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第四章　物质结构　元素周期律
第一节　原子结构与元素周期表
第1课时　原子结构
目
录
知识点二　原子核外电子排布
课时作业
知识点一　原子结构
即时演练
1.宏观辨识与微观探析:了解原子的表示方法,掌握有关质量数、质子数、中子数、电子数的相关计算。2.证据推理与模型认知:能理解、描述和表示原子结构和核外电子排布的模型,并应用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质。
核心素养发展目标
一
知识点一　原子结构
1.原子结构
原子
关系:核电荷数=质子数=核外电子数(原子呈电中性)。
质子
中子
2.质量数
(1)概念:如果忽略电子的质量,将核内所有____和____的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,常用A表示。
(2)质量数、质子数和中子数间的关系
质量数(A)=_______(Z)+_______(N)。
(3)原子的表示方法
质量数
质子数
质子
中子
质子数
中子数
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子呈电中性是因为中子不带电。(　 　)
(2)质子数相同的粒子一定属于同一种元素。(　 　)
(3)相对原子质量就是质量数。 ( 　 　)
(4)粒子中的质子数与核外电子数一定相等。(　 　)
(5)某种氧原子的中子数是10,则其质量数是18,核外电子数是8。(　 　)
基础诊断
×
×
×
×
√
粒子中的电性关系
(1)分子或原子:质子数=核外电子数。
(2)阳离子Xn+:质子数=核外电子数+n。
(3)阴离子Xn-:质子数=核外电子数 n。
归纳提升
C
1.下列模型能表示碳 14原子结构的是(　 　)
解析:碳 14原子中含有6个质子,6个电子,8个中子,符合的是C。
2.镭(Ra)是一种天然放射性元素,其衰变反应式:Ra Rn+X。下列说法错误的是(　 　)
A.Ra的质子数为88
B.226Ra的中子数为226
C.Rn的核外电子数为86
D.X表示的粒子为He
B
解析:Ra的质子数为88,A正确;226Ra的中子数应为质量数质子数,即22688=138,B错误;Rn的核外电子数=质子数=86,C正确;在衰变反应中满足质量数守恒,则X的质量数为226222=4,质子数=8886=2,X应为He,D正确。
3.某+2价阳离子含24个电子,它的质量数为56,则该离子核内中子数是(　 　)
A.24　　　 B.30　　　
C.32　　　 D.34
解析:该元素原子核外电子数为24+2=26,即质子数为26,故该离子核内中子数为5626=30。
B
二
知识点二　原子核外电子排布
1.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在________的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
能量不同
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子 层由内 到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 __ __ __ __ __ __ __
离核远近 由__到__
能量高低 由__到__
K
L
M
N
O
P
Q
近
远
低
高
2.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①第n层最多容纳____个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为__________________。
②最外层电子数目最多不能超过__(K层为最外层时不能超过__)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过____。
2n2
2、8、18、32
8
2
18
(3)原子结构的表示方法
基础诊断
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在多电子原子里,电子的能量不完全相同。(　 　)
(2)能量高的电子在离核近的区域内运动。 (　 　)
(3)原子的次外层电子数都是8。 ( 　 　)
(4)K的原子结构示意图能写成 。(　 　)
(5)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子。 ( 　 　)
√
×
×
×
×
归纳提升
(1)通常把最外层有8个电子(K层为最外层时只有2个电子)的结构,称为相对稳定结构。
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受
最外层电子数不超过8的限制,其原子结构示意图为 而不是
。
B
1.下列叙述正确的是 (　 　)
