、_。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式_。答案(1) H(2)NHH2ONH3H2OHH3ONH3=NHH2O(3)CH4、Ne解析因A、C、D、E均为10电子微

16、粒，且AC=DE，则A为NH，C为OH，E为NH3，D为H2O，进而推知B为H3O。4某元素X，其原子的电子层数为(n1)，最外层电子数为(2n1)。下列有关元素X的说法中正确的是()AX可能是金属元素B由X形成的含氧酸均为强酸CX不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐D元素X的气态氢化物一定极易溶于水答案D解析由X原子的最外层电子数为(2n1)可以推知n4，则X的电子层数3，X为短周期元素。当n4时，X为Cl元素；当n3时，X为N元素；当n2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。考点化学键物质构成典例3城

17、市为保持街道整洁、湿润，在路面或广场上喷洒含化学式为XY2的溶液做保湿剂。X原子的结构示意图为，X的阳离子与Y的阴离子的电子层结构相同。元素Z、W均为短周期元素，它们原子的最外层电子数均是电子层数的2倍，Z与Y相邻且Z、W能形成一种WZ2型分子。(1)m_，该保湿剂的化学式为_。(2)Z、W元素的名称为_、_。(3)下列说法正确的是_。AXY2和WZ2都为离子化合物BXY2中仅含离子键，WZ2中仅含共价键CH2Z比HY的稳定性强DX的阳离子比Y的阴离子半径大(4)下列化学用语表达正确的是_。AXY2的电子式：X2 2BWZ2的结构式：Z=W=ZCY元素的单质与H2Z水溶液反应的离子方程式为Y2

18、Z2=2YZD用电子式表示XY2的形成过程为解析根据题意，可以推断X为Ca、Y为Cl、Z为S、W为C。(3)CS2为共价化合物，A错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，故稳定性HClH2S，C错误；核外电子总数相同的简单粒子，质子数越大，半径越小，所以r(Ca2)r(S2)，D错误。(4)CaCl2的电子式为 Ca2 ，A错误；Cl2与H2S反应的离子方程式中H2S为弱酸不拆，应写为：Cl2H2S=S2H2Cl，C错误。答案(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)BD名师精讲1化学键类型的判断方法(1)从物质构成角度判断(2)从物质类别角度判断2.化合物类型的判断3化合物类型与化学键类型的

19、关系(1)存在离子键的化合物一定是离子化合物。(2)离子化合物中一定存在离子键，可能存在共价键，如NaOH、Na2O2、(NH4)2SO4等。(3)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键。(4)含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。(5)全部由非金属元素组成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等铵盐，铵根离子和酸根离子之间以离子键结合。由金属元素和非金属元素形成的化合物也可能是共价化合物，如AlCl3。4电子式书写易错总结(1)漏写孤电子对如N2的电子式应为NN，易误写成NN。如NH3的电子式应为HN,H，易误写成HN H。(2)混淆电子

20、式与化学式的书写如Na2S的电子式应为Na2Na，易误写成Na2。(3)共用电子对数目写错如CO2的电子式应为C，易误写成C。(4)根、基电子式混淆不清如OH的电子式应为H，OH的电子式应为H，易误写成H。(5)原子结合顺序写错如HClO的电子式应为H，易误写成H。(6)错误使用括号如HCl的电子式应为H，易误写成H。(7)误将电荷数标成化合价如Na2O的电子式应为Na2Na，易误写成Na2Na。(8)复杂阳离子与简单阳离子混淆不清如Na的电子式应为Na，易误写成。如NH的电子式应为HN, H，易误写成NH。(9)“”与“=”表示意义不清如用电子式表示MgCl2的形成过程应为Mg2，易误写成=

21、Mg2。5物质熔化、溶解时化学键的变化(1)离子化合物的溶解或熔化过程离子化合物溶于水或熔化后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。(2)共价化合物的溶解过程有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内共价键被破坏，如CO2和SO2等。有些共价化合物溶于水后，与水分子作用形成水合离子，从而发生电离，形成阴、阳离子，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等。某些共价化合物溶于水后，其分子内的共价键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等。(3)单质的溶解过程某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。6氢键对物质物理性质的

22、影响分子间氢键使物质的熔、沸点升高，如HF、H2O、NH3的沸点都反常的高，又如乙醇的沸点也比乙烷的沸点高出很多。此外，如NH3、C2H5OH、CH3COOH，由于它们能与水形成氢键，使得它们在水中的溶解度很大。5(2018大同高三月考)化学反应的本质是反应物化学键断裂和生成物化学键形成的过程，下列关于化学反应2Na2O22CO2=2Na2CO3O2的叙述正确的是()A反应过程中只涉及离子键和极性共价键的断裂B反应过程中只涉及离子键和非极性共价键的形成C反应过程中既涉及离子键和极性共价键的断裂，又涉及离子键和非极性共价键的形成D反应过程中既涉及离子键、极性和非极性共价键的断裂，又涉及离子键、极

23、性和非极性共价键的形成答案D解析Na2O2中存在离子键和非极性共价键，CO2中存在极性共价键，Na2CO3中存在离子键和极性共价键，O2中存在非极性共价键，D项符合题意。6(2018西安质检)在我国南方遭遇的冰雪灾害中，使用了一种融雪剂，其主要成分的化学式为XY2，X、Y为周期表前20号元素，其阳离子和阴离子的电子层结构相同，且1 mol XY2含有54 mol电子。(1)该融雪剂的化学式是_；X与氢元素形成的化合物的电子式是_。(2)元素D、E原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，D与Y相邻，则D的离子结构示意图是_；D与E 能形成一种非极性分子，该分子的结构式为_；D所在族元素的氢化物中，

24、沸点最低的是_。(3)元素W与Y同周期，其单质是原子晶体；元素Z的单质分子Z2中有3个共价键；W与Z能形成一种新型无机非金属材料，其化学式是_。(4)元素R与Y同主族，其氢化物能用于刻蚀玻璃，R2与NaOH溶液反应的产物之一是OR2，该反应的离子方程式为_。答案(1)CaCl2HCa2H(2)S=C=SH2S(3)Si3N4(4)2F22OH=2FOF2H2O解析X、Y组成的化学式为XY2，且为离子化合物，所以X为2价，Y为1价，设Y的电子数为a，则X为a3，所以2aa354，a17，Y为Cl，X为Ca。D与Cl相邻，D、E的最外层电子数是其电子层数的2倍，所以D为S，E为C。W与Cl同周期，其单质是原子晶体，所以W为Si，元素Z的单质Z2有3个共价键，Si与Z能形成一种新型无机非金属材料，所以Z为N。