原子结构与化学键考点探究

李长颖

考点一、原子的组成和结构1.元素符号周围各数字的含义2.微粒中各粒子间的数量关系（1）质子数（Z）=核电荷数=核外电子数，（2）质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），（3）阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数，（4）阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数.3.元素、核素、同位素、同素异形体的区别（1）同素异形体同种元素形成的不同单质，比如白磷与红磷，石墨、金刚石和C60，O2与O3等.（2）元素、核素、同位素（3）适用范围元素核素同位素同素异形体适用范围宏观原子原子之间单质间例113153I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中13153I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏.下列有关13153I的叙述中错误的是（

）.A.13153I的化学性质与12753I相同

B.13153I的原子序数为53C.13153I的原子核外电子数为78

D.13153I的原子核内中子数多于质子数解析 A选项同位素化学性质相同，13153I的原子序数为53，核外电子数为53，B正确，C错误，D选项考查中子数的计算，13153I的中子数为78，多于质子数，D正确.答案：C 例2下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是（

）.A.37Cl与39K具有相同的中子数

B.第114号元素的一种核素298114X与82Pb具有相同的最外层电子数C.H3O+与OH-具有相同的质子数和电子数

D.O2-2和S2-具有相同的质子数和电子数解析 37Cl的中子数为20，39K的中子数为20；原子序数为114的元素位于第七周期第ⅣA族，与Pb处于同主族，最外层电子数相等.H3O+的质子数和电子数分别为11、10，OH-的质子数和电子数分别为9、10；O2-2的质子数为16、电子数为18，S2-的质子数为16、电子数为18.答案：C 考点二、短周期元素原子核外电子排布的特殊性1～18号元素原子结构的特点归纳（1）原子核中无中子的原子：11H.（2）最外层有1个电子的元素：H、Li、Na.（3）最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He.（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar.（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层3倍的元素：O；是次外层4倍的元素：Ne.（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al.（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be.（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si.（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P.例3短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大，元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍.下列说法错误的是（

）.A.元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构B.元素X与氢形成的原子比为1∶1的化合物有很多种C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2解析本题考查物质结构、元素周期律的知识，意在考查考生对物质结构的推理能力、元素周期律的应用能力.首先根据题意，推断出W是Li，X是C，Y是Al，Z是S.A项，LiCl中的Li不满足8电子稳定结构，故A错误；B项，碳元素和氢元素可形成C2H2、C6H6、C8H8等多种化合物；C项，Al与强酸、强碱都能反应放出氢气；D项，碳元素和硫元素能形成CS2.答案：A例4短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为（a-b），L层电子数为（a+b），则X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是（

