原子的构成:
原子核的构成:
原子核相对原子来说,体积很小,但质量却很大,原子的质量主要集中在原子核上,电子的质量约为质子质量的
。
质子的质量为:1.6726×10
-27kg
中子的质量为:1.6749×10
-27kg
构成原子的粒子间的关系:对原子构成的正确理解:
(1)原子核位于原子中心,绝大多数由质子和中构成 (有一种氢原子的原子核内只含有1个质子,无中子),体积极小,密度极大,几乎集中了原子的全部质量,核外电子质量很小,可以忽略不计。
(2)每个原子只有一个原子核,核电荷数(核内质子数)的多少,决定了原了的种类。
(3)在原子中:核电荷数二质子数二核外电子数。
(4)原子核内的质子数不一定等干中子数,如钠原子中,质子数为11,中子数为12。
(5)并不是所有的原子中都有中子,如有一种氢原子中就没有中子。
(6)在原子中,由于质子(原子核)与电子所带电荷数相等,且电性相反,因而原子中虽然存在带电的粒子,但原子在整体上不显电性。
核外电子的排布:①电子层核外电子运动有自己的特点,在含有多个电子的原子里,有的电子通常在离核较近的区域运动,有的电子通常在离核较远的区域运动,科学家形象地将这些区域称为电子层。
②核外电子的分层排布通常用电子层来形象地表示运动着的电子离核远近的不同:离核越近,电子能量越低;离核越远,电子能量越高。电子层数、离核远近、能量高低的关系如下所示:
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
离核远近 近→ 远
能量高低 低→ 高
③核外电子排布的规律了解一些核外电子排布的简单规律对理解原子核外电子排布的情况有很重要的作川,核外电子排布的简单规律主要有:
a.每层上的电子数最多不超过2n
2(n为电子层数),如第一电子层上的电子数可能为1,也可能为2,但最多为2。
b.核外电子排布时先排第一层,排满第一层后,再排第二层,依次类推。
c.最外层上的电子数不超过8;当只有一个电子层时,最外层上的电子数不超过2。
原子的不可再分与原子的结构:
化学变化中原子不会由一种原子变成另外一种原子,即化学变化中原了的种类不变,其原因是化学变化中原子核没有发生变化。如硫燃烧生成了二氧化硫,硫和氧气中分别含有硫原子和氧原子,反应后生成的二氧化硫中仍然含硫原子和氧原子。原子不是最小粒子,只是在化学变化的范围内为“最小粒子”,它还可再分,如原子弹爆炸时的核裂变,就是原子发生了变化。原子尽管很小,但具有一定的构成,是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的。
概念:原子结构示意图(如图)是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。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,弧线上的数字表示该层的电子数。
原子结构示意图及各部分的含义:
前20号元素的原子结构示意图:
离子的定义:
带电的原子或原子团叫离子。
离子的分类:阳离子:带正电荷的原子或原子团,如:K
+、NH
4+ 阴离子:带负电荷的原子或原子团,如:Cl
-、SO
42-。
离子的形成(以Na+、Cl-的形成为例) :①钠在氯气中燃烧生成氯化钠:2Na+Cl
22NaCl。钠与氯气反应时,每个钠原子失去1个电子形成钠离子(Na
+),每个氯原子得到1个电子形成氯离子(Cl
-),Na
+与Cl
-由于静电作用而结合成化合物氯化钠(NaCl)
②从原子结构示意图分析Na
+,Cl
-的形成过程:
离子的表示方法——离子符号在元素符号的右上角用“+”,“-”号表示离子的电性,数字表示离子所带的电荷,先写数字后写正负号,当数字为1 时,省略不谢。如Na
+,Cl
-,Mg
2+,O
2-。
原子团: ①有一些物质如Ca(OH)
2,CaCO
3等,它们中的一些原子集团如OH
-、CO
32-,常作为一个整体参加反应,这样的原子集团,叫做原子团,又叫做根。
②命名:原子团不能独立稳定地存在,它是物质 “分子”组成的一部分。
初中化学中的原子团除铵根 (NH
4+)在化学式前面部分外,其他原子团在化学式的后一部分一般命名“xx根”,
如下面画线部分为原子团:
NH4Cl(铵根)Na
2CO3(碳酸根)K
2SO4(硫酸根)Na
OH(氢氧根)K
NO3(硝酸根)K
MnO4(高锰酸根)K
2MnO4(锰酸根)K
ClO3(氯酸根)
NH4NO3(铵根,硝酸根)
其他原子团有:SO
32-(亚硫酸根)、NO
2-(亚硝酸根),HSO
3-(亚硫酸氢根),H
2PO
4-(磷酸二氢根)等。
关系式:阳离子所带正电荷数=原子失去电子数=质子数-核外电子数
阴离子所带负电荷数=原子得到电子数=核外电子数-质子数
概念:
离子结构示意图是用来表示离子核电荷数和电子排布的图示.同种元素的原子和离子其质子数相同.离子的核外电子数和质子数不同,阳离子的质子数大于核电荷数,阴离子的质子数小于核外电子数.主族元素的离子最外层一般为8个电子(最外层是K层为2个电子)。
