第15讲原子结构 化学键目录第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆第三部分：典型例题剖析高频考点1考查同位素与同素异形体的判断高频考点2 考查原子中各种微粒数目之间的关系与计算高频考点3 考查核外电子排布规律的理解与应用高频考点4 考查对化学键概念的理解及类型判断高频考点5 考查物质变化与作用力类型的判断高频考点6 考查化学用语的正误判断正文第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆知识点一原子结构与核素、同位素1．原子结构(1)原子的构成粒子eq原子\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子Z个——决定元素的种类,中子(A－Z)个\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(在质子数确定后,决定原子种类)))同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质))(2)微粒之间的等式关系1）质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；2）电性关系：①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；②阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数，如Mg2＋的核外电子数是10。③阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数，如Cl－的核外电子数是18。(3)微粒符号周围数字的含义【特别提醒】①原子中不一定都含有中子，如eq\o\al(1,1)H中没有中子。②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。③易失去1个电子形成＋1价阳离子的不一定是金属原子，如氢原子失去1个电子形成H＋。④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子，如Li＋为2个电子稳定结构。2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。②天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。(3)同位素的“六同三不同”(4)常见的重要核素及其应用核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)H(D)eq\o\al(3,1)H(T)eq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子(5)元素、核素、同位素的联系与区别①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。②不同核素可能具有相同的质子数，如eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的质量数，如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N。③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。3.相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的eq\f(1,12)的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。(2)元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。(3)核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。(4)元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。知识点二核外电子排布1．电子的运动特征运动速度很快，与宏观物体的运动有极大不同：不能同时确定速度和位置，不能描绘动轨迹。2.核外电子排布规律（1）能量规律：核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。（2）数量规律：①每层最多容纳的电子数为2n2个。②最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。③次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。【特别提醒】核外电子排布的几条规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。(2)最外层电子数与元素性质的关系①稀有气体元素原子最外层已排满8个电子(He排满2个)，既不易得到电子又不易失去电子，通常表现为0价。②金属元素原子最外层电子数一般小于4，常易失去最外层电子，形成8电子或2电子(如Li＋)稳定结构的阳离子，在化合物中显正化合价。③非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，易得到电子或形成共用电子对，达到最外层8电子稳定结构，在化合物中既显正价又显负价(F无正价)。3．原子结构示意图4．核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。5．常见的“10电子”、“18电子”粒子(1)常见的“10电子”粒子(2)常见的“18电子”粒子6．1～20号元素原子核外电子排布的特点与规律(1)原子核中无中子的原子：eq\o\al(1,1)H。(2)最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na、K；最外层有两个电子的原子：He、Be、Mg、Ca。(3)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的原子：O。(4)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；最外层电子数是电子层数2倍的原子：He、C、S；最外层电子数是电子层数3倍的原子：O。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、Si。(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。(7)与He原子电子层结构相同的离子有：H－、Li＋、Be2＋。(8)次外层电子数是其他各层电子总数2倍的原子：Li、Mg；(9)次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素：Be、S。7．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子。(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。知识点三化学键、分子间作用力和氢键（一）化学键1．化学键使离子相结合或原子相结合的作用力。根据成键粒子和粒子间的相互作用，可分为离子键和共价键。2.分类3．离子键与共价键(1)概念①离子键：带相反电荷离子之间的相互作用。②共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。(2)对比项目离子键共价键非极性键极性键概念带相反电荷离子之间的相互作用原子间通过共用电子对所形成的相互作用成键粒子阴、阳离子原子成键实质阴、阳离子间的静电作用共用电子对不偏向任何一方共用电子对偏向一方原子形成条件非金属性强的元素与金属性强的元素经得失电子，形成离子键同种元素原子之间成键不同种元素原子之间成键形成的物质 离子化合物如NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、ZnSO4、NaOH等非金属单质如H2、Cl2、N2等；某些共价化合物如H2O2或离子化合物如Na2O2共价化合物如HCl、CO2、CH4或离子化合物如NaOH、NH4Cl4．化学键类型的判断(1)从物质构成角度判断(2)从物质类别角度判断物质类别含化学键情况非金属单质，如Cl2、N2、I2、P4、金刚石等只有共价键非金属元素构成的化合物，如H2SO4、CO2、NH3、HCl、CCl4、CS2等活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如NaCl、CaCl2、K2O等只有离子键含有原子团的离子化合物，如Na2SO4、Ba(OH)2、NH4Cl、Na2O2等既有离子键又有共价键稀有气体，如Ne、Ar等没有化学键【特别提醒】①由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl键为共价键。②非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。③影响离子键强弱的因素是离子半径和所带电荷数：离子半径越小，离子所带电荷数越多，离子键越强，熔、沸点越高。③离子键中“静电作用”包括静电吸引和静电排斥，且二者达到平衡。5．电子式(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。(2)电子式的书写粒子的种类电子式的表示方法注意事项举例原子元素符号周围标有价电子价电子少于4时以单电子分布，多于4时多出部分以电子对分布阳离子单核离子符号右上方标明电荷Na＋多核元素符号紧邻铺开，周围标清电子分布用“[ ]”，并标明电荷阴离子单核元素符号周围合理分布价电子及所得电子用“[ ]”，右上方标明电荷多核元素符号紧邻铺开，合理分布价电子及所得电子相同原子不得加和，用“[ ]”，右上方标明电荷单质及化合物离子化合物用阳离子电子式和阴离子电子式组成同性不相邻，离子合理分布单质及共价化合物各原子紧邻铺开，标明价电子及成键电子情况原子不加和，无“[ ]”，不标明电荷(2)电子式书写常见的6大误区内容实例误区1漏写未参与成键的电子N2的电子式误写为，应写为误区2化合物类型不清楚，漏写或多写[ ]及错写电荷数NaCl误写为，应写为；HF误写为，应写为误区3书写不规范，错写共用电子对N2的电子式误写为或或误区4不考虑原子间的结合顺序HClO的电子式误写为，应写为误区5不考虑原子最外层有几个电子，均写成8电子结构CHeq\o\al(＋,3)的电子式误写为，应写为误区6不考虑AB2型离子化合物中2个B是分开写还是一起写CaBr2的电子式为；CaC2的电子式为(3)用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物：左边是原子的电子式，右边是离子化合物的电子式，中间用“―→”连接，相同的原子或离子不合并。如NaCl：。②共价化合物：左边是原子的电子式，右边是共价化合物的电子式，中间用“―→”连接。如HCl：。(4)陌生电子式书写方法①确定该物质是属于共价化合物还是离子化合物；②确定该物质中各原子的成键方式；③根据各原子最外层电子数和成键后各原子达到最外层8(或2)电子稳定结构的要求，分析各原子共用电子对的情况；④根据化合物类型、成键方式和原子稳定结构的分析，书写电子式。6.化学键与物质类别的关系1）离子化合物与共价化合物(1)离子化合物与共价化合物的比较项目离子化合物共价化合物定义含有离子键的化合物只含有共价键的化合物构成微粒阴、阳离子原子化学键类型一定含有离子键，可能含有共价键只含有共价键物质类别①强碱②绝大多数盐③金属氧化物个例：NaH、CaC2、Mg3N2①含氧酸②弱碱③非金属气态氢化物④非金属氧化物⑤极少数盐，如AlCl3⑥多数有机物(2)离子化合物和共价化合物的判断方法【特别提醒】熔融状态下能导电的化合物一定是离子化合物，水溶液中能导电的化合物不一定是离子