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.某原子K层上只有一个电子
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排有18个电子
解析:在多电子原子中,电子的能量越低,运动区域离核越近,电子的能量越高,运动区域离核越远,A错误;氦为稀有气体元素,其原子最外层只有2个电子,C错误;由原子核外电子的排布规律可知,M层最多排18个电子,但其作为最外层时,最多可排8个电子,D错误。
2.如图是某种元素的原子结构示意图,下列说法不正确的是(　 　)
A.该原子易得两个电子而形成稳定结构
B.该原子的核电荷数为16
C.“+”表示该原子带正电
D.该原子的第二层电子数为8
解析:该原子最外层有6个电子,易得到2个电子而形成8电子稳定结构,A正确;由原子结构示意图可知,该原子的核电荷数为16,B正确;原子不带电荷,“+”表示该原子核内的质子带正电,C错误;由原子结构示意图可知,该原子的第二层电子数为8,D正确。
C
3.粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。根据粒
子结构示意图: 、 、 ,下列判断正确的是(　 　)
A.它们都带有电荷
B.它们原子的核外电子数相同
C.它们都具有稳定结构
D.它们表示同一种元素
C
解析: 中质子数比电子数少2个,是阴离子, 中质子数与
电子数相等,是原子, 中质子数比电子数多2个,是阳离子,A、B错误;它们都达到最外层8电子稳定结构,C正确。
名师点拨
等电子的分子或离子
(1)利用元素排布寻找“10电子”粒子的方法
(2)利用元素排布寻找“18电子”粒子的方法
三
即时演练
C
1.已知某单原子离子的质子数,则可确定的是(　 　)
A.中子数 B.质量数
C.核电荷数 D.相对原子质量
解析:根据题目条件,无法确定中子数,也无法确定质量数,故A、B错误;质子数=核电荷数,故可以确定核电荷数,故C正确;由于不知中子数,故无法确定相对原子质量,故D错误。
2.我国科学家通过氟俘获质子的突破反应H Ca)揭示了宇宙中第一代恒星中的钙元素的起源之谜。下列说法正确的是(　 　)
A.19F的质子数是19
B.19F与20Ne原子的中子数相等
C.该过程发生了化学变化
D.钙原子K层与L层电子数相等
B
解析:氟是9号元素,则其质子数为9,19是其质量数,A错误;19F的中子数=199=10,20Ne的中子数=2010=10,两者相等,B正确;核反应涉及原子核变化,不属于化学变化,C错误;钙原子(原子序数为20)的电子层分布为K(2)、L(8)、M(8)、N(2),K层与L层电子数不等,D错误。
3.某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍,此元素是(　 　)
A.氟　　　 B.氧
C.氮　　　 D.碳
解析:根据原子核外电子的排布规律可知其核外电子排布为 ,该元素是氧元素。
B
4.观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题。
(1)上述结构示意图中,表示离子的是____________(填离子符号),表示原子的是________________(填原子符号)。
解析:A、B、C、D、E分别是O2-、Ne、Na、Mg2+、Cl。题干结构示意图中,表示离子的是O2-、Mg2+,表示原子的是Ne、Na、Cl。
O2-、Mg2+
Ne、Na、Cl
(2)B、C、E三种粒子中性质最稳定的是____(填粒子符号,下同),最容易失去电子的是____,最容易得到电子的是____。
解析:最外层电子达到稳定结构时该粒子性质最稳定,所以B、C、E三种粒子中性质最稳定的是Ne;最外层电子数越少,越容易失电子,最易失电子的是Na;最外层电子数越多(但小于8),越容易得电子,最易得电子的是Cl。
Ne
Na
Cl
(3)写出核电荷数在1~18的元素中符合下列条件的粒子符号,并画出其结构示意图。
①某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍: 。
解析:某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍,核外电子数是
2+4=6,该元素是C,原子结构示意图为 。
②某元素原子L层上的电子数为K层的一半: 。
解析:某元素原子L层上的电子数为K层的一半,核外电子数是2+1=3,该元
素是Li,原子结构示意图为 。
③某元素原子得到2个电子后形成电子总数与氩原子的电子总数相同的离
子: 。
解析:某元素原子得到2个电子后形成电子总数与氩原子的电子总数相同的离子,则质子数为182=16,该元素原子是S,离子结构示意图为
。
四
课时作业20
C
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.稀土元素铕(Eu)常用于制造电视荧光屏、激光材料等。下列关于Eu的说法不正确的是 ( 　 　)
A.质子数为63 B.中子数为89
C.核外电子数为215 D.质量数为152