阴阳离子的结构示意图与原子结构示意图的的区别:
1、结构示意图中,圆圈里的数字=半弧上的数字之和,它就是原子结构示意图。
2、结构示意图中,圆圈里的数字>半弧上的数字之和,它就是阳离子结构示意图。
3、结构示意图中,圆圈里的数字<半弧上的数字之和,它就是阴离子结构示意图。
求化合价:
化合价是元素的一种性质,它只有在元素彼此化合时才表现出来。在化合物中正、负化合价代数和等于零,这是求化合价的准则。
几种求法:
一、由化学式或根式
1.求AmBn化合物中A元素化合价的公式: (B元素的化合价×B的原子个数)/A的原子个数
2.求多元化合物中未知化合价的元素的化合价公式: (已知化合价诸元素价数的代数和)/未知化合价的元素的原子个数
3.根据正、负电荷数判断元素(或原子团)的化合价。 在根式中,正、负化合价总价数的代数和等于根式所带的正、负电荷数。
二、由元素质量比
1.(A元素的相对原子质量×B元素的化合价)/(B元素的相对原子质量×元素的化合价)=A元素的质量比值/B元素的质量比值
2.A元素的质量比值(或百分组成)×A的化合价/A的相对原子质量=B元素的质量比值(或百分比组成)×B的化合价/B相对原子质量
三、由质量比
(B的化合价×A的相对原子质量比值)/(A的化合价×B的相对原子质量比值)=A元素的质量比值/B元素的质量比值
正负代化合价数和为零:
【例1】试确定化合物K2MnO4中Mn元素的化合价。 解析:设化合物中Mn元素化合价为+x价,依化合物中各元素化合价正负代数和为零的原则有2×(+1)+1×(+x)+4×(-2)=0解之得x=6 故K2MnO4中Mn元素化合价为+6价。
电子层结构法
【例2】元素X的原子最外层上有1个电子,元素Y的原子最外层上有6个电子,则X、Y两元素可形成的化合物的化学式为[] A.XYB.X2YC.XY2D.X3Y 解析:本题的关键可以说是首先得确定在形成化合物时,X、Y两元素所表现的化合价。因X最外层上只有1个电子,最高正价为+1价,Y最外层6个电子,离8电子稳定结构尚差2个,故最低负价为-2价,则X、Y所形成化合物分子式为X2Y,应选B。
质量分数法
【例3】某元素的相对原子质量为59,在其氧化物中该元素的质量分数为71%,则它的化合价为[] A.+1B.+2C.+3D.+4 解析:设该元素的氧化物化学式为RxOy 依题意有59x/(59x+16y)*100%=71% 解得x/y=2:3 故化学式为R2O3,R化合价为+3价,选C。
质量守恒定律法
【例4】某金属氧化物与足量的盐酸反应,生成的氯化物与水的分子数之比为2∶3,则该金属的化合价是[] A.+1B.+2C.+3D.+4
解析:设生成的氯化物化学式为RClx,依题意有分子数之比RClx∶H2O=2∶3根据质量守恒定律可知,反应前后各元素的原子种类和数目不变,生成物中H、Cl的原子个数比也应为1:1,故x值为3,则R的化合价为+3价,选C。
相对分子质量法
【例5】某金属元素的氧化物相对分子质量为M,同价态的氯化物相对分子质量为N,则该元素的化合价数值为[]
解析:设该元素化合价为+x价,相对原子质量为MR
(1)如x为奇数时,氧化物化学式为R2Ox,氯化物化学式为RClx,据题意有
2MR+16x=M(1)
MR+35.5x=N(2)
(2)*2-(1)得x的值为x=+(2N-M)/55
(2)x为偶数时,氧化物化学式为Rox/2氯化物化学式为RClx,据题意有 MR+35.5x=N(4) x=+(N-M)/27.5
质量关系法
【例6】相对原子质量为M的金属单质ag与足量的稀硫酸反应,产生bg氢气,则反应中该金属元素的化合价为[]
解析:设金属在反应中化合价为+x价,则金属单质与生成H2有如下关系:
2R~xH2
2M 2x
a b
故应选B。
相关因素讨论法
【例7】某元素M原子最外层电子数少于5,其氧化物化学式为MxOy,氯化物化学式MClz当y∶z=1∶2时,M的化合价可能是[]
A.+1B.+2C.+3D.+4
解析:M的化合价在数值上等于z的值
如y=1z=2(合理) y=2z=4(合理) y=3z=6(与最外层电子数少于5不符) 故应选B、D。
化合价的定义: 一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子相化合的性质,叫做这种元素的化合价。化合价有正价、负价之分,如在H2O中,氢原子与氧原子的个数比为2:1,H为+1价,0为-2价;在MgCl
2中,镁原子与氯原子的个数比为1:2,Mg为+2价,Cl为-1价。
化合价的意义:
化合价反映元素的原子之间相互化合时的数日,是元素的一种性质。因此,强调化合价时,一定要指明元素。
化合价的表示方法:
通常在元素符一号或原子团的正上方用+n或-n表示,“+”“-”在前,数值在后。“1”不能省略。例如
.
