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第25讲　原子结构
1.原子结构
（1）原子X）中，Z代表　　　　　，A代表　　　　　，“A－Z”代表　　　　　。
（2）原子中：质子数＝　　　　　＝　　　　　＝　　　　　。
（3）质量数（A）＝　　　　　＋　　　　　。
（4）决定元素种类的是　　　　　，决定原子种类的是　　　　　和　　　　　。
2.元素、核素、同位素的含义
（1）元素：具有相同　　　　　（即核内　　　　　数）的同一类原子的总称。
（2）核素：具有一定数目　　　　　和　　　　　的一种原子。
（3）同位素：　　　　　相同而　　　　　不同的原子互称为同位素。
3.“四同比较”
（1）同位素：相同　　　　　，不同　　　　　的核素间的互称。如：　　　　　。
（2）同素异形体：相同　　　　　组成的不同　　　　　间的互称。如：　　　　　。
（3）同分异构体：相同　　　　　，不同　　　　　化合物间的互称。如：　　　　　。
（4）同系物：结构　　　　　，分子组成上相差　　　　　　　　　的有机物。如：　　　　　。
【激活思维】
问题1：核素X中，Z表示哪几个量？
问题2：请写出正丁烷和异丁烷的结构简式？写出乙醇和二甲醚的结构简式？这两对物质之间是什么关系？
@真题回放
考点1：核素的表示
【真题1】（2023·江苏合格考真题）我国研发钒（V）的一种核素V，51表示核素的（　　）
A.质量数　　B.质子数　　C.中子数　　D.电子数
【真题2】 （2022·江苏合格考真题）太阳能电池材料常使用晶体硅。质量数为28的硅原子表示为（　　）
ASi　　BSi　　CSi　　DSi
【真题3】 （2021·江苏合格考真题）“月壤”中含有He，该原子的中子数是（　　）
A.1　　B.2　　C.3　　D.5
【真题4】（2020·江苏学测）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
【真题5】 （2019·江苏学测I可用于治疗甲状腺疾病。该原子的质子数是（　　）
A.53　　B.78　　C.131　　D.184
考点2：“四同”的比较
【真题6】（2023·江苏合格考真题）C60和金刚石的关系是（　　）
A.同素异形体　　B.同位素　　C.同分异构体　　D.同系物
【真题7】 （2020·江苏学测）碳原子成键的多样性、同分异构现象等是有机化合物种类繁多的原因。丁烷和2－甲基丙烷的结构式如图所示：
　　　　　　　　　　　　　　丁烷　　　　　　　　　　　　2－甲基丙烷
下列关于上述两种物质的说法正确的是（　　）
A.分子式不同　　B.碳氢键（C—H）数目不同
C.互为同分异构体　　D.物理性质、化学性质完全相同
【真题8】 （2013·江苏学测）下列物质互为同分异构体的一组是（　　）
A.35Cl和37Cl　　B.CH3CH2OH和CH3OCH3
C.O2和O3　　D.H2O和H2O2
@过关检测
1.（2023·如皋合格考模拟Ca可用于研究中药的钙拮抗作用及机理，这里的“45”是指该原子的（　　）
A.质子数　　B.中子数　　C.质量数　　D.电子数
2.（2023·盐城合格考模拟）核素Ni的中子数是（　　）
A.28　　B.35　　C.63　　D.91
3.（2023·南京六校合格考模拟O原子的中子数是（　　）
A.8　　B.18　　C.10　　D.26
4.（2023·连云港合格考模拟）氯元素存在两种核素35Cl和37Cl，这两种核素含有不同的（　　）
A.中子数　　B.电子数　　C.质子数　　D.核电荷数
5.（2023·南京合格考模拟Ac（Ac的中文名“锕”）是一种医用放射性同位素，在治疗癌症方面有重大作用。下列关于Ac的说法中正确的是（　　）
A.质子数为225　　B.中子数为89
C.核外电子数为136　　D.质子数与中子数之和为225
6.（2023·扬州合格考模拟）56Fe、57Fe和58Fe三种核素之间关系不正确的是（　　）
