原子结构知识内容导引及考题探析

默然好 2011-02-26

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原子结构知识内容导引及考题探析

俞志英

一. 知识内容导引

1. 几个量间的代数关系（）

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

质子数=核电荷数=原子序数=原子的核外电子数

离子的电荷数=质子数-核外电子数

2. 核素和同位素

（1）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。如（H）、是氢元素的三种核素。

（2）同位素：

要点：同��质子数相同，异��中子数不同，微粒��核素（即原子）。

特点：同种元素的不同核素的化学性质几乎完全相同；自然界稳定核素的原子个数百分数不变。

注意：<1>同种元素的核素可组成不同的单质或化合物，如和是两种不同的物质；<2>同位素是同一元素不同核素间的互称，不指具体的原子。

3. 相对原子质量的涵义

（1）相对原子质量无单位。

（2）核素的相对原子质量：是以一个原子质量的作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的数值。

（3）元素的相对原子质量：是按该元素的各种天然核素的原子个数百分比与其相对原子质量的乘积之和。元素周期表中的相对原子质量就是指元素的相对原子质量。

4. 核外电子排布规律

（1）核外电子是由里向外，分层排布的。

（2）各电子层最多容纳的电子数为个；最外层电子数不得超过8个，次外层电子数不得超过18个，倒数第三层电子数不得超过32个。

（3）以上几点的相互联系。

核外电子排布规律是书写结构示意图的主要依据。

5. 原子结构示意图和离子结构示意图

注意：<1>要能熟练地书写1~20号元素的原子和离子结构示意图。

<2>要能正确区分原子结构示意图和离子结构示意图（通过比较核内质子数和核外电子数）

6. 微粒半径大小的比较规律

（1）同周期元素（稀有气体除外）的原子半径随原子核电荷数的递增逐渐减小。

（2）同主族元素的原子半径和离子半径随着原子核电荷数的递增逐渐增大。

（3）电子层结构相同的离子，核电荷数越大，则半径越小。

（4）同种元素的微粒半径：阳离子<原子<阴离子。

（5）稀有气体元素的原子半径大于同周期元素原子半径。

（6）电子层数多的阴离子半径一定大于电子层数少的阳离子半径，但电子层数多的阳离子半径不一定大于电子层数少的阴离子半径。

二. 考题分类探析

1. 有关微粒质量数、质子数、中子数和电子数之间关系的考查

例1. 2001年我国科学家巧妙合成了某超重元素的一种新核素，并在世界上首次确认了缓发裂变先驱核。根据以上信息回答下列问题：

（1）的中子数为（）

A. 105 B. 154 C. 259 D. 364

（2）的中子数和电子数的差值为（）

A. 105 B. 154 C. 49 D. 259

解析：由原子的组成符号可知，该核素的质量数为259，质子数为105，则中子数，故（1）的正确答案是B项。又原子的核外电子数=质子数=105，则核内中子数与核外电子数之差为，所以（2）的正确答案是C项。

本题要求熟悉有关微粒质量数、质子数、中子数和电子数之间的关系。这种题型通常为“新信息+数的关系”。

2. 有关同位素的概念及计算的考查

例2. 人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种核素应表示为（）

A. B. C. D.

解析：此题考查的知识点为同位素原子的表示方法，即所代表的意义。因氦元素的原子序数为2，即可直接得出正确答案为B项。

3. 有关相对原子质量概念辨析的考查

例3. 设某元素的一种核素其原子核内的质子数为m，中子数为n，则下列论述中正确的是（）

A. 不能由此确定该元素的相对原子质量

B. 这种核素的相对原子质量为

C. 若碳原子的质量为w g，则此原子的质量为

D. 与相对原子质量之比为

解析：元素的相对原子质量和核素的相对原子质量是两个不同的概念，要计算元素的相对原子质量，必须知道其各种核素的相对原子质量和原子个数百分数，否则无法求解，故选项A正确。质子数（m）与中子数（n）之和应为质量数，而不是相对原子质量，故选项B错误。由相对原子质量的数学表达式可知，某原子的质量原子质量×该原子的相对原子质量，故选项C错误。相对原子质量的近似整数值为12，而该核素相对原子质量的近似整数值为，因此选项D正确。故正确答案为A、D项。

4. 有关微粒半径大小比较的考查

例4. X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素，Z和Y两元素的原子核外电子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是（）

A. X>Y>Z B. Y>X>Z

C. Z>X>Y D. Z>Y>X

解析：对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小。X元素的阳离子半径大于Y，故核电荷数应是Y>X。Z和Y的电子层数相同，则它们在同一周期，随着核电荷数的递增，原子半径逐渐减小，又Z的原子半径小于Y，则核电荷数Z>Y。因此，X、Y、Z三种元素原子序数的大小关系应是Z>Y>X。故正确答案为D项。

5. 有关原子结构特点的考查

例5. 根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是（）

A. K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等

B. L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

C. L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

D. M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

解析：K层电子数为奇数的元素只有氢元素，其所在族的序数与其原子的K层电子数相等，故A项正确；L层电子数为奇数的所有元素包括：Li、B、N、F，其所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，故B项也正确；对于C选项，L层电子数为偶数的所有元素包括：第2周期的Be、C、O、Ne及第3、4、5、6、7周期中的所有元素，其中Ne及第3、4、5、6、7周期中的所有元素所在族的序数与其原子的L层电子数不相等，不正确；同理可知D选项正确。故正确答案为C项。