化合价的一般规律:
(1)化合价有正价和负价;
(2)金属元素跟非金属元素化合时,金属元素显正价,非金属元素显负价,如MgCl2中Mg为+2价,Cl为-1价;非金属元素和氧元素形成化合物时,非金属元素通常显正价,氧元素通常显-2价,如SO2中S为+4价,O为-2价;
(3)一些元素在不同物质中可显不同的化合价,如KMnO4、K2MnO4中锰元素的化合价分别为+7,+6价;
(4)化合物中,各元素正、负化合价代数和为0;
(5)因为化合价是元素的原子在形成化合物时才表现出来的一种性质,所以单质中元素的化合价为0;
(6)原子团不能独立存在,只是化合物的一个组成部分,所以原子团的化合价由各元素的正、负化合价的代数和算出,原子团的化合价一定不为0。
化合价与最外层电子数的关系:
(1)金属元素的化合价数值一般等于它的最外层电子数。
(2)非金属元素的最高正价数值等于它的最外层电子数(O、F除外),最低负价数值等于8减去最外层电子数。
化合价符号与离子符号的比较
|
元素化合价的符号 |
离子符号 |
概念不同 |
表示元素原子所显化合价的数值和正负的符号 |
表示带电原子(或原子团)所带电荷的电性核电荷量的符号 |
位置不同 |
化合价写在元素符号或原子团的正上方 |
所带电荷写在元素符合(或原子团)的右上角。 |
前后不同 |
正负号在前,数字在后 |
数字在前,正负号在后 |
省略不同 |
化合价为+1或-1价时,数字1不能省略 |
带一个单位正电荷或负电荷时,“1”不能省略不写 |
一些常见元素和根的化合价:
元素和根的名称 |
元素和根的符号 |
常见的化合价 |
元素和根的名称 |
元素和根的符号 |
常见的化合价 |
钾 |
K |
+1 |
氯 |
Cl |
-1、+1、+5、+7 |
钠 |
Na |
+1 |
溴 |
Br |
-1 |
银 |
Ag |
+1 |
氧 |
O |
-2 |
钙 |
Ca |
+2 |
硫 |
S |
-2、+4、+6 |
镁 |
Mg |
+2 |
碳 |
C |
+2、+4 |
钡 |
Ba |
+2 |
硅 |
Si |
+4 |
铜 |
Cu |
+1、+2 |
氮 |
N |
-3、+2、+3、+4、+5 |
铁 |
Fe |
+2、+3 |
磷 |
P |
-3、+3、+5 |
铝 |
Al |
+3 |
氢氧根 |
OH- |
-1 |
锰 |
Mn |
+2、+4、+6、+7 |
硝酸根 |
NO3- |
-1 |
锌 |
Zn |
+2 |
硫酸根 |
SO42- |
-2 |
氢 |
H |
+1 |
碳酸根 |
CO32- |
-2 |
氟 |
F |
-1 |
铵根 |
NH4+ |
+1 |
记忆口诀:常见元素的化合价口诀
(1)一价钾、钠、银、氢、氟,二价钙、镁、钡和锌,铝价正三氧负二,以上价态要记真。铜一二来铁二三,碳硅二四要记全,硫显负二正四六,负三正五氮和磷,氯价最常显负一,还有正价一五七,锰显正价二四六,最高价数也是七。
(2)常见原子团的化合价口诀
一价铵根氢氧根,另有硝酸氯酸根。二价硫酸碳酸根,勿忘一个锰酸根。三价只有磷酸根。除了铵根皆为负,常写常用能记住。