第6讲 原子结构和化学键

第6讲原子结构和化学键一、原子组成1．电量关系在呈电中性的原子中：核电荷数= __________= __________= __________在阳离子中：质子数______核外电子数在阴离子中：质子数______核外电子数2．质量关系质量数是将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值。

由于一个质子和一个中子相对质量取整数值时均为1，所以：质量数（A）=二、概念辨析元素包括2．同位素的性质：①在天然存在的某种元素中，各种同位素原子个数百分含量（也叫元素的丰度）一般是不变的。

②同一种元素的各种同位素原子的化学性质______________，因为各同位素原子结构几乎相同（除中子数）。

但由不同的同位素构成的物质，其物理性质不同。

例如，H2的沸点是-252.4℃，D2为-249.3℃，T2为-248.0℃。

③某元素同位素可形成3种分子量不同的双原子分子，则该元素有_____种同位素。

三、核外电子排布规律要求掌握前18号元素的原子和简单离子的核外电子排布。

N Si Na+ Al3+四、微粒半径大小的比较1．同周期，从左向右，随核电荷数的递增，原子半径________，到稀有气体原子半径突然增大。

2．同主族，从上向下，随电子层数递增，原子半径、离子半径__________。

3．同种元素的不同微粒，核外电子数越多，半径_______，即：阳离子半径＜原子半径、阴离子半径＞原子半径。

4．核外电子层结构相同的不同微粒，核电荷数（即质子数）越多，对电子的吸引力越强，微粒半径________。

例1．已知短周期元素的离子a A2＋、b B＋、c C3－、d D－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是A．原子半径A＞B＞D＞C B．原子序数d＞c＞b＞aC．离子半径C＞D＞B＞A D．单质的还原性A＞B＞D＞C五、电子层结构相同的微粒电子层结构相同指_______________________________________________相同。

若已知a A m+和b B n-（如12Mg2+和8O2-）电子层结构相同，则有关核外电子总数的关系、原子序数之间的关系、原子半径的关系、离子半径的关系、在周期表中的位置关系、主族关系等都能推导出。

电子层结构相同的离子包含了原子结构知识、半径的比较、在周期表中的位置等内容，因此要熟练掌握有关电子层结构相同的离子知识。

熟记常见的10e-和18e-的简单和复杂微粒。

10e-微粒：18e-微粒：例2．通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。

请回答：（1）用化学符号表示下列4种微粒：A：、B ：、C：、D ：。

（2）写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：。

例3．（09北京）甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。

甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。

下列推断合理的是A．某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键C．丙中含有第2周期IV A族的元素，则丙一定是甲烷的同系物D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有－1价的元素六、化学键：使离子或原子相结合的强烈的相互作用力称为化学键七、分子间作用力、氢键1．分子间作用力把分子聚集在一起的作用力叫分子间作用力，又称范德华力。

分子间作用力的实质是电性引力，其主要特征有：①广泛存在于分子间；②只有分子间充分接近时才存在分子间的相互作用力，如固态和液态物质中；③分子间作用力的强度远远小于化学键；④由分子构成的物质，其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。

