第二节 物质结构理论基础

第2节物质结构理论基础知识回顾世界是由物质构成的，构成物质的基本粒子有原子、离子、分子等，物质发生变化，都与其组成、结构、性质有关，而物质的性质则由其组成和结构决定。

所以我们认识宏观世界的性质，必须对微观的物质结构知识有一定的认识。

1．原子结构（1）原子结构原子是化学变化中的最小粒子，是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子表构成的，原子核是由质子和中子构成的。

由于核内质子数和核外电子数相等，所以原子不显电性，即核内质子数=核电荷数=核外电子数。

由于电子的质量仅为质子量的1/1836，所以可以认为质量数=质子数+中子数。

（2）原子结构示意图用原子结构示意图可简明、方便地表示原子结构。

小圈和圈内的数字表示原子核和核内质子数，弧线表示电子层，弧线上面的数字表示该层的电子数。

根据粒子结构示意图，可判断元素种类、粒子种类、元素的性质以及结构的稳定性。

①由质子数的电子数的差值判断粒子种类（原子、阳离子、阴离子）；②由核内质子数决定元素种类，，核内质子数不同则表示不同元素；③由原子最外层电子数决定元素的性质，最外层电子数相同，性质相似；④由最外层电子数决定粒子结构的稳定性。

一般最外层电子数为8的结构称为“8电子稳定结构”。

2．元素周期表根据原子核外电子排布规律，把电子层数目相同的各种元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，再把不同横行中最外层的电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行，这样所得的表，即为元素周期表。

它反映了元素之间相互联系的规律，是学习化学的重要工具。

元素周期表共有7个周期，16个族（8、9、10三个纵行共同组成1个族）。

例1 已知每个电子的质量约为每个质子（或中子）质量的1/1836。

下表是教材上的内容。

通过此表，可总结出“在原子里质子数等电子数。

”还能总结出：（1）；（2）；（3）；（4）。

例2 下图为核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图：通过分析下图，你可得出的结论有：（1）；（2）；（3）；（4）。

例3 根据粒子结构示意图给出的信息，下列说法正确的是（）A．①②③表示的是三个原子B．③表示的元素是非金属元素C．①③表示的是阳离子D．①②表示的元素化学性质相似入门衔接1．原子核外电子排布规律原子核外电子按能量的高低分层排布。

排布规律为：（1）最外层最多可容纳的电子数为8，第一层为最外层最多可容纳2个电子；（2）次外层最多可容纳的电子数为18；（3）倒数第3层最多可容纳的电子数为32；2n（4）第n层最多可容纳的电子数为2原子最外层的电子数与元素的化学性质密切相关,最外层电子数决定了元素的化学性质.2.元素周期表及元素性质的周期性变化规律在同一周期中,从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;在同一周期中,从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱..3.分子结构：物质发生化学反应时，构成物质的原子通过得失电子或共用电子对形式形成稳定的化合物。

（1）离子化合物在讨论原子核外电子排布规律时，我们知道原子的最外电子层上达到8个电子时，最外电子层达到饱和（K层上2个电子即达到饱和），这时原子处于一种比较稳定的状态.除稀有气体元素的原子外，其他元素的原子最外电子层均未达到饱和，但在外力的作用下，这些原子也可通过某种方式使其最外电子层上的电子数达到饱和，从而形成稳定的状态.钠原子与氯原子相遇时，钠原子失去最外层的一个电子，成为钠离子，带正电，氯电子得到了钠原子失去的电子，成为带负电的氯离子，阴、阳离子的异性电荷相吸结合到一起，形成氯化钠。

其过初三科学程可用如图表示：钠离子（+Na ）和氯离子（-Cl ）之间除了有静电引力作用外，还有电子与电子、原子核与原子核之间的相互排斥作用。

当阴、阳离子接近到某一定距离时，吸引与排斥达到了平衡。

这种由阴、阳离子相互间的作用构成的化合物称为离子化合物。

氯化钠的形成过程可用电子式表： （2）共价化合物氢分子、氯分子等都是由同种元素的原子形成的双原子分子，要想使氢分子分解成氢原子需要加热到高达2000℃温度，它的分解率仍不到1%，这就说明在氢分子里氢原子与氢原子之间存在着强烈的相互作用。

两个相同的原子，显然不可能通过得失电子形成具有稀有气体电子层结构的阴、阳离子而产生强烈的相互作用，那么是什么作用力将两个相同的原子组合成一个分子的呢？我们以氢分子的形成为例，来加以说明。

两个氢原子相互接近时，氢原子核外的电子分别受到两个氢原子核的共同吸引，为两个氢原子所共有，从而使每个氢原子均可形成稀有气体氦原子的稳定的电子层结构，从而形成较为稳定的氢分子，氢分子的形成过程可用电子式表示为：氯分子的形成过程也可用电子式表示为：两个原子相互间共用的一对电子，被称为共用电子对，被称为共用电子对，由共用电子对可引起相邻原子间强烈的相互作用。

共用电子对不仅可存在于相同的非金属原子间，还广泛存在于不同非金属原子间。

如氯化氢分子和水分子等。

这种仅靠共用电子对的作用形成的分子被称为共价分子，其中的化合物被称为共价化合物。

例1 下表是核电荷数为3-18的元素原子的核外电子排布示意图：（1）上表中每一横行的元素原子核外电子排布的特点是 ；（2）若将氢、氦元素也排入上表，已知氦元素原子的核外电子排布为可得到以下两种形式：你同意 种排列方式，针对氦元素说明你选择的理由是例2 下表中填入的是核电荷数从11-18号部分元素的名称、原子结构、元素化合价：（1）从下列供选择的四种粒子结构示意图中，选择正确的答案填入上表空格内（填序号）（2）通过该表可以发现元素化合价的一些规律（至少写四条）：① ；② ； ③ ；④ 。