解析Eu的质子数为63,A正确;铕的质子数为63,质量数为152,则中子数为15263=89,B正确;铕的质子数为63,则铕原子的核外电子数为63,C不正确;从Eu可以看出,其质量数为152,D正确。
C
2.硒元素具有防癌作用,如图为硒元素原子结构示意图,下列说法错误的是(　 　)
A.硒的质子数为34
B.x的数值为18
C.硒的质量数为78.96
D.硒在化学反应中较易得电子
解析:根据题图可知,硒的质子数为34,A正确;x=34286=18,B正确;信息中的78.96为相对原子质量,而非质量数,C错误;硒最外层有6个电子,容易得到电子,D正确。
3.下列说法不符合原子核外电子排布基本规律的是(　 　)
A.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上
B.K层是能量最低的电子层
C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
D.各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
解析:K层离核最近,能量最低,B正确;次外层电子数不超过18,C正确;各电子层(n)最多可容纳的电子数为2n2,D错误。
D
B
4.下列各组粒子中,具有相同质子数和电子数的一组是(　 　)
A.H2O、OH- B.Na+、H3O+
C.H2S、Cl- D.F-、Ne
解析:H2O、OH-的质子数分别为10、9,质子数不相同,A不符合题意;Na+、H3O+的质子数都为11,电子数都为10,B符合题意;H2S、Cl-的质子数分别为18、17,C不符合题意;F-、Ne的质子数分别为9、10,D不符合题意。
5.如图为多电子原子的电子层模型示意图。下列有关描述不正确的是(　 　)
A.K层电子的能量高于L层
B.最多可容纳2个电子的电子层一定是K层
C.L层最多能容纳8个电子
D.原子由原子核与核外电子构成
A
解析:离核越近,能量越低,故K层电子的能量低于L层,A错误;最多可容纳2个电子的电子层一定是K层,B正确;由核外电子排布规律可知,每一层最多排布的电子数为2n2(n为电子层序数),故第二层即L层最多能容纳8个电子,C正确;原子由原子核与核外电子构成,D正确。
B
6.有三种电子层结构均相同的粒子A3+、B和C2-,它们的质子数分别为x、y、z,它们的质子数关系正确的是 (　 　)
A.x+3=z 2 B.x 3=z+2
C.x=y=z D.x解析:A3+、B和C2-的电子层结构相同,说明其核外电子总数相等;由于它们的质子数分别为x、y、z,则有x3=y=z+2。
7.在离子R中,共有x个核外电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数为 (　 　)
A.A x+n+48 B.A x+n+24
C.A x n24 D.A+x n24
解析:O原子的核外电子数和质子数均为8,则R原子的质子数为x n3×8=xn 24。已知R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数为A x+n+24。
B
8.X、Y、Z为核电荷数在1~18的三种元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,Y原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍,Z原子的次外层电子数是最外层电子数的4倍。X、Y、Z三种元素可能的组合是(　 　)
A.C、Si、Mg B.Li、C、Mg
C.C、Mg、Li D.C、O、Mg
解析:核电荷数在1~18的元素中,最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素是C,次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素是Li和Si,次外层电子数是最外层电子数的4倍的元素是Mg,故A项符合题意。
A
9.下列说法正确的是 (　 　)
A.某粒子核外电子排布为2、8、8结构,则该粒子一定是氩原子
B.最外层电子达到稳定结构的粒子只能是稀有气体的原子
C.F-、Na+、Al3+是与氖原子具有相同电子层结构的离子
D.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素一定是金属元素
C
解析:A项,某粒子核外电子排布为2、8、8结构,不一定是氩原子,可能是Cl-、K+等,错误;B项,最外层电子达到稳定结构的粒子不一定是稀有气体的原子,也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子,错误;C项,F-、Na+、Al3+都有2个电子层,第一层上有2个电子,第二层上有8个电子,与氖原子电子层结构相同,正确;D项,原子的最外层只有2个电子,该元素不一定是金属元素,也可能是He,错误。
10.某粒子(原子或离子)的结构示意图如图所示,下列说法错误的是(　 　)
A.若n=8,则该粒子所对应元素的符号一定为Ar
