考点十一 原子结构
I.课标要求
1. 知道元素、核素的涵义。
2. 了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，了解原子核外电子的排布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。
3. 利用相对原子质量、相对分子质量进行物质组成的简单计算。
4. 了解原子核外电子的运动状态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。
5. 了解原子结构与元素性质的关系，认识原子结构与元素周期系的关系。 Ⅱ.考纲要求
1． 了解元素、核素和同位素的含义。 2． 了解原子概念的含义。了解原子团的定义。
3． 了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
4． 了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。
5． 了解原子核外电子排布。了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。
6． 了解原子核外电子的运动状态。了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 Ⅲ.教材精讲 一、原子的构成 1．原子的构成
⑴原子核：带正电，几乎集中了原子的全部质量，体积只占原子体积的千亿分之一。
⑵质子：带一个单位正电荷，单位质子和中子的质量基本相同，约为单位电子质量的1836倍。质子数决定了元素的种类。
⑶中子：不带电。中子数与质子数一起决定了同位素的种类。
⑷电子：带一个单位负电荷。电子的排布决定了元素在周期表中的位置。决定元素原子化学性质的电
原子(A Z X)
原子核
核外电子(Z 个) 质子(Z 个) 中子(A-Z)个
——决定元素种类
——决定同位素种类
——最外层电子数决定元素的化学性质
子又称价电子（主族元素的价电子即是其最外层电子）。多数元素原子的化学性质仅由其最外层电子数（价电子数）决定。
2．微粒间数目关系
质子数（Z ）= 核电荷数 = 原子数序
原子序数：按质子数由小大到的顺序给元素排序，所得序号为元素的原子序数。 质量数（A ）= 质子数（Z ）+ 中子数（N ） 中性原子：质子数 = 核外电子数
阳 离 子：质子数 = 核外电子数 ＋ 所带电荷数 阴 离 子：质子数 = 核外电子数 － 所带电荷数 3．原子表达式及其含义
A 表示X 原子的质量数；Z 表示元素X 的质子数； d 表示微粒中X 原子的个数；c± 表示微粒所带的电荷数； ±b 表示微粒中X 元素的化合价。 二、原子及原子团
1．原子：是化学变化中的最小微粒。
在化学反应中，核外电子数可变，但原子核不变。
2．原子团：两个或两个以上原子结成的集团，作为一个整体参加化学反应。它可以是中性的基（如
—CH 3），也可以是带正电的阳离子（如NH + 4）或带负电的阴离子（如NO - 3）
。 三、“三素”的比较
1．元素：具有相同的核电荷数（即质子数）的同类原子的总称。
判断不同微粒是否属于同一元素的要点是：单原子核+质子数相同，而不管微粒是处于何种状态（游离态或化合态）或价态（各种可能的负价、0价、各种可能的正价）。
2．核素：人们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。换言之，核素是一种具体原子的另一称呼。
3．同位素：具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，互称同位素。换言之，同一元素的不同核素，互称同位素。
⑴同位素中“同”的含义
是指元素符号、质子数、电子数、电子排布、在周期表中位置相同、原子的化学性质等相同，它们的物质性质略有差异。
⑵同位素的特征
①同一元素的不同同位素原子的化学性质基本相同。
X A
Z
c ±
d
±b
②天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各种天然同位素原子所占的百分比一般是不变的。 四、相对原子质量、相对分子质量的概念和有关计算 1．（同位素）原子的相对原子质量（精确值）
⑴概念：某元素一个(同位素)原子的质量与一个12C 原子的质量的1/12的比值(所以12C 原子的相对原子质量恰好为12)。其单位为1，或说没有单位，因为是两个质量的比值。
⑵近似相对原子质量：数值上等于该原子的质量数(质子数和中子数之和)。(近似值) 2．元素的（平均）相对原子质量（平均值）
⑴概念：某元素各种同位素原子的相对原子质量与其原子百分数（原子个数百分比，丰度）乘积的和。元素周期表中的数值就是元素的（平均）相对原子质量。（加权平均）
⑵元素的近似（平均）相对原子质量：某元素的各种同位素原子的质量数与其原子百分数乘积的和。（近似平均值）
3．相对分子质量：组成分子的各原子的相对原子质量的总和。 4．理解。对于有同位素的元素来说
⑴原子的相对原子质量≠原子的质量数≠元素的（近似）相对原子质量。 ⑵只有具体的原子才有质量数，元素没有质量数。
⑶元素的相对原子质量不仅与其各同位素原子的相对原子质量有关，还与其在自然界中所占的原子百分数（丰度）有关。
⑷原子百分数（a 1%、a 2%…）：在自然界中，某元素的某种同位素原子的数目占该元素所有同位素原子总数的百分比。指各种原子的个数百分比或物质的量百分比，而非质量百分比，但两者可通过原子的相对原子质量来换算。
5．有关计算表达式 M i = 的质量个个原子的质量
C 12
61
11?
