4.3 相对原子质量、核外电子运动 讲义

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4.3 相对原子质量、核外电子运动 讲义

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原子虽小,但还是有质量的,如果用“克”作单位来称量原子,所得数据太小了,所以我们引入了相对原子质量。
知识点一:相对原子质量
1.原子的相对原子质量
(1)概念:
相对原子质量是以一个碳-12原子()质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。相对原子质量是一个比值。
(2)公式:_________________________
(3)注意事项:
①同位素的相对原子质量表示特定原子的相对质量,例如,一个原子的质量是5.80693×10-26kg,一个原子的质量的1/12是1.6606×10-27kg,则相对原子质量。
②同位素的相对原子质量在数值上约等于该同位素的质量数。
2.元素的相对原子质量
(1)概念:_____________________
(2)丰度:_____________________
(3)公式:_____________________
【思考】氯元素有两种同位素,这两种同位素的相对原子质量分别为34.969与36.966,丰度分别为75.77%与24.23%,请计算氯元素的相对原子质量。
3.元素的近似相对原子质量
(1)概念:_____________________
(2)公式:_____________________
【思考】根据上一问给出的条件,请计算氯元素的近似相对原子质量。
4.概念辨析
相对原子质量 近似相对原子质量
原子的
元素的
【练一练】元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素,在以下关于计算式:
34.969×75.77% + 36.966×24.23% = 35.453,说法中正确的是 ( )
A.75.77%表示35Cl的质量分数 B.24.23%表示35Cl的浓度
C.36.966表示37Cl的质量数 D.35.453表示氯元素的相对原子质量
5.相对分子质量
(1)概念
化学式中各个原子的相对原子质量(Ar)的总和,就是相对分子质量,用符号Mr表示。
(2)平均相对分子质量
相当于把混合物看作一个“单一组分”,这一“单一组分”的相对分子质量就是平均相对分子质量,常用于混合气体。
【练一练1】请计算乙醇(C2H5OH)的相对分子质量
【练一练2】某混合物含有0.5mol H2,0.1mol N2,0.4 molCO2,其平均相对分子质量是?
【练一练3】某混合气体包含CO、CO2两种物质,其平均相对分子质量可能的范围是?
知识点二:十字交叉法(选讲)
十字交叉法是进行二组分混合物平均量与组分计算的一种简便方法。
凡可按M1n1+M2n2=(n2+n2)计算的问题,均可按十字交叉法计算。
1.使用范围
(1)根据二元混合物的平均分子量,求两元的物质的量之比,若为气体也即体积之比。
(2)根据只含2种同位素的元素的平均原子量,求两种同位素原子的个数比或物质的量之比或在自然界中的百分含量(也称作丰度)
2.题目中运用
(1)若题目要求两种同位素原子的质量之比,可先用十字交叉法求出物质的量之比后,再分别乘以各原子的摩尔质量。
(2)若提供的是两种同位素原子的质量分数A%、B%,要求元素的平均原子量,则可用如下列关系直接求解。
【练一练1】某元素R有两种同位素10R与11R,已知R元素的近似相对原子质量为10.8,该元素的两种同位素原子的物质的量之比为 ( )
A.1:3 B.1:4 C.1:5 D.2:3
【练一练2】在常温下,将1molC2H4和一定量的CH4混和,测得混和气体的平均式量是24,求CH4物质的量
知识点三:核外电子运动状态
1.核外电子运动状态的描述-电子云
(1)定义:电子云是用小黑点的疏密表示在一定时间间隔内电子在原子核外出现_____的统计
(2)示意图
【思考】图中的的小黑点是否表示原子核外电子?
【解析】在离核近的地方小黑点密度大,表示电子在此出现的________________;
在离核远的地方小黑点密度小,表示电子在此出现的________________。
(3)电子运动特点:_____________________________________________
2.核外电子排布规律
(1)电子是在原子核外距核由___________,能量由___________的不同电子层上分层排布,
第一到第七电子层的字母代号依次为:_____________________。
(2)电子一般总是尽先排在能量______的电子层里,即先排第一层,当第一层排满后,再排
第二层等。
【思考】请完成核电荷数为1-20的元素原子的电子层排布表:
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层电子数 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层电子数
K L M N K L M N
1 11
2 12
3 13
4 14
5 15
6 16
7 17
8 18
9 19
10 20
稀有气体原子的电子层排布表:
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层电子数
K L M O P Q
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
(3)由此可归纳出多电子原子核外电子的排布规律:
每层最多容纳的电子数为_______(n代表__________),最外层的电子数不超过________个(第一层为最外层时,电子数不超过______个);次外层电子数不能超过_____个,倒数第三层不能超过___________个
3.核外电子排布的表示—结构示意图
【思考】画出第三周期元素的原子结构示意图。
知识点四:离子
1.元素的稳定结构
不同元素的原子的核外电子数目不同,所以核外电子排列的情况也不同,从原子结构示意图中能够看出不同的原子含有不同的电子层数与最外层电子数。当原子核外只含有1层电子时,最外层排__________个电子;当原子核外含有多层电子时,最外层排满__________个电子时,微粒的结构最稳定。
2.离子
(1)离子的形成:由原子或原子团得、失_________而形成带电微粒。
离子也是构成物质的一种微粒。
(2)离子的种类:阴离子、阳离子
①阳离子:原子_______电子形成的微粒,带_______电。
书写方法:写出元素符号,将失去的电子数目(电量)写在右上角,先写______后写______,“1”可以省略,如_____________等;
核电荷数(Z)=______________________。
即:核内质子数________核外电子数(填“>”“<”或“=”)。
②阴离子:原子_______电子形成的微粒,带_______电。
书写方法:写出元素符号,将得到的电子数目(电量)写在右上角,先写______后写______,“1”可以省略,如_____________等;
核电荷数(Z)=______________________;
即:核内质子数________核外电子数(填“>”“<”或“=”)。
【思考1】质子数、电子数均相同的微粒可能是一种分子和一种离子吗?