B.若该粒子带两个单位负电荷,且n=8,则该粒子的符号为S2-
C.若m n<10,则该粒子是一个阴离子
D.若m n=10,则该粒子一定是原子
A
解析:若n=8,则该粒子所对应元素的符号不一定为Ar,可能是K+、Ca2+等,故A错误;若该粒子带两个单位负电荷,且n=8,说明原子的最外层电子数为6,是硫元素原子形成的阴离子,则该粒子的符号为S2-,故B正确;若m n<10,说明核电荷数小于核外电子数,则该粒子是一个阴离子,故C正确;若m n=10,说明核电荷数等于核外电子数,则该粒子一定是原子,故D正确。
11.核内中子数为N的离子R2+,质量数为A,则n g它的氧化物中所含质子的物质的量为 (　 　)
A.(A N+8) mol
B.(A N+10) mol
C.(A N+2) mol
D.(A N+6) mol
A
解析:核内中子数为N的R2+的质量数为A,则R2+的质子数为AN,其氧化物为RO,所含质子数为A N+8;n g RO的物质的量为 mol,故所含质子的物质的量为 mol×(A N+8)=(A N+8) mol。
12.X和Y是核电荷数在1~20的两种元素,X原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列说法一定正确的是(　 　)
A.X、Y都是非金属元素
B.Y元素对应的离子结构示意图为
C.X与Y所能形成的化合物都是酸性氧化物
D.与Y元素对应的离子具有相同电子总数的粒子可以为K+
A
解析:Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Y是O;X原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,由于最外层最多排布8个电子,则有2n+1≤8(n为正整数),则n为2或3,则X可能是N或Cl。
13.(12分)以下是四种粒子的结构示意图。
请按要求回答问题:
(1)上述粒子中其单质既能与酸反应又能与碱反应的元素是__(填字母),将其加入NaOH溶液中反应的离子方程式为_________________________ _____________________。
解析:四种粒子按A~D的顺序依次是C、Cl、Na+、Al3+,其中单质既能与酸反应又能与碱反应的元素为Al,Al能与NaOH溶液反应生成H2。
(2)C单质与水发生反应的离子方程式为____________________________。
解析:Na能与水反应产生H2。
D
2Al+2OH-+6H2O
2[Al(OH)4]-+3H2↑
2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑
(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是____,用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因:____________ ________________________。
解析:电子层结构与Na+相同的原子为Ne,其最外层已达到8电子稳定结构,故化学性质稳定。
10
该原子最外层已达到8电子稳定结构
(4)在核电荷数为1~10的元素中,列举两个与C的电子层结构相同的离子,写出离子的符号:____________________。
解析:在核电荷数为1~10的元素中,氧原子的核外共有8个电子,其最外层上是6个电子,氧原子得到2个电子后形成的O2-与C的电子层结构相同;氟原子的核外共有9个电子,其最外层上是7个电子,氟原子得到1个电子后形成的F-与C的电子层结构相同。
O2-、F-(答案不唯一)
14.(12分)回答下列问题。
(1)某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半,该原子的结构示
意图是 。
解析:某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半,该原子是P,P
是15号元素,原子核外有15个电子,原子结构示意图是 。
(2)某种粒子有1个原子核,核中有17个质子,20个中子,核外有18个电子,该粒子的化学符号是______。
解析:某种粒子有1个原子核,核中有17个质子,20个中子,质量数是37,核外有18个电子,表示氯离子,该粒子的化学符号是Cl-。
Cl-
(3)某粒子A的结构示意图为 。
①若x=8,则此阴离子与图中核外电子排布相同、带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是______。
解析:当x=8时,核内质子数小于核外电子数,该阴离子是氧离子,与氧离子核外电子排布相同、带一个正电荷的阳离子为Na+,两者形成一种常见化合物的化学式是Na2O。
Na2O
②1 mol粒子A含有10 mol电子,下列粒子各1 mol,也含有10 mol电子的有____________________。
CH4　H2O2　HF　Al3+　Cl-　N