M =
∑∞
=?1
%i ai Mi = M 1
·
a 1
% + M 2
·a 2
%+…
/
i M =质量数=A i /
M =M′1·.a 1% + M′2·.a 2%+……
五、核外电子的运动状态
1．原子结构理论的发展。经历了以下五个发展阶段： ①1803年英国化学家道尔顿家建立了原子学说；
原子的相对原子质量
i
元素的（平均）相对原子质量
②1903年汤姆逊发现了电子建立了“葡萄干布丁”模型；
③1911年英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出原子结构的核式模型； ④1913年丹麦科学家玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型； ⑤20世纪20年代建立了现代量子力学模型。
2．核外电子运动特征：在很小的空间内作高速运动，没有确定的轨道。 3．电子运动与宏观物体运动的描述方法的区别
描述宏观物质的运动：计算某时刻的位置、画出运动轨迹等。 描述电子的运动：指出它在空间某区域出现的机会的多少。
4．核外电子运动状态的形象化描述——电子云：电子在原子核外高速运动，像带负电的“云雾”笼罩在原子核的周围，人们形象地把它叫做电子云。电子云实际上是对电子在原子核外空间某处出现的概率多少的形象化描述，图中的小黑点不表示电子的个数，而是表示电子在该空间出现的机会多少。参见上页“氢原子基态电子云图”。
5．核外电子运动状态的具体化描述
⑴核外电子的运动状态，由能层、能级、电子云的空间伸展方向、电子的自旋状态四个方面来描述，换言之，用原子轨道（或轨道）和电子的自旋状态来描述。
⑵能层（电子层、用主量子数n 表示）：按核外电子能量的高低及离核平均距离的远近，把核外电子的运动区域分为不同的能层（电子层）。目前n 的取值为1、2、3、4、5、6、7，对应的符号是英文字母K 、L 、M 、N 、O 、P 、Q 。一般地说：n 值越大，电子离核的平均距离越远、能量越高，即E(n=1)＜E(n=2)＜E(n=3)＜E(n=4)＜……。
⑶能级（电子亚层、用角量子数l 表示）：在多电子原子中，同一能层（电子层）的电子，能量也可能不同，还可以把它们分为不同的能级或电子亚层（因为这些不同的能量状态的能量是不连续的，像楼梯的台阶一样，因为称为能级）。用角量子数l 来描述这些不同的能量状态。对于确定的n 值，角量子数l 的取值有n 个：0、1、2、3、（n-1），分别用s 、p 、d 、f……表示。E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf) ＜……。
⑷电子云的空间伸展方向（用磁量子数m 表示）：对于确定的能层和能级（n 、l 已知），能级的能量相同，但电子云在空间的伸展方向不一定相同，每一个空间伸展方向称为一个轨道，用磁量子数m 来描述。不同能层的相同能级，其空间伸展方向数相同，即轨道数相同。
核外电子的运动状态
原子轨道（轨道）
电子的自旋状态
能层（电子层） 能级（电子亚层） 空间伸展方向
主量子数n
角量子数l
磁量子数m
自旋量子数m s
S 能级（亚层）是球形，只有1个伸展方向；p 能级（亚层）是亚铃形，有3个伸展方向（三维坐标的三个方向）；d 、f 能级（亚层）形状比较复杂，分别有5、7个伸展方向。
⑸原子轨道（或轨道）：电子在原子核外出现的空间区域，称为原子轨道。在量子力学中，由能层（电子层、主量子数n ）、能级（电子亚层、角量子数l ）和电子云的空间伸展方向（磁量子数m ）来共同描述。
由于原子轨道由n 、l 、m 决定，由此可以推算出：s 、p 、d 、f 能级（亚层）分别有1、3、5、7个轨道；n=1、2、3、4、…时，其对应电子层包含的轨道数分别为1、4、9、16…，即对于主量子数为n 的电子层，其轨道数为n 2。
⑹电子的自旋状态：电子只有顺时针和逆时针两种自旋方向，用自旋量子数m s
表示。
六、原子核外电子排布 1．构造原理
⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
⑵能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。
⑶说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级
能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。
2．能量最低原理
现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。
构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 3．泡利原理和洪特规则
⑴泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。
⑵洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。比如，p 3
的轨道式为
或，
而不是
。
⑶洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p 0、d 0、f 0、p 3、d 5、f 7、p 6、d 10、f 14时，是较稳定状态。
↑↓
↑
↓ ↓ ↓
↑ ↑ ↑
前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
4．原子光谱
⑴基态：电子按构造原理的顺序进入原子核外的轨道，此时整个原子的能量最低，称之为基态。
基态原子是处于最低能量状态的原子。
⑵激发态：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，此时原子的能量较基态高，叫激发态。Z|xx|k
基态和激发态间、不同激发态间能量是不连续的，像楼梯的台阶一样。
⑶电子的跃迁：电子由较高能量的激发态(可有多个激发态)跃迁到较低能量的激发态或基态时，会放出能量，发光是释放能量的主要形式之一。反之，电子由较低能量的基态或激发态跃迁到激发态或能量较高的激发态时，会吸收能量，吸收光是吸收能量的形式之一。
⑷原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时，会吸收或释放不同波长的光，可以用光谱仪来记录、鉴别，称之为原子光谱。
在现代化学中，利用不同元素的原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
5．核外电子排布的一般规则学#科#网Z#X#X#K]
⑴每个电子层（主量子数为n）所能容纳的电子数最多为2n2个（泡利原理）。
⑵原子最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）；能级交错。
⑶原子次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个）。能级交错。
6．核外电子排布的表示方法
⑴原子结构简（示意）图：圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层（电子层），弧线内数
字表示该能层（电子层）中的电子数。如镁原子的原子结构简图为（见右图）：
⑵电子排布式：在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子。有原子
的电子排布式、原子最外层的电子排布式、离子的电子排布式等不同的用法。
例如，氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5；氯离子Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6；氯原子最外层的电子排布式3s23p5。
为避免电子结构过长，通常把内层已达到稀有气体的电子层写成“原子芯”（原子实），并以稀有气体符号加方括号表示。例如：氯[Ne]3s23p5 钪[Ar] 3d14s2
⑶轨道表示式：表示电子所处轨道及自旋状态的式子。
如7N的轨道表示式为1s 2s 2p
↑↑↑
七、原子结构的特殊性（1~18号元素） 1．原子核中没有中子的原子：1 1H 。
2．最外层电子数与次外层电子数的倍数关系。
①最外层电子数与次外层电子数相等：4Be 、18Ar ； ②最外层电子数是次外层电子数2倍：6C ； ③最外层电子数是次外层电子数3倍：8O ； ④最外层电子数是次外层电子数4倍：10Ne ； ⑤最外层电子数是次外层电子数1/2倍：3Li 、14Si 。 3．电子层数与最外层电子数相等：1H 、4Be 、13Al 。 4．电子总数为最外层电子数2倍：4Be 。 5．次外层电子数为最外层电子数2倍：3Li 、14Si 6．内层电子总数是最外层电子数2倍：3Li 、15P 。 八、1~20号元素组成的微粒的结构特点 1．常见的等电子体
①2个电子的微粒。分子：He 、H 2；离子：Li +、H -、Be 2+。
②．10个电子的微粒。分子：Ne 、HF 、H 2O 、NH 3、CH 4；离子：Na +、 Mg 2+、Al 3+、NH + 4、H 3O +、
N 3-、O 2-、F -、OH -、NH - 2等。