【思考2】画出氢、氧、钠、镁、铝、磷、硫、氯、钾、钙等离子的结构示意图。
【例1】氢元素有三种同位素,各有各的丰度。其中的丰度指的是 ( )
A.自然界质量所占氢元素的百分数 B.在海水中所占氢元素的百分数
C.自然界个数所占氢元素的百分数 D.在单质氢中所占氢元素的百分数
【例2】的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里的“近似”不包括的含意是 ( )
A.氧的其它同位素的丰度太低,被忽略了 B.质子和中子的相对原子质量都很接近1
C.元素的近似相对原子质量总是取整数 D.电子的质量太小
【例3】元素周期表中铋元素的数据见下图,下列说法正确的是( )
A.Bi元素的质量数是209 B.Bi元素的相对原子质量是209.0
C.Bi原子的近似相对原子质量是209 D.Bi原子没有同位素原子
【例4】已知R2-核内共有N个中子,R的质量数为A,则m克R2-中含电子的物质的量为 ( )
A.mol B.mol
C.mol D.mol
【例5】若以一个12C原子质量的1/24作为相对原子质量的标准,下列说法中,不正确的是( )
A.12C的相对原子质量变为24 B.与4 gH2化合的O2的质量为32g
C.25℃时,硝酸钾的溶解度不变 D.4℃时,水的密度变为2 g/cm3
【例6】1个氧原子的质量约为 ( )
A.16g B.16 C.g D.
【例7】硼有两种核素、,硼元素的相对原子质量为10.80,则硼元素中的质量分数判断正确的是 ( )
A.略大于20% B.略小于20% C.等于20% D.等于80%
【例8】已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为 ( )
A.39:61 B.61:39 C.1:1 D.39:11
【例9】氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是 ( )
A.一个小黑点表示一个电子 B.黑点的多少表示电子个数的多少
C.电子在核外空间出现的机会 D.表示电子运动的轨迹
【例10】质子数为13,核外有10个电子的微粒的符号和结构示意图是 ( )
A.符号:Al,结构示意图: B.符号:Al3+,结构示意图:
C.符号:Al,结构示意图: D.符号:Al3+,结构示意图:
【例11】如图为A、B元素的原子结构示意图。下列说法错误的是 ( )
A.B 的原子结构示意图中 x 为 12
B.A 和 B 分别属于非金属元素和金属元素
C.A 的原子和 B 的原子分别形成简单离子的过程相同
D.A 与 B 可组成化学式为 BA2 的化合物
【例12】写出下列微粒的结构示意图
①氦原子____________;②硼原子____________;③钙原子_____________;
④钾原子____________;⑤硫原子____________;⑥镁离子____________。
【例13】在1~18号元素中,填写符合下列要求的元素符号:
(1)原子L层上有3个电子的元素是____________。
(2)原子M层电子数为L层电子数一半的元素是____________。
(3)原子K层与M层上的电子数之和等于L层上的电子数的元素是_____________。
(4)原子最外层电子数为其内层电子总数一半的元素是____________。
(5)原子最外层电子数等于其电子层数的元素是___________。
(6)某元素最外层电子数是次外层电子数的2倍,该元素符号是___________。
(7)次外层电子数为最外层电子数的1/3的元素为________,其原子结构示意图为_______。
(8)最外层只有1个电子的元素有____________,
其中核电荷数最大的元素的原子结构示意图为_____________。
【例14】关于,下面的叙述中,错误的是 ( )
A.质子数为11 B.电子数为11
C.中子数为12 D.质量数为23
【例15】电子层结构相同的微粒组是 ( )
A.F-、Mg2+、Al3+ B.O2-、Al3+、S2-
C.K+、Mg2+、Ar D.Li+、Na+、K+
【例16】下列说法正确的是 ( )
A.碳﹣12 原子和碳﹣13 原子的中子数相同
B.KMnO4 和 K2 MnO4 中有相同的原子团
C.Fe2+和 Fe3+都属于铁元素,核外电子数不同
D.和化学性质相似
【例17】已知X元素的原子核外电子数为n,X2-离子和Y3+离子的电子层结构相同,则Y原子的质子数为 ( )
A.n+1 B.n+2 C.n+4 D.n+5
【巩固1】已知的相对原子质量为34.969,下列相关说法正确的是 ( )
A.氯元素的近似相对原子质量为35 B.氯元素的某种同位素的质量数为35
C.氯元素的中子数为18 D.氯原子的质量为34.969