解析:C原子含有6个电子,H原子中含有1个电子,CH4共含有10个电子;H原子中含有1个电子,O原子中含有8个电子,H2O2共含有18个电子;H原子中含有1个电子,F原子含有9个电子,HF共含有10个电子;Al原子含有13个电子,Al失去3个电子形成Al3+,Al3+含有10个电子;Cl原子含有17个电子,Cl得到1个电子形成Cl-,Cl-含有18个电子;N原子含有7个电子,H原子中含有1个电子,N带有1个正电荷,所以N含有10个电子。
CH4、HF、Al3+、N
③若A的阳离子为An+且质量数为a,则其质子数为________;中子数为________。(用含有a、n的代数式表示)
解析:A失去n个电子形成An+,An+含有10个电子,则A中含有10+n个电子,核外电子数等于质子数,所以质子数为10+n;中子数+质子数=质量数,所以中子数为a(10+n)=a10n。
10+n
a 10 n
Thank you
本课结束第四章　物质结构　元素周期律
第一节　原子结构与元素周期表
第1课时　原子结构
1.宏观辨识与微观探析:了解原子的表示方法,掌握有关质量数、质子数、中子数、电子数的相关计算。2.证据推理与模型认知:能理解、描述和表示原子结构和核外电子排布的模型,并应用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质。
知识点一　原子结构
1.原子结构
原子
关系:核电荷数=质子数=核外电子数(原子呈电中性)。
2.质量数
(1)概念:如果忽略电子的质量,将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,常用A表示。
(2)质量数、质子数和中子数间的关系
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
(3)原子的表示方法
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子呈电中性是因为中子不带电。(　×　)
(2)质子数相同的粒子一定属于同一种元素。(　×　)
(3)相对原子质量就是质量数。 (　×　)
(4)粒子中的质子数与核外电子数一定相等。 (　×　)
(5)某种氧原子的中子数是10,则其质量数是18,核外电子数是8。(　√　)
粒子中的电性关系
(1)分子或原子:质子数=核外电子数。
(2)阳离子Xn+:质子数=核外电子数+n。
(3)阴离子Xn-:质子数=核外电子数-n。
1.下列模型能表示碳-14原子结构的是 (　C　)
解析:碳-14原子中含有6个质子,6个电子,8个中子,符合的是C。
2.镭(Ra)是一种天然放射性元素,其衰变反应式:RaRn+X。下列说法错误的是(　B　)
A.Ra的质子数为88
B.226Ra的中子数为226
C.Rn的核外电子数为86
D.X表示的粒子为He
解析:Ra的质子数为88,A正确;226Ra的中子数应为质量数-质子数,即226-88=138,B错误;Rn的核外电子数=质子数=86,C正确;在衰变反应中满足质量数守恒,则X的质量数为226-222=4,质子数=88-86=2,X应为He,D正确。
3.某+2价阳离子含24个电子,它的质量数为56,则该离子核内中子数是(　B　)
A.24　　　 B.30　　　
C.32　　　 D.34
解析:该元素原子核外电子数为24+2=26,即质子数为26,故该离子核内中子数为56-26=30。
知识点二　原子核外电子排布
1.电子层
(1)概念:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子 层由内 到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
2.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里,即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8(K层为最外层时不能超过2)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18。
(3)原子结构的表示方法
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)在多电子原子里,电子的能量不完全相同。(　√　)
(2)能量高的电子在离核近的区域内运动。 (　×　)
(3)原子的次外层电子数都是8。 (　×　)
(4)K的原子结构示意图能写成。 (　×　)
(5)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子。 (　×　)
(1)通常把最外层有8个电子(K层为最外层时只有2个电子)的结构,称为相对稳定结构。
(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8的限制,其原子结构示意图为而不是。
1.下列叙述正确的是 (　B　)
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.某原子K层上只有一个电子