）.A.和水反应

B.和硫酸反应

C.和氢氧化钠反应

D.和氯气反应解析 Y原子M层电子数为（a-b），L层电子数为（a+b）=8，X元素的次外层电子数为b，最外层电子数为a，则b=2，a=6.即X为氧元素，Y为硅元素，二者形成的化合物为SiO2，它能和NaOH溶液反应生成Na2SiO3.答案：C 例5A、B、C、D 四种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8.A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半.则4种元素的元素符号依次是A，B，C，D.解析A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8=16，A为硫元素.D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是（2+8）×2=20，D为钙元素.根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素.答案：S Cl K Ca考点三、等电子粒子1.“10电子”的粒子分子离子一核10电子NeN3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+二核10电子HFOH-三核10电子H2ONH-2四核10电子NH3H3O+五核10电子CH4NH+410电子的粒子满足关系的一定是：NH+4+OH-△NH3↑+H2O2.“18电子”的粒子分子离子一核18电子ArK+、Ca2+、Cl-、S2-二核18电子F2、HClO2-2、HS-三核18电子H2S-四核18电子PH3、H2O2-五核18电子SiH4、CH3F、NH2OH-六核18电子N2H4、CH3OH-其他粒子C2H6、CH3NH2N2H+5、N2H2+63.其他等电子数的粒子“9电子”的粒子：-F、-OH、-NH2、-CH3（取代基）；“14电子”的粒子：Si、N2、CO；“2电子”的粒子：He、H-、Li+、Be2+、H2.4.质子数及核外电子总数均相等的粒子（1）Na+、NH+4、H3O+；（2）HS-、Cl-；（3）F-、OH-、NH-2；（4）N2、CO等.例6A+、B+、C-、D、E五种粒子（分子或离子）中，每个粒子均有10个电子，已知：①A++C-=D+E↑；②B++C-=2D.请回答：（1）分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式、.（2）除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式.（3）除A+、B+外，请再写出两种含10个电子的阳离子.解析本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口.依据已有的元素与化合物知识可知，10个电子的粒子中，原子有：Ne；阴离子有：N-3、O2-、F-、OH-、NH-2；阳离子有：Na+、Mg2+、Al3+、NH+4、H3O+；分子有：CH4、NH3、H2O、HF.根据题意有：①A++C-=D+E↑，推知A+应为NH+4，C-为OH-、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B++C-=2D，推知B+应为H3O+.答案：（1）NH+4+H2ONH3·H2O+H+H3O++NH3=NH+4+H2O（2）CH4、Ne（3）Na+、Mg2+例7下列各微粒：①H3O+、NH+4、Na+；②OH-、NH-2、F-；③O2-2、Na+、Mg2+；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是（

）.A.①②③

B.①②④

C.②③④

D.①③④解析①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10.答案：B考点四、化学键与物质类别的关系1.物质所含化学键类型的判断（1）只含共价键的物质：①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等.②不同非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等.（2）只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等.（3）既含有离子键又含有共价键的物质：如Na2O2、NH4Cl、NH4NO3、NaOH、Na2SO4等.（4）无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等.2.离子化合物和共价化合物的判断方法（1）根据构成化合物的粒子间是以离子键还是以共价键结合来判断：一般来说，活泼的金属原子和活泼的非金属原子间形成的是离子键，同种或不同种非金属原子间形成的是共价键.（2）根据化合物的类型来判断：大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物.（3）根据化合物的性质来判断：熔点、沸点较低的化合物（或SiO2、SiC等）是共价化合物；溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物；熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物是共价化合物.例8下列有关化学键的叙述，正确的是（

）.A.离子化合物中一定含有离子键

B.单质分子中均不存在化学键C.非金属元素组成的化合物中只含共价键

D.含有共价键的化合物一定是共价化合物解析有些单质分子，如Cl2，H2等存在共价键，B错误；由非金属元素组成的化合物中也可能含有离子键，如NH4Cl，C错误；含有共价键的化合物也可能属于离子化合物，如NaOH，D错误.答案：A 例9下列说法中正确的是（

）.A.KOH中含有离子键也含有共价键，属于离子化合物B.N2属于单质，不存在化学键C.MgCl2中既含有离子键，又含有共价键D.NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物解析N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物.答案：A例10短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大，A的单质是最轻的气体，A、C同主族，只有C是金属元素，B的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B、C的最外层电子数之和与D的最外层电子数相等.（1）C的原子结构示意图为.（2）化合物C2B2中阴、阳离子个数比为，其中含有的化学键类型为.（3）化合物CDB是家用消毒剂的主要成分，其水溶液显碱性.请用离子方程式说明该化合物溶液呈碱性的原因是.解析由题意可以推断，A是氢元素，B是氧元素，C与氢同族且为原子序数大于氧的短周期金属元素，故C是钠元素，由此可推知D是氯元素.C2B2是Na2O2，其中阴、阳离子个数比为1∶2，含有离子键与非极性共价键；CDB为NaClO，它是强碱弱酸盐，ClO-水解导致溶液呈碱性.答案：（1）（2） 1∶2 离子键、非极性共价键

（3）ClO-+H2OHClO+OH-（收稿日期：2015-08-10）