【巩固2】一种相对原子质量为X的元素,其两个同位素的质量数为X-1及X+2。较轻的同位素的相对丰度为 ( )
A.25.0% B.33.3% C.66.7% D.75.0%
【巩固3】铯(Cs)在自然界中只有一种稳定同位素133 55Cs,核泄漏事故中会产生人工放射性同位素、。下列有关说法正确的是 ( )
A.铯元素的相对原子质量约为133 B.、的性质相同
C.的电子数为79 D.、互为同素异形体
【巩固4】某元素的原子形成的离子可表示为,有关说法错误的是( )
A.中子数为a-b B.电子数为b+n
C.质量数为a+b D.一个X离子的质量约为
【巩固5】若某氖原子的质量是ag,12C原子的质量为bg,用NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是 ( )
A.氖元素的相对原子质量一定是12a/b
B.wg该氖原子的物质的量一定是
C.该氖原子的摩尔质量是aNAg
D.wg该氖原子所含的氖原子数是10 w/a
【巩固6】已知某元素一个原子的质量为mg,其相对原子质量为Ar,则一个12C原子的质量可表示为 ( )
A. B. C. D.
【巩固7】下列有关叙述中错误的是( )
A.S2-的结构示意图:
B.原子核内有18个中子的氯原子:3517Cl
C.Na2O2中氧元素的化合价为-1
D.元素周期表中铋元素的数据如图,其中209.0指的是Bi元素的质量数
【巩固8】某粒子的结构示意图为,关于该粒子的说法不正确的是 ( )
A.属于阴离子
B.核外有3个电子层
C.属于金属元素
D.核外电子数为18
【巩固9】下列原子(离子)的结构示意图正确的是 ( )
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【巩固10】某元素原子的结构示意图为,由此得到的结论不正确的是 ( )
A.元素符号是Cl
B.原子的质量数为17
C.原子核外有3层电子,最外层有7个电子
D.属于非金属元素
【巩固11】下列粒子结构示意图中,表示具有稳定结构的原子是 ( )
A. B. C. D.
【巩固12】现有bXn-和aYm+两种离子,它们含有相同的电子数,则a与下列式子相等关系的是 ( )
A.b-m-n B.b+m+n C.b-m+n D.b+m-n
【巩固13】A、B均为原子序数1~20的元素,已知A的原子序数为n,A2+离子比B2-离子少8个电子,则B的原子序数是 ( )
A.n+4 B.n+6 C.n+8 D.n+10
【巩固14】下列有关原子的核外电子排布,下列说法正确的是 ( )
A.M层为最外层时,最多可容纳18个电子 B.在K层上运动的电子能量最高
C.次外层上最多可容纳32个电子 D.N层上最多可容纳32个电子
【巩固15】某微粒的结构示意图为,试回答:
(1)当x-y=10时,该粒子为____________(填“原子”或“阳离子”“阴离子”)
(2)当y=8时,该粒子可能是(任写三种):____________、____________、____________。
【巩固16】写出下列原子或离子的结构示意图:
①Na_______________ ②Cl____________ ③O2-________________
④Mg2+________________ ⑤P3-___________________ ⑥K+__________________
【巩固17】按要求填空.
(1)L层电子数为K、M层电子数之和的原子,填写该原子的结构示意图:___________;
(2)与Ne原子电子层结构相同的-2价阴离子,填写该离子的结构示意图:___________;
(3)两核10电子的共价化合物的化学式:___________;
(4)在1~18号元素中,气态氢化物的水溶液呈碱性的氢化物的化学式:___________.
【巩固18】A~E是核电荷数均小于20的元素。已知:A原子的原子核内无中子;B原子的L层电子数是K层电子数的3倍;C元素的原子M层比L层电子数少1个;D元素的+2价阳离子和氖原子具有相同的电子数;E原子的最外层电子数与B相同。
(1)写出五种元素的元素符号:A_______;B_______;C________;D_______;E________。
(2)写出D2+离子的结构示意图_________________________。
(3)写出C形成离子时的电子式_________________。
(4)A与B可形成两种化合物,其原子个数比分别为2:1和1:1,且这两种化合物中电子总数分别为10和18。请写出这两种化合物的化学式:_________、________。

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