A.中子数相同　　B.质子数相同
C.电子数相同　　D.互为同位素
7.（2023·如皋合格考模拟）下列与CH2CH—CH3互为同分异构体的是（　　）
A.CH2CH2　　B.CH3—CH2—CH3　　C.　　D.CH3—CHCH2
8.（2023·盐城合格考模拟）下列每组中的两种物质互为同分异构体的是（　　）
A.12C与13C　　B.纤维素与蔗糖　　C.金刚石与石墨　　D.乙醇与二甲醚
9.（2023·南京六校合格考模拟）乙醇在化工、医疗、食品及燃料等方面应用非常广泛。乙醇与二甲醚的结构式如下图所示：
　　　　　　　　　　　　　乙醇　　　　　　　　　　　　　　二甲醚
下列关于乙醇与二甲醚的说法正确的是（　　）
A.分子式不同　　B.碳氢键（C—H）数目相同
C.互为同分异构体　　D.物理性质、化学性质相同
10.（2023·连云港合格考模拟）1828年，德国化学家维勒在制备氰酸铵（NH4CNO）时得到了尿素[CO（NH2）2]，首次实现人工合成有机物。NH4CNO与CO（NH2）2两者互为（　　）
A.同位素　　B.同分异构体　　C.同系物　　D.同素异形体
11.（2023·海安合格考模拟）下列各组物质互为同素异形体的是（　　）
A.O2与O3　　B.CH3CH2CH3与
C.乙烯与丙烯　　D.正丁烷与异丁烷
12.（2023·扬州合格考模拟）与为两种烃分子的球棍模型。下列关于这两种烃的说法正确的是（　　）
A.互为同分异构体　　B.分子式不相同
C.均属于不饱和烃　　D.熔、沸点相同
13.（2023·沛县合格考模拟）下列说法正确的是（　　）
A.14N2和15N2互为同位素　　B.红磷和白磷互为同素异形体
C.C2H2和C6H6互为同系物　　D.乙酸和乙醇互为同分异构体
14.（2023·扬州合格考模拟）人体中含C、H、O、N等元素，它们均为短周期中的主族元素。下列说法正确的是（　　）
A.原子半径：r（N）＞r（C）＞r（H）
B.非金属性：C＞O
C.最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3＞HNO3
D.碳原子可以形成四对共用电子对，原子间连接方式多样
15.（2022·连云港合格考模拟O常用作“示踪原子”。下列关于O的说法正确的是（　　）
A.质子数是8　　B.电子数是10　　C.中子数是18　　D.质量数是26
16.（2022·沛县合格考模拟Sr常用于放射性同位素电池。下列关于Sr的说法正确的是（　　）
A.电子数为52　　B.质子数为52　　
C.中子数为38　　D.质量数为90
17.（2022·徐州合格考模拟）硒是人体必需的一种微量元素。下列关于Se说法正确的是（　　）
A.核电荷数为45　　B.核外电子数为34　　
C.质量数为113　　D.中子数为79
18.（2022·徐州合格考模拟）碘是人体必需的微量元素。碘的一种核素是I，该原子的中子数是（　　）
A.74　　B.53　　C.127　　D.180
19.（2022·盐城合格考模拟）核素Si的中子数是（　　）
A.14　　B.16　　C.30　　D.44
20.（2022·扬州合格考模拟）由Pu可制成核电池，该钚原子的中子数为（　　）
A.238　　B.144　　C.94　　D.50
21.（2022·扬州合格考模拟N—NMR可用于测定蛋白质等大分子的空间结构，核素N的中子数是（　　）
A.15　　B.7　　C.14　　D.8
22.（2022·连云港合格考模拟）下列每组中的两种物质互为同分异构体的是（　　）
A.正丁烷与异丁烷　　B.葡萄糖与蔗糖　　C.金刚石与石墨　　D.12C与13C
23.（2022·徐州合格考模拟）下列物质互为同分异构体的是（　　）
A.石墨与金刚石　　B.甲烷与乙烷
C.16O与18O　　D.与CH3CH2CH2CH3
24.（2022·盐城合格考模拟）下列物质互为同分异构体的一组是（　　）