2．氢键ArrayF、O、N等原子因为吸引电子的能力很强，H－F（O、N）键的极性很强，共用电子对强烈的偏向F（O、N）原子，H原子几乎成为“裸露”的质子。

这个半径很小、带部分正电荷的H核，与另一个HF（H2O、NH3）分子带部分负电荷的F（N、O）原子相互吸引。

这种静电吸引的作用就是氢键。

乙醇、蛋白质中存在氢键。

3．物质沸点递变规律①组成和结构相似的物质，随相对分子质量增大，分子间作用力增大，沸点升高；如同系物随相对分子质量增大，沸点升高。

②同分异构体中支链越多，沸点越低。

③分子间形成氢键的物质沸点升高；如相对分子质量相近的醇和烷烃相比，醇的沸点远远高于烷烃。

这是由于醇分子中羟基的氧原子与另一醇分子中羟基的氢原子间存在氢键。

相对来说，醇分子中羟基越多，氢键数目越多，醇沸点越高。

（如乙醇的沸点是78.5o C，乙二醇的沸点是197.3o C，丙三醇的沸点是259 o C。

）注意：氢键的存在还影响物质在水中的溶解性。

如甲醇、乙醇和丙醇均可与水以任意比例混溶，这是因为甲醇、乙醇、丙醇与水形成了氢键。

【参考练习】1．下列叙述正确的是A．1H和2H是不同的核素，通过化学变化可实现其相互转化B．14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等B．16O和18O属于同一种元素，16O 2与18O 2互为同位素D．13153I与12753I的化学性质相同，物理性质也相同2．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成的H m X 分子，在a g H m X 分子中含质子的物质的量是A ．a A+m (A-N+m) molB ．a A(A-N) mol C ． a A+m ( A-N) mol D ．a A(A-N+m) mol3．已知元素R 的某种同位素的氯化物RCl X 为离子化合物，其中该元素的微粒（R X ＋）核内中子数为Y ，核外电子数为Z ，则该同位素的符号是A ．R Y ZB ．R Z Y Z +C ．R Z Y X Z ++D ．R X Z Y X Z +++4．下列指定微粒的个数比为2：1的是A ．Be 2+离子中的质子和电子B ．21H 原子中的中子和质子C ．NaHCO 3晶体中的阳离子和阴离子D ．BaO 2（过氧化钡）固体中的阴离子和阳离子5．氢元素与其他元素形成的二元化合物称为氢化物，下面关于氢化物的叙述正确的是A ．一个D 2O 分子所含的中子数为8B ．NH 3的结构式为C ．HCl 的电子式为D ．热稳定性：H 2S ＞HF6．下列叙述不正确的是A ．C 2H 2、H 2C 2O 4 、H 2O 2和都是含有非极性键的共价化合物，而Na 2O 2则是含有非极性键的离子化合物B ．SiCl 4、H 2S 、BF 3、PCl 5、HCHO 、XeF 2、CS 2等分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的只有2种C ．乙醇的沸点比丙烷高，是由形成氢键导致的D ．干冰和氯化铵分别受热变成气体克服的作用力属于同种类型，HCl 和NaCl 在水中都电离出Cl - 所克服的粒子间相互作用也相同7． X 、Y 均为元素周期表中前20号元素，其简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是A ．由m X a ＋与n Y b －得m ＋a=n －bB ．X 2－的还原性一定大于Y －C ．X 、Y 一定不是同周期元素D ．若X 的原子半径大于Y ，则气态氢化物的稳定性H m X 一定大于H n Y8．已知A 、B 是第一周期以外的短周期元素，它们可以形成离子化合物A m B n 。

在此化合物中，所有离子均能形成稀有气体原子的稳定结构。

若A 的核电荷数为a ，则B 的核电荷数不可能．．．是 A ．a+8–m –n B ．a+18–m –n C ．a+16–m –n D ．a –m –n9．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：A．X、Y元素的金属性X<YB．一定条件下，Z单质与W的常见单质直接生成ZW2C．Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水D．一定条件下，W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来10．科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3（如下图所示）。

已知该分子中N-N-N键角都是108.1°，下列有关N(NO2) 3的说法正确的是A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键B．分子中四个氮原子共平面C．该物质既有氧化性又有还原性D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子11．X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。

X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15；X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状态下的密度为0.76g • L 1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的12。

下列说法正确的是A．原子半径：W>Z>Y>X>MB．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物C．由X元素形成的单质不止一种D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键12．下列叙述正确的是A．乙酸与丙二酸互为同系物B．不同元素的原子构成的分子只含极性共价键C．23592U和23892U是中子数不同质子数相同的同种核素D．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构参考答案：例1．C例2．（1）H2O、NH3、NH4+、OH－（2）Al3++3NH3+3H2O == Al(OH)3 ↓+3NH4+（或Mg2＋＋2NH3＋2H2O = Mg(OH)2↓＋2NH4＋）例3．D1．B 2．A 3．D 4．A 5．B 6．D 7．B 8．B 9．D 10．C 11．C 12．D13．（1）K、Cl、S （2）HCl（3）F2（4）H2S（5）H2O2(或PH3) （6）C2H6。