③．18个电子的微粒。分子：Ar 、SiH 4、PH 3、H 2S 、HCl 、F 2、H 2O 2、N 2H 4（联氨）、C 2H 6（CH 3CH 3）、CH 3NH 2、CH 3OH 、CH 3F 、NH 2OH （羟氨）；离子：K +、Ca 2+、Cl -、S 2-、HS -、P 3-、O 2- 2等。
2．等质子数的微粒
分子。14个质子：N 2、CO 、C 2H 2；16个质子：S 、O 2。
离子。9个质子：F -、OH -、NH - 2；11个质子：Na +、H 3O +、NH + 4；17个质子：HS -、Cl -。
3．等式量的微粒
式量为28：N 2、CO 、C 2H 4；式量为46：CH 3CH 2OH 、HCOOH ；式量为98：H 3PO 4、H 2SO 4；式量为32：S 、O 2；式量为100：CaCO 3、KHCO 3、Mg 3N 2。
Ⅳ.典型例题
例1、当氢原子中的电子从2p 能级，向其他低能量能级跃迁时 A ．产生的光谱为吸收光谱 B ．产生的光谱为发射光谱 C ．产生的光谱线的条数可能是2 条 D ．电子的势能将升高广
【解析】电子从高能量的能级向低能量的能级跃迁，会放出能量，故为发射光谱；比2p 能级低的
能级有2s和1s，所以可以产生两条放射谱线。答案：BC。
例2．科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是A．两粒子的1s能级上电子的能量相同
B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
【解析】这个题的信息告诉我们，不同元素基态原子的相同能级（如1s）上的电子能量是不相同的！跃迁时吸收的光的波长也不相同，这样就可以区分不同元素了。根据带电体的库仑作用力大小与电量乘积成正比可知，核电荷数越大，最外层电子越多，电性引力越大，电子离原子核的距离越近，能量越低。答案：C。
例3.元素周期表中ⅠA族元素有R′和R″两种同位素，R′和R″的原子量分别为a和b，R元素中R′和R″原子的百分组成分别为x 和y ，则R元素的碳酸盐的式量是
A．2（ax+by）+60 B．ax+by+60 C．（ax+by）/2+60 D．ay+bx+60
【解析】本题考察元素（平均）相对原子质量的计算。根据题给信息，R元素有两种同位素，其（平均）相对原子质量为（ax+by）。根据ⅠA族元素R的碳酸盐的化学式为R2CO3，求得其相对分子质量。答案：A。
例4.（2004天津理综，8）核磁共振（NMR）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象。试判断下列哪组原子均可产生NMR 现象
A．18O 31P 119Sn B．27Al 19F 12C
C．元素周期表中V A族所有元素的原子D．元素周期表中第1周期所有元素的原子
【解析】由题给信息可知，质子数与中子数只要有一种为奇数，就符合产生NMR现象的条件。所以，技巧之一是，只要质量数是奇数，一定符合条件。质量数是偶数的同位素原子，只要进一步分析其质子数，是奇数的，符合条件；是偶数的，不符合条件。
V A族的特征电子排布式为ns2np3，只有np能级上电子数是奇数，其余能级上电子数均是偶数，所
He不符合要求。答案：C。
以质子数一定是奇数。元素周期表中第1周期的氦元素的一种同位素原子4
2
例5.下列两种微粒属于同种元素原子的是
A．3p能级有一对电子的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和价电子排布式为4s24p5的原子
【解析】根据洪特规则，“3p能级有一对电子的基态原子”的特征电子排布式应为3s23p4，所以A错。根据洪特规则，“2p能级有一个未成对电子的基态原子”的特征电子排布式可以是2s22p1，也可以是3s23p5，所以B不一定是同一种原子。“M层全充满而N层为4s2的原子”的电子排布式为[Ne]3s23p63d104s2，所以C 错。依次书写原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40的元素（依题意，其最外层电子数为1～8个）的原子结构示意图或电子排布式，观察其最外层电子数是否与假设相符，结果只有35Br符合，所以D正确。答案：D。
Ⅴ.跟踪训练
一、选择题（本题有5个小题，每小题只有一个选项是正确的）
1．科学家对原子结构的认识顺序正确的是
①道尔顿原子模型②汤姆生原子模型③卢瑟福原子模型④电子云模型
A．①③②④B．④①②③C．④②③①D．①②③④
2.（04上海，3）据报道，月球上有大量3He存在，以下关于3He的说法正确的是
A.是4He的同分异构体
B.比4He多一个中子
C.是4He的同位素
D.比4He少一个质子
3．下列能级或电子层按能量由低到高的顺序排列，不正确的是
A．1s、2s、3s、4s B．K、L、M、N
C．3s、3p、3d D．2p、4s、3d、5f
4．“各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，这一结论的理论是（）A．构造原理B．泡利原理C．洪特规则D．能量最低原理
5．以下现象与核外电子的跃迁无关的是
A．霓虹灯发出有色光B．棱镜分光C．激光器产生激光
D．日光灯通电发光E．燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花
二.选择题（本题有10个小题，每小题有1～2个选项是正确的）
6.据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡222
Rn,从而对人体产生伤害，该同位素原子的中子数和质子
86
数之差是
A．136 B．50 C．86 D．222
7.氯只有35Cl和37Cl两各稳定同位素，它们在氯气中的原子数之比35Cl：37Cl 为3：1。则分子量为70、
72、74的氯气分子数之比可能是
A．5:2:1 B．5:2:2 C．9:3:1 D．9:3:2
8.）下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是
A ．D 3O +
B ．Li +
C ．ODˉ
D ．OHˉ 9．下列指定微粒的个数比为2：1的是
A ．Be 2+离子中的质子和电子
B ．2 1H 原子中的中子和质子
C ．NaHCO 3晶体中的阳离子和阴离子
D ．BaO 2（过氧化钡）固体中的阴离子和阳离子 10．某元素的两种同位素，它们的原子具有不同的
A ．质子数
B ．质量数
C ．原子序数
D ．电子数
11．已知元素X 、Y 的核电荷数分别是a 和b,它们的离子X m+和Y n-的核外电子排布相同,则下列关系式正
确的是 A ．a=b+m+n
B ．a=b-m+n
C ．a=b+m-n
D ．a=b-m-n
12．（2005广东，1）Se 是人体必需微量元素，下列关于78 34Se 和80
34Se 的说法正确的是 A ．78 34Se 和80 34Se 互为同素异形体 B ．78 34Se 和80 34Se 互为同位素
C ．78 34Se 和80 34Se 分别含有44和46个质子
D ．78 34Se 和80
34Se 都含有34个中子
13．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是
A. 1s 22s 22p 63s 23p 2→1s 22s 22p 63s 23p 1
B. 1s 22s 22p 63s 23p 3→1s 22s 22p 63s 23p 2
C. 1s 22s 22p 63s 23p 4→1s 22s 22p 63s 23p 3
D. 1s 22s 22p 63s 23p 64s 24p 2→1s 22s 22p 63s 23p 64s 24p 1
14．下列某元素p 轨道上有两个未成对电子，该此元素是 学科网ZXXK]
A. O
B. C
C. F
D. N 15．下列说法正确的是
A ．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同
B ．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成的
C ．核素指一种原子，而元素是指一类原子；核素间互称同位素，元素包含同位素
D ．40 18Ar 、40 19K 、40 20Ca 的质量数相同，所以它们是互为同位素
E ．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子 三 、填空题
16．按下面所要求的化学用语，表示出下列元素的原子（或离子）结构
⑴铁元素原子的电子排布式： ；
⑵铬（原子序数24）元素的简写电子排布式（用“原子芯”表示内层）： ； ⑶溴元素的原子结构示意图： ；
⑷Fe 3+的最外层电子的轨道表示式： 。
17．某元素4p 能级上有3个电子，该元素位于第 周期 族，其M 能层上有 个电子，4p 能
级上有 个未成对电子；原子的电子排布式为 ，可简写为 。
18．a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：
其中b 的离子半径大于e 的离子半径；d 是由极性键构成的四原子极性分子；c 与f 可形成两个共价型g 分子。