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排有18个电子
解析:在多电子原子中,电子的能量越低,运动区域离核越近,电子的能量越高,运动区域离核越远,A错误;氦为稀有气体元素,其原子最外层只有2个电子,C错误;由原子核外电子的排布规律可知,M层最多排18个电子,但其作为最外层时,最多可排8个电子,D错误。
2.如图是某种元素的原子结构示意图,下列说法不正确的是(　C　)
A.该原子易得两个电子而形成稳定结构
B.该原子的核电荷数为16
C.“+”表示该原子带正电
D.该原子的第二层电子数为8
解析:该原子最外层有6个电子,易得到2个电子而形成8电子稳定结构,A正确;由原子结构示意图可知,该原子的核电荷数为16,B正确;原子不带电荷,“+”表示该原子核内的质子带正电,C错误;由原子结构示意图可知,该原子的第二层电子数为8,D正确。
3.粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。根据粒子结构示意图:、、,下列判断正确的是(　C　)
A.它们都带有电荷
B.它们原子的核外电子数相同
C.它们都具有稳定结构
D.它们表示同一种元素
解析: 中质子数比电子数少2个,是阴离子, 中质子数与电子数相等,是原子, 中质子数比电子数多2个,是阳离子,A、B错误;它们都达到最外层8电子稳定结构,C正确。
等电子的分子或离子
(1)利用元素排布寻找“10电子”粒子的方法
(2)利用元素排布寻找“18电子”粒子的方法
1.已知某单原子离子的质子数,则可确定的是(　C　)
A.中子数 B.质量数
C.核电荷数 D.相对原子质量
解析:根据题目条件,无法确定中子数,也无法确定质量数,故A、B错误;质子数=核电荷数,故可以确定核电荷数,故C正确;由于不知中子数,故无法确定相对原子质量,故D错误。
2.我国科学家通过氟俘获质子的突破反应HCa)揭示了宇宙中第一代恒星中的钙元素的起源之谜。下列说法正确的是 (　B　)
A.19F的质子数是19
B.19F与20Ne原子的中子数相等
C.该过程发生了化学变化
D.钙原子K层与L层电子数相等
解析:氟是9号元素,则其质子数为9,19是其质量数,A错误;19F的中子数=19-9=10,20Ne的中子数=20-10=10,两者相等,B正确;核反应涉及原子核变化,不属于化学变化,C错误;钙原子(原子序数为20)的电子层分布为K(2)、L(8)、M(8)、N(2),K层与L层电子数不等,D错误。
3.某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍,此元素是(　B　)
A.氟　　　 B.氧
C.氮　　　 D.碳
解析:根据原子核外电子的排布规律可知其核外电子排布为,该元素是氧元素。
4.观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图,回答有关问题。
(1)上述结构示意图中,表示离子的是O2-、Mg2+(填离子符号),表示原子的是Ne、Na、Cl(填原子符号)。
(2)B、C、E三种粒子中性质最稳定的是Ne(填粒子符号,下同),最容易失去电子的是Na,最容易得到电子的是Cl。
(3)写出核电荷数在1~18的元素中符合下列条件的粒子符号,并画出其结构示意图。
①某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍: 。
②某元素原子L层上的电子数为K层的一半: 。
③某元素原子得到2个电子后形成电子总数与氩原子的电子总数相同的离子: 。
解析:A、B、C、D、E分别是O2-、Ne、Na、Mg2+、Cl。(1)题干结构示意图中,表示离子的是O2-、Mg2+,表示原子的是Ne、Na、Cl。(2)最外层电子达到稳定结构时该粒子性质最稳定,所以B、C、E三种粒子中性质最稳定的是Ne;最外层电子数越少,越容易失电子,最易失电子的是Na;最外层电子数越多(但小于8),越容易得电子,最易得电子的是Cl。(3)①某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍,核外电子数是2+4=6,该元素是C,原子结构示意图为。②某元素原子L层上的电子数为K层的一半,核外电子数是2+1=3,该元素是Li,原子结构示意图为。③某元素原子得到2个电子后形成电子总数与氩原子的电子总数相同的离子,则质子数为18-2=16,该元素原子是S,离子结构示意图为。
课时作业20
(总分:60分)
(选择题1~12题,每题3分,13~14题,每题12分)
1.稀土元素铕(Eu)常用于制造电视荧光屏、激光材料等。下列关于Eu的说法不正确的是 (　C　)
A.质子数为63 B.中子数为89
C.核外电子数为215 D.质量数为152
解析Eu的质子数为63,A正确;铕的质子数为63,质量数为152,则中子数为152-63=89,B正确;铕的质子数为63,则铕原子的核外电子数为63,C不正确;从Eu可以看出,其质量数为152,D正确。
2.硒元素具有防癌作用,如图为硒元素原子结构示意图,下列说法错误的是(　C　)
A.硒的质子数为34
B.x的数值为18