例3 有A 、B 、C 三种元素，它们的核电荷数均不超过18，它们相互之间可以构成C A 2和2BC 型化 合物，已知+A 离子和B 原子的电子层数相同，B 原子比C 原子少2个电子，C 原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍。

（1）写出三个微粒的结构示意图：+A 离子 ；B 原子 ；C 原子 （2）用电子式表示化合物C A 2、2BC 的结构：C A 2 ；2BC 。

例4 下图表示的是将盐酸滴入氢氧化钠溶液中，有关粒子之间反应的示意图。

请回答：（1）写出该反应的化学方程式 ，该反应的基本反应类型是 。

（2）从图中可看出该反应的微观本质是 。

初三科学衔接训练1．月球土壤含有大量氦-3原子，它可能成为未来核能的重要原料。

氦-3原子核内有2个质子和1个中子。

氦-3原子结构示意图是（ ）2．纳米技术的研究是当前世界科技研究的一个热点，1998年中国科学家合成了纳米氮化镓，已知镓（Ga ）和氮的原子结构示意图如下：则氮化镓的化学式最可能是（ ） A ．25N GaB ．23N GaC ．32N GaD ．GaN3．我国已启动“嫦娥工程”探月计划，拟于2007年前发射绕月飞行的探测卫星——“嫦娥一号”。

人类探月的重要目的之一是勘察、获取地球上蕴藏量很小而月球上却极为丰富的核聚变燃料——“3-He ”，解决地球能源危机。

已知“3-C ”是指原子核内含有6个质子、7个中子的碳原子，则“3-He ”所指的氦原子核内（ ） A ．含有3个质子，没有中子 B ．含有2个质子，1个中子 C ．含有1个质子，2个中子 D ．含有3个中子，没有质子4．右图中个表示1个甲分子，表示1个乙分子。

1个甲分子与3个乙分子在一定条件下反应生成2个 丙分子，则1个丙分可表示为（ ）5．今有四种粒子的结构示意图，下列有关说法正确的是（ ）A ．它们表示四种元素B ．②表示的元素在化合物中通常显+2价C ．④表示的元素是非金属元素D ．①④表示的是阳离子6．十九世纪初，意大利科学家阿伏加德罗在总结前人工作的基础上，提出了分子要领，他认为：①一切物质都是由分子组成的；②分子由原子构成；③原子不能独立存在；④分子是保持物质化学性质的最小粒子；⑤分子的质量等于构成它的原子的质量之和；⑥分子在不停地运动。

从你所学知识盾，上述观点中存在明显不足的是（ ） A ．①③ B ．①②⑤C ．④⑤⑥D ．③⑤7．核外电子数桢、核内质子数不同的两种粒子，它们可能是（ ）A ．一种元素的原子和另一种元素的离子B ．同程元素的原子和离子C ．两种不同元素的原子D ．两种不同元素的离子8．已知元素X 、Y 的核电荷数分别为a 和b ，它们的离子+m X、-n Y所含的电子数相同，则下列关系式正确的是（ ）A ．n m b a ++=B ．n m b a +-=C ．n m b a -+=D ．n m b a --=9．X 、Y 两元素的原子中质子数之和是20，两元素形成的化合物在水溶液中能电离出电子层结构相同的阴、阳离子，则X 、Y 形成的化合物是（ ）A ．NaFB ．2MgFC ．MgOD ．NaCI10．元素周期表中，钾元素和钠元素同在一个纵行里，它们的原子结构示意图见右图，则钾与钠的化学性质（“相似”或“不相似”） ，理由是 。

11．下图为四种粒子的结构示意图，请用对应的序号填空：（1）属于同种元素的粒子是 。

（2）具有相对稳定结构的粒子是（3）某元素R 形成碱的化学式为3)(OH R 则R 元素对应的原子结构示意图可能是 。

12．试依据核电荷数为1-18的元素的原子结构示意图，回答下列问题：（1）上图中硫元素的核电荷数= ；氯元素的最外层电子数= （填数值），则与氯元素化学性质相似的元素是 。

（2）核电荷数为12的元素的原子失去两个电子后，形成的粒子的符号是 ，它的核外电子排布与 元素的原子核外电子排布相同。

（3）上图的排列具有一定的规律，如同一行中，从左到右元素的核电荷数依次增加。

你还能找到哪些规律？试写出其中一个： 。

14．为了研究原子核外电子排布规律，小明对下列11-18号元素原子核外电子排布结构示意图进行了分析，得出3条结论：①原子核外电子是分层排布；②第一层最多只能排布2个电子，第二层最多只能排布8个电子；③第三层最多只能排布8个电子。

小明向老师请教，老师称赞小明的学习精神，但指出：科学规律是建立在对大量事实分析的基础上的。

根据小明的学习精神，但指出：科学规律是建立在对大量事实分析的基础上的。

根据小明所选取分析的原子结构示意图，其中有一条结论是不能得出的。

那么（1）你认为哪条结论是不可能从以上图中分析总结出来的。

（2）你能否总结出第一层和第二层电子数目前排布的规律（通式），根据规律预测第四层最多能容纳多少电子。

初三科学15．下图是1-18号元素原子最外层电子数与原子核电荷数的关系图。

试回答。

（1）一个水分子共有 个原子核， 质子。

（2）一个+2Mg核外共有 个电子；-CI 的最外层电子数和 原子的最外层电子数相同。

（3）通过上图你能发现哪些规律？请写出其中一个： 16．元素周期表是学习和研究化学的重要工具，它的内容十分丰富。