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《必修2》——§1-1原子结构

2010-02-19 21:45:49| 分类：化学提纲 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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一、原子核

1、构成

原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子还能再分为夸克。

2、表示（原子符号^A_Z R，A是质量数，Z是质子数，规定A=Z+N）

^A_ZR、^A_ZR^m+、^A_ZR^n-、^A_ZR¹⁶O

3、电性关系

信息：

原子呈电中性。

一个电子带一个单位的负电荷。一个质子带一个单位的正电荷。中子不带电。

结论：

原子中核内质子数 = 核外电子数

扩展：

不同微粒中的电子数为

原子(^A_ZR)：电子数=质子数(Z)=核电荷数=原子序数

阳离子(^A_ZR^m+)：电子数=质子数(Z)+电荷数(m)

阴离子(^A_ZR^n-)：电子数=质子数(Z)-电荷数(n)

单质或化合物：电子数=各原子的质子数之和，如：CO含14个电子，MgO含20个。

【练习】已知_aX^m+、_bXⁿ⁺、_cX^n-、_dX^m-具有相同的核外电子排布，且m > n判断a、b、c、d的关系及大小。

4、质量关系

信息：

质子与中子的质量几乎相等，且远远大于电子质量。

对于质量很小的微粒，一般用相对质量（Ar）表示或进行比较。

Ar(微粒)= m(微粒)/[m(¹²C)/12]

Ar(质子)≈Ar(质子) ≈1

结论：

原子质量主要集中在原子核上，电子的质量可以忽略，即A=Z+N（A对应原子质量，Z对应所有质子质量，N对应所有中子质量）

Ar(原子)≈质子数+中子数=质量数

【练习】

求m g ^A_ZR^n-的电子数。

质量数为A，核内中子数为N的R²⁺离子与¹⁶O所形成的W g氧化物所含的质子的物质的量是多少。

二、同位素

1、区别概念

元素：Z相同、同一类原子的总称。

核素：Z和N都分别相同，属同种核素。一种原子就是一种核素，不同原子就是不同核素。

同位素：Z相同、N不同的原子的互称。即说同一元素的不同核素之间互称为同位素。

很多元素都有同位素：如H(¹₁H、²₁H、³₁H)、C(¹²C、¹³C、¹³C)、O(¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O)、Cl(³⁵Cl、³⁷Cl)、U(²³⁴U、²³⁵U、²³⁸U)。

2、特点

有的元素没有同位素，如Na、F。

有的是稳定存在的，有的不稳定存在的（具有放射性）。

同位素具有几乎相同的化学性质，物理性质稍有差别。

每种同位素在自然界中所占的原子百分数是不变的。

3、关系

决定元素种类的是Z；决定核素种类的是Z和N；决定原子质量的是Z和N；决定化学性质的是e^-。

【练习】判断下列说法是否正确。

A．H₂与H₃属于同素异形体

B．⁴₂He原子核内含有4个质子

C．C₆₀的质量数为720 g·mol^-1

D．由一种元素组成的物质，一定是纯净物

E．N₅⁺离子中含有36个电子

F．质子数相同的微粒一定是同种元素

三、元素的相对原子质量

1、精确值

Ar(原子)= m(原子)/[m(¹²C)/12]

原子的相对原子质量：

元素的平均相对原子质量：Ar(元素)= Ar₁·a% +Ar₂·b%+……（a%在元素中原子所占百分数，也叫丰度）

2、近似值

原子的相对原子质量：Ar(原子)= 质量数(A)

元素的平均相对原子质量：Ar(元素)= A₁·a% +A₂·b%+……

四、核外电子排布

1、电子云

电子的运动特征：核外空间的一定范围内、高速、无规则运动。

电子云定义：不能测定或计算出它在任何一个时刻所处的位置和速度，但是电子在核外空间一定范围内出现的几率（机会）有一定的规律，可以形象地看成带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，我们把它称为电子云。

电子云中小黑点含义：电子在此出现过一次。

2、电子层：在多个电子的原子里，根据电子能量的差异和通常运动的区域离核远近不同，把电子分成不同的能级，称之为电子层。电子能量越高，离核越远，电子层数也越大。

离核远近	近→远
电子层符号	K	L	M	N	O	P	Q
电子层序数n	1	2	3	4	5	6	7
能量高低	低→高

3、原子核外电子排布规律

电子总是先占有能量最低的电子层，当能量最低的电子层排满后，电子才依次进入能量较高的电子层。

每一层电子数最多不超过2n²。

最外层电子数最多不超过8个，次外层电子数最多不超过18个，倒数第三层不超过32个。

4、原子结构示意图

前20号元素对应的原子、离子。

【练习】

⑴最外层电子数等于次外层电子数的元素。

⑵次外层电子数十最外层电子数2倍的元素。

⑶最外层电子数是次外层电子数2倍的元素，是次外层电子数3倍的元素，是次外层电子数4倍的元素。

⑷电子层数与最外层电子数相等的元素。

⑸电子总数是最外层电子数2倍的元素倍的元素倍的元素。

5、原子结构与性质

稀有气体原子的最外层都已排满（2或8），已达稳定结构，性质不活泼。

金属的最外层电子数<4，容易失去电子，达到稳定结构，表现还原性。

非金属的最外层电子数>4，容易得到电子，达到稳定结构，表现氧化性。

6、等电子体

⑴10电子微粒

原子Ne；

单核阳离子Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺；

单核阴离子N^3-、O^2-、F^-；

氢化物CH₄、NH₃、H₂O、HF；

多核阳离子NH₄⁺、H₃O⁺

多核阴离子NH₂^-、OH^-

⑵18电子微粒

原子Ar；

单核阳离子K⁺、Ca²⁺；

单核阴离子P^3-、S^2-、Cl^-；

氢化物SiH₄、PH₃、H₂S、HCl；

多核阴离子HS^-、O₂^2-；

分子F₂、H₂O₂、CH₃OH、C₂H₆

【练习】

⑴¹₁H、²₁H、³₁H与¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O能构成几种水分子？他们的相对分子质量有几种。

⑵A、B、C、D是四种均含10个电子的多核微粒，他们之间的转化关系为：A与B反应生成C与D，C与H⁺反应生成A，D与H⁺反应生成B。则它们的化学式分别为A 、B 、C 、D 。

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