C.硒的质量数为78.96
D.硒在化学反应中较易得电子
解析:根据题图可知,硒的质子数为34,A正确;x=34-2-8-6=18,B正确;信息中的78.96为相对原子质量,而非质量数,C错误;硒最外层有6个电子,容易得到电子,D正确。
3.下列说法不符合原子核外电子排布基本规律的是(　D　)
A.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上
B.K层是能量最低的电子层
C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18
D.各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2
解析:K层离核最近,能量最低,B正确;次外层电子数不超过18,C正确;各电子层(n)最多可容纳的电子数为2n2,D错误。
4.下列各组粒子中,具有相同质子数和电子数的一组是 (　B　)
A.H2O、OH- B.Na+、H3O+
C.H2S、Cl- D.F-、Ne
解析:H2O、OH-的质子数分别为10、9,质子数不相同,A不符合题意;Na+、H3O+的质子数都为11,电子数都为10,B符合题意;H2S、Cl-的质子数分别为18、17,C不符合题意;F-、Ne的质子数分别为9、10,D不符合题意。
5.如图为多电子原子的电子层模型示意图。下列有关描述不正确的是 (　A　)
A.K层电子的能量高于L层
B.最多可容纳2个电子的电子层一定是K层
C.L层最多能容纳8个电子
D.原子由原子核与核外电子构成
解析:离核越近,能量越低,故K层电子的能量低于L层,A错误;最多可容纳2个电子的电子层一定是K层,B正确;由核外电子排布规律可知,每一层最多排布的电子数为2n2(n为电子层序数),故第二层即L层最多能容纳8个电子,C正确;原子由原子核与核外电子构成,D正确。
6.有三种电子层结构均相同的粒子A3+、B和C2-,它们的质子数分别为x、y、z,它们的质子数关系正确的是 (　B　)
A.x+3=z-2 B.x-3=z+2
C.x=y=z D.x解析:A3+、B和C2-的电子层结构相同,说明其核外电子总数相等;由于它们的质子数分别为x、y、z,则有x-3=y=z+2。
7.在离子R中,共有x个核外电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数为 (　B　)
A.A-x+n+48 B.A-x+n+24
C.A-x-n-24 D.A+x-n-24
解析:O原子的核外电子数和质子数均为8,则R原子的质子数为x-n-3×8=x-n-24。已知R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数为A-x+n+24。
8.X、Y、Z为核电荷数在1~18的三种元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,Y原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍,Z原子的次外层电子数是最外层电子数的4倍。X、Y、Z三种元素可能的组合是(　A　)
A.C、Si、Mg B.Li、C、Mg
C.C、Mg、Li D.C、O、Mg
解析:核电荷数在1~18的元素中,最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素是C,次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素是Li和Si,次外层电子数是最外层电子数的4倍的元素是Mg,故A项符合题意。
9.下列说法正确的是 (　C　)
A.某粒子核外电子排布为2、8、8结构,则该粒子一定是氩原子
B.最外层电子达到稳定结构的粒子只能是稀有气体的原子
C.F-、Na+、Al3+是与氖原子具有相同电子层结构的离子
D.某元素原子的最外层只有2个电子,则该元素一定是金属元素
解析:A项,某粒子核外电子排布为2、8、8结构,不一定是氩原子,可能是Cl-、K+等,错误;B项,最外层电子达到稳定结构的粒子不一定是稀有气体的原子,也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子,错误;C项,F-、Na+、Al3+都有2个电子层,第一层上有2个电子,第二层上有8个电子,与氖原子电子层结构相同,正确;D项,原子的最外层只有2个电子,该元素不一定是金属元素,也可能是He,错误。
10.某粒子(原子或离子)的结构示意图如图所示,下列说法错误的是 (　A　)
A.若n=8,则该粒子所对应元素的符号一定为Ar
B.若该粒子带两个单位负电荷,且n=8,则该粒子的符号为S2-
C.若m-n<10,则该粒子是一个阴离子
D.若m-n=10,则该粒子一定是原子
解析:若n=8,则该粒子所对应元素的符号不一定为Ar,可能是K+、Ca2+等,故A错误;若该粒子带两个单位负电荷,且n=8,说明原子的最外层电子数为6,是硫元素原子形成的阴离子,则该粒子的符号为S2-,故B正确;若m-n<10,说明核电荷数小于核外电子数,则该粒子是一个阴离子,故C正确;若m-n=10,说明核电荷数等于核外电子数,则该粒子一定是原子,故D正确。