试写出：
⑴a 微粒的核外电子排布式 。
⑵b 与e 相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为 > （用化学式表示） ⑶d 溶于水的电离方程式 。 ⑷g 微粒所构成的晶体类型属 。
⑸c 微粒是 ，f 微粒是 （用化学式表示）。 “原子结构”参考答案
1、D
2、C
3、D
4、B
5、B
6、B
7、AD
8、D
9、A 10、B 11、A 12、B 13、B 14、AB 15、AC
16、⑴ 1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2 ⑵ [Ne] 3s 23p 63d 54s 1 ⑶ 见右
3s 3p
3d ⑷
17、4 V A 18 3 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 [Ar] 4s 24p 3
18、⑴ 1s 22S 22p 6 ⑵ NaOH>Mg(OH)2 ⑶ NH 3+H 2O ≒NH 3·H 2O ≒NH 4+OH -
↓↑ ↓↑ ↓↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
↓↑
⑷分子晶体⑸OH-H3O+
[解题指导]
3、构造原理强调的是填入顺序，能量是整体考虑，不是按能级考虑。所以，能级的能量比较还是E（4s）＞E（3d），但填入顺序是先4s后3d，这样整个原子总能量低。
8、“电子数大于质子数”说明该微粒带负电，从CD两个选项中找答案。
11、“核外电子排布相同”意即核外电子总数相等。
选修3 物质结构与性质 第一节 原子结构与性质 基础知识整合] 1．能层、能级和原子轨道 (1)轨道形状??? s 电子的原子轨道呈球形对称p 电子的原子轨道呈哑铃形 (2)s 、p 、d 、f 能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中n p x 、n p y 、n p z 三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n )的增大而增大。 (3)能量关系??????? ①相同能层上原子轨道能量的高低：n s (1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 构造原理：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。 构造原理示意图： (2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 (3)洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 4．电子的跃迁与原子光谱 (1)电子的跃迁 ①基态―→激发态： 当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。 ②激发态―→基态： 激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。 《5-1原子结构》 复习学案 [考纲要求] 1.了解元素、核素、同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子的排布。4.以IA 和ⅦA 族为例，掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。 【课前预习】 知识点一 原子的组成 1．原子：(1)原子结构： 原子(A Z X)??? ????? 质子(Z )个中子(A —Z )个 (Z )个 (2)有关粒子间的关系： ①质量数(A )＝________＋________； ②中性原子：质子数＝________＝__________； ③阳离子：质子数＝核外电子数＋________； ④阴离子：质子数＝核外电子数－________。 2．元素、核素、同位素的概念及相互关系 具有相同____________的同一类__________的总称。 具有一定数目_____和一定数目______的一种_____，如氢元素有三种核素，符号为__________。 ________相同而________不同的同一元素的不同________互称同位素。 问题思考 1．(1)任何原子内都有中子吗？ (2)同位素的性质相同吗？ 知识点二 核外电子排布规律 1．电子层的表示方法及能量变化 2．核外电子排布规律 1.能量最低原理：核外电子总是尽可能先排布在能量_______的(离原子核______)的电子层里。 2.每层最多容纳的电子数为______个。 3.最外层电子数最多不超过____个(K 层为最外层时不超过____个)。 4.次外层电子数最多不超过____个。 5.倒数第三层电子数最多不超过____个。 问题思考 2．核外电子排布的各条规律之间有怎样的关系？以19号元素K 的原子结构示意图不能 原子结构与元素周期律 考点1 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 近似相对原子质量 质子Z → 元素符号 原子结构 决定原子呈电中性 电子数（Z 个） 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 [例1]（2008·茂名一模）一定量的锎（98252Cf ）是有用的中子源，1mg （98252Cf ）每秒约放出2. 34xl99个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是 A.98252Cf 原子中，中子数为154 B.98252Cf 原子中，质子数为98 C.98252Cf 原子中，电子数为 98 D.锎元素的相对原子质量为252 考点2 原子核外电子排布规律 决定 X)(A Z [例2]（2008·广州二模·理基）X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层上只有一个电子，下列说法正确的是（）A．X可能是第二周期的非金属元素 B．X可能是第三周期的金属元素 C．Y可能与X同主族 D．Y一定是金属元素 考点3 相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几 种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比 算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与 其原子个数百分比的乘积之和。 注意①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。 ②、通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。 [例4]（2008·汕头二模）某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是( ) 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w g，此原子的质量为(m+n)w g D.核内中子的总质量小于质子的总质量 化学高考一轮复习6 原子结构 【考纲要求】 1.理解原子的组成和原子结构的表示方式，掌握单核微粒的相对质量及所带电荷与基本粒子 的关系。 2.理解核素与同位素的概念，掌握元素的平均相对原子质量的计算方法以及与同位素原子相 对原子质量的关系。 3.了解原子核外电子运动状态和排布规律，了解电子云概念 笔记与反思 决定原子种类的因素是、决定同位素 种类的因素是、决定原子近似相对原子质量的因素是、 决定原子所显电性的因素是。 2. ）原子结构示意图：、； ）电子式：、； ：、。 3. 。 ）同位素概念：。 （3）二者的区别与联系：。 ）同位素特征：①核物理性质：、②物理性质：③化学性质：、④在自然界中不同形态下的丰度：。 ①原子的相对质量: 、 ②原子的近似相对原子质量：、 ③元素的相对原子质量：、 ④元素的近似相对原子质量：。 4. ）每个电子层最多容纳的电子数为个。 ）最外层不超过个（若最外层为层则不超过个） 过个（若次外层为层则不超过个）；倒数第三层不超过个。 ）能量最低原理：即核外电子总是尽先排在、然后才依 次排在、而原子失去电子时总是先失去。 运动特征：自身质量和体积：；运动范围： 度和位置。描述电子在原子核外运动状态的方法是：，此法中的小黑点表示的意义是。 .【例题解析】 [例1]已知氢元素存在1H、2H、3H三种同位素，氧元素存在16O、17O、18O、 三种同位素，则形成的H2共有种，形成的H2O共有种，在形成的水分子中，具有不同相对分子质量的水分子有种。 解题思路: 。 易错点: 。 [例2]已知X元素能形成相对分子质量分别为a、b、c的三种双原子分子，其分子个数之比为m:n:q，且a>b>c ，则X元素存在种同位素，其质量数分别为；这些同位素原子所占该元素原子总数的百分比依次为。 解题思路: 。 易错点: 。 【考题再现】 1. 有几种元素的微粒电子层结构如图所示，其中： （1）某电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒符号是 ______ __。 （2）某微粒的盐溶液，加入AgNO3溶液时会出现白色浑浊，这种微粒符号是____ ___。 （3）某微粒氧化性甚弱，但得到电子后还原性强，且这种原子有一个单电子，这种微粒符号是_______ _。 （4）某微粒具有还原性，且这种微粒失去2个电子即变为原子，这种微粒的符号是________ 思维方法: 。 展望高考: 2. (上海市高考题)据报道,上海某医院正在研究用放射性同位素碘12553I治疗肿瘤。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差为 A．72 B.19 C.53 D.125 高考化学第一轮复习教案原子结构 学法指导 物质结构和元素周期律是中学化学教材中重要的基础理论。 通过对本章的学习，能够对往常学过的知识进行概括、综合，实现由感性认识上升到理性认识的飞跃；同时也能以物质结构、元素周期律为理论指导，来探究、研究以后将要学习的化学知识。 本章学习重点是核外电子的排布规律；元素周期律的实质和元素周期表的结构；元素性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系；离子键和共价键。 第一节原子结构 原子结构和同位素的考点，常以重大科技成果为题材，寓教于考，突出教育性与实践性。近几年的命题要紧表达在以下方面： 1．关于原子的组成及各粒子的关系； 2．分子、原子、离子核外电子数的比较； 3．同位素养量数和平均相对原子质量，求同位素的原子个数比； 4．粒子半径大小比较。 试题大多以选择题形式显现，模式也较为稳固。由于原子结构的发觉源于物理学中α粒子的运动实验，无疑，原子结构成了理化学科间综合的素材。估量这一知识会成为〝3+X〞综合测试命题的依据。 1．原子的组成和三种微粒间的关系 A X的含义：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。 Z 质量数(A)；质子数(Z)+中子数(N)。 核电荷数：元素的原子序数；质子数：核外电子数。 2．电子云 (1)核外电子运动的特点：①质量专门小，带负电荷；②运动的空间范畴小(直径约为10-10 m)；③高速运动。 (2)电子云的概念：原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就看起来一团〝带负电荷的云雾〞覆盖在原子核周围，这种〝带负电荷的云雾〞称之为电子云。电子云密集(单位体积内小黑点多)的地点，电子显现的机会多；反之，电子云稀疏(单位体积内小黑点少)的地点，电子显现的机会少。 3．电子层的表示方法 电子层数 符号K L M N O P Q 2 8 18 32 ……2n2 最多容纳电 子数〔2n2〕 专题一原子结构（两课时） 【考试说明】 １、认识原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。 ２、了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示常见元素（１～３6号）原子核外电子的排布。 【知识要点】 考点一：原子核外电子的运动的特征 １．电子层（能层） （１）在含有多个电子的原子里，由于电子的各不相同，因此，它们运动的区域也不同，通常能量低的电子在离核区域运动，而能量高电子在离核较远的区域运动。 （２）电子层的表示符号 电子层（n）一二三四五六七 对应表示符号 ２．电子云：电子在核外空间出现机会（概率）多少的形象化描述。 电子运动的特点：１质量极小２运动空间极小３极高速运动。 电子云的描述：电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为笼罩在原子核周围，所以，人们形象地把它叫做“”。 电子云中的一个小黑点代表；电子云密度大的地方，表明； 例１．下列关于氢原子电子云图的说法正确的是 Ａ．通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大 Ｂ．黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大 Ｃ．通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动 Ｄ．电子云图是对运动无规律性的描述 ３．原子轨道：电子出现概率约为90％的空间所形成的电子云轮廓图。 处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，原子轨道用小写的英文字母、、、表示不同轨道，可容纳的电子数依次是、、、 其中轨道呈球形；能层序数越大，原子轨道的半径越大。轨道呈纺锤形，每个p能级有３个原子轨道，他们相互垂直，分别以P x、P y、P z表示。 ４．能层与能级 能级的符号和所能容纳的最多电子数如下： A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为１、３、５、7 B.各能层含有的电子数为２n２ C.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 D.各能层含有的能级数为n —１ ５．构造原理：基态原子电子排布式 电子能级顺序：１s ２s２p ３s３p ４s３d４p５s４d５p6s４f５d6p7s５f6d7p…ns （n—２）f（n—１）d np 构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。不同能层的能级有交错现象， 如E（３d）＞E（４s）、E（４d）＞E（５s）、E（５d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（４f）＞E （５p）等。 ［练习］：写出下列原子的电子排布式。 K ２４Cr ２6Fe３+ １9 Br ２9Cu ２５Mn２+ ３５ 考点二：基态原子核外电子排布遵循的原则 １．能量最低原理:电子先占据的轨道，再依次进入能量的轨道. ２．泡利不相容原理:每个轨道最多容纳自旋状态不同的电子. ３．洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占的轨道，且自旋状态。 2012高三化学一轮复习：原子结构与化学键 1．元素X 、Y 和Z 可结合形成化合物XYZ 3；X 、Y 和Z 的原子序数和为26；Y 和Z 在同一周期。下列有关推测正确的是( ) A ．XYZ 3是一种可溶于水的酸，且X 与Y 可形成共价化合物XY B ．XYZ 3是一种微溶于水的盐，且X 与Z 可形成离子化合物XZ C ．XYZ 3是一种易溶于水的盐，且Y 与Z 可形成离子化合物YZ D ．XYZ 3是一种离子化合物，且Y 与Z 可形成离子化合物YZ 2 解析：根据题意，符合条件的化合物有NaNO 3和MgCO 3两种，B 项中MgCO 3微溶于水，MgO 为离子化合物。 答案：B 2．下列有关表述正确的是( ) A ．—OH 与OH － 组成元素相同，含有的质子数也相同 B ．NH 4Cl 的电子式为：??????H ··N H ·· ··H ·· H ＋Cl － C ．丙烷分子的比例模型示意图： D ．CO 2分子的比例模型示意图： 解析：A 项，质子数均为9，正确；B 项，没有写出氯离子最外层电子、缺少中括号；C 项，该图型为丙烷分子的球棍模型；D 项，CO 2分子是直线形分子，且r C ＞r O 。 答案：A 3．短周期元素X 、Y 的原子序数相差2。下列有关叙述正确的是( ) A ．X 与Y 不可能位于同一主族 B ．X 与Y 一定位于同一周期 C ．X 与Y 不可能形成共价化合物XY D ．X 与Y 可能形成离子化合物XY 解析：原子序数相差2的短周期元素，可以是同一主族，如H和Li；也可以是不同周期，如F和Na等；可形成共价化合物，如CO；也可形成离子化合物，如NaF。 答案：D 4．甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中各含18个电子。甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子。下列推断合理的是( ) A．某钠盐溶液含甲电离出的阴离子，则该溶液显碱性，只能与酸反应 B．乙与氧气的摩尔质量相同，则乙一定含有极性键和非极性键 C．丙中含有第二周期ⅣA族的元素，则丙一定是甲烷的同系物 D．丁和甲中各元素质量比相同，则丁中一定含有－1价的元素 解析：本题考查物质结构知识。选项A，甲是18电子的氢化物，且其水溶液为二元弱酸，不难得出甲为H2S，其中NaHS溶液中含有HS－、S2－，溶液显碱性，但NaHS能与NaOH等反应；选项B，O2的摩尔质量为32 g/mol，乙的摩尔质量也为32 g/mol，且含有18个电子，CH3OH符合，CH3OH中只含有极性键，无非极性键；选项C，第二周期ⅣA 族元素为C，CH3OH符合，但CH3OH不是CH4的同系物；选项D，H2S中元素的质量比为1/16(H/S)，H2O2分子中元素的质量比也为1/16(H/O)，H2O2中氧元素的价态为－1价，符合。 答案：D 5．