解题方法——[原子结构]--化学家园

解题方法——[原子结构]

原子结构
[内容综述]　

　　本期主要讲解电子云和电子亚层以及核外电子排布的有关知识。电子云：用统计的方法描述电子在原子核外出现的几率分布。电子亚层：每一个电子层中电子的能量也有所不同，能量由低到高依次为s、p、d、f。核外电子排布规律：由内向外；2n2规则；最外层不超过8e，次外层不超过18e，倒数第三层不超过32e；鲍林不相容原则；洪特规则等。

　　应用原子结构知识解决实际问题。根据原子结构知识可以定性判断：元素的金属性与

　　非金属性、原子是否达8e结构、微粒半径大小比较以及元素在周期表中的位置，从而推断元素的化学性质。根据原子结构知识也可以进行“质子数、中子数、电子数”等微观离子间的关系以及元素化合价、同位素原子形成物质的种类及化学式量的定量计算。

　　由同位素概念可以辨析同位素原子量、同位素近似原子量以及元素原子量和元素近似原子量等概念。

　　[要点讲解]

　　用原子结构知识推断元素及所形成物质的性质。

　　用R代表短周期元素，R原子最外层的p亚层上的未成对电子只有2个。下列关于R的描述正确的是：

　　A R的氧化物都能溶于水

　　B R的最高价氧化物所对应的水化物都是H2RO3

　　C R都是非金属元素

　　D R的氧化物都能与NaOH溶液反应

　　此题根据R的电子层结构特点可推知R元素在周期表中的位置（周期数=电子层；

　　最外层电子数=主族序数），从而判断元素及所形成化合物的性质。据R的最外层电子结构特点可推知R为ⅣA或ⅥA族元素，即C、Si、O、S 。由于CO、SiO2均不溶与水；S所对应的最高价氧化物的水化物是H2SO4；CO不能与NaOH溶液反应。故C选项正确。

　　有序思维计算同位素原子形成物质种类及式量。

　　例2．实验测定6.02×1023个由氕、氘、氚组成的氢分子的质量时所得数值可能有：

　　A 3种 B 4种 C 5种 D 6种

　　此题的关键是按照有序思维把三种氢原子进行两两组合得出其可能的组合方式，同时注意思维的严谨性 2H2与1H3H形成的氢分子种类不同但式量相同。答案C正确。

　　统一原则快速比较微粒半径

　　例3．将下列各组微粒半径由小到大排序：（1）Na，Si，P；（2）O2-，Mg2+，Al3+；（3）Ca，Ba，Ca2+ ；（4）Cl-，F，F- ；（5）Si，Pb ，Sn。

　　微粒半径比较原则：（1）阴离子半径大于其原子半径，阳离子半径小于其原子半径；（2）同主族元素原子半径由上到大依次增大，同周期元素原子半径从左至右依次减小；（3）具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小。

　　从以上比较规则不难看出，如果题目没有给出具体数据，则对于微粒半径的比较原则可以统一为：先看电子层数，层数越多半径越大；当层数相同时看核电荷数，核电荷数越大半径越小；当层数和核电荷数都相同时看核外电子数，核外电子数越多半径越大。依据此原则可得答案：（1）P<Si<Na；（2）Al3+　<Mg2+<O2-；（3）Ca2+<Ca<Ba2+　；（4）F<F-<Cl-；（5）Si　<Sn<Pb。

　　在巧解巧算中简约思维。

　　例4．硅元素有28Si、29Si、30Si三种同位素，硅的近似原子量为28.1，自然界中28Si的含量为92%，则29Si与30Si的原子个数比为多少？

　　硅的近似原子量比28多0.1是由29Si和30Si引起的，可先用极端求值法分别求出29Si和30Si引起的增量：若除28Si外全部是29Si（含量8%），则引起增量为0.08；若除28Si外全部是30Si，则引起增量为0.16（2×8%），然后再用十字交*法求得原子个数比。

　　　　　　