A.氧气与臭氧　　B.CH3CH2OH和CH3OCH3　　　CCl和Cl　　D.甲烷与乙烷
25.（2022·扬州合格考模拟）同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一。下列各组物质互为同分异构体的是（　　）
A.淀粉和纤维素　　B.乙烯与乙烷　　C.乙醇与乙酸　　D.正丁烷与异丁烷
26.（2021·盐城合格考模拟）下列物质中，互为同分异构体的是（　　）
A.H和D
B.O2和O3
C.CH3CH3和CH3CH2CH3
D.正丁烷和异丁烷
27.（2021·海安合格考模拟）下列互为同分异构体的是（　　）
A.12C与13C　　B.CH4与CH3CH3
C.金刚石与石墨　　D.葡萄糖与果糖
28.（2020·江苏合格考样题）判断正丁烷与异丁烷互为同分异构体的依据是（　　）
A.具有相似的物理性质
B.具有相似的化学性质
C.具有不同的分子结构
D.分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同
第25讲　原子结构
【考点填空】
1.（1）质子数　质量数　中子数
（2）核电荷数　核外电子数　原子序数
（3）质子数（Z）　中子数（N）
（4）质子数　质子数　中子数
2.（1）核电荷数　质子
（2）质子　中子
（3）质子数　中子数
3.（1）质子数　中子数HHH
（2）元素　单质　O2和O3
（3）分子式　结构式　正丁烷和异丁烷
（4）相似　1个或若干个CH2原子团　甲烷和乙烷
问题1：Z表示质子数，数值上与核外电子数、核电荷数、原子序数相等。
问题2：正丁烷的结构简式为CH3CH2CH2CH3，异丁烷的结构简式为。乙醇的结构简式为CH3CH2OH，二甲醚的结构简式为CH3OCH3。这两对物质的分子式相同，但是结构不同，故互为同分异构体。
【真题回放】
1.A　解析V中质量数为51，质子数为23，电子数为23，中子数为51－23＝28，A项正确。
2.C　解析：Si的质子数为14，用核素表达时，写在元素符号的左下角，左上角写质量数，为28，即为Si，C项正确。
3.A　解析He中质量数为3，质子数为2，中子数为3－2＝1，A项正确。
4.C　解析Md的质量数为258，质子数为101，中子数为258－101＝157。
5.A　解析：对于核素X中，A是质量数，Z为质子数，“A－Z”表示中子数I中的质子数为53。
6.A　解析：C60和金刚石由碳单质构成，两者互称为同素异形体，A项正确。
7.C　解析：A项，两者的分子式均为C4H10，错误；B项，1分子丁烷或2－甲基丙烷中均含有10个碳氢键，错误；C项，两者的分子式相同，但是结构不同，故互为同分异构体，正确；D项，同分异构体由于结构不同，所以性质存在一定差异，错误。
8.B　解析：A互为同位素；C互为同素异形体；D是两种不同的无机物。
【过关检测】
1.C　解析：核素的左上角代表质量数，则“45”代表质量数，C项正确。
2.B　解析Ni的质量数为63，质子数为28，中子数＝质量数－质子数＝63－28＝35，B正确。
3.C　解析O原子中质量数为18，质子数为8，中子数＝质量数－质子数＝18－8＝10，C项正确。
4.A　解析：35Cl和37Cl的质子数、电子数、核电荷数均为17，中子数分别为35－17＝18，37－17＝20，A项正确。
5.D　解析：A项Ac中的质子数为89，错误；B项，中子数＝质量数－质子数＝225－89＝136，错误；C项，核外电子数＝质子数＝89，错误；D项，质子数为89，中子数为136，质子数与中子数之和即为质量数，为225，正确。
6.A　解析：三种核素中，Fe的质子数相等，电子数也相同，三者互为同位素关系。中子数＝质量数－质子数，质量数不等，质子数相等，则中子数不等，A项错误。
7.C　解析：同分异构体的化学式相同，但是结构不同，CH2CH—CH3的化学式为C3H6，A项为C2H4，错误；B项为C3H8，错误；C项的化学式为C3H6，则互为同分异构体，正确；D项，是同一物质，错误。