11.核内中子数为N的离子R2+,质量数为A,则n g它的氧化物中所含质子的物质的量为 (　A　)
A.(A-N+8) mol
B.(A-N+10) mol
C.(A-N+2) mol
D.(A-N+6) mol
解析:核内中子数为N的R2+的质量数为A,则R2+的质子数为A-N,其氧化物为RO,所含质子数为A-N+8;n g RO的物质的量为 mol,故所含质子的物质的量为 mol×(A-N+8)=(A-N+8) mol。
12.X和Y是核电荷数在1~20的两种元素,X原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。下列说法一定正确的是 (　A　)
A.X、Y都是非金属元素
B.Y元素对应的离子结构示意图为
C.X与Y所能形成的化合物都是酸性氧化物
D.与Y元素对应的离子具有相同电子总数的粒子可以为K+
解析:Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Y是O;X原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,由于最外层最多排布8个电子,则有2n+1≤8(n为正整数),则n为2或3,则X可能是N或Cl。
13.(12分)以下是四种粒子的结构示意图。
请按要求回答问题:
(1)上述粒子中其单质既能与酸反应又能与碱反应的元素是D(填字母),将其加入NaOH溶液中反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑。
(2)C单质与水发生反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。
(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是10,用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因:该原子最外层已达到8电子稳定结构。
(4)在核电荷数为1~10的元素中,列举两个与C的电子层结构相同的离子,写出离子的符号:O2-、F-(答案不唯一)。
解析:(1)四种粒子按A~D的顺序依次是C、Cl、Na+、Al3+,其中单质既能与酸反应又能与碱反应的元素为Al,Al能与NaOH溶液反应生成H2。(2)Na能与水反应产生H2。(3)电子层结构与Na+相同的原子为Ne,其最外层已达到8电子稳定结构,故化学性质稳定。(4)在核电荷数为1~10的元素中,氧原子的核外共有8个电子,其最外层上是6个电子,氧原子得到2个电子后形成的O2-与C的电子层结构相同;氟原子的核外共有9个电子,其最外层上是7个电子,氟原子得到1个电子后形成的F-与C的电子层结构相同。
14.(12分)回答下列问题。
(1)某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半,该原子的结构示意图是。
(2)某种粒子有1个原子核,核中有17个质子,20个中子,核外有18个电子,该粒子的化学符号是Cl-。
(3)某粒子A的结构示意图为。
①若x=8,则此阴离子与图中核外电子排布相同、带一个正电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学式是Na2O。
②1 mol粒子A含有10 mol电子,下列粒子各1 mol,也含有10 mol电子的有CH4、HF、Al3+、N。
CH4　H2O2　HF　Al3+　Cl-　N
③若A的阳离子为An+且质量数为a,则其质子数为10+n;中子数为a-10-n。(用含有a、n的代数式表示)
解析:(1)某元素原子M层电子数是K、L层电子数之和的一半,该原子是P,P是15号元素,原子核外有15个电子,原子结构示意图是。(2)某种粒子有1个原子核,核中有17个质子,20个中子,质量数是37,核外有18个电子,表示氯离子,该粒子的化学符号是Cl-。(3)①当x=8时,核内质子数小于核外电子数,该阴离子是氧离子,与氧离子核外电子排布相同、带一个正电荷的阳离子为Na+,两者形成一种常见化合物的化学式是Na2O。②C原子含有6个电子,H原子中含有1个电子,CH4共含有10个电子;H原子中含有1个电子,O原子中含有8个电子,H2O2共含有18个电子;H原子中含有1个电子,F原子含有9个电子,HF共含有10个电子;Al原子含有13个电子,Al失去3个电子形成Al3+,Al3+含有10个电子;Cl原子含有17个电子,Cl得到1个电子形成Cl-,Cl-含有18个电子;N原子含有7个电子,H原子中含有1个电子,N带有1个正电荷,所以N含有10个电子。③A失去n个电子形成An+,An+含有10个电子,则A中含有10+n个电子,核外电子数等于质子数,所以质子数为10+n;中子数+质子数=质量数,所以中子数为a-(10+n)=a-10-n。

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