聚焦原子结构直击知识规律

殷永兰

原子结构和相关性质规律是化学学习的基础，也是高考重要的命题点，下面将对原子结构的核心知识进行深入分析，并总结知识规律。

一、原子的基本结构

原子是由原子核和核外电子两部分组成，而原子核又由质子和中子两部分组成。在学习原子结构时需要掌握原子的基本组成，并理解其中的两个数量关系，即微粒之间的等量关系和数量关系，核电荷数=质子数=核外电子数，而质量数=质子数+中子数，前一式为原子的電中性关系式，而后一式是原子质量换算式，分析问题时可依据上述两式来开展。

例1 已知某种元素对应的一种同位素为X，X的质量数为A，内含N个中子，与1H原子组成的分子为HmX，若现有HmX的质量a g，则所含有的质子的物质的量为（  ）。

A.aA+mA-N+mmol B.aAA-Nmol

C. aA+mA-NmolD.aAA-N+mmol

解析 原子X质子数的确定可以根据数量关系A（质量数）=Z（质子数）+N（中子数）来获得，即质子数为A-N，而分子的质子数等于原子内所有质子数之和，因此可以先求出单分子内的质子数，然后借助阿伏加德罗常数求出一定物质的量的分子中所含质子的物质的量。一个HmX分子所含有的质子数为A-N+m，而HmX的相对分子质量为A+m，则a g的HmX的物质的量为aA+mmol，所以对应的质子的物质的量为aA+mA-N+mmol，正确答案为A。

二、外延概念的关系辨析

质子数相同的同类原子称之为元素，而与元素相关的外延概念包括核素和同位素，理解上述三者之间的相互关系，并能灵活运用分析是对该章节内容的基本要求。其中核素是具有一定数目质子和中子的一种原子，可用符号AZX来表示;而同位素指的是质子数相同但中子数不同，由同一种元素构成的不同原子，因此可将具有该特点的不同原子互称为同位素。在分析该类外延概念问题时要严格按照概念定义，结合特点来辨析。

例2 下列选项是关于几种微粒的说法，其中叙述错误的是（  ）。

A. 13C和14C同属一种元素，可以互称为同位素

B. 1H和2H属于不同的核素，但两者的质子数相等

C. 14C和14N的质量数相等，但两者的中子数不相等

D. 6Li和7Li的电子数和中子数均相等

解析 上述是分析微粒数关系和相关概念的考题，首先需要理解对应原子内部的组成，然后基于元素、核素和同位素的概念来分析。A选项中的13C和14C均为同一种碳元素，因此含有的质子数相等，只是中子数不相同，故为同位素关系;B选项中的1H和2H同样为同一种元素组成，则质子数相同，因此可以称之为H的两种不同的核素;C选项中的14C和14N的质量数均为14，但由于是不同的元素组成，则质子数不等，根据数量关系“A（质量数）=Z（质子数）+N（中子数）”可知两者的中子数不相等;D选项的6Li和7Li为锂元素的两种不同核素，两者的质子数相等，核外电子数均为3，而中子数分别为3和4，故中子数不相等。根据上述分析可知选项D错误。

三、核外电子的排布规律

原子有原子核和核外电子两部分组成，而电子在原子核外部并不是杂乱排布的，而是具有一定的规律性，掌握其排布规律对于微粒的性质研究极为重要。总体来说其排布规律分为三部分，即最内层的排布、中间层的排布和最外层的排布，其中最内层K层最多排2个，中间层最多容纳2n2个（n表示电子层数，n>2），但次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个，最外层电子数则不超过8个，K层为最外层时除外。因此在分析核外电子排布规律时需要严格按照排布规律进行。

例3 下列关于核外电子排布叙述一定不正确的是（  ）。

A. 某一原子的K层上只存在一个电子

B. 某一原子的M层和L层上的电子数存在如下关系：n（M）=4n（L）

C. 某一离子的M层和L层与K层上的电子数有如下关系：n（M）=n（L）=4n（K）

D. 某一离子的核外电子数与最外层电子数之间存在相等关系

解析 本题目为核外电子排布规律的应用分析题，需要结合上述总结的三部分规律来分析。A选项中若K层为最外层，其上只有1个电子的形式是存在的，此时为氢原子;B选项中M层是L层上电子数的4倍，L层若排8个，则M层上就有32个，超过了18个，不符合中间层的排布规律，一定错误;C选项分析M层、L层与K层的电子数排布，若K层有两个电子，则为2、8、8排布结构，可以为K+、Ca2+、Cl-等离子;D选项分析核电核数与最外层电子数关系，当离子为O2-时，则均为8，存在该对应关系。故选项B一定不正确。

四、电子层结构与元素周期表

微粒的核外电子排布与元素在周期表中的位置之间具有对应的关系，通过分析其电子排布可以确定元素的主族，进而确定元素的金属或非金属性，在学习该部分知识时除了需要利用电子的核外排布规律外，还需要综合利用元素周期表中元素的分布规律和递变规律。

例4 下列关于核电荷数为1～18的元素的叙述正确的是（  ）。

A. 若元素最外层只有1个电子，则该元素必定不为非金属元素

B. 若元素最外层有2个电子，则该元素必为金属元素

C. 若原子核外各层的电子数均相等，则该元素必为非金属元素

D. 若原子核外电子数为17，则更容易获得电子，性质活泼

解析 上述分析元素核外电子排布和元素周期表的关系，A选项若为氢原子则其为非金属，错误;B选项若为氦原子，则其为非金属，错误;C选项若为2、2排布，则为铍原子，错误;D选项为元素氯，容易获得电子。所以正确选项为D。

（收稿日期：2018-12-10）