一定量的锎(252 98Cf)是医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源，1 mg(252 98Cf)每秒约放出 2.34×109个中子。下列有关锎的说法错误的是( ) A.252 98Cf原子中，中子数为154 B.252 98Cf原子中，质子数为98 C.252 98Cf原子中，电子数为98 D．锎元素的相对原子质量为252 解析：252只代表是锎元素中某同位素的质量数，而不是锎元素的相对原子质量。 答案：D 原子结构 关键点拨 1、认识核外电子排布得规律 在含有多个电子得原子中，根据电子得能量高低与电子通常运动区域得离核远近，核外电子处于不同得电子层。电子层数可用两种方法表示:电子层序数(n）=1、2、3、4…或电子层符号K、Ｌ、M、N 核外电子排布得规律有:①核外电子分层排布时各电子层最多容纳得电子数就是2n２（n 表示电子层序数）；②最外层电子数不超过８个(K层为最外层时则不超过2个）；③次外层电子数不超过１8个，倒数第三层电子数不超过32个。以上三点在原子核外电子排布时需同时考虑。 元素得化学性质主要由原子得最外层电子数与电子层数决定。在化学反应中,元素原子有通过得失电子或形成共用电子对达到稳定结构得倾向. 2、统计原理在描述原子核外电子运动状态方面得运用 原子中得核外电子在核外做高速运动，这种运动不同于宏观物体得运动。科学上应用统计得原理，以电子在原子核外空间某处出现机会得多少,来描述原子核外电子运动规律。为直观起见，我们用电子云来表示这种运动规律。核外电子运动状态必须从电子层、电子亚层、电子云得伸展方向与电子自旋四个方面来描述。除了能量最低原理外,原子核外电子得排布还遵循:在同一原子中,不可能存在运动状态完全相同得电子，因此,在同一轨道中,最多只能容纳2个电子,而且它们得自旋状态相反；在同一亚层得各个轨道上，电子得排布尽可能分占不同得轨道，其中未成对得电子在不同轨道中得自旋状态相同。 ３、描述核外电子排布得表示方法 在描述核外电子排布时，我们可运用不同得表示方法，这些表示方法各有侧重，我们可以按需来选用. ①电子式与结构示意图?在元素符号得周围用“·"(或“×”）来表示原子（或离子)得最外层电子，这种图式称为电子式。例如,氧原子··、钠原子Ｎa·、氯离子[：：]—、氢氧根离子[：:H]—、 原子(离子）结构示意图就是用来表示元素原子或离子核电荷数与核外电子分层排布情况得示意图.小圈与圈内得数字分别代表原子核与核内质子数，弧线表示电子层,弧线上得数字代表该层得电子数。 例如,氮原子结构示意图为: 钠离子得结构示意图为： 氯离子得结构示意图为： ②电子排布式与轨道表示式 原子核外电子一般先占有能量较低得轨道，然后才依次进入能量较高得轨道。在第?至第三电子层中，各亚层中轨道能量由低到高得顺序为：E1ｓ， 2020-2021高考化学培优专题复习原子结构与元素周期表练习题含 答案解析 一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析） 1．南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。 (1)基态Mn2+的价电子排布式为____；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的___区。 (2)[Mg(H2O)6]2+[(N5)2(H2O)4]2-的晶体的部分结构如图1所示： N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示： 元素I1/kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1 X737.71450.77732.7 Y1313.93388.35300.5 Z1402.32856.04578.1 ①X、Y、Z中为N元素的是____，判断理由是__________。 ②从作用力类型看，Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。 ③N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是_______。科学家预测将来还会制出含N4-、N6- 表示，其中m代表等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号πn m 参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π66)，则N4-中的大π键应表示为_________。 (3)AgN5的立方晶胞结构如图2所示，Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为a nm，N A表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5的密度可表示为 _____g?cm-3（用含a、N A的代数式表示）。 【答案】3d5 ds Z X最外层为2个电子，X为镁；N的2p轨道处于半充满的稳定状态， 学业分层测评(四) 电离能及其变化规律 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．下列说法中不正确的是( ) A．电离能最小的电子能量最高 B．同主族元素，随着核电荷数的增加，I1逐渐增大 C．通常情况下，电离能I1＜I2＜I3 D．通常情况下，电离能越小，元素的金属性越强 【解析】同主族元素，随核电荷数的增大，I1逐渐减小，B错误。 【答案】 B 2．下列原子中，第一电离能最大的是( ) A．B B．C C．Al D．Si 【解析】B、C属于同周期元素，故I1(C)>I1(B)，Al、Si属于同周期元素，故I1(Si)>I1(Al)；C、Si属于同主族元素，故I1(C)>I1(Si)，B、Al属于同主族元素，故I1(B)>I1(Al)。综上所述知I1(C)最大。 【答案】 B 3．在第2周期中，B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是( ) A．I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B) B．I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C) C．I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B) D．I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B) 【解析】B、C、N、O属于同周期元素，同一周期元素随原子序数递增，第一电离能有增大的变化趋势，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，VA族元素大于ⅥA族元素。 【答案】 C 4．元素周期表第3周期所含主族元素中，第一电离能最大和最小的两元素形成的化合物是( ) A．Na2S B．MgCl2 C．NaCl D．AlCl3 【解析】第3周期主族元素中，第一电离能最大的元素为Cl，第一电离能最小的元素为Na，二者形成的化合物为NaCl。 【答案】 C 5．下列四种元素中，第一电离能由大到小顺序正确的是( ) ①原子含有未成对电子最多的第2周期元素 ②电子排布为1s2的元素 ③周期表中电负性最强的元素 ④原子最外层电子排布为3s23p4的元素 A．②③①④B．③①④② 核心素养提升练十四 原子结构化学键 (25分钟50分) 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分) 1.(2018·浙江11月选考真题)下列表示不正确的是( ) A.Na+结构示意图 B.乙烷的比例模型 C.乙醛的结构简式CH3CHO D.氯化钙的电子式 【解析】选B。是乙烷的球棍模型。 【加固训练】 (2019·沧州模拟)随着科学技术不断进步,研究物质的手段和途径越来越多,、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法中正确的是( ) A.中含有36个电子 B.O2与O4属于同位素 C.C60是有机物 D.H2与H3属于同种元素组成的单质 【解析】选D。氮原子的质子数为7,所以中含有电子:35-1=34个,A错误;“质同中不同”属于同位素,O2与O4属于单质,它们是氧元素的同素异形体,B错误;C60是单质,不是有机物,C错误;H2与H3属于单质,是氢元素的同素异形体,D正确。 2.Co是γ放射源,可用于农作物诱变育种,我国用该方法培养出了许多农作物新品种。下列对Co的叙述中不正确的是() A.质量数是60 B.质子数是60 C.中子数是33 D.电子数是27 【解析】选B。根据Co可知质量数为60,质子数=核外电子数=27,中子数 =60-27=33,只有选项B错误。 【加固训练】 某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成H m X 分子,在a g H m X中所含质子的物质的量是( ) A.(A-N+m)mol B.(A-N)mol C.(A-N)mol D.(A-N+m)mol 【解析】选A。