8.D　解析：A项，互为同位素，错误；B项，纤维素为高分子，蔗糖为小高分子，两者化学式不同，错误；C项，互为同素异形体，错误；D项，乙醇与二甲醚的化学式均为C2H6O，互为同分异构体，正确。
9.C　解析：A项，两者的分子式均为C2H6O，错误；B项，乙醇中的碳氢键数目为5，二甲醚中的碳氢键数目为6，错误；C项，两者的分子式相同，但是结构不同，故互为同分异构体，正确；D项，两者的官能团不同，则化学性质不同，错误。
10.B　解析：NH4CNO与CO（NH2）2的分子式相同，但是两者结构不同，故两者互为同分异构体，B项正确。
11.A　解析：A项，同素异形体是指同种元素形成的不同单质，正确；B项，互为同系物，错误；C项，乙烯与丙烯互为同系物，错误；D项，正丁烷与异丁烷的分子式均为C4H10，互为同分异构体，错误。
12.A　解析：A项，图示为正丁烷和异丁烷，两者的化学式相同，但是结构不同，故互为同分异构体，正确；B项，两者分子式相同，错误；C项，每个碳原子均为四根单键，所以属于饱和烃，错误；D项，两者物理性质不同，错误。
13.B　解析：A项，同位素是指同种元素的不同核素，而不是单质，错误；B项，红磷和白磷均由P原子构成，均为磷的单质，两者互为同素异形体，正确；C项，同系物之间相差一个或若干个—CH2基团，C2H2和C6H6之间不相差若干个CH2，所以不是同系物关系，错误；D项，乙酸和乙醇的分子式不同，故不是同分异构体的关系，错误。
14.D　解析：A项，原子半径：C＞N＞H，错误；B项，非金属性：C＜O，错误；C项，N的非金属性强于C，则酸性HNO3强于H2CO3，错误；D项，C的最外层有4个e－，可以形成四根共价键，碳与碳之间可以是单键、双键、三键，也可以形成环状结构等，正确。
15.A　解析O中质子数＝电子数＝8；中子数为18－8＝10；质量数为18，A项正确。
16.D　解析Sr中电子数＝质子数＝38。中子数＝90－38＝52。质量数为90，D项正确。
17.B　解析Se的核外电子数为34，B项正确；核电荷数为34，A项错误；质量数为79，C项错误；中子数为79－34＝45，D项错误。
18.A　解析I的中子数为127－53＝74，A项正确。
19.B　解析：中子数＝30－14＝16，B项正确。
20.B　解析Pu的中子数＝238－94＝144，B项正确。
21.D　解析：核素N的中子数＝15－7＝8，D项正确。
22.A　解析：A项，CH3CH2CH2CH3与互为同分异构体，正确；B项，葡萄糖的化学式为C6H12O6，蔗糖的化学式为C12H22O11，分子式不同，不属于同分异构关系，错误；C项，金刚石与石墨互为同素异形体，错误；D项，12C与13C互为同位素，错误。
23.D　解析：A项，石墨与金刚石互为同素异形体；B项，甲烷与乙烷互为同系物；C项，16O与18O互为同位素；D项，与CH3CH2CH2CH3分子式相同、结构不同，故互为同分异构体，正确。
24.B　解析：A项，互为同素异形体；B项，分子式相同，但结构不同，故互为同分异构体，正确；C项，互为同位素；D项，互为同系物。
25.D　解析：A项，淀粉和纤维素的化学式均为（C6H10O5）n，因为n值不确定，所以两者不属于同分异构体，错误；B项，两者的分子式不同，错误；C项，两者的分子式不同，错误；D项，两者的分子式相同，但是结构不同，故属于同分异构体，正确。
26.D　解析：A项，H和D之间互为同位素；B项，O2和O3之间互为同素异形体；C项，CH3CH3和CH3CH2CH3互为同系物；D项，正丁烷和异丁烷的分子式相同，均为C4H10，但是两者的结构不同，故互为同分异构体，正确。
27.D　解析：A项互为同位素；B项互为同系物；C项互为同素异形体。
28.D　解析：同分异构体的分子式相同，但是结构不同，D项正确。

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