本题从题干表面看是三种同位素的问题，经分析可剔除已知的28Si的含量92%后又是两两混合，把思维进行了简约，然后利用极端求值、十字交*等巧算法得解。经常性地研究探索解题方法与技巧，使之成为一种思维体操，对于提高思维的敏捷性十分有益。

　　[能力训练]

　　1.某主族金属元素的阳离子，核外电子层数与该金属原子相同，但最外层只有2电子，次外层达稳定结构，这种离子具有显著的还原性，则这种金属离子可能是：

　　A Mg2+ B Fe2+ C Sn2+ D Pb2+

　　2.居里夫人发现的镭是主族元素，其最外层电子排布是7s2，判断下列有关它的描述错误的是：

　　A 在化合物中只呈现+2价

　　B 氢氧化物呈两性

　　C 原子半径在本族元素中最大

　　D 单质与水反应能放出氢气

　　3．某元素x组成的气态双原子单质分子有三种，其分子量分别为70、72、74，此三种分子的物质的量比为9：6：1，则：

　　A x有三种同位素

　　B x的一种同位素原子的质量分数为36

　　C 质量数为35的x的同位素原子的质量分数为73%

　　D x2的平均相对分子质量为71

　　4 设某元素某原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是：

　　A 不能由此确定该元素的原子量

　　B 这种元素的原子量为m+n

　　C 若碳原子质量为Wg，则此原子的质量为（m+n）g

　　D 核内中子的总质量小于质子的总质量

　　5.下列说法正确的是：

　　A 分子中键能越大，键越长，则分子越稳定

　　B 失电子难的原子获得电子的能力一定强

　　C 在化学反应中，某元素由化合态变为游离态，该元素被还原

　　D 电子层结构相同的不同离子，其半径随核电荷数增多而减小

　　6.某原子中的第x电子层，当把它作为最外层时，容纳的电子数最多与x-1层相同；作为次外层时，最多容纳的电子数比x+1层多10，则x层可能为：

　　A L层 B M层 C N层 D 任意层

　　7．下列分子中的所有原子是否满足最外层8e结构，请加以判断。

　　BeCl2、PCl3、PCl5、N2、COCl2（光气）、SF6、XeF2、BF3。

　　8．A、B两元素组成四核42个电子的负二价阴离子，已知A元素原子核内质子数比B元素原子核内质子数多8个，则此阴离子的化学式为。

　　

　　10．W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数X>W>Z>Y。W原子的最外层没有p电子，X原子核外s电子与p电子数之比为1：1，Y原子最外层s电子与p电子数之比为1：1，Z原子核外电子中p电子数比Y原子多2个。则：

　　（1）四种元素原子半径大小依次为：。

　　（2）W、X元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为。（用分子式表示）

　　[答案和提示]

　　1．C

　　2.B

　　3．D。提示：此题的关键是寻找元素x的同位素原子。根据其组成双原子分子的种类和式量可推知x有两种同位素，即35x和37x。

　　4．A。提示：此题需辨析同位素原子量、同位素近似原子量以及元素原子量和元素近似原子量四个概念。因题目只给出该元素的一种原子的质子数和中子数，故只能确定该原子的近似原子量，即质量数为m+n，并不能确定该元素的原子量。

　　5．B

　　6．D

　　所有原子最外层满足8e结构的有：PCl3、N2、COCl2

　　SO32-。提示：先计算四核的质子数之和为40。据题意有：（1）Am+Bn=40 ；（2）m+n=4；（3）A-B=8。（A、B分别为两原子的质子数，m，n分别为该阴离子中A、B原子个数）将三个方程联立可解得：4A=8n+40（n=1，2，3……）讨论n=3时有解。

　　10．（1）O<C<Mg<Na；（2）Mg(OH)2<NaOH。

　　[提示]把电子结构特点与原子序数综合考虑。如X在四种原子中序数最大，又是短周期元素，推测其可能位于三周期，其p电子数为6，再结合其核外s电子与p电子数之比为1：1可推知X为Mg。其余如是。

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2007年05月23日星期三 22:17】【注册】【打印】

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