X原子的质子数为(A-N),一个H m X中所含的质子数为(A-N+m),H m X 的摩尔质量为(A+m)g·mol-1,所以a g H m X中所含质子的物质的量为 (A-N+m)mol。 3.核电荷数为1～20号的四种元素a、b、c、d,其中a的阴离子的核外电子数与 b、c、d原子的核外最内层电子数相同,b元素的氢化物在通常情况下呈液态,c 与b同族且c2-和d+的电子层结构相同。下列说法错误的是 ( ) A.a、b、c、d原子的核外最外层电子数的总和为14 B.a的阴离子半径大于Li+ C.a与b形成的二元化合物是既含共价键又含离子键的化合物 D.b与d可形成至少两种二元化合物 【解析】选C。氢化物在通常情况下呈液态的元素是氧,b是氧元素,根据a的阴离子的核外电子数与b、c、d原子的核外最内层电子数相同,a为氢元素,c与b 同族,c2-和d+的电子层结构相同,c是硫元素,d是钾元素。a、b、c、d原子的核外最外层电子数的总和为14,A正确;半径r(H-)>r(Li+),B正确;a与b形成的二元化合物有H2O、H2O2只含共价键,C错误;氧与钾可形成K2O、K2O2等二元化合物,D 正确。 4.(2019·牡丹江模拟)在下列化学反应中,既有离子键、共价键断裂,又有离子键、共价键形成的是( ) A.2Na+2H 2O2NaOH+H2↑ B.SO 2+2H2S3S↓+2H2O C.Mg 3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑ 原子结构 1.认识核外电子排布的规律 在含有多个电子的原子中,根据电子的能量高低和电子通常运动区域的离核远近,核外电子处于不同的电子层.电子层数可用两种方法表示:电子层序数（n)=1、2、3、4…或电子层符号K、L、M、N 核外电子排布的规律有:①核外电子分层排布时各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层序数）;②最外层电子数不超过8个(K层为最外层时则不超过2个）；③次外层电子数不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。以上三点在原子核外电子排布时需同时考虑。 元素的化学性质主要由原子的最外层电子数和电子层数决定。在化学反应中,元素原子有通过得失电子或形成共用电子对达到稳定结构的倾向。 2。统计原理在描述原子核外电子运动状态方面的运用 原子中的核外电子在核外做高速运动，这种运动不同于宏观物体的运动。科学上应用统计的原理,以电子在原子核外空间某处出现机会的多少，来描述原子核外电子运动规律。为直观起见,我们用电子云来表示这种运动规律.核外电子运动状态必须从电子层、电子亚层、电子云的伸展方向和电子自旋四个方面来描述。除了能量最低原理外，原子核外电子的排布还遵循:在同一原子中,不可能存在运动状态完全相同的电子，因此,在同一轨道中，最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反;在同一亚层的各个轨道上，电子的排布尽可能分占不同的轨道,其中未成对的电子在不同轨道中的自旋状态相同。 3。描述核外电子排布的表示方法 在描述核外电子排布时，我们可运用不同的表示方法，这些表示方法各有侧重,我们可以按需来选用。 ①电子式和结构示意图 在元素符号的周围用“·"（或“×")来表示原子(或离子）的最外层电子，这种图式称 为电子式.例如，氧原子· ?? ?? O·、钠原子Na·、氯离子[： ?? ?? l C：]—、氢氧根离子[: ?? ?? O:H］—. 原子结构与性质 一、选择题 1．下列叙述正确的是() A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B．除短周期外，其他周期均为18种元素 C．副族元素中没有非金属元素学/科网 D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素 答案C 2．描述硅原子核外电子运动说法错误的是() A．有4种不同的伸展方向 B．有14种不同运动状态的电子 C．有5种不同能量的电子 D．有5种不同的运动范围 答案D 3．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2 2p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s2 2p3；④1s22s22p5。 则下列有关比较中正确的是() A．第一电离能：④>③>②>① B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>①>③＝② 答案A 4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是() A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C．2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子 D．最外层都只有一个电子的X、Y原子 答案C 5．下列各项叙述中，正确的是() A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素 C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 答案C 6．已知元素X、Y同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是() A．X的原子序数一定大于Y B．第一电离能Y一定小于X C．X和Y在形成化合物时，X显负价、Y显正价 D．气态氢化物的稳定性：H m X强于H n Y 答案B 7．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。 下列关于元素R的判断中一定正确的是() A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C．R元素的原子最外层共有4个电子 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 答案B 8．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是() A．最易失去的电子能量最高 B．电离能最小的电子能量最高 C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D．在离核最近区域内运动的电子能量最低 答案C 9．下列电子排布式或轨道表示式正确的是() ①C原子的轨道表示式： 课时跟踪检测（四十一）原子结构 1．(2016·绍兴模拟)下列有关化学用语正确的是( ) A．某元素基态原子的电子排布图 B．NH4Cl电子式为 C．Ca2＋基态电子排布式为1s22s22p63s23p6 D．F原子的结构示意图： 解析：选C A中电子排布图应为，错误；B中电子式为 ，错误；D中结构示意图应为，错误。 2．下列关于价电子构型为4s24p4的原子的描述正确的是( ) A．其电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d104p4 B．其价电子排布图为 C．其4p轨道电子排布图为 D．其电子排布式可以简化为[Ar]3d104s24p4 解析：选D A项，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，错误；B项，违反了洪特规则，错误；C项，违反了泡利原理，错误；D正确。 3．(2016·沈阳模拟)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( ) A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C．2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子 D．最外层都只有一个电子的X、Y原子 解析：选C 原子核外电子排布式为1s2的X原子是He，原子核外电子排布式为1s22s2的Y 原子是Be，二者的性质不同，A错误；原子核外M层上仅有两个电子的X原子是Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子不一定是Ca，还可以为副族元素，二者的性质不一定相似，B错误；2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子分别是第ⅣA族的C和Si，性质相似，C正确；最外层都只有一个电子的X、Y原子可以是H和Na等，性质不同，D错误。 4．(2016·衡水模拟)下列有关电子排布图的表述正确的是( ) A．可表示单核10电子粒子基态时电子排布 B．此图错误，违背了泡利原理 C. 表示基态N原子的价电子排布 跟踪检测（六十三）教材基础（1）——原子结构与性质1．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是() A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同 D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似 答案：A 2．下列说法中正确的是() A．所有非金属元素都分布在p区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区 C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化 解析：选C非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D项错误。 3．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断() A．它位于周期表的第四周期ⅡA族 B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2 C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2 D．Co位于周期表中第9列 解析：选D钴位于周期表的第四周期Ⅷ族，A项错误；“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布式为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。 4．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是() 【2019最新】精选高考化学一轮复习第14讲原子结构作业 A组基础题组 1.(2017北京海淀期末,3)已知Sr位于ⅡA族,下列有关Sr的说法不正确的是( ) ASr的中子数为38 B.最高化合价为+2 C.原子半径:Sr>Ca D.氢氧化物为强碱 2.据报道,月球上有大量3He存在,以下关于3He的说法正确的是( ) A.是4He的同分异构体 B.比4He多一个中子 C.是4He的同位素 D.比4He少一个质子 3.下列各组中互为同位素的是( ) A.O2和O3 B.H2和D2 C.CH4和C3H8 D.4He和3He 4.居里夫人发现了放射性元素镭Ra),其原子中含有的中子数为( ) A.88 B.138 C.226 D.314 5.(2017北京西城一模,7)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子,是制备全氮类物质的重要中间体。下列说法中,的是( ) A.全氮类物质属于绿色能源 B.每个中含有35个质子 C.每个中含有35个电子 D.结构中含共价键 6.据ETH天文研究所的报告,组成太阳的气体中存在20Ne和22Ne,下列关于20Ne和22Ne的说法正确的是( ) A.20Ne和22Ne互为同位素 B.20Ne和22Ne互为同分异构体 C.20Ne和22Ne的化学性质不同 D.20Ne和22Ne的中子数相同 7.美日科学家因研究“钯催化交叉偶联反应”所做出的杰出贡献,曾获得诺贝尔化学奖。钯(Pd)元素的原子序数为46,下列叙述错误的是( ) A.Pd和Pd互为同位素 B.钯是第5周期元素 C.Pd2+核外有48个电子 DPd的原子核内有62个中子 8.医学上通过放射性14C标记的C60进行跟踪研究,发现一种C60的羧酸衍生物在特定的条件下可通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病。有关C60和14C的叙述正确的是( ) A.12C与14C互为同素异形体 B.14C原子中有6个质子,8个电子 C.12C与14C的原子中含有的中子数之比为3∶4 D.金刚石与C60都属于原子晶体 9.(2018北京海淀期中)以下有关原子结构及元素周期表的叙述正确的是( ) A.第ⅠA族元素钫的两种核素:221Fr比223Fr少2个质子 B.第三周期金属元素的离子半径:r(Na+) 天津高考化学专题复习 原子结构 基础题 1.我国限制稀有金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(140 60Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是( ) A.140 60Nd 和142 60Nd 是同一核素 B ．一个140 60Nd 原子的质量约为 140N A g(N A 表示阿伏加德罗常数的值) C.140 60Nd 原子的中子数与质子数之差为80 D ．14 g 钕元素含有6 mol 电子 解析：140 60Nd 和142 60Nd 是不同核素，A 项错误；1 mol 140 60Nd 原子的质量约为140 g ，一个原 子的质量约为140N A g ，B 项正确；140 60Nd 原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C 项错误；元素的相对原子质量是该元素的各种天然同位素的相对原子质量和所占的物质的量分数算出的平均值，因此14 g 钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1 mol ，含有的电子也不是6 mol ，D 项错误。 答案：B 2．下列有关化学用语表示正确的是( ) A ．中子数为10的氧原子：10 8O B ．Mg 2＋的结构示意图： C ．硫化钠的电子式： D ．甲酸甲酯的结构简式：C 2H 4O 2 解析：中子数为10的氧原子为18 8O ，A 错误；Mg 2＋ 质子数为12，核外电子数为10，B 正确；Na 2S 为离子化合物，电子式为 ，C 错误；甲酸甲酯的结构简 式为HCOOCH 3，D 错误。 答案：B 3．下列属于同位素的一组是( ) A ．O 2、O 3 B ．Na 2O 、Na 2O 2 C.4019K 、4020Ca D ．H 、D 、T 解析：同位素是具有相同质子数不同中子数的同一元素的不同核素。同位素是核素不是单质、不是化合物，A 选项是单质、B 选项是化合物，所以A 、B 错误；C 选项是不同种元素的原子，所以C 错误；D 选项是同种元素的不同原子，所以D 正确。 答案：D 原子结构、核素 李仕才 基础知识梳理 1．原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A z X)?? ? 原子核? ???? 质子(Z 个)——决定元素的种类中子[(A －Z )个] 在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子(Z 个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z )＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义 (4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12 C 质量的112的比值。一种元素有几 种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如： A r (Cl)＝A r (35Cl)×a %＋A r (37Cl)×b %。 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大； ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 1H：名称为氕，不含中子； 2 1H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 3 1H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 核素235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O 用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子 (1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×) (6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同(√) 现有下列9种微粒：11H、21H、13 6C、14 6C、14 7N、5626Fe2＋、5626Fe3＋、16 8O2、16 8O3。按要求完成以下各题： (1)11H、21H、31H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。 (2)互为同素异形体的微粒是________。 (3)5626Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______________________。 (4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。 答案(1)核素同位素(2)16 8O2和16 8O3(3)30 24 (4)7 5第五章